由中鐵十二局集團三公司承建的汾(陽)邢(臺)高速公路山西段頭號控制性工程天河山隧道,繼4月30日右線安全貫通后, 5月18日左線與河北段高精度安全貫通。該隧道的順利貫通,標(biāo)志著汾邢高速公路工程建設(shè)邁入后續(xù)施工的新階段,為力爭10月份全線建成通車奠定了堅實的基礎(chǔ)。
連接河北邢臺與山西汾陽的汾邢高速公路,是打造東出西聯(lián)、連通晉冀兩省的重要戰(zhàn)略通道。位于晉冀省界的天河山隧道為分離式雙線山嶺隧道,橫穿太行山脈,全長8500米,其中十二局集團三公司承建的天河山隧道山西段左線長6831米,右線長6769米。據(jù)項目經(jīng)理宋全貴介紹,天河山隧道由晉冀兩省共建,山西境內(nèi)段只能采取向河北方向獨頭掘進的方法,進口端與出口端落差達130米。隧道所經(jīng)過區(qū)域富含地下水,先后穿越16層斷層破碎帶,地質(zhì)地形條件極為復(fù)雜,屬于特長高風(fēng)險隧道。
天河山隧道自2011年開工建設(shè)以來,建設(shè)者以百折不撓的拼搏精神、求真務(wù)實的科學(xué)態(tài)度大力開展工程技術(shù)攻關(guān),取得了一系列重大攻堅成果。
隧道所穿越的斷層破碎帶的每個斷層斷距寬,破碎帶內(nèi)圍巖地質(zhì)構(gòu)造變動強烈,地質(zhì)全部為強風(fēng)化泥巖及飽和粉細(xì)砂層,泥巖手可捏碎,且洞內(nèi)多處涌水,泥巖遇水浸泡坍塌,軟弱無自穩(wěn)能力,整體性較差,全部為V級及V級淺埋圍巖,洞身開挖后,初期支護承受壓力巨大,多處出現(xiàn)開裂變形現(xiàn)象。針對這一重大課題,建設(shè)者邀請設(shè)計單位及隧道專家多次到現(xiàn)場會診,制定專項施工方案,不斷改進施工工藝和工法,采取TSP超前地質(zhì)預(yù)報、地質(zhì)雷達和超前水平鉆孔相結(jié)合的方式,提前探明前方地質(zhì)并制定施工方案。根據(jù)探明地質(zhì)情況,提前對前方巖體采用超前管棚支護、每循環(huán)超前小導(dǎo)管預(yù)加固、對巖體進行注雙液漿等方式,提前對前方巖體進行加固,釋放水壓,降低開挖風(fēng)險。每天對隧道初期支護后的斷面進行四次量測,對重點監(jiān)控段不間斷量測,準(zhǔn)確掌握初期支護的收斂情況,一旦數(shù)據(jù)超限,立即采取加固支撐和回填注漿等辦法制止情況突變,使隧道施工安全穩(wěn)妥通過了大型斷層破碎帶。
隧道施工進入F5、F6斷層影響帶以后,由于太行山中水蒸氣利用巖石這種特殊的介質(zhì),經(jīng)歷成千上萬年的積累,形成大量積水從圍巖裂隙縫內(nèi)涌出,最大日涌水量達到5萬方,單是日涌水量在10000方以上的段落就有3000多米。建設(shè)者在施工中總結(jié)出了“探、堵、繞、排”的涌水治理方法,自始至終進行超前地質(zhì)預(yù)報,通過雙液注漿等方法封堵洞內(nèi)出水點,提前將水堵在隧道預(yù)開挖斷面之外。將鋪底施工設(shè)置為中間高、兩邊低的排水坡面,并且每隔10米鋪底設(shè)置橫向排水盲溝,加大加密各種排水管道,在靠近掌子面附近挖設(shè)集水坑,將水流分段攔截至集水坑,采用“固定高揚程大流量抽水泵站、低壓接力泵站與移動泵站”相結(jié)合的排水系統(tǒng),最終馴服了兇猛阻礙隧道進尺的“水魔王”。(馮學(xué)亮)