12月13日,由中鐵隧道局承建的滇中引水I段3標香爐山隧洞傳來捷報:項目“云嶺號”TBM掘進里程突破5000米大關,標志著工程建設進入穩(wěn)步推進新階段。
中鐵隧道局承建的滇中引水大理I段3標香爐山隧洞全長約26.54千米,是滇中引水工程全線控制性工程。標段當前主要工程為7#支洞及7#支洞上游TBM掘進段,采用鉆爆設備和一臺開挖直徑為9.83米的“云嶺號”敞開式TBM組合施工。工程幾乎涵蓋所有地下工程的不良地質,具有“一快兩長一超級,三多三高兩活躍”的特點及難點。其中,“一快”指的是圍巖地質變化快,“兩長”即獨頭施工距離長、深埋超深埋施工距離長,“一超級”即獨頭通風距離超級長;“三多”即不良地質多、工藝工法多、技術難題多,“三高”即地應力高、外水壓力高、地震烈度高,“兩活躍”即地下水環(huán)境活躍、大斷裂地層活躍。項目的隧洞洞徑、復雜多變的地質條件和種種風險難題為施工帶來了諸多挑戰(zhàn),因此項目也被稱為“超大、超長、超難”工程。
自開工建設以來,中鐵隧道局建設者們深入研究隧洞圍巖地質特性,成立技術攻關組,先后組織召開了20余次技術研討專題會,助力一線建設不斷攻堅克難,推動“云嶺號”TBM成功穿越了40余米的孤石堆積體、1600余米的鶴慶-洱源富水區(qū),900余米的軟巖大變形段,現場施工不斷取得新突破,實現了工程的安全有序建設。然而,在一段時期的高歌猛進后,項目也迎來了開工以來最為嚴峻的挑戰(zhàn)。
2023年5月,項目“云嶺號”TBM在隧洞約4840米處,進入了目前為止地質最為活躍的斷裂地層——全長約260米的F12活動大斷裂及其影響帶,同時遭遇了極端不良地質——高地應力、高外水壓力作用下的極嚴重軟巖大變形。受二者疊加影響,TBM施工時如同“在豆腐渣里打洞”,隧洞四周圍巖極不穩(wěn)定。拱架嚴重變形、TBM卡機等事件頻頻發(fā)生,這期間,不僅施工進度受阻嚴重,施工風險也陡然攀升。更為艱險的是,項目在F12大斷裂地層中奮力掘進約50米后,隧洞頂部和底部突然出現了極為嚴重的變形,變形幅度最大達2.49米,整段隧洞出現不規(guī)則縮徑,進而使重達2000余噸的TBM盾體變形受損,機身被牢牢卡住,整機受困,隧洞施工在約4890米處被迫暫停。
TBM卡機受困后,中鐵隧道局項目全體建設者不等不靠,主動與滇中引水專家委員會院士專家及建設各方工作專班加強合作,廣泛凝聚集體智慧,綜合運用“新技術、新材料、新工藝、新設備”四新體系,從現場支護反復嚴重變形的施工循環(huán)中總結經驗,最終成功研發(fā)了超前預支護+箱型砼拱架+預應力錨索主被動組合支護技術體系,形成了較為穩(wěn)定的掘進施工支護方案。支護穩(wěn)定后,全長235米的“云嶺號”TBM得到了堅實的“鎧甲”,卡機受困問題得到有效解決。在多種技術手段協(xié)同配合下,“云嶺號”TBM于2024年3月28日成功脫困,并最終實現了復推掘進。
TBM恢復掘進后,項目建設者們在守好安全質量紅線的前提下,不斷強化施工技術組織管理,優(yōu)化關鍵資源配置,頑強克服了極端地質條件對施工的不良影響。截至12月13日,“云嶺號”TBM在F12鶴慶-洱源活動主斷裂帶中的掘進距離已超過110米,勝利實現了TBM掘進5000米里程的節(jié)點突破。
目前,經過悉心研究,項目團隊對香爐山隧洞的極端地質難題已有相對全面的技術方案,工程施工正穩(wěn)步向前推進。在后續(xù)施工中,面對剩余近16000米洞段及極復雜地質施工的挑戰(zhàn),項目團隊將積極同各參建方采取各種手段對剩余工程地質進行補勘,依據補勘成果創(chuàng)新研制針對性的應對方案。
滇中引水工程是“千億元投資、千萬人受益”的千年工程,也是云南省最大的民生福祉工程。工程竣工后,每年平均引水量達34.03億立方米,受益面積達3.69萬平方公里覆蓋1112萬人口,可解決滇中地區(qū)城鎮(zhèn)生產生活用水矛盾,改善農業(yè)生產條件和區(qū)內河道、湖泊生態(tài)及水環(huán)境狀況。