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中鐵21局三公司承建西藏拉日鐵路宗嘎1#隧道施工紀實
[ 編輯:admin | 時間:2014-09-18 09:32:50
| 瀏覽:2048次 | 來源:中國市政建設網 | 作者: ]
謹以此文獻給為西藏拉日鐵路建成通車作出卓越貢獻的巴圖魯們
高原缺氧何所懼，笑傲雪域寫春秋；傾情奉獻創名牌，我為高原鑄豐碑。——這是中鐵二十一局集團拉日鐵路建設者，在青藏高原吼出的豪言壯語。他們像一支無堅不摧的“狂飆支隊”，橫掃地獄千軍，譜寫了一曲挑戰極限，極速穿越雅魯藏布大峽谷，為青藏高原再造一座絕世建筑豐碑的最美壯歌。 ——采訪題記 穿越最美大峽谷
——中鐵二十一局集團三公司高原最長單線特長鐵路隧道施工走筆
圖1為建設中的宗嘎1#隧道（原盆因拉隧道）。
今天，他們又參加了西藏拉日鐵路建設。管段全長46.44公里，隧道累計21413延米；其中，宗嘎1#道全長10410米，是目前中國高原鐵路第一座最長的萬米級單線特長隧道，總投資約4.35億元，被業主列為全線重難點控制性工程，備受原鐵道部、西藏自治區領導、民族宗教等社會各界矚目。 隧址位于雅江北岸中高山區，進口位于澤朗曲溝西岸沖洪積臺地，出口位于雅江北岸宗嘎村后的基巖山坡處。山體地形起伏較大，地勢陡峭，沖溝發育，地質條件復雜，巖爆現象突出，兩個斷層構造，節理裂隙發育，涌水量大。 為解決特長單線隧道排煙難、運輸難、出渣難等問題，三公司在集團公司的統籌下，在原設計位置上作了優化：一邊從日喀則端的出口掘進，一邊在拉薩端的進口端增設1#斜井，并在中間段增設2#、3#、4#橫洞。其中，三座橫洞的物資材料和機械設備，必須修建橫跨雅江的2#、3#便橋才能運達。 2011年5月30日，集團公司董事長孟廣順向全體參建員工發出“把中國高原在建鐵路第一單線特長隧道品牌叫響叫亮”的號召。 三公司副總經理兼項目經理馬威說：工程上場以來，參建職工以挑戰自我精神，積極推行標準化管理，把決戰完勝高原第一萬米特長隧道，作為一種無上榮譽和機遇，同時又作為一種挑戰，并決意要把宗嘎1#隧道建成“優質、平安、綠色、和諧”的區優、部優和國優工程，為青藏高原再造一座流芳百世的建筑豐碑。 1#斜井一馬當先 改斜歸正提前三天 宗嘎1#隧道進口位于G318 國道4779公里處，雅魯藏布江北岸澤朗曲沖洪積臺地西坡絕壁懸崖上，與澤蘭溝底垂直高度約60米左右，地勢十分險要陡峭。壁立懸崖處，既是隧道進口處，又是TJ4標澤曲大橋的墩臺，而且澤蘭溝東坡又是達嘎山隧道出口。加之進口端地質條件復雜，泥石流和巖爆現象突出，施工難度更大。 面對兩隧夾一橋的“V”字形地勢，三公司的建設者審時度勢，因地制宜，采取繞行避險壁，在澤蘭山北山半山腰打斜井，進洞斜穿515米；進入正洞后，再分頭掘進的優化方案。 在確保安全、質量的前提下，建設者狠抓1#斜井的工序銜接，科學組織，安排合理，促進施工進度。在安排測量的同時，又把開挖班安排一起進洞。如此一來，開挖班就可以充分利用測量空隙，做好接水管、風管和維護風槍、鉆頭、開挖臺車等準備工作；測量程序臨近結束，開挖班人員馬上進入打鉆狀態；爆破完畢，立馬啟動通風機；除塵排煙一完，運渣車馬上又進入出渣狀態。 整個施工過程科學合理，工序銜接緊湊，一環扣一環，一點也不拖泥帶水；尤其是中間環節，幾乎沒有空檔。如此周而復始，加快了施工進度。在做好這些工作的同時，還把施工責任具體落實到每個人頭，實行24小時全天候值班；并安排專人對風槍、攪拌機、發電機、空壓機、運渣車等機械定期保養，以確保正常施工。 