世界第一埋深高速公路隧道
全隧巖爆率約55%
從開始設(shè)計(jì)到雙洞貫通歷時(shí)12年
大峽谷隧道出口端 蜀道集團(tuán)供圖
6月6日,穿越四川地質(zhì)極為復(fù)雜地區(qū)的峨眉至漢源高速公路(以下簡稱“峨漢高速”)迎來重大建設(shè)進(jìn)展,全線最后一個(gè)控制性工程——大峽谷隧道雙洞終于貫通。
值得關(guān)注的是,這座隧道最大埋深1944米,為世界第一埋深高速公路隧道。在近2000米高的大山下挖隧道有多難,隧道掘進(jìn)又如何應(yīng)對(duì)巖爆?封面新聞?dòng)浾卟稍L四川省公路規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院隧道設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人,揭秘該隧道的誕生之路。
隧道施工圖 四川公路院供圖
近2000米高山下挖隧道最大地應(yīng)力接近水下5000米的壓力
6日上午9點(diǎn),記者從漢源縣城出發(fā),沿著峨漢高速向涼山州甘洛縣開行,沿途一路在隧道中穿行,臨近大峽谷隧道出口端時(shí),看到的是烏斯河兩岸的高山峽谷。
大峽谷隧道項(xiàng)目設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人唐協(xié)告訴記者,峨漢高速全線均位于高山峽谷地貌,橋隧比高達(dá)87.4%,這在四川在建高速中排名第一。
“沿著峽谷沒有條件修路,必須穿山,也就是修建隧道?!碧茀f(xié)說。由于大峽谷隧道穿越地區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,再加上接近2000米的最大埋深,導(dǎo)致巖體地應(yīng)力過高,巖爆也就發(fā)生了。
他進(jìn)一步解釋,所謂巖爆,就是在地應(yīng)力很高的區(qū)域,巖體破壞失穩(wěn),轉(zhuǎn)換為沖擊動(dòng)能而產(chǎn)生的爆裂聲響、爆裂松脫、剝離彈射甚至拋出的一種地質(zhì)災(zāi)害。
設(shè)計(jì)之初,團(tuán)隊(duì)就預(yù)見到了會(huì)有巖爆,因此先后進(jìn)行了5次地應(yīng)力檢測(cè),最大一次接近水下5000米的壓力。
峨漢高速沿線航拍 蜀道集團(tuán)供圖
巖爆彈射距離可達(dá)50米隨機(jī)發(fā)生不可預(yù)測(cè)
施工隧道。封面新聞?dòng)浾卟芊茢z影
“隧道掘進(jìn)到埋深300多米的時(shí)候出現(xiàn)巖爆了。”現(xiàn)場設(shè)計(jì)代表向龍介紹,大峽谷隧道拱頂、側(cè)墻等都會(huì)發(fā)生巖爆,其中拱頂為大面積掉塊,掌子面和側(cè)墻為彈射型巖爆。通俗講,工人作業(yè)時(shí)會(huì)遭到來自多個(gè)方向的巖石“偷襲”,石頭有大有小,最遠(yuǎn)彈射距離可以達(dá)到40到50米。
“稍不注意就會(huì)被彈射的石頭打到,工人心里肯定害怕呀?!毕螨堈f,相比于隧道塌方,巖爆的破壞力在于隨機(jī)性很強(qiáng),無法預(yù)測(cè)。因此,巖爆也成為制約大峽谷隧道建設(shè)進(jìn)度的最大難題。
回顧過往,包括米倉山隧道在內(nèi),四川許多隧道施工中都出現(xiàn)了巖爆,但大多都只有一小段,像大峽谷隧道高達(dá)55%的巖爆率(出口端巖爆率75%左右)的非常少見。
“躲貓貓”式躲避巖爆 施工全程要打一場“攻防戰(zhàn)”
巖爆如此威力,彈射出來要傷人,施工人員安全成了首要考慮問題。如何破解巖爆難題?項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)制定了“一躲、二防、三治”的施工原則。
躲,就是和巖爆“躲貓貓”,離它遠(yuǎn)一點(diǎn)。向龍解釋,就像氣球爆炸前有一個(gè)充氣變大的過程,隧道開挖后不會(huì)立刻發(fā)生巖爆,巖爆的高發(fā)時(shí)段在開挖后的1到7個(gè)小時(shí)。因此,每開挖一段后,建設(shè)者都會(huì)等待巖體地應(yīng)力釋放,也就是等待巖爆,待能量釋放得差不多了,再進(jìn)行下一步施工。
防,則包括多個(gè)方面的措施。比如做一個(gè)鋼筋罩子把巖體撐住,工人在鋼筋排下面作業(yè)會(huì)安全一點(diǎn);噴射混凝土將巖體封閉,避免石頭肆意彈射;工人作業(yè)的時(shí)候也必須穿戴專業(yè)的防護(hù)服,保證施工安全。
治,就是與巖爆“正面交鋒”,而防治的前提是預(yù)警。向龍告訴記者,項(xiàng)目采用了微震監(jiān)測(cè)檢測(cè)技術(shù),可以提前監(jiān)測(cè)到巖爆等級(jí),進(jìn)而采取有針對(duì)性的綜合防治措施。比如圍巖上打地應(yīng)力釋放孔,強(qiáng)巖爆情況下地應(yīng)力釋放孔孔內(nèi)松動(dòng)爆破或者預(yù)裂爆破“截?cái)唷钡貞?yīng)力傳遞路徑等等。
記者了解到,除了巖爆,大峽谷隧道施工中還面臨著高地溫、大型溶洞、塌方、涌水等問題。在多種因素的影響下,這條山區(qū)高速的控制性隧道的每月掘進(jìn)尺,只能達(dá)到常規(guī)月掘進(jìn)尺的二分之一。
因此,從2011年四川公路院著手大峽谷隧道設(shè)計(jì),到如今雙洞貫通,歷時(shí)12年多,終于將這塊“硬骨頭”啃下來了。
封面新聞?dòng)浾?曹菲
編輯:胡麗萍
來源:封面新聞https://m.thecover.cn/news_details.html?eid=yz63oYtT7%2B%2BH90qSdq8Jkw==&channelId=null