日前,湖北荆门罗汉山隧道右线全线贯通。“开车不到5分钟,就能穿过将近4公里的隧道,这比过去人们翻越罗汉山要走12小时快多了”，罗汉山隧道的成功建造离不开各项施工技术的创新。
CD开挖法 攻克隧道超浅埋段难关
此前，一座横亘在荆门老城区和漳河新区之间的罗汉山,直接影响荆门全市300余万居民的日常出行,还妨碍湖北城市间互联互通,更严重影响了长江经济带综合交通运输体系的顺畅。这些难题,如何破局?2019年12月22日,荆门市投资额最大的民生工程、主城区最长的隧道罗汉山隧道正式开工,项目全长3.81公里。
“罗汉山隧道的地质条件就像‘地质博物馆’一样复杂。”项目总工程师高杨介绍说,“隧道全线浅埋,1号隧道覆土最浅处只有四五十厘米,一不小心就要开天窗,整条隧道穿越煤层、破碎带,溶洞发育区。隧道上方这成片成片的森林就是国家生态林,同时也是荆门规划的千佛洞国家森林公园。在开隧道洞门的时候,为了少破坏林地,我们项目部可没少精心下功夫。”
高杨指着2号隧道洞口说:“瞧,洞顶上只有不到1米的覆土,这种情况人进洞非常危险。为保护地上树木,我们采取了隧道超前管棚预支护技术。在隧道进洞时,还采用了CD开挖法,从而缩小隧道断面、缩短进尺,把地表沉降率牢牢控制在2厘米之内,最终成功通过了隧道洞口地质超浅埋段”。
项目负责人田彦超介绍,项目建成后荆门老城区和漳河新区之间的车程将从原来的将近50分钟缩短到5分钟之内,不仅让300万老城区居民的日常出行更顺畅,还会大力提升荆门市区域经济的发展品质和空间,推动荆门地区更好更快地融入长江经济带的高质量发展。
回填反压法 攻克岩层破碎性难关
罗汉山隧道破碎岩层,着实让项目管理人员头疼了一阵儿。
项目生产经理张春付指着隧道墙上明显的一条痕迹说:“看,这就是隧道开挖时遇到煤矿巷道时留下的痕迹。前些天爆破后,整个隧道‘掌子面’基本都是黑色的,隧道上方的水不停地往下流,破碎性岩层的石块不停地往下掉,往常用的初喷支护措施一点效果都没有。为了确保安全,当时撤出了所有工人。像这种情况,处理必须要快,否则很容易发生大面垮塌。”
田彦超继续介绍道,当时项目立即召集所有技术人员赶到现场,大家当即形成了一致决定:采用回填反压+ 洞内大管棚+ 注浆加固这样一个综合处理措施来处理。通俗点说,就是把开挖拉出的土再拉回来,先将整个掌子面回填反压住,避免隧道上方的岩层不停掉块。然后再把直径108毫米的钢管,一根一根地沿着隧道上方打进去,就好比在隧道顶部形成一个棚子,然后通过这些钢管往里面压浆,直到水泥浆液将整个周边全部加固完成后再开挖。
说起来简单,操作起来极为复杂,稍有不慎,就会发生大面积垮塌。记得当时,项目部技术人员和安全监督员,每天24小时轮流盯在现场。回想起那7天的经历,田彦超“觉得自己当时每天就像是一张弓,时刻被拉得紧紧的,且铮铮作响”。在项目全力攻关下,终于全面攻克了隧道破碎性岩层施工难关。
明渠改水法 攻克隧道出口建造难关
罗汉山2号隧道出口段位于荆门市老城区内,这里施工环境复杂,按照原计划的施工方案,在现实中却行不通。这是怎么回事?
按照原隧道出口段施工方案,首先要安装泵站,在河道两端用土袋堆成坝子,从而挡住河道水,然后把大功率水泵放在上游,通过管道把河道水抽到下游。这样两个围堰中就可以施工,但这个方案因出口段工程量大、施工时间受限,施工不确定因素太多,存在较大安全风险。
项目人员经过多次细致实地勘察后,结合场地内实际情况,项目提出采用“明渠改水法”,也就是说在河道旁边重新做一个渠道,将四干渠水通过自流方式从上游流至下游,这样就不受时间限制,将施工安全风险降到最低。
怎么办?项目迎难而上。项目总工高杨找到中国航天工业第605所水动力研究所寻求解决方案,他们用试验仿真模拟首先验证出了水流最大水位及每秒流量。然后,又找到一家模型制作厂,做了一个1:32的箱涵导流等比例模型,通过实际试验模拟箱涵改水的过程。这样通过多次“理论+ 试验”的试验过程,验证了明渠改水方案的可行性,即水流可正常通过渠道自流至下游。
最终,项目用“明渠改水方案”,征得了相关专家同意,隧道施工又一难题也随之迎刃而解。
来源： 光明网
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