中国中铁隧道股份有限公司

纵使百般艰难,决胜初心不改

——致敬高黎贡山隧道建设者

七彩云南,美丽德宏,在这样一片美丽神奇的土地上,有一条铁路正在如火如荼地建设着。它是“一带一路”沿线标志性工程,未来它将接入泛亚铁路网,成为又一条连接中国与南亚、东南亚的交通要道。它就是全长330公里、迄今为止穿越横断山脉的第一条铁路——大(理)瑞(丽)铁路。

作为大瑞铁路的重点控制性工程和川藏线的先行先试工程,高黎贡山隧道全长34.538千米,计划工期120个月,是中国第一铁路长隧、亚洲第一铁路山岭隧道,也是世界第七长大隧道。隧道位于喜马拉雅地震带,受印度洋板块与亚欧板块碰撞挤压,地形地质条件极为复杂,具有高地热、高地应力、高地震烈度、活跃的新构造运动、活跃的地热水环境、活跃的外动力地质条件和活跃的岸坡浅表改造过程等“三高、四活跃”的地质特征。全隧穿过18种不同地层、穿越19条活动断裂带,几乎囊括了隧道施工所有不良地质和重大风险,被业界称为“世界上最难修的铁路”,这样复杂的地质条件使其堪称铁路建筑史上的“地质博物馆”。

中铁隧道局承担的高黎贡山隧道,出口I线正洞13260米、平导11518米的施工任务分别由两台敞开式TBM施工。正洞“彩云号”TBM直径9.03米,是中国自主研制的国内最大直径TBM;平导“彩云1号”TBM直径6.39米,是我国首台再制造TBM,在滇西南极端复杂地质条件下同时使用两台TBM施工亦是首次。作为隧道及地下工程施工领域的“国家队”,从战火年代一路走来的中铁隧道局“野战军”,毅然决然扛起了穿越横断山脉、贯通高黎贡山这份神圣职责。奋战高黎贡山的四年间,多次发生突涌、突水、TBM卡机事件,虽然困难、险情不间断,但建设者们从未想过放弃,他们以战天斗地的豪情壮志,攻克了一项又一项难题,取得了多项科研成果。他们始终坚定一个信念:在保证安全的前提下,快速推进工程建设,为国家“一带一路”战略做出更大贡献。

 

发生突涌!紧急救援

2018年11月3日,高黎贡山隧道出口I线正洞距掌子面约350米处因自然灾害发生突涌。该段为燕山期花岗岩,在复杂的地质构造运动作用下,围岩软弱破碎,自稳性差,受到裂隙水和地表水下渗共同作用下,地层中细颗粒物质流失,地下水大量入渗,导致发生突涌。突涌量约2.6万方,洞内淤积长度约680米,正洞TBM被困;地表出现50米×80米的喇叭形坍坑,两侧边坡出现垮塌,沟谷水流灌入陷坑。突涌前一天,分部安全巡视人员在巡视过程中发现正洞DIK224+219位置出水量增大,立即报告分部经理,分部主要管理人员进洞查看后随即启动应急加固准备工作以及防突涌逃生设施安装并逐级上报。在与局指挥部研究后立即启动应急预案,通知现场施工人员进行紧急撤离。次日发生突涌,未造成人员伤亡,但承担正洞掘进任务的“彩云号”TBM被困洞内,情况未知。

“彩云号”TBM是我国自主研制的最大直径敞开式硬岩掘进机,再次刷新了我国自主研制敞开式TBM产品技术水平和工程应用难度。“彩云号”TBM与“蛟龙号”“歼20”“C919”共同当选2018年十大国之重器,有力提升了国产隧道施工装备国际竞争力。如果不及时抢通检修,设备撑靴及后支撑泄压,会使前部主体结构件变形,严重可以导致设备主机部分报废,恢复更换周期很长,严重影响工程建设。面对“彩云号”TBM受困局面,隧道局高度重视,立即成立应急工作领导小组,主要领导亲赴现场,同时抽调公司精干力量赶赴现场进行抢险。与此同时,铁路总公司工管中心主任李志义,云桂公司总经理吴敏、副总经理曾云川,铁二院副总经理张文建、副总工程师杨昌宇,集团公司党委书记、董事长于保林,总经理唐忠,副总经理南晓宇及相关专家团队亲临现场指导抢险。

