中铁四局涪秀二线铁路新白沙沱隧道里施工。【摄影：高炼】
中铁四局涪秀二线铁路新白沙沱隧道里施工。【摄影：高炼】
中铁四局施工人员庆祝涪秀二线铁路新白沙沱特长隧道顺利贯通。【摄影：高炼】
“新白沙沱隧道作为中铁四局在建安全风险最高的隧道，我们在施工过程中，主动探索采用新工艺、新工装、高瓦斯隧道安全监控等一系列创新举措，对于今后我们探索隧道机械化作业模式、完善特长隧道安全监控机制、提升隧道施工能力，具有重要意义。” 8月6日，由中铁四局承建的涪秀二线铁路唯一控制性工程——全长10.004公里（10,004米）的新白沙沱隧道顺利贯通，和隧道打了一辈子交道的中铁四局涪秀二线铁路I标指挥长刘茂兵难掩心中喜悦之情说道。
地处“蜀道”乌江天险、位于山城重庆涪陵境内的新白沙沱隧道，作为全线唯一的控制性工程，地质结构异常复杂，岩溶强烈发育，灰岩、土层、岩溶角砾岩、页岩、煤层、断层角砾岩与基岩裂隙水相继赋存，极易突发坍塌、沉降、落石、涌水、突泥灾害，安全风险极高……
压力产生动力，困难成就奇迹。
“五化”创新，着眼制高点
新白沙沱隧道最大埋深600米、最浅仅有4.5米，平面设置曲线半径2000米、1200米的S形平曲线与3‰、4‰和-3‰的人字形纵坡。设置1处横洞、1处出口平导，设计Ⅳ、Ⅴ级软弱围岩占比55%，洞身 8次穿越地质构造带，12处瓦斯煤层段，全隧属于高瓦斯隧道，瓦斯段落累计长达3100米，安全风险巨大。且为 特长单洞单线隧道空间狭窄，岩溶发育、揭煤、过煤层采空区、软弱围岩的超前预报与超长距离独头通风，给隧道施工带来重重困难。
分部经理胥克明说，自2016年4月10日正式进洞施工以来，经过1375个日日夜夜，项目部以机械化、信息化为起跳板，以自动化、工厂化、集中化为助力器，用五化同步创新的组合拳，开始向“万米俱乐部”砥砺迈进。
针对地质构造复杂、安全风险高、断面净空小、工期压力大的难题，他们以单线铁路特长隧道施工管理实验室课题为依托，积极探索特长隧道机械化配置研究和工艺工装创新，合理优化机械设备选型配套，先后配置一台多功能地质钻机进行隐伏性岩溶和瓦斯超前钻探；配置四台柴电混合动力挖装机用于瓦斯隧道装碴作业,配置两台湿喷机械手用于喷锚支护作业,衬砌作业线投入自行式仰拱液压栈桥和 半自动防水板铺设台车,高瓦斯隧道的长距离独头掘进实施通风专业化管理,大量高科技施工机械设备及应用程序的投入，改变了传统隧道施工方式及工艺，大大减少了劳动力投入和劳动强度，加快了隧道施工进度，降低了安全风险，确保了施工效率和施工质量。
随着铁路总公司质量安全红线管理“十严禁”的实施，项目部常务副经理李井国、总工高飞、分部总工刘保川带领技术人员，从工艺工装优化、工艺优化改革研究入手，先后进行了衬砌内衬皮带式钢堵头、防水板焊接工艺、衬砌逐窗入模浇筑工艺、衬砌带模注浆工艺、衬砌成品雾炮机养护的课题技术攻关。通过多功能地质钻机的工艺创新，安全顺利穿越了12次揭煤及8次穿越地质构造带施工，未发生一起岩溶突泥事故。通过隧道挖装机的技术研究， 即满足了单线隧道装载机出碴净宽要求，提高了施工效率，也避免了内燃机尾气排放带来的通风压力。通过湿喷机械手的课题攻关，在降低了洞内粉尘浓度的同时，保证了喷射混凝土平整性、密实度、强度，且喷射混凝土回弹降低了近一半。通过自行式液压仰拱栈桥的应用创新，增加了仰拱施工操作空间，减少了人工安装模板时间，有效提高了施工进度，保障了作业人员安全；通过衬砌成套工装设备的工艺开发，大幅提高了衬砌混凝土强度，缺陷率由7.5%降至0.5%，大幅减小衬砌脱空缺陷率，缺陷率由10.2%降至3%。项目部探索的软弱围岩微台阶法施工工法、衬砌内衬皮带式钢堵头、优化光面爆破等均取得可喜成果。
“五化”创新，项目部获得授权专利3项，科技成果2项，QC成果11项，大幅提升了特长隧道的施工能力。
“四防”创誉，严控保安全
2019年春节前夕，进口工区正洞施工进入地质调查的褶皱逆断层破碎段。通过多功能钻机物探、TSP超前预报、红外探水、地质雷达和加深炮孔近测的五管齐下，发现前方50米内正处在溶洞与断裂带的交错状态，既是软弱围岩，又有溶洞空腔，是坍塌沉降、落石掉块、涌水突泥灾害的“雷区”。
