德勝隧道出口。成蘭鐵路公司供圖
十年鑿山,一朝“德勝”。5月11日,川青鐵路成黃段最后一塊“硬骨頭”——德勝隧道全線貫通。從2014年開工到2024年貫通,建設者們在川西高原奮戰十年,終于攻克這一世界級隧道施工難題。在隧道貫通之際,華西都市報、封面新聞記者對話多名設計、參建者,共同揭秘這座隧道建設有多難。
看選線
被三條斷裂帶包圍不良地質密集
德勝隧道全長22.943公里,位于四川阿壩州松潘縣境內,被岷江、龍門山、西秦嶺三條斷裂帶包圍,處于岷江峽谷地帶,沿線滑坡、泥石流、危巖落石等不良地質分布密集,這就給洞口選擇造成了極大困難。
2008年9月,中鐵二院成蘭鐵路項目德勝隧道地質負責人陶玉靜和魯金林,帶領團隊開始現場勘測。團隊采用物探與鉆探結合的方式,勘測了沿線80.4平方公里的范圍,地面鉆探孔達到74個。“鉆探需要徒步爬山2個多小時,最深的孔有500多米,要探測一年左右,最短的也需要一個月。”陶玉靜說。
“2012年之前,這里一直設計的是用兩座隧道通過。”中鐵二院成蘭鐵路項目德勝隧道技術負責人尹厚繼說。但是,在對沿線可能設置隧道洞口的地點逐一甄選后,他們發現該區域不滿足設置4個洞口的條件;通過對10余個方案進行初選,再選出4個方案開展同精度勘察,最終選定了一座22.943公里的長隧,規避了不良地質對隧道洞口施工、運營安全的影響。
看施工
豆腐塊里打洞大變形段超三分之一
經過6年勘察設計,2014年德勝隧道終于開工了。然而,剛施工沒多久,建設者就遇到了“折磨”了他們十年的難題——軟巖大變形。
尹厚繼解釋,德勝隧道走向幾乎與岷江斷裂帶平行,最近處只有500米,構造地應力很強。在巨大地應力的影響下,隧道就會發生變形。再加上隧道圍巖多為千枚巖、板巖、砂巖,特別是炭質千枚巖,一碰就倒、一捏就碎,隧道施工就像在“豆腐塊里打洞”,這也加重了變形情況。隧道大變形段落有7473米,超過三分之一。
“有時候初支剛做好,地應力就把鋼拱架切割成麻花狀,甚至切斷。變形最嚴重的地段,直徑18米的開挖斷面被壓縮到10米。”中鐵十六局成蘭鐵路(松潘)指揮部工程部部長李祎楠說。
9日下午,記者從6號橫洞進入德勝隧道最后貫通的掌子面,現場仍可以看到被擠壓變形的鋼拱架“殘留”。
怎么解決變形問題?最佳方案就是加強支護。李祎楠說,他們“兩手并重”達成目的:一是加快支護速度,二是采用“超常規”材料增加支護強度。
德勝隧道從掌子面開挖到仰拱成型有48道工序,是普通隧道的四五倍。
看安全
建設全國第一座單洞雙線合修隧道防災救援站
隧道被三條斷裂帶包圍,穿越17個次級褶皺、1條斷層,沿線地質災害多發,動車在里面跑安全嗎?
據悉,建設者在洞口采用了大量針對危巖落石的措施,以抵抗滑坡、泥石流等災害;同時創新洞內結構,這種結構仿造動物脊柱的骨節,既有剛度也有韌性,能夠承受外力帶來的一定扭曲和錯動。
2017年8月8日九寨溝發生7.0級地震,震中距離德勝隧道直線距離僅66公里,彼時已掘進40%的隧道并沒有受到影響,經受住了考驗。
同樣是出于安全考慮,德勝隧道中間位置設置了一座防災救援站,這是國內第一次在單洞雙線合修隧道內修建防災救援站。
9日下午,記者從4號橫洞步行800多米,抵達救援站主通道。主通道長550米,左右兩側共設置了22個疏散聯絡通道,火災發生時,車上乘客可以最快速度逃離到安全區域。
中鐵二局成蘭鐵路工程指揮部常務副經理王淵介紹,防災救援站分為“上層排煙、中層疏散、底層撤離(逃生)”的三層結構,由35個洞室群組成,長度超過3100米,規模龐大、結構復雜。
修建救援站無疑又增加了隧道建設的難度,卻大大提高了未來運營的安全性。
作為川青鐵路成黃段最后一座打通的隧道,德勝隧道貫通后,全線建設進入最后沖刺,“坐著動車游九寨”有望于年內成為現實。
屆時,動車通過隧道只需要7分鐘,背后卻凝聚著建設者長達10年的付出與堅守。
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