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“一隧三洞”鑿穿大涼山

左右兩個(gè)主洞之間,還有一座平行導(dǎo)洞——在樂(lè)西高速馬昭段全線36座隧道中,大涼山1號(hào)隧道的“一隧三洞”顯得與眾不同。
樂(lè)西高速馬昭段預(yù)計(jì)今年底全線建成通車(chē),屆時(shí)將結(jié)束涼山州雷波、昭覺(jué)、美姑3縣不通高速的歷史。大涼山1號(hào)隧道是樂(lè)西高速馬昭段最后貫通的隧道,也是西南地區(qū)截至目前貫通的最長(zhǎng)高速公路隧道,它是如何鑿穿大涼山的?
難題
生態(tài)環(huán)境敏感+地質(zhì)條件復(fù)雜
傳統(tǒng)施工方案行不通
4月29日,記者驅(qū)車(chē)從樂(lè)山市馬邊彝族自治縣出發(fā),沿著樂(lè)西高速馬昭段駛向大涼山1號(hào)隧道。公路兩旁的山坡上,有著“植物界的大熊貓”之稱的珙桐花正在盛放。
“樂(lè)西高速穿越生態(tài)環(huán)境敏感區(qū),沿線有珙桐、大熊貓等珍稀動(dòng)植物資源。”蜀道集團(tuán)川高公司副總經(jīng)理蘭富安介紹,作為樂(lè)西高速關(guān)鍵控制性工程的大涼山1號(hào)隧道,同樣緊鄰生態(tài)環(huán)境敏感區(qū)。如何兼顧環(huán)境保護(hù)與施工效率,是建設(shè)團(tuán)隊(duì)面臨的難題。
大涼山1號(hào)隧道全長(zhǎng)15.3公里,對(duì)于這種超特長(zhǎng)隧道,要提高效率、縮短工期,往往采用設(shè)置斜井來(lái)增加工作面的方式,實(shí)現(xiàn)“長(zhǎng)隧短打”。按目前相關(guān)規(guī)范,15公里超特長(zhǎng)公路隧道宜采用三斜井四區(qū)段通風(fēng)模式,即在隧道約4公里、7公里、11公里處設(shè)置施工輔助斜井。
但對(duì)于大涼山1號(hào)隧道,這種方法卻不太適用。隧道進(jìn)口端約8.2公里緊鄰美姑大風(fēng)頂國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)、麻咪澤省級(jí)自然保護(hù)區(qū)。“設(shè)置斜井等施工輔助坑道將對(duì)地表生態(tài)環(huán)境造成影響,傳統(tǒng)施工方案在這段區(qū)域內(nèi)行不通。”蜀道集團(tuán)四川省公路規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司隧道與地下工程分院院長(zhǎng)林國(guó)進(jìn)說(shuō)。
讓建設(shè)團(tuán)隊(duì)犯難的,還有隧道地質(zhì)條件復(fù)雜。林國(guó)進(jìn)介紹,隧道穿越兩處背斜和一處向斜構(gòu)造,貿(mào)然掘進(jìn)斜井等施工輔助坑道,涌突水風(fēng)險(xiǎn)極高;洞身穿越斷層破碎帶、瓦斯地段、軟巖大變形段和巖溶地段等,若采用常規(guī)鉆爆法施工,面臨著有毒氣體含量大、安全風(fēng)險(xiǎn)高、工期不可控等挑戰(zhàn)。
解法
一隧三洞+TBM輔助施工
工期由7年以上縮短至5年
在隧道進(jìn)口端無(wú)法設(shè)置斜井的情況下,建設(shè)團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑。高速公路隧道往往只有左右兩個(gè)主洞,大涼山1號(hào)隧道卻有三個(gè)洞,包括進(jìn)出洞以及一個(gè)平行導(dǎo)洞——這是建設(shè)團(tuán)隊(duì)的新解法。
所謂平行導(dǎo)洞,是指與主洞并行的一條輔助隧道。其貫通后,利用橫洞通道輔助主洞施工直至主洞貫通,可為主洞增加施工作業(yè)面,提高主洞作業(yè)效率。在大涼山1號(hào)隧道建設(shè)中,平行導(dǎo)洞貫通后,為隧道進(jìn)口端新增4個(gè)主洞作業(yè)面。
大涼山1號(hào)隧道平行導(dǎo)洞的掘進(jìn),則用上全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM)“月城涼山號(hào)”——這是國(guó)內(nèi)首次將常用于水利水電引水導(dǎo)洞建設(shè)的TBM施工工藝,引入超特長(zhǎng)公路隧道建設(shè)。這個(gè)“跨界”嘗試取得不錯(cuò)成效。大涼山1號(hào)隧道平行導(dǎo)洞掘進(jìn)負(fù)責(zé)人、中鐵十八局樂(lè)西高速K2標(biāo)項(xiàng)目部經(jīng)理鄭傳贊介紹,普通鉆爆法月進(jìn)尺大約100米,而TBM掘進(jìn)速度是其4倍。
“平行導(dǎo)洞超前掘進(jìn)排水,同時(shí)可提前查明隧道不良地質(zhì)。”林國(guó)進(jìn)介紹,在平行導(dǎo)洞輔助下,隧道貫通原本需7年以上的工期縮短至5年,并提高了隧道通風(fēng)能力。
縮短的不只是工期。隧道建成通車(chē)后,平行導(dǎo)洞也可轉(zhuǎn)變?yōu)閼?yīng)急車(chē)道,將救援車(chē)輛到達(dá)事故地點(diǎn)的時(shí)間縮短至常規(guī)模式的四分之一、排煙距離由5000米縮短至750米。
作為國(guó)內(nèi)首個(gè)采用TBM輔助施工的高速公路隧道項(xiàng)目,大涼山1號(hào)隧道建設(shè)取得的科研成果已成功申報(bào)22項(xiàng)專(zhuān)利和工法,并獲得多項(xiàng)創(chuàng)新大獎(jiǎng)。建設(shè)形成的平行導(dǎo)洞TBM施工管理經(jīng)驗(yàn),未來(lái)有望“復(fù)制”到金口河至西昌高速公路全長(zhǎng)18.4公里的越喜隧道主洞施工中。(四川日?qǐng)?bào)全媒體記者 尹夢(mèng)奇)
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