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隧洞里的“較量”:一厘一厘向前掘進

水電十四局發布時間:2023-06-02 12:51:26  作者:劉怡

汽車沿著蜿蜒的山路行駛,一旁的螳螂川漸漸被“甩”到山腳,轉過一個山頭,一個隧洞口赫然出現。

走近隧洞口,繁忙的作業車輛不斷從身旁穿梭而過,隧洞內傳出的機器轟鳴聲不絕于耳。

這幾年,隨著中老鐵路、墨臨高速等高鐵、高速公路的陸續通車,在云南,大大小小的隧洞著實見了不少,眼前的隧洞卻有些不同。

“確實不一樣!”一旁的工作人員解答了疑惑,“一般的公路、鐵路至少是雙向兩車道,隧洞洞徑大,洞內很寬敞,引水工程的隧洞洞徑小、擁擠,大型機械進出、施工很不方便。”

站在隧洞口,向洞內深處看去,整個隧洞一眼望不到底。今天的故事,就從滇中引水工程的隧洞講起。

從業二十年遇到最大的一次突泥涌水

在滇中引水工程昏暗的隧洞里,腳下小腿深的泥讓前行變得更加艱難。離涌水位置還有300米時,與宋武豪一起進入隧洞搶險現場的工區主任叫住了他,“你回去,我一個人進去。”

“其實也沒那么害怕,為什么不讓我進呢?”初生牛犢的宋武豪答應著,心里卻有些不以為意。工作一年多,作為水電十四局滇中引水工程昆明段施工1標項目部三工區的現場技術人員,這是宋武豪第一次進入突泥涌水后的隧洞現場。直到工作幾年后,他才逐漸意識到,自己進入隧洞搶險現場的經歷有多危險。

感到后怕的不只有宋武豪,回想起那天隧洞突發涌水的情形,經驗豐富的林輝云依然心有余悸,“這是我從業二十年來遇到過最大的一次突泥涌水”。

“現場巖層不斷掉下碎塊,涌水量逐漸增多,水質開始變渾。”2021年10月的一天上午,查看完剛開挖的隧洞現場后,作為松林隧洞施工現場負責人,林輝云不敢耽擱,立馬上報情況,組織施工人員撤出。

隧洞口迅速拉起了警戒線,線外,勘察、設計、施工、工程監理四方人員緊急商討著處置措施。突然,隧洞內的換氣風機開始震動,現場眾人還未反應過來,“砰”的一聲,突涌的泥水沖波就從洞口噴出。

“泥漿沿隧洞整整沖出了200米!”事后,林輝云十分慶幸當時現場的預判準確,及時將施工隊撤出,沒有造成人員傷亡。

不斷增加水泵、排水管,采取三班倒模式……這次的突泥涌水事故導致隧洞每天涌水超4萬立方米,施工隊只得24小時不間斷堵涌、排水。那段時間,隧洞中常常出現這樣的景象:涌水如瀑布般從洞頂的巖層落下,施工人員大半個身子泡在水里搶險鏖戰,而日夜憂心的林輝云也常常三更半夜往隧洞里跑。

灌漿封堵涌水、結束清淤、重新支護拱架,施工隊全力奮戰三個多月后,松林隧洞終于重新向前掘進。結果,又多次遇到突泥涌水,整個施工如同拉鋸戰,淹沒、清淤、掘進、再淹沒……

挖隧洞不可預見的因素實在太多

隧洞掘進的困難,不止有突泥涌水。

“突泥涌水發生得太快了,基本沒有前兆,但軟巖變形又是一個緩慢持續的過程,巖層每天只變化幾毫米,肉眼很難立刻觀測到。”往來車輛轟鳴聲、施工機器作業聲不斷傳來,站在蔡家村隧洞口,水電十四局滇中引水工程昆明段施工1標項目部三工區主任汪帆加大了音量,“變形嚴重的地方,巖層還會直接把支撐隧洞的鋼拱架直接擠壓扭成麻花。”

