“橫斷山,路難行”。 橫斷山脈是我國最長、最寬的南北山系。谷深嶺高,夾石如劈。因“橫斷”東西交通而得名。正在施工的國家重點工程云南大理到瑞麗的大瑞鐵路則是東西走向,穿越橫斷山脈,成為迄今為止穿越橫斷山脈的第一條超級鐵路,被行業(yè)內(nèi)稱為“世界上最難修的鐵路”。
而大瑞鐵路建成通車最為關(guān)鍵的一環(huán)——高黎貢山隧道的建設(shè)又是難中之難。這個隧道光是設(shè)計就用了10年,從2015年開始修,截至目前,建設(shè)僅僅過半。
一直以來,中國的隧道建設(shè)者逢山開路,穿江過海,建設(shè)了一座又一座超級隧道工程,不斷刷新著世界的隧道建設(shè)紀(jì)錄。為何不到35公里的高黎貢山隧道,9年只完成一半左右的進度?是什么讓基建達(dá)人放慢了腳步?

根據(jù)設(shè)計提供的地質(zhì)勘探資料,高黎貢山隧道存在高溫?zé)岷Α④泿r大變形、涌水、斷層破碎帶、巖爆、巖溶、蝕變巖及節(jié)理密集帶、活動斷裂帶、高烈度地震帶、放射性、有害氣體、滑坡、偏壓、順層等多種地質(zhì)條件,隧道最大埋深1155米,穿越19條斷層,被譽為“地質(zhì)博物館”。在“地質(zhì)博物館”里打隧道難度不言而喻。
中鐵二院大瑞鐵路高黎貢山隧道設(shè)計總體負(fù)責(zé)人 王喚龍:可以說,這條隧道幾乎囊括了隧道施工所有不良地質(zhì)和重大風(fēng)險,被專家稱為“世界上最難修的鐵路”之一。因此,有人將高黎貢山隧道復(fù)雜的地質(zhì)比作“摔在地上的蛋糕”“摔碎的盤子”,還有人比作“打翻的一鍋五谷雜糧粥”。
王喚龍告訴記者,高黎貢山隧道勘察過程中,設(shè)計單位中鐵二院除完成規(guī)范要求的勘察工作以外,還聯(lián)合科研機構(gòu)、高等院校、地?zé)釋I(yè)隊伍等單位,另外開展了為期2年的兩階段加深地質(zhì)工作,結(jié)合5項原鐵道部重大課題研究,共形成了12個地質(zhì)專題研究報告。
王喚龍:高黎貢山隧道的選線極為困難,主要是由于地下熱水,地層深處的高溫?zé)崴ㄟ^巖層間的裂隙向上涌,出露地表就形成溫泉,所以高黎貢山隧道周邊溫泉比比皆是,泉水溫度最高達(dá) 102℃。 而在高黎貢山內(nèi)部,地下熱水分布更廣、溫度更高,如果溫度過高,人員設(shè)備難以承受,隧道難以建設(shè)。