經過81天的艱苦鏖戰，1#斜井于2011年8月17日“改斜歸正”，提前3天進入正洞雙向施工。 2011年8月28日，集團公司總經理王繼紅聞訊1#斜井“改斜歸正”時，特別囑咐三公司建設者，務必在“三叉點”施工中，切實加強安全保障措施，以科學合理的工序銜接，加快雙向施工進度。 2011年10月12日，原鐵道部副部長盧春房在檢查拉日鐵路全線施工安全質量時，向孟廣順等詳細詢問了1#斜井進入正洞后，圍巖級別和巖體變化，以及每天的掘進尺度和施工質量，并在掌子面查看圍巖石質時，諄諄告誡施工人員，務必在安全優質的前提下，穩扎穩打加快施工進度。 便橋飛架雅江渡 南北兩岸變通途 三公司項目部駐地位于雅魯藏布江北岸基巖平緩帶，與318國道隔江相望。這一帶地形特殊，四面環山，狀若一個巨大的橢圓形“鴨蛋”。宗嘎東村村長達瓦次仁說，切娃鄉大約有藏族同胞495戶4680人；緊貼雅江北岸江邊的宗嘎東、西村，有藏族同胞144戶，約1020人。在3#便橋沒有架通的情況下，幾乎被鴨蛋殼地形地勢封閉包裹著。說得夸張一點，駐地相當于一個藏地版的“世外桃源”。就連當地藏胞也有“遍行藏地百里路，難過滔滔雅江渡；兩岸相見能對話，不知相逢在何處”的深切感受。 盡管當地修了一些“富民鄉村路”，但只是沿山體原貌修筑了一些狹窄的土路：面對幾十米深的河谷，幾十米寬的的雅江，更沒有一座便捷橋梁；包括藏胞出行和砂石料、水泥、鋼材等物資材料進場，必須繞一個“回形針”似的土路便道才能到達。1#斜井位于尼木縣卡如鄉澤朗村境內，從318國道4779公里處分岔，還要彎來繞去的沿險惡盤山小道跑3公里路。而進入2#、3#、4#橫洞，就必須分別在G318 國道4785、4791公里處，修建兩座橫跨雅魯藏布江的施工便橋。 仁布縣位于西藏自治區南部，后藏日喀則東隅，平均海拔 3950 米，境內最高峰黨姆峰海拔 6112 米，屬藏南溫帶半干旱高原季風氣候；雨季原本多集中在7～8月份，降水量約占全年的95％左右。 但2011年，似乎是非常不平常的年份；雨季比過去任何一年都來得早，來得快，來的頻繁，來的讓人措手不及，來的十分兇猛狂暴。 2011年6月24日，也就是北京爆發“6．23”百年不遇大暴雨，強度達到小時128毫米，水淹京城的第二天。《漢典老黃歷》說，這天是農歷5月23日，是難得的黃道吉日。但天公不作美，西藏地區遭遇了罕見暴雨襲擊，風雨持續不斷，雷擊上千余次，拉薩貢嘎機場大部份航班緊急取消。天降暴雨，山洪來襲，宗嘎山上的沖刷溝，當即變成了泄洪壩，如飛瀑直下，沖向雅江。翌日，江面水位暴漲了2米多。 2#便橋當即被沖毀，3#便橋最后一個墩臺，眼看就要澆筑完，剎那間，也被淹沒在咆哮洪水中。隨后直至8月下旬，又先后十多次普降強暴雨，雅江水位漲了又消，消了又漲。幾次大洪水，最高時居然上漲了7米多；唯一迂回通往隧道出口和4#橫洞的江邊便道，還差50公分就要被淹沒了。 隔山容易隔水難。2#、3#橫洞被迫停工待料，甚至生活用品也不能供給。雅江洪水咆哮兇，索橋飛架南北通。7月中旬，建設者毅然決定主動避開洪峰，把便橋改為臨時索道，以解燃眉之急。他們采用“混凝土重力式錨墩150米大主索”，能承載15噸貨物索道施工方案。同時加大人力、物力、財力和機械設備投入，全力以赴突擊搶通索道。經過十幾天晝夜施工，連續三天精心調試，8月11日順利架通，并即刻開始運送機械設備和物資材料。 項目班子成員素以精誠團結、治事精勤，沉穩殷實著稱。在他們看來，索道雖然暫時能給2#、3#橫洞運輸物資材料，但效率偏低，費工費力，費時費錢，無功損耗浪費大；時間長了，也始終不是辦法；一則安全指數低，二則不能滿足施工需要。所以自索道運行以來，幾位領導心里總是七上八下，一直處于忐忑不安狀態。 