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。
責(zé)任編輯:白子璐
關(guān)注公眾號(hào),隨時(shí)閱讀陜西工人報(bào)
陜工網(wǎng)——陜西工人報(bào) © 2018 sxworker.com. 地址:西安市蓮湖路239號(hào) 聯(lián)系電話(huà):029-87344649 E-mail:sxworker@126.com
陜ICP備17000697號(hào) 陜公網(wǎng)安備61010402000820 版權(quán)所有 Copyright 2005陜工網(wǎng) 未經(jīng)書(shū)面授權(quán)不得轉(zhuǎn)載或鏡像 網(wǎng)站圖文若涉及侵權(quán),請(qǐng)聯(lián)系我們刪除。