又一座万米长隧贯通!渝湘高铁坪上隧道施工报捷

中国基建报 2023-12-28 19:15:53

12月27日,中铁十二局集团四公司承建的渝湘高铁重庆至黔江段全线首座富水岩溶万米长隧——坪上隧道提前节点工期3个月顺利贯通,成为全线第二座贯通的“万米长隧”,打破了全线建设瓶颈,进一步加快全线通车进程。

作为西南重要铁路干线,渝湘高铁重庆至黔江段为老渝黔铁路复线,正线全长约269.5公里,穿越峰峦叠嶂的武陵山脉,横跨柔波潋滟的乌江画廊,地质环境极为复杂。在全线7座万米长隧中,中铁十二局独立承担坪上隧道、中兴隧道两座万米长隧施工任务,总长度达到20.2公里。此次贯通的坪上隧道全长约10180米,存在岩溶、煤层与瓦斯及有害气体等安全风险,下穿高压富水区,最大埋深达550米,为全线可溶岩区段最多、地质结构最复杂的万米长隧,不仅是重黔铁路一级风险管理隧道,更是全线重难点控制性工程之一。

隧道贯通现场

“坪上隧道下穿区域地表水、地下水、裂隙水纵横交错,还有着难以捉摸的地下暗河和岩溶区域,隧道掘进如同在满是溶腔的奶酪中穿行,安全风险极高。”重黔铁路项目经理高伟民介绍说,在丰水期时,洞内涌水常常喷射而出,隧道每小时出水量相当于500多个标准游泳池容量。

穿越富水地质如何穿越“水帘洞”和“山中腔”成为项目面临的重大建设难题。他们通过加强超前地质预报管理,量身制定“探测+注堵+引排”相结合的富水岩溶隧道掘进施工方案,构建了“1泄水洞+1横洞+1平导+19横通道”的隧道建设结构形式,辅助坑道全长10108米,兼具应急救援和隧道排水需要,几乎等同于正洞长度,建设长度和建设规模位列重黔铁路全线之最。建设者通过修筑洞内引排水系统,巧妙将地下暗河改造成为蓄水池,作为日常文明施工和混凝土养护取水地,安全通过最大涌水量达每小时2.48万立方米的地下暗河,成功穿越大小岩溶50余次,穿越的最大的溶腔容积超过10万立方米。

隧道内溶腔遍布

为确保隧道安全掘进,项目建设者在坪上隧道建设中应用了可视化超前物探、三维激光地质扫描仪、全自动三臂凿岩台车、智能二衬台车等成套化工装设备,构建了一级机械化施工配套体系,打造了标准化施工作业线。坪上隧道施工从原来的“人海战术”转变成为“智能掘进”,实现了超前地质智能探测、地质风险自动化预警和机械化智能排险相结合的施工模式。据统计,该项目仅掌子面成套化智能机械设备就代替了以往一半左右的人员配置,施工安全保障和工效得到显著提升。针对隧道存在的瓦斯安全风险,建设者采用“人工排险+瓦斯自动监测”的监控方式,根据瓦斯监测浓度自动调整隧道通风量,依托智能机械化施工装备,及时优化调整施工工法,安全顺利穿越龙洋掩逆断层、高谷逆断层、熊家园逆断层、文复背斜等断层破碎带,以及煤层与瓦斯区段,创造了平导独头掘进6250米的全线最长施工纪录。

智能机械化配套施工

依托隧道智能机械化施工配套体系,推广应用了“36米有效长度移动栈桥+仰拱全幅钢模板”的仰拱配套工装,实现了仰拱钢筋、仰拱混凝土、填充混凝土标准化流水线作业;在全线率先推广使用了台车“软搭接”工装,结束了衬砌环向施工缝处混凝土容易受台车液压挤裂的历史,推动以方案保安全、以工装保工艺、以工艺保质量,打造了长大隧道成套机械化施工示范样板。在隧道掘进中,项目团队将隧道建设重难点转化成为工装工艺和技术创新“孵化池”,着力解决隧道超欠挖等问题,探索应用了三臂凿岩台车开挖仰拱工法,极大提升了施工效率,成功实现了“以机代人”,功效提升约35%,从人工开挖平均超挖值23厘米,下降到11厘米,有效节约了仰拱混凝土浇筑损耗;创新形成了“挑钎法”工艺,通过应用柔性钻杆,解决了三臂凿岩台车外插角过大的问题,将隧道拱墙超挖从17厘米降至9厘米,减少超挖47%,施工成本管控显著提升。

成套机械化施工体系

在提升隧道安全效率的同时,项目团队针对隧道施工点多面广的特点,在全线率先探索实施了“一板一档”管理模式,成为全线质量管控标杆,并在全路进行推广应用。走进施工现场,扫描印刷在隧道二衬上的“一板一档”二维码,设计图纸、设计纵断面图、变形监测记录、仰拱混凝土强度报告、施工负责人……一项项隧道施工关键信息如同翻开的书页在手机上全部呈现出来。“一板一档”管理模式通过将隧道建设各个阶段施工影像台账资料全部有机整合,并形成电子版施工档案,扫描二维码即可掌握隧道全过程影像纪实资料。“相较于传统人工眼看笔录的工作方式,‘一板一档’通过全过程电子影像管理,相当于给实体工程办理‘质量身份证’,一键即可掌握万米长隧各个部位的质量信息。”项目总工程师张冬生介绍说。

查看隧道“一板一档”施工数据

通过建立系统性的质量档案信息,建设者可及时优化和调整影响工程质量的关键性难题,实现质量问题可追溯,避免相同质量问题反复出现。他们还根据质量变动情况持续精准点对点跟踪质量管理各环节,实现了工程质量全生命周期管控,有力解决了西南艰险山区铁路隧道“拱顶空洞掉块、衬砌漏水渗水、仰拱上拱变形”等质量问题,实现了一次建设一次成优。(中铁十二局)

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