分部经理胥克明与总工刘保川当即决定岩变我变，优化原设计支护参数，制定了“管超前、严注浆、短进尺、强支护、勤量测、早封闭、快衬砌”综合施工方针，施工现场通过小导管加密注浆、喷射混凝土，封堵溶洞空腔，结固软弱围岩；在强化围岩加固后，再采取中管棚、大管棚超前支护，密闭支撑。开挖采用机械配合人工开挖，每循环进尺0.8米，并采用型钢拱架及时支护。与此同时，技术上加强围岩监控量测，测量频次每两小时一次，并及时反馈给现场，指导现场施工。仰拱端及时封闭成环，衬砌紧跟其后，确保了项目安全度过了浅埋段。
2019年4月23日，出口正洞施工再遇煤层，且TSP超前预判还有老煤窑的采空区。下午3点，瓦斯浓度自动检测仪发出报警，洞内瓦斯浓度接近0.75%的预警线。正在信息化监控调度室的胥克明立即启动安全应急预案，断电，撤人，加强通风……
从现场撤下来的隧道领工员郑昌明跑出洞口时感慨道：“以前进隧道，总觉得是提着脑袋干活，现在有了这些高科技，我们生命安全得到了保障，心里踏实多了。”
针对隧道高瓦斯风险高的特点，他们在硬件设施上加大投入，设置门禁系统、瓦斯自动监控系统、人员洞内定位系统、选择专用煤安防爆型机电设备应用，建立瓦斯浓度自动与人工检的连锁监控系统，实施隧道专业通风管理，推广机械化施工，确保作业安全。
为了高科技仪器、机械、设备的有效运作，他们通过领导带班、岗位责任、矩阵管控、专兼结合，先后制定各种安全生产规章制度23项、各类安全教育培训649人次。建立安全隐患排查治理系统，对每一循环施工的重点工序进行隐患排查、处置，定期进行考核、奖惩，并完善应急救援体系，制定应急预案12份，举办各种应急演练23次，使全体人员掌握了应急救援程序和器材使用方法，提高了应急救援小组的协调能力。
通过安全“四防”预控管理，在隧道为期三年半的施工过程中，实现了安全质量零事故的目标，受到了业主、监理等各个单位的高度评价。
“三控”创优，着力铸品牌
渝怀铁路涪陵至梅江段增建第二线工程是国家中长期铁路网规划的重要建设项目，对提高路网的输送能力和服务质量，加强区域沟通，促进武陵山区发展、扶贫攻坚具有重要意义，其质量要求也特别高。
胥克明介绍道，质量保证亮点方面就是在四新工艺的合理应用。从光面爆破控制、衬砌工艺工装落实、隧道缺陷预防三个方面进行严格控制，实现了质量全面创优的目标。
爆破开挖，是质量创优的基石。针对隧道Ⅱ、Ⅲ级围岩带来的爆破进尺短、欠挖处理难而导致作业工人宁愿超挖的情况，他们提出了7公分线性超挖的要求，组织光面爆破课题攻关组，在炮眼定位、施钻方向、起爆顺序、精准用药的四个方面，确定最佳爆破参数，确保施钻平、直、准、齐，使炮眼残眼率由原来的25%提升稳定到85%以上，超欠挖质量得到了有效控制，为后期衬砌质量创优、降低混凝土损耗创造了良好条件。
缺陷预防，是质量创优的重点。针对隧道施工容易出现的渗漏、空洞、裂纹等质量通病，他们在源头提高光爆质量、初期支护质量的基础上，通过加强质量培训，严格落实《工序“三检制度”管理办法》、《工序旁站及领导带班制度》、《衬砌混凝土封顶领导旁站制度》，对初支背后空洞、锚杆质量、隧底清理、防水板焊接等隐蔽工程的质量进行控制，并实施质检签认、记录入档、责任追溯。通过工艺创新，采用湿喷机械手，控制喷浆平整度、密实度。采用预埋温度传感器，控制混凝土温差裂纹。采用防水板热熔垫圈“井”字型布置和电磁焊，控制铺设质量。采用衬砌堵头台阶式橡胶条卡位，控制环向中埋式止水带位置，增强衬砌施工缝防水性。采用压力触感衬砌防脱空装置、带模注浆工艺，控制衬砌背后脱空。
仰拱二衬混凝土的浇筑，是质量创优的关键。为了确保仰拱、二衬的实体混凝土质量，他们在严控原材料进场的同时，注重混凝土坍落度控制，采用随车携带减水剂，现场调整混凝土和易性。采用仰拱液压栈桥定型弧模，实现仰拱、填充分层浇筑。矮边墙纵向止水带夹具、仰拱钢堵头等措施，保证仰拱质量。采用分流器分层逐窗浇筑工艺，通过多个带压三叉泵管连通分层浇筑，控制混凝土离析产生的流沙、麻面、骨料堆积现象，保证了衬砌浇筑混凝土的强度、密实度和外观效果。
（中国日报安徽记者站 马晨光）
来源：中国日报网