项目部经理张建设、分部经理马亮在抢险过程中,往返洞内、地表反复勘察,带队组织抢险救援,迅速调运钻机,施做探测孔做孔内成像,第一时间了解“彩云号”TBM设备状况。在出口面临困难时,隧道局大瑞铁路项目部一分部迅速组织人员形成增援队伍,配合二分部人员一起,从11月6日11点到达现场开始作业,于11月10日凌晨5:30分完成小导洞施工任务,历时91小时将23米的“TBM生命通道”打通,确保了“彩云号”TBM检修及时。同时,对正洞坍体对应平导段套拱加固防护,保证抢险通道安全。由于塌方处正上方有河流经过、两边岩土不断向坍坑中垮塌,且位于大山深处,无水、无电、无粮、无路,二分部副经理姜军伟临危受命,组织人员将水泵、发电机抬到塌陷处,自己搬帐篷定住在山上,24小时不停工进行抢险处治,圆满完成了地表截流引排、坍坑封底等各项抢险工作,为洞内治排水、TBM抢修、险情控制发挥了重要作用。

在这场和时间赛跑的抢险中,中铁隧道局大瑞铁路“野战军”不畏艰难、连续作战,敢于担当、挑起重担,发扬团结高效战斗精神,夜以继日、凝心聚力、众志成城,经各方共同努力,成功“解救”了受困的“彩云号”TBM。经过40天的奋战,通过全体参建员工的共同努力,正洞TBM于2018年12月13日恢复掘进,较原定节点目标提前20天。本次突涌的发生,使建设者对滇西南极端复杂不良地质有了更深层次的认识。

 

突涌70次,卡机16次,淤泥长度120米,淤泥厚度达隧道断面的83%

2019年8月27日上午,受不良地质影响,高黎贡山隧道出口平导TBM掘进掌子面突发涌水涌泥,TBM护盾部位出现下沉,盾尾主梁区域拱部受强力作用影响15米长度范围内围岩整体沉降,导致盾尾拱架局部出现扭曲变形、护盾被卡,平导小TBM又一次遭遇卡机。综合各种情况来看,这是自平导TBM始发以来,遭遇最复杂的一次卡机。突涌发生后,现场启动紧急预案,组织人员第一时间进行撤离,未造成人员伤亡。8月27日中午,针对掌子面涌泥,四方工作组进行现场核对后制定了初步加固方案,一是主梁区域拱架增设竖撑及纵向HW100连接型钢;二是封闭揭露围岩;三是进行超前地质钻探,结合探孔情况确定后续脱困方案。9月21日,大瑞指挥部组织召开了“高黎贡山隧道出口平导TBM卡机处理方案专家会”,确定了平导右侧开设迂回导坑+TBM超前管棚注浆加固的综合处理方案。9月28日,四方工作组再次召开TBM卡机处理方案研讨会,会议确定在盾尾拱部增设管棚工作室,主要是为解脱护盾增加操作空间,同时增加受力,减少对设备的挤压,最大程度保障设备的完好性。10月22日15时,现场发现管棚工作室后方4米范围内拱部原有喷砼出现局部开裂,同时管棚工作室开口处后方第一榀钢架左侧3部竖撑弯曲变形,管棚工作室内钢架出现异响且拱部有初支喷射砼掉块现象并伴随大量涌水涌沙,这是自今年8月27日以来,在脱困抢险中发生的又一次严重涌水,现场随即将主梁区域作业人员撤离。

时隔将近一年,高黎贡山隧道平导小TBM又遇到全强风化花岗岩,水量大、水压高,围岩泥化严重的地层,导致平导TBM再次卡机,并且此次所遇地层更为复杂,脱困难度比以往都要大。在平导小TBM遭遇卡机的两个月时间里,项目一边与不良地质作斗争,一边加紧正洞TBM掘进的安全防护,边抢险边施工,最大程度保证建设工期不被耽误。由于正洞和平导两台TBM掘进里程相差无几,且两条隧道周边地层状况极为相似,一旦再发生类似卡机事件,对项目施工产值及进度都会带来严重影响。为保证安全起见,经多方专家研究,决定暂停正洞“彩云号”TBM的掘进,并加强对整机的检修和维护,持续跟进超前地质预报工作。这也再次体现了双线隧道小洞在前、大洞在后,小洞为大洞提供实质性“超前地质预报”的施工优势。根据项目统计数据,自两台TBM始发掘进以来,正洞大TBM累计卡机5次,平导小TBM累计卡机11次,两者对比,可以说平导小TBM的掘进里程充满了艰辛,也吃尽了“苦头”。但这样的付出是值得的,正是由于平导小TBM的超前性,它能够提前发现不地层并及时处理,起到为正洞“泄水”的关键作用,所以正洞TBM的掘进才相对要顺利很多。并且高黎贡山隧道出口平导采用TBM施工“探路”为正洞作引导的施工模式,也是首次在山岭隧道施工中运用,对于后续类似施工提供了大量宝贵的借鉴经验。

