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通訊員  胡苗苗  劉瑜

秦嶺腹地，云海蒼茫。新建陜西西安至湖北十堰高鐵（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“西十高鐵”）的控制性工程——西嶺隧道，猶如一條鋼鐵巨龍，昂首挺立于群山之間。

作為西十高鐵穿越秦嶺山區(qū)最長(zhǎng)的Ⅰ級(jí)高風(fēng)險(xiǎn)隧道，西嶺隧道的貫通精度令人驚嘆：橫向±1.7毫米，縱向±3.1毫米，高程±5.6毫米。這一里程碑式的進(jìn)展，為后續(xù)無(wú)砟軌道施工奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，也標(biāo)志著中鐵七局建設(shè)團(tuán)隊(duì)成功突破了復(fù)雜地質(zhì)條件下的隧道建造極限。

創(chuàng)新應(yīng)用，解決施工難題

西嶺隧道位于商洛市商州區(qū)，雙洞單線設(shè)計(jì)，總長(zhǎng)36.115公里，是目前全國(guó)高鐵已貫通項(xiàng)目中總施工長(zhǎng)度最長(zhǎng)的Ⅰ級(jí)高風(fēng)險(xiǎn)隧道。

“這堪稱(chēng)一座‘地質(zhì)博物館’。”中鐵七局西十高鐵3標(biāo)二分部總工程師何心德介紹，隧道穿越6類(lèi)巖層、2處大型斷層、8處褶皺構(gòu)造帶及10處淺埋段，集中了巖溶發(fā)育、突涌水、軟巖大變形、微瓦斯溢出等12項(xiàng)高風(fēng)險(xiǎn)不良地質(zhì)問(wèn)題。

地質(zhì)條件如此復(fù)雜，如何保證施工安全和質(zhì)量？面對(duì)挑戰(zhàn)，中鐵七局項(xiàng)目建設(shè)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新應(yīng)用數(shù)字化施工體系，通過(guò)BIM建模和無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)構(gòu)建厘米級(jí)精度的數(shù)字隧道模型。同時(shí)，投入智能襯砌臺(tái)車(chē)、焊接機(jī)器人等裝備，形成全方位機(jī)械化施工網(wǎng)絡(luò)。

尤其在覆土薄、巖層變化頻繁的淺埋段，團(tuán)隊(duì)采用配備智能壓力傳感系統(tǒng)的懸臂掘進(jìn)機(jī)。“機(jī)械臂能實(shí)時(shí)感知巖層變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)參數(shù)，不僅能將噴射混凝土超耗率降低40％，還能降低隧道坍塌風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)‘零擾動(dòng)施工’。”何心德說(shuō)。

復(fù)雜地質(zhì)也給長(zhǎng)大隧道通風(fēng)帶來(lái)巨大難題。團(tuán)隊(duì)根據(jù)不同施工階段動(dòng)態(tài)調(diào)整通風(fēng)設(shè)計(jì)。在斜井施工階段，選用高效率智能風(fēng)機(jī)和低風(fēng)阻風(fēng)袋，大幅降低能耗與噪音。當(dāng)斜井進(jìn)入正洞、需同時(shí)為4個(gè)掌子面通風(fēng)時(shí)，原方案占用空間過(guò)大。團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新采用“兩臺(tái)風(fēng)機(jī)、兩條風(fēng)袋”方案，在斜井內(nèi)合流，進(jìn)入正洞后再分流，并運(yùn)用流體力學(xué)模型精確檢算風(fēng)量風(fēng)壓，成功解決了通風(fēng)與設(shè)備通行沖突。團(tuán)隊(duì)的相關(guān)研究成果已形成2篇核心論文、獲得2項(xiàng)國(guó)家專(zhuān)利和1項(xiàng)省級(jí)工法。

精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)，摸清巖層“脾氣”

確保隧道在復(fù)雜地質(zhì)中高精度貫通，對(duì)測(cè)量與控制技術(shù)提出嚴(yán)苛要求。團(tuán)隊(duì)引入3D激光掃描儀，效率遠(yuǎn)超傳統(tǒng)設(shè)備，一次掃描即可采集60米范圍斷面數(shù)據(jù)，為及時(shí)調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)提供關(guān)鍵支持。

