經過800天不懈努力,近日由中鐵一局五公司承建的臨(安)金(華)高速臨安至建德段石柱山隧道雙幅貫通。這標志著建設者攻克了浙江省最復雜巖溶隧道群。
臨金高速建德段位于浙西丘陵山區,全線設置隧道30座,經過溶洞密布的瑤琳仙境,穿越斷層密布的天目山脈,由石柱山隧道、虎溪臺隧道、仰天洞隧道組成的隧道群,匯聚了大型溶腔、涌水突泥、碳質泥巖變形等各類難題,被稱為“地質博物館”,是浙江省高速公路建設史上最復雜的巖溶地質隧道群。
下足隧道“繡花”功夫
“像這樣的短隧道,一般情況3個月左右就可以貫通,但是我們足足干了兩年多?!迸R金高速TJ05標項目負責人李敬偉說道。
隧道群內分布著巖質有如“豆腐”般松軟、地表易滲水的石柱山隧道,以及涌水突泥風險大、最大出水量可達到6552立方米/天的虎溪臺隧道。
石柱山隧道就是臨金高速不良地質隧道中的典型,位于杭州市桐廬縣瑤琳仙境景區附近,為雙向分離式隧道,左洞長273米、右洞長297米。由于隧道位于懸崖峭壁上,進出口地勢起伏大,且受巖溶地質影響,隧道地質鉆孔遇溶洞率達100%,極易發生已完成的隧道支護結構開裂甚至塌方。
“就這一條不足300米的隧道,先后出現了大小10余處溶腔?!表椖奎h支部書記李治軍介紹。石柱山隧道經過溶蝕溝槽約21處,最大溶洞直徑達到35米,且溶洞內泥水居多,部分溶洞還與地表貫通,雨水會通過溶洞滲進隧道里。為了防止開挖導致圍巖不穩發生垮塌,施工班組每天只能掘進大概50厘米并及時加固?!翱梢哉f,隧道就是工人們一點點‘繡花’繡出來的?!崩罹磦フf。
隧道里的“蛋殼”工藝
在掌子面左側拱腳處的溶腔,縱向發育30米,橫向方向往外延伸與瑤琳仙境溶洞連通,空腔體積約5000立方米,溶腔不規則發育,大大增加了施工難度,也加長了施工處理時間。
為克服掌子面出現溶腔的難題,項目部在開挖輪廓外打設初支護拱,增加懸空圍巖的穩定性,向下發育的空腔采用混凝土灌注回填,全斷面使用注漿小導管,再進行裂隙注漿施工;當仰拱出現溶腔時,先采用片石回填,回填至相應標高,再采用混凝土回填至仰拱底標高,接著進行仰拱初期支護施工,從初期支護面打設注漿小導管進行裂隙注漿。特別是在拱頂出現滑落及滑塌時,項目部在開挖面增設鋼架至掌子面,再打設注漿小導管進行注漿固結,按設計參數進行支護至掌子面,采用分次噴射混凝土。最終,石柱山隧道共注漿約30000立方米。
“部分空腔溶洞出現在隧道上方,就像一個脆弱的‘雞蛋殼’蓋在隧道拱頂處,稍有不慎就有坍塌的風險。我們通過增加一個護拱,為‘雞蛋殼’增加了結實的‘保護罩’,保護隧道在溶洞空腔中的結構安全?!崩钪诬娊榻B。
在虎溪臺特長隧道,項目部通過在隧道掌子面打泄水孔降低水壓、集中引排等方式,克服涌水突泥風險,安全通過了承壓水段。為了攻克仰天洞隧道“豆腐”般脆弱的碳質泥巖隧道施工難題,項目部不斷優化隧道施工方式,借助超前小管棚將隱藏在圍巖中的孤石串聯成“項鏈”固定在隧道上方,防止孤石掉落,確保施工安全。
數智建造加裝安全“護盾”
為破解不良地質難題,項目部積極推廣“機器換人”策略,將“智慧建造”厚植施工建設的每個環節,以智慧化手段為品質工程賦能。通過機器換人、機器減人,優化定型了隧道“兩機一橋五臺車”八臺套,較常規項目可縮減人工近1/3,并大幅減少工人暴露在野外的工作時間,確保項目品質提升和本質安全。
“這就相當于把原先復雜專業的設計圖紙,通過動畫的方式生動展現出來,方便了工人們學習掌握隧道施工工序工藝,作業起來也就更加得心應手?!崩钪诬娬f道。
臨金項目作為交通運輸部智慧監理科技示范項目和全國首批平安百年品質工程創建示范項目,建設者結合“智慧隧道”的打造,在施工前對隧道進行了全過程施工BIM建模,實現可視化交底。同時借助3D激光掃描儀斷面采集技術處理大量開挖數據,對結果進行準確分析,提高了施工精細化水平,隧道開挖效果情況一目了然。
此外,項目部通過5G技術應用,在智慧控制中心就能準確掌握隧道內人員與設備的定位;隧道內開挖臺車與二襯臺車也安裝了攝像頭,實現了洞內施工實時監控,有效避免了工人違規作業,讓漆黑的隧道變得“透明”起來,施工效率和施工安全大幅提升。
為保證施工質量安全,項目部每隔30米就進行一次超前地質預報,對可能出現的涌水突泥等情況及時預測預警;實行安全風險分級管控制度,并在浙江省內率先建立了“安全自律協會”,組織一線工人簽訂“我為人人,安全為我”安全承諾書,以“先獎后罰”的方式,夯實安全生產基礎,確保了項目順利推進。 鄧仁亮 常星昊