大瑞鐵路高黎貢山隧道1號豎井主井(余紀(jì)偉 攝)
在經(jīng)過5年的地質(zhì)選線研究后,線路終于確定了,但到底采用什么方法、什么設(shè)備、什么材料、什么類型的配合隧道施工和運營的輔助坑道來安全、經(jīng)濟地建設(shè)高黎貢山隧道,設(shè)計者又開始了研究,又歷時5年的地質(zhì)深化研究和技術(shù)方案論證,最終在30多個方案系統(tǒng)研究比選后,確定了目前TBM+鉆爆法結(jié)合的隧道施工方案及貫通平導(dǎo)+豎井+斜井的輔助坑道方案。
中鐵隧道局大瑞鐵路工程項目經(jīng)理部斜井工區(qū)工程部部長 王欣:我們從開始施工,大變形、大涌水、高溫、坍塌等這些問題就各種疊加,而且地質(zhì)是超乎想象的復(fù)雜,我們幾乎是一點一點艱難向前掘進。斜井開挖至600米處開始進入順層、偏壓、高地應(yīng)力段落,我們也是遭遇了施工以來最艱險、最難克服的隧道大變形。我們眼見著高地應(yīng)力把支護鋼架扭曲為“S”形、“Z”形,將已經(jīng)成型的隧道擠壓變小,將初期支護擠壓開裂、掉塊,使得壁巖侵入隧道1米多,導(dǎo)致隧道作業(yè)空間狹窄變形。
隧道內(nèi)到處都是初支混凝土開裂,搖搖欲墜,隨時都有混凝土塊掉落。中鐵隧道局大瑞鐵路工程項目經(jīng)理部豎井工區(qū)技術(shù)主管唐健對發(fā)生的一切也歷歷在目。
唐健:我們在隧道里能特別清晰地聽到窸窸窣窣墻壁裂縫聲,聽得雞皮疙瘩都起來了,這種環(huán)境下施工,我們知道隨時都可能發(fā)生坍塌或者被彈出的碎石擊傷,真是時刻考驗著建設(shè)者們的心理意志,也一直影響著隧道開挖進度。僅因高地應(yīng)力導(dǎo)致的變形、局部坍塌,項目前前后后共計進行了11次停工處理。
為破解高黎貢山隧道大變形難題,中鐵隧道局大瑞鐵路工程項目經(jīng)理部總工程師馬亮和技術(shù)人員開展了大量課題研究。
馬亮:我們通過調(diào)整隧道結(jié)構(gòu)曲率、提高鋼架型號、調(diào)整加密鋼架間距,徑向注漿,同時采取仰拱初支與拱墻鋼架一次成環(huán)等措施,有效控制了圍巖變形。同時依托張政創(chuàng)新工作室, 針對施工難題開展了大量課題研究,形成了許多論文研究成果,為今后同類軟巖大變形施工將起到重要借鑒參考作用。

奮戰(zhàn)在隧道內(nèi)的一線勞動者(薛丹 攝)
掌子面處幾名工人正坐在堆積如山的冰塊上用冰塊給身體降溫。高溫悶熱的環(huán)境使得作業(yè)人員出現(xiàn)頭暈、缺氧現(xiàn)象,常人在這種環(huán)境里最多不超過2小時。
王欣:從2018年7月份開始,斜井掌子面就開始出現(xiàn)高地溫,隨著向前推進,隧道內(nèi)的溫度迅速上升,掌子面處的巖溫最高時超過了39℃,涌水則達(dá)到了38℃,隧道上方作業(yè)區(qū)更是達(dá)到42℃,早已超過我國38℃橙色高溫預(yù)警臨界值。而且周邊有溫泉上百處,深孔鉆探實測地下水溫最高達(dá)102℃,高溫涌水使施工現(xiàn)場像桑拿房蒸桑拿一樣。
建設(shè)者們在艱難地同高溫斗爭的同時,還要面對38℃的大涌水。王欣感慨道,開工以來,涌水就沒停過。
王欣:僅斜井每天的涌水量就達(dá)到了3.3萬方,這個水量可以填滿17.5個標(biāo)準(zhǔn)游泳池。同時,高黎貢山隧道內(nèi)的水壓一度達(dá)到7兆帕,創(chuàng)下最高紀(jì)錄,這在國內(nèi)隧道施工中還從未遇到過,二三十米的鉆頭直接被高壓涌水從巖石中擠壓沖了出來。
在隧道掘進至1300米斷層處,出現(xiàn)了前所未有的大涌水,巨大的涌水如瀑布般噴涌而出,每小時達(dá)300立方,不到半小時掌子面瞬間就被完全淹沒。

大瑞鐵路高黎貢山隧道彩云1號TBM(饒斌 攝)
高黎貢山隧道從2015年正式開工至今,9年過去了,一批批建設(shè)者們堅守工地,日夜為隧道建設(shè)奮力推進,這座世界首條穿越橫斷山脈的超長鐵路隧道,也因為他們的努力創(chuàng)造著一個又一個奇跡。