2019年,汪帆從橋梁工程施工轉向了隧洞施工。“橋梁施工可以提前做好安全預案,防護措施做到位,風險就會減小。”與之前干的橋梁工程相比,汪帆常常感嘆:“挖隧洞,地底下不可預見的因素實在太多了。”

在埋深達百米的蔡家村隧洞,影響施工進度的最大“攔路虎”便是軟巖變形。

支撐隧洞的鋼拱架一旦被巖層擠壓變形,就需要返工加固,變形嚴重的地方還要更換。“需要換拱架的地方基本都是易塌方段,土質松散會滲水,換拱架相當于再次破壞巖層結構,非常危險。”汪帆坦言,最無奈的時候,整個隧洞有100多米的鋼拱架需要更換,施工隊常常一邊向前掘進,一邊回頭加固、換拱架,與隧洞中的巖層反復進行“拉鋸戰”。

Ⅳ類、Ⅴ類圍巖占比高達70%,富水承壓洞段、斷層構造洞段多,軟巖變形、巖爆塌方、突泥涌水不時發生……昆明蔡家村隧洞、松林隧洞位于水電十四局建設的滇中引水工程昆明1標段內,地質條件十分復雜。但這里,只是滇中引水工程612公里地下隧洞艱難掘進的一段縮影。

一厘一厘向前掘

起于云南省麗江市石鼓鎮,終于云南省紅河哈尼族彝族自治州新坡背的滇中引水工程,途經云南麗江、大理、楚雄、昆明、玉溪、紅河六個州市,竣工后每年平均引水量達34億立方米,年惠及人口超1112萬。

作為云南省有史以來和目前全國在建的引調水投資規模最大、建設難度最大的水利工程,全長664公里的滇中引水工程地下隧洞占比高達92%。

在這些隧洞深處,施工隊不斷嘗試、總結經驗,在與未知的一次次“較量”中,逐漸摸索出一套針對性的解決方案。“我們是一厘米一厘米地向前掘進。”汪帆感嘆。

精準了解巖層狀況,是與地下未知“較量”的第一步。

“凡挖必探”!開挖前利用“物探法”提前探測隧洞巖層,再在隧洞前方鉆取“超前探孔”進行補充、驗證,深入了解隧洞不良地質段的位置、規模;對于軟巖變形嚴重的隧洞段,施工隊則每隔10米設置一個檢測斷面進行觀察,對巖層變化進行預判。

提前采取預防性手段,是與地下未知“較量”的另一個關鍵。

創新使用“排沙法”,在隧洞開挖面巧“開天窗”,釋放圍巖內的涌水、泥沙等物質;加強支護措施、及時封閉開挖面,這些預防性措施讓隧洞施工的作業面形成了“金鐘罩”,最大限度降低了突泥、涌水、塌方等地質災害的發生幾率和危害程度。

“而在軟巖變形嚴重的施工段,搭設拱架時,我們會提前與隧洞面預留25厘米的空間,防止灌注永久混凝土前,巖層擠壞拱架,不斷出現返工的情況。”汪帆進一步解釋,“通俗地說,就是通過優化工序,與軟巖變形搶時間,縮短拱架搭建和灌注永久混凝土兩個工序的時間差。”

“采取了多種措施優化施工方案后,松林隧洞發生突泥涌水頻率降低了不少,蔡家村隧洞的掘進效率也得到了提升,而這些方法很多都是我在學校和書本上學不到的。”跟隨前輩一次次處置突泥涌水事故,宋武豪從中積累了不少的經驗。

自2019年11月2日開工建設,至2023年5月,不到四年的時間,總長20.73公里的滇中引水工程昆明1標段主洞掘進已完成近70%。

還有6.6公里,在建設者們的全力奮戰下,不久的將來,這段隧洞將勝利貫通。


隧洞搶險


開挖施工


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