“為了摸清巖層‘脾氣’，我們構(gòu)建了‘三位一體’智能探測(cè)體系。”項(xiàng)目工程部部長(zhǎng)鄭向南介紹，地質(zhì)雷達(dá)與超前鉆探組成“地質(zhì)偵察兵”；TSP地震波法進(jìn)行巖體“CT掃描”；動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)平臺(tái)作為“智慧大腦”，在巖體完整性指數(shù)低于0.3或地下水流量超10立方米/小時(shí)閾值時(shí)立即報(bào)警。

2023年7月的一次暴雨期間，隧道出口邊坡發(fā)出位移警報(bào)。團(tuán)隊(duì)迅速啟動(dòng)由50臺(tái)光柵水準(zhǔn)儀組成的智能監(jiān)測(cè)網(wǎng)。項(xiàng)目測(cè)量員李曉林表示：“過(guò)去雨天人工監(jiān)測(cè)受限，現(xiàn)在0.1毫米的細(xì)微變形也逃不過(guò)‘電子眼’。”針對(duì)不同地質(zhì)，團(tuán)隊(duì)還研發(fā)了全站儀毫米級(jí)追蹤、創(chuàng)新三臺(tái)階微震爆破等差異化“診療方案”。

在攻克斜井小半徑轉(zhuǎn)彎測(cè)量難題時(shí)，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新采用“全導(dǎo)線網(wǎng)”方案——在隧道兩側(cè)交叉布設(shè)4組棱鏡，通過(guò)冗余觀測(cè)“馴服”誤差。2023年4月首次實(shí)測(cè)，相對(duì)閉合差達(dá)到驚人的1/256800！該技術(shù)成果獲國(guó)家專(zhuān)利和省級(jí)工法，被專(zhuān)家評(píng)價(jià)為“開(kāi)創(chuàng)了復(fù)雜線型隧道精準(zhǔn)測(cè)量新范式”。

織就安全網(wǎng)，12分鐘緊急撤離

“突涌水！全員撤離！”2022年寒冬的一個(gè)深夜，3號(hào)斜井警報(bào)軸向驟響。項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)副經(jīng)理孫建軍回憶：“我立即按下‘紅色停止鍵’，應(yīng)急照明瞬間點(diǎn)亮隧道，20名工人沿著熒光標(biāo)識(shí)撤離，全程僅12分鐘。”人員撤離后，總排水能力達(dá)600立方米/小時(shí)的系統(tǒng)高效工作，將涌水轉(zhuǎn)化為可控水流。

這驚險(xiǎn)一刻的成功處置，源于團(tuán)隊(duì)成熟的“預(yù)防-預(yù)警-處置-恢復(fù)”全鏈條應(yīng)急機(jī)制：每隔50米的應(yīng)急照明指明生命通道，200千瓦發(fā)電機(jī)保障排水動(dòng)力，定期演練提升員工能力，與地方醫(yī)療、消防的聯(lián)動(dòng)協(xié)議提供“雙保險(xiǎn)”。

“安全不是靠運(yùn)氣，而是靠體系，這套機(jī)制構(gòu)成了一張無(wú)形的‘安全網(wǎng)’。”項(xiàng)目安全總監(jiān)殷雨說(shuō)。他身后的電子屏，正實(shí)時(shí)監(jiān)控著這座“地質(zhì)博物館”的每一寸變化。

夕陽(yáng)下，商洛市楊峪河鎮(zhèn)的村民眺望隧道口，暢想未來(lái)：“通車(chē)后，孫子去西安上學(xué)就方便了。”“村里的山貨能賣(mài)好價(jià)錢(qián)了。”西十高鐵通車(chē)后，西安至十堰的通行時(shí)間將縮短至1小時(shí)，武漢至西安壓縮至2.5小時(shí)，有力帶動(dòng)沿線20余縣市經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

在西嶺隧道，智慧監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)洪流與鉆工結(jié)繭的雙手同在，1/256800的精度與12分鐘的撤離同樣震撼。這支攻堅(jiān)團(tuán)隊(duì)用創(chuàng)新突破極限，以匠心守護(hù)生命，最終讓秦嶺天塹化作通途。