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穿越“地质博物馆”
——中铁一局五公司临金项目石柱山隧道施工纪实

来源:《澳门京葡》 时间:2022年04月30日 浏览次数: 【字体: 打印

  经过800天不懈努力,近日由中铁一局五公司承建的临(安)金(华)高速临安至建德段石柱山隧道双幅贯通。这标志着建设者攻克了浙江省最复杂岩溶隧道群。

  临金高速建德段位于浙西丘陵山区,全线设置隧道30座,经过溶洞密布的瑶琳仙境,穿越断层密布的天目山脉,由石柱山隧道、虎溪台隧道、仰天洞隧道组成的隧道群,汇聚了大型溶腔、涌水突泥、碳质泥岩变形等各类难题,被称为“地质博物馆”,是浙江省高速公路建设史上最复杂的岩溶地质隧道群。

  下足隧道“绣花”功夫

  “像这样的短隧道,一般情况3个月左右就可以贯通,但是我们足足干了两年多。”临金高速TJ05标项目负责人李敬伟说道。

  隧道群内分布着岩质有如“豆腐”般松软、地表易渗水的石柱山隧道,以及涌水突泥风险大、最大出水量可达到6552立方米/天的虎溪台隧道。

  石柱山隧道就是临金高速不良地质隧道中的典型,位于杭州市桐庐县瑶琳仙境景区附近,为双向分离式隧道,左洞长273米、右洞长297米。由于隧道位于悬崖峭壁上,进出口地势起伏大,且受岩溶地质影响,隧道地质钻孔遇溶洞率达100%,极易发生已完成的隧道支护结构开裂甚至塌方。

  “就这一条不足300米的隧道,先后出现了大小10余处溶腔。”项目党支部书记李治军介绍。石柱山隧道经过溶蚀沟槽约21处,最大溶洞直径达到35米,且溶洞内泥水居多,部分溶洞还与地表贯通,雨水会通过溶洞渗进隧道里。为了防止开挖导致围岩不稳发生垮塌,施工班组每天只能掘进大概50厘米并及时加固。“可以说,隧道就是工人们一点点‘绣花’绣出来的。”李敬伟说。

  隧道里的“蛋壳”工艺

  在掌子面左侧拱脚处的溶腔,纵向发育30米,横向方向往外延伸与瑶琳仙境溶洞连通,空腔体积约5000立方米,溶腔不规则发育,大大增加了施工难度,也加长了施工处理时间。

  为克服掌子面出现溶腔的难题,项目部在开挖轮廓外打设初支护拱,增加悬空围岩的稳定性,向下发育的空腔采用混凝土灌注回填,全断面使用注浆小导管,再进行裂隙注浆施工;当仰拱出现溶腔时,先采用片石回填,回填至相应标高,再采用混凝土回填至仰拱底标高,接着进行仰拱初期支护施工,从初期支护面打设注浆小导管进行裂隙注浆。特别是在拱顶出现滑落及滑塌时,项目部在开挖面增设钢架至掌子面,再打设注浆小导管进行注浆固结,按设计参数进行支护至掌子面,采用分次喷射混凝土。最终,石柱山隧道共注浆约30000立方米。

  “部分空腔溶洞出现在隧道上方,就像一个脆弱的‘鸡蛋壳’盖在隧道拱顶处,稍有不慎就有坍塌的风险。我们通过增加一个护拱,为‘鸡蛋壳’增加了结实的‘保护罩’,保护隧道在溶洞空腔中的结构安全。”李治军介绍。

  在虎溪台特长隧道,项目部通过在隧道掌子面打泄水孔降低水压、集中引排等方式,克服涌水突泥风险,安全通过了承压水段。为了攻克仰天洞隧道“豆腐”般脆弱的碳质泥岩隧道施工难题,项目部不断优化隧道施工方式,借助超前小管棚将隐藏在围岩中的孤石串联成“项链”固定在隧道上方,防止孤石掉落,确保施工安全。

  数智建造加装安全“护盾”

  为破解不良地质难题,项目部积极推广“机器换人”策略,将“智慧建造”厚植施工建设的每个环节,以智慧化手段为品质工程赋能。通过机器换人、机器减人,优化定型了隧道“两机一桥五台车”八台套,较常规项目可缩减人工近1/3,并大幅减少工人暴露在野外的工作时间,确保项目品质提升和本质安全。

  “这就相当于把原先复杂专业的设计图纸,通过动画的方式生动展现出来,方便了工人们学习掌握隧道施工工序工艺,作业起来也就更加得心应手。”李治军说道。

  临金项目作为交通运输部智慧监理科技示范项目和全国首批平安百年品质工程创建示范项目,建设者结合“智慧隧道”的打造,在施工前对隧道进行了全过程施工BIM建模,实现可视化交底。同时借助3D激光扫描仪断面采集技术处理大量开挖数据,对结果进行准确分析,提高了施工精细化水平,隧道开挖效果情况一目了然。

  此外,项目部通过5G技术应用,在智慧控制中心就能准确掌握隧道内人员与设备的定位;隧道内开挖台车与二衬台车也安装了摄像头,实现了洞内施工实时监控,有效避免了工人违规作业,让漆黑的隧道变得“透明”起来,施工效率和施工安全大幅提升。

  为保证施工质量安全,项目部每隔30米就进行一次超前地质预报,对可能出现的涌水突泥等情况及时预测预警;实行安全风险分级管控制度,并在浙江省内率先建立了“安全自律协会”,组织一线工人签订“我为人人,安全为我”安全承诺书,以“先奖后罚”的方式,夯实安全生产基础,确保了项目顺利推进。  邓仁亮 常星昊

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