工程施工，材料物資供應保障和機械設備調運，始終是第一位的。保障部長李興富說，2#、3#、4#和出口，每天都需要大量的物資材料。便橋不通，任你有“手眼通天本領”，也沒法子加快進度。 幾位項目領導思前想后，哪怕困難再大，也要盡快把施工便橋架通，才能徹底解決問題。 9月下旬，雅江水位剛剛消退到技術施工位置，項目部就迅速組織兩支精熟善戰的橋梁施工隊，在雅魯藏布大峽谷掀起大干施工高潮。2011年11月26日，雅江驚現兩座各為4跨120米、7跨210米的“六四軍用貝雷梁”便橋，并實行管制式通車。 給我一個穿山支點 雷霆出擊沖鋒在前 記得有句哲語曾這樣說：“給我一個支點，我一定撬動地球。”這不，2#、3#鋼便橋飛跨雅江，工程物資源源不斷地運抵現場，從而成為3座橫洞迅速打到三岔點，進入主洞雙向施工的“核動力推進器”。與此同時，項目部還先后組建了出口和2#、3#、4#橫洞4個職工架子隊，來確保工程質量和施工穩步推進。 2012龍年春節剛過，馬威立馬發威，并會同黨工委書記鄧永榮，向參建員工發出《決戰決勝高原第一萬米長隧倡議書》。4個洞子的建設者應聲發力，發揚“高原第一速度”，頑強拼搏精神，扎實做好各項工作，掀起大干120天施工高潮，并制定嚴密理性的大干措施；確立目標，細化任務，落實責任。同時把施工任務充分細化，強化具體措施辦法，倒排工期。項目部還把3月1日至4月30日劃為第一階段；5月1日至6月30日劃為第二階段；從上到下，一級抓一級，把施工任務與責權利和《目標責任狀》，層層落實到具體人頭。 施工中，建設者在局指揮部的支持下，先后克服了地質圍巖差、圍巖多變無序轉換快、高地熱、高地應力、強烈巖爆、破碎斷層、地質裂隙涌水大、結構工序復雜、支護結構安全控制等級高、施工環境條件差、單線隧道出渣難、通風排煙難、排水難和征地拆遷難等諸多困難；同時針對隧道地質特點、地層巖性和地質構造，運用超前地質預報、超前加固、分部開挖超前支護、分步開挖等先進技術，一舉破解了多項施工難題。 ——除了開挖按“新奧法”工法組織施工外，還根據圍巖地質優劣，采取不同的開挖方法：Ⅱ、Ⅲ級采用光面爆破，Ⅳ、Ⅴ級采用臺階法。 ——積極推廣使用水壓爆破施工法，降低了粉塵濃度，提高了掘進進尺。通過嚴格控制超欠挖，達到了開挖面平整，輪廓圓順，炮痕率達到了95%以上，被業主樹為技術典型，成為沿線單位學習樣板。 ——建立超前地質預測預報系統。通過地質分析法、綜合物探法和水平鉆孔法，探測或預測開挖面前方地質情況，結合掌子面圍巖變化，對前方工程和水文地質情況做推斷，為完善設計，確定合理施工方案提供地質依據。 ——設置管棚或超前小導管，進行超前支護；注重鉆孔參數調整，開挖輪廓線、孔間距、炮眼深度、超前小導管注漿壓力等參數控制，同時加強監控量測，分析沉降變形曲線，隨時調整初期支護參數。 ——初支使用噴錨車，一次性進料加快了效率；既減少了砼料污染，又避免了砼料浪費。 八路諸侯地心會盟 高原勇士力戰黃龍 2012年8月23日，正當三公司的高原“巴圖魯”們，以“高原缺氧，我勁更足”的氣勢，突破5000米大關的時候，建設者遭遇了前所未有的F4、F5斷層破碎帶；雅魯藏布大峽谷腹部驚現“八路諸侯地心大會盟”的地質奇觀：——1#斜井、2#、3#、4#橫洞和出口，先后出現大量涌突水，而且長流不斷。 也許是2012壬辰龍年，命數犯水的緣故；在這座萬米特長隧道中，居然在5個洞口8個作業面，都齊刷刷地遭遇了瘋狂“龍王”的肆意妄為。 筆者當時在現場踏勘了解到，隧道上方有5條大沖溝，進口端澤朗曲溝常年流水，日流量達12000 立方米，出口沖溝日流量達到4000立方米。