在脱困抢险过程中,每一次打孔钻探,都面临着钻孔涌水、涌泥的风险,期间大大小小的涌水涌泥发生不下70次,项目几乎每天都在进行着应急抢险。面对这样频繁的抢险压力,项目领导班子、党员干部身先士卒、率先垂范,始终冲在最前方,充分展现了党员干部的先锋模范作用。由于在涌水过程中,伴随大量泥沙,根据初步估算,淤积长度达120米左右,其中最深处淤积厚度近5米,而整个平导洞径也就6米多一点,占到了83%的隧洞断面。如果不及时清除淤积泥沙,将对设备造成严重侵蚀,如果关键部位受损,则对于TBM脱困恢复掘进的周期影响更大。项目临时抽调后勤精干人员和掘进队组成“抢险队”,每天三班轮流替换到洞内抢险。

经过两个月的努力,平导“彩云1号”TBM仍然被困。截止10月25日,洞内涌水量已经逐渐稳定,目前清淤工作正在有序推进,设备检修也在同步进行。针对此次突涌事件,国铁集团、云桂公司、中铁二院、中铁隧道局多方领导、专家极为关注和重视,先后多次组织前往现场进行指导,并于10月31日召开高黎贡山隧道TBM施工平导不良地质处理及正洞衬砌净空控制方案专家审查会,研究制定专项解决方案,为高黎贡山隧道工程建设提供强有力的技术支撑。

 

谁是最可爱的人?

魏巍在《谁是最可爱的人》中写道,“谁是我们最可爱的人呢?我们的部队、我们的战士,我感到他们是最可爱的人。”因为这些战士以坚韧的意志、舍己的精神、淳朴的品格,经历了常人难以想象的磨难和坚强,成就了一段英雄的史诗,在异国他乡受到了无尚的敬重。在大瑞铁路高黎贡山隧道施工现场,也有一批这样的人,他们以无比的坚韧和顽强,战天斗地、自强不息、忘我工作,把这条地质条件极为复杂、几乎囊括隧道施工所有不良地质和重大风险、被行业称为“世界上最难修的铁路”的大瑞铁路高黎贡山隧道一次次化险为夷,在滇西南筑起了中国铁路建设新的丰碑。

脱困抢险以来,分部经理马亮每天凌晨2点前几乎没睡过觉,他奔波于现场和设计院现场组,不断向专家寻求建议,和项目工程技术人员没日没夜地探讨,现场的“一举一动、风吹草动”他都了然于胸,并及时做出预判,可以说绷紧神经就从来没有放松过。22号涌水当天,生产副经理从接到消息赶赴洞内起,一直在现场盯控指挥抢险作业,连续工作24个小时都没合眼。险情发生后,隧道局大瑞项目部领导班子分两个小组24小时轮流在现场值班,处理问题。在封堵管棚掌子面期间,党员干部和一线作业工人不惧艰险、并肩作战,始终坚守在掌子面涌水处,承受着随时可能发生突涌的巨大风险,经过连续8个小时奋战,终于在开挖面支起了一道坚固的木桩屏障。现场值班安全员一直坚守在涌水处进行观测,随时关注水势及水质变化,及时通报前方情况,这个工作看似简单,但这个地方的危险程度可能只有他自己心里清楚。就这样,脱困工作在极其困难的条件下逐步向前推进着。

脱困工作中,最重要的一项工作就是探明不良地层的边界范围,以便后续有针对性地制定解决方案。由于此次所遇地质条件异常复杂,前所未见,常规的物探手段根本无法探明地质情况,在多次尝试不同型号钻机过程中始终都无法达到预期目的,期间还出现过钻杆被岩层巨大压力喷出的现象。钻探无果的现状让项目技术人员十分苦恼,经过多方比对,项目从众多厂家中试验筛选出了4种新型钻机进行钻探,结果还是未能达到预期目标。过程中,不良地层的钻探技术研究也成为项目的一个科研课题同步展开。通过边钻探边研究,边和设计院专家对接,不良地质范围的边界逐渐清晰。最后,综合考虑成本、工期及其他因素,经专家会研讨,提出了采取钻爆法迂回导坑施工来帮助TBM脱困的方案。

十年征战奔波苦,工程堪比蜀道难。豪情壮志不言弃,几番辛苦几番甜。波澜壮阔的怒江西岸,一群为使命而来的中铁隧道“野战军”,以决胜初心,不分昼夜、不辞辛劳地奋战在险峻的大山深处,他们心执一念、自强不息,为高黎贡山隧道建设默默奉献着一代人的青春!(王炎宾)

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