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“难,太难了,这是我修过最难的高铁!”站在即将通车的郑渝铁路奉节隧道外,负责奉节隧道建设的中铁十六局郑万铁路6标项目部总工程师刘剑华,谈起当年是如何在“豆腐”里打通奉节隧道的。
此时,离奉节隧道全隧贯通已经过去了约一年半时间,笔直的铁轨已经铺进了奉节隧道内,由钢筋水泥构筑的隧道壁坚固而又光滑。
刘剑华干过大大小小的铁路项目有10多个。奉节县境内郑渝高铁单洞双线隧道—奉节隧道,是他干过最难的。
该隧道长约13.5公里,为重庆段第三长隧,受朱衣背斜地质构造挤压影响,属于巴东1段泥岩夹页岩、软岩大变形地层,隧道下穿冲沟谷、岩堆体及岩溶填充层地段,IV、V级软弱围岩占比达72%。
▲2022年6月13日,重庆北至巫山的55880次复兴号列车上,乘务员正在服务
2017年7月,伴随着轰轰声,在建的奉节隧道进口到1号斜井,隧道开挖推进了约30米,监测人员发现已经进行初次支护的隧道撑子面出现了混凝土破裂、掉块,隧道变形、塌方,钢架屈曲变形呈“z”状。
“隧道软弱大变形!”已经有23年工作经验的刘剑华立即意识到隧道开挖遇到复杂的地质。该地质“见风成粉、遇水成泥”,对施工技术要求极高,犹如在“豆腐”里面打隧道。
经勘查,该地段有长达2300米软岩大变形!隧道洞顶发裂宽度最大达20米,隧道拱顶及边墙出现大变形,最大沉降量达70米。
“面对软岩大变形,不论从技术上还是管理上,创新是我们唯一的选择。”刘剑华表示。
项目部多次邀请西南交通大学、隧道设计领域等相关专家到现场调研、指导,专家一致认为要让围岩坚固起来,可采用传用的加固一层支护根本不行。
用了半年时间,项目部创新提出“可升缩性拱架”+“两台阶四步工法”+“临时仰拱”组合施工法,即在传统的新增一层支护的基础上,创新施工技术。这相当于在豆腐里布设三排“可升缩性拱架”,增加隧道受力和弹力;同时增加支护密度,将之前的整个工作面一次开挖,变成九宫格开挖,这样解决了大变形的“脱皮开裂掉块”。施工人员通过实施“换拱”,增加“附拱”方式,加大拱架的型号增加围岩坚固度。
此举,将隧道月开挖不足20米提升到“45-50米/月”,工期节省提快3个月,节省项目直接工程成本近百万元。
值得一提的是,该隧道为高地温地层,隧道内隧道温度高,夏天温度达40多度。
为确保隧道内可以施工,除了设置“双风机+双风管”加强隧道通风,将室外的风引进来降温外,项目部还搬来“救兵”——冰块。
刘剑华回忆道,隧道最多的一天,用两辆车拉来30多吨冰块,放在隧道作业面附近降温。据介绍,从2018年到2020年11月30日,奉节隧道全隧贯通,项目部共用了约千吨冰块。