從仁布縣的水文地質講，水源頭大致為降雨水、冰雪融水和地下水。而且雨季主要集中在七八九月，降水量占全年的90％。地表沖刷溝，已經把山峰上流下的水，匯集到雅江里了。雨一停，沖刷溝當即干涸，加上風大沙狂塵土飛揚，地表很難再囤積水。更不用說這埋深千米的地腹，哪里來的這么多水？ 有位來自四川沐川縣的農民工幽默地說，難道說龍王爺成了多情種，像段正淳段王爺一樣，跑到高原來幽會“小三”不成？ 隧道洞身穿越巖體主要為閃長巖，地表基巖裸露，沖溝有薄層洪積物。隧道分別在ⅢDK142+900～+990、ⅢDK144+190～+350段位置，先后穿越F4～4正斷層，F4～5逆斷層構造巖；節理、裂隙發育，極有可能發生坍塌或大變形。 “可以說，它是最危險地段；涌水位置游離不定，一會兒左側墻，一會兒右側墻；早上在拱頂，晚間卻在仰拱。估計小時排量不下300立方左右，整個洞子，就像西藏版的‘花果山水簾洞’。” 架子隊隊長周飛說，“2012年10月15日，隧道涌水達到最高峰；從掌子面到出口洞門，大約1622米的隧洞，幾乎全部是齊腰深的水。” 項目部班子成員分頭出擊，沉穩應對，蹲在各個作業面，24小時晝夜不停地加強抽水排水，漲多少，抽多少；采取挖溝導流排水，還把風管、水管用來應急排水。5天后，架子隊員連續120小時突擊排水，出口端洞口才沒有見到龍王的蹤影。 巖爆炸裂驚心動魄 科技援手巧施良策 說起巖爆，隧道施工人員無不談虎色變。從地球物理學角度講，巖爆是埋藏深度較大，地應力較高的地下工程開挖過程中，經常遇到的地質災害之一。洞室開挖后，圍巖突然釋放大量潛能，使圍巖遭受脆性破壞，并以爆炸形式將巖塊從巖體表面飛射彈出。尤其是在堅硬的脆性巖層，其發生機率更大。 突發巖爆時，有點像狙擊槍發射那種陣仗。有部前蘇聯電影大片《兵臨城下》，狙擊英雄瓦西里·澤索夫在斯大林格勒保衛戰中，躲在斷垣殘壁里，以一槍斃敵的絕招讓子彈飛，創造了“瓦氏神槍，例無虛發”的神話，刷新了10天狙殺42名德國鬼子的記錄。而巖爆就像躲在地心角落里的“瓦氏神槍”狙擊手，突然向洞內打冷槍。 2011年10月19日下午17時22分，2#橫洞掌子面200米外某處突發巖爆，所幸事發點沒有人；但在大約半個小時前，時任架子隊隊長張愛暉、四川鐵科建設監理公司高監曹遠亮、監理周思旭等，還在事發點探討巖爆的治理措施，當時筆者也在跟蹤攝影采訪。 事后張愛暉說：王記者，你們剛出洞門幾分鐘，這兒就發生巖爆，但這只是小兒科，比較大的還有好幾次，那才叫嚇人呢。這家伙的威力可怕的很，它可以在瞬間把襯砌臺車的鋼板打穿。2#橫洞的巖爆特征最為強烈；Ⅱ、Ⅲ級圍巖巖體密實，結構完整性好。多發生在左側邊墻及拱頂部位，新開挖段1～3倍洞徑范圍內。在埋深大、地應力高的作用下，巖爆呈高發態勢。” 在采寫這篇深度報道時，筆者查閱了有關資料；巖爆具有高危性及不可預見性，地球物理學稱為表部巖爆。巖石堅硬干燥，突發時沒有明顯前兆。它像幽靈一樣，突然在你面前爆裂，石塊隨之應聲而下；小者幾厘米，大者可達一米多。有時出現爆裂聲，但久久不見巖塊墜下；兩三天甚至幾天后，巖塊又突然片狀剝落并出現爆裂。看著看著，筆者也為“10.19”的經歷感到“后怕”和恐懼。 恐懼，是人世間最摧折人心的一種原色情緒。但只要敢于與它科學抗爭，并楸出它的“軟肋”，恐懼者就能克服恐懼，成為駕馭恐懼的無上智者。在施工中，建設者不懼恐懼，積極主動采取預防措施和宏觀預測，將巖爆發生率和危害率降到最低。他們對已經發生的巖爆破壞方式、巖體應力水平、巖石強度、結構面發育特征，進行分類總結和建立經驗判斷方法。同時加強超前地質探測，預報巖爆發生的可能性及地應力大小，判斷可能發生巖爆的范圍。 ——開挖采用“短進尺、多循環”，同時利用光面爆破技術，嚴格控制用藥量，以盡可能減少爆破對圍巖的影響并使開挖斷面盡可能規則，減小局部應力集中發生的可能性。巖爆地段開挖進尺，嚴格控制在2.5米以內。 ——及時打設超前鉆孔，施作錨桿，加固巖體，轉移并改變洞壁巖體高地應力狀態，改變巖爆觸發條件，控制巖爆發展。錨桿環向施作，錨桿的長度為2.5米，間距視現場情況而定。 ——在巖爆劇烈地段，采取架設鋼架和打超前錨桿的支護方案。強烈巖爆對人員及設備威脅最大，必要時進行避讓，等巖爆強度平靜下來，再增設1榀/m的鋼拱架支撐、錨噴掛鋼筋網進行支護，加固巖體；同時噴霧注水，降低圍巖表面張力，形成多措施并舉的聯合支護體系，有效防治了巖爆造成的危害。 ——爆破后通風排煙，立即向工作面及附近洞壁巖體噴灑高壓水，以降低巖體強度，增強塑性，減弱巖體的脆性，降低巖爆的劇烈程度，同時可以起到降溫除塵的作用。 ——現場采用水壓致裂法測定巖石應力，確定巖爆段落及等級，為施工提供安全保障依據。在重點巖爆段，及時噴灑高壓水、超前應力釋放，并結合“先初噴、后掛網加錨、再復噴砼”的柔性支護系統，維持較高的圍巖完整性，承載能力和抗沖擊能力，盡可能減少巖層暴露時間，有效地防止和減少巖爆危害。出渣結束后，及時施作錨桿、掛網，每個鋼筋網片事先焊接預制，采用合理間距，Φ8鋼筋網片緊貼巖面鋪設，網片之間在布設中重疊不小于50 cm。同時加強巡回撬頂，及時清除爆裂的危石。 盡管建設者采取了這些強力措施，但巖爆還是猖獗橫行。項目總工黃矩銀說： ——2011年10月初至12月中旬， 2#橫洞開挖支護平均月進尺只有122米，同比下降了26%；12月1日至15日僅完成38米！開挖工班更換了3次。 ——2011年10月18日，在排險過程中發生強烈巖爆，將挖掘機前擋風玻璃及大臂液壓油缸砸壞；11月7日，出渣時發生中等巖爆，將裝載機后擋風玻璃砸壞；11月27日，在出渣時發生中等巖爆，將裝載前擋風玻璃砸壞。短短39天，就接連發生3次強巖爆，包括砸毀機械，更換開挖工班，直接經濟損失少說也有80萬元。 2012年10月15日，局指揮部和項目部邀請西南交通大學地球科學與環境工程學院、長江水利建設委員會聯手攻關。試驗組長趙志明和西藏水利廳地質勘探工程師等一行6人，帶著鉆探儀器和設備，到2#橫洞現場鉆探取樣。經過一個多月的聯合突擊治理，終于制服了巖爆“雷區”。 高原躬耕晝夜忙 甲午豐收現大陽 2013年，農歷癸巳蛇年，年中無閏日，平安呈吉祥。對三公司拉日鐵路建設者來說，既是銀蛇起舞雅江秀，又是決戰收官的豐收年份。 元月31日，2#橫洞與3#橫洞正洞區間順利對接。 2月4日，4#橫洞與出口端正洞區間順利對接。 5月3日，1#斜井與2#橫洞正洞區間順利對接。 5月25日，上午11時18分，4#橫洞與3#橫洞正洞區間順利對接，實現全線安全貫通。至此， 800多名建設者在歷時25個月的艱苦奮戰中，克服高原缺氧，地質條件復雜多變等困難，圓滿達到既定預期目標，創造了中國高原鐵路隧道施工史上的奇跡……。 當天下午，新華社西藏分社以《中國高原鐵路首條萬米特長隧道貫通》為題，向世人編發通報了這一令人振奮的特大喜訊。 135天后的10月6日，宗嘎1#隧道整體道床施工任務全部貫通，再次提前圓滿完成施工任務。 高原躬耕晝夜忙，甲午豐收現秋陽。2014年8月16日上午，拉薩至日喀則K9821次首發旅客列車，像一條美麗碩長的金色哈達，飄向壯美煌煌的喜馬拉雅山；而宗嘎1#隧道也像一座絕世建筑豐碑，傲然矗立在雅魯藏布大峽谷。 
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