6月6日上午，峨漢高速大峽谷隧道雙洞貫通。該隧道由四川省公路規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司（以下簡(jiǎn)稱省公路設(shè)計(jì)院公司）勘察設(shè)計(jì)，蜀道集團(tuán)所屬蜀道高速集團(tuán)投資、四川路橋承建，是峨漢高速關(guān)鍵控制性工程，進(jìn)口端位于樂(lè)山市金口河區(qū)，出口端位于涼山州甘洛縣。
大峽谷隧道全長(zhǎng)共12.1km，屬特長(zhǎng)隧道，隧道最大埋深為1944m。大峽谷隧道洞口地勢(shì)高、坡度大，地理位置特殊，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自2017年初開(kāi)工建設(shè)以來(lái)，在掘進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)了不同程度的巖爆、大型溶洞、水平巖層掉塊、高地溫等地質(zhì)和環(huán)境災(zāi)害，其中以巖爆現(xiàn)象最為突出，施工安全風(fēng)險(xiǎn)高，施工難度極大。
面對(duì)溶洞、巖爆、水平層掉塊、斷層破碎帶、高地溫等多種不良地質(zhì)現(xiàn)象影響，項(xiàng)目一線團(tuán)隊(duì)科學(xué)規(guī)劃，多種措施齊并，引進(jìn)多種專業(yè)隧道施工設(shè)備，合理排班，“5+2”“白+黑”不間斷施工，確保實(shí)現(xiàn)安全、環(huán)保、質(zhì)量、進(jìn)度“齊步走”的目標(biāo)任務(wù)，有效解決大峽谷隧道技術(shù)難度大、安全風(fēng)險(xiǎn)高、質(zhì)量管控難、不良地質(zhì)降效等難題。
從大峽谷隧道的頂部到隧道穿越山體的山頂，最大垂直距離有1944米，這讓大峽谷隧道成為了世界第一埋深的高速公路隧道，由此帶來(lái)的巖爆、溶洞、高地溫等多種不良地質(zhì)，與建設(shè)如影隨形。
圖片
讓高速公路通達(dá)小涼山腹地，“世界第一埋深”是如何被攻克的？
01
看建設(shè)
最難時(shí)一天只掘進(jìn)1米
科研創(chuàng)新鏟除“攔路虎”
打通大峽谷隧道最難的是巖爆！巖爆，是隧道建設(shè)中較常遇到的一種現(xiàn)象，但大峽谷隧道的巖爆現(xiàn)象極為突出。
沿著峽谷沒(méi)有條件修路，必須穿山，也就是修建隧道。由于大峽谷隧道穿越地區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，再加上接近2000米的最大埋深，導(dǎo)致巖體地應(yīng)力過(guò)高，巖爆也就發(fā)生了。所謂巖爆，就是在地應(yīng)力很高的區(qū)域，巖體破壞失穩(wěn)，轉(zhuǎn)換為沖擊動(dòng)能而產(chǎn)生的爆裂聲響、爆裂松脫、剝離彈射甚至拋出的一種地質(zhì)災(zāi)害。
在施工過(guò)程中，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)先后進(jìn)行了5次地應(yīng)力檢測(cè)，最大一次接近水下5000米的壓力。
2019年3月以來(lái)，隧道出口端的巖爆就頻繁發(fā)作，持續(xù)至今。當(dāng)天“最后一爆”后，在洞內(nèi)，剛剛貫通的巖層還不斷有石塊掉落。
突出的巖爆，伴隨著垮塌，好幾次，初支和開(kāi)挖的施工用臺(tái)車直接損壞，施工面臨極大的安全風(fēng)險(xiǎn)，一度陷入停滯。最難的時(shí)候，一月掘進(jìn)僅48米、平均每天才1米多，正常情況下一月掘進(jìn)進(jìn)尺應(yīng)為150米—200米。
項(xiàng)目一線團(tuán)隊(duì)多方求教，邀請(qǐng)中國(guó)工程院院士馮夏庭、以及成都理工大學(xué)、西南交大、武漢大學(xué)的地質(zhì)、爆破等專家到現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，“把脈問(wèn)診”。團(tuán)隊(duì)還赴四川已建成的最長(zhǎng)高速公路隧道、巴陜高速米倉(cāng)山隧道的建設(shè)單位“取經(jīng)”，求取治病的良藥。
四川省公路設(shè)計(jì)院公司以專家團(tuán)隊(duì)為技術(shù)支撐，會(huì)同參建各方，制定了“一躲、二防、三治”的施工原則。
躲——即每一段開(kāi)挖后都留出時(shí)間等待巖爆，等能量釋放得差不多了，再進(jìn)行下一步施工。
防——包括采用噴射混凝土對(duì)巖體進(jìn)行封閉，初期支護(hù)加設(shè)鋼架，增加機(jī)械設(shè)備減人等。
治——是指通過(guò)微震監(jiān)測(cè)儀檢測(cè)巖爆等級(jí)后，再通過(guò)系統(tǒng)性打孔，反復(fù)找頂?shù)确绞?，幫助巖體釋放能量。
對(duì)超大規(guī)模水平層巖爆，堅(jiān)持“短進(jìn)尺、勤擾動(dòng)、管超前、強(qiáng)支護(hù)、微震監(jiān)測(cè)、應(yīng)力釋放孔”原則，大力實(shí)施“機(jī)械化、減人化、強(qiáng)防護(hù)”應(yīng)用。在技術(shù)專家的建議下，項(xiàng)目采用微震監(jiān)測(cè)檢測(cè)技術(shù)，可對(duì)巖爆的發(fā)生，提前判斷、提前預(yù)警；通過(guò)打孔、爆破等方式，提前釋放圍巖應(yīng)力，讓巖爆現(xiàn)象衰減；并加大建設(shè)中的支護(hù)、噴漿等進(jìn)程，快速“鎖定”掘進(jìn)層巖石，杜絕巖石彈射。同時(shí)，大量投入三臂鑿巖臺(tái)車、自動(dòng)濕噴機(jī)等技術(shù)含量高的機(jī)械設(shè)備，減少掌子面開(kāi)挖的作業(yè)人員，增大作業(yè)人員距掌子面距離，以保證施工人員安全。
多措并舉、多管齊下，這個(gè)最大的“攔路虎”被鏟除，隧道順利貫通。攻克大峽谷隧道中應(yīng)用的部分技術(shù)，成為“超長(zhǎng)深埋高風(fēng)險(xiǎn)公路隧道建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”科技成果的一部分，獲得2022年度四川省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)；建設(shè)中應(yīng)用的“一種防巖爆的臺(tái)車”已獲得發(fā)明專利。
按“智慧高速”標(biāo)準(zhǔn)打造實(shí)現(xiàn)對(duì)橋遂自動(dòng)監(jiān)控
從隧道深處的貫通處往漢源方向，汽車在洞內(nèi)不斷“變道”，通過(guò)兩條隧道之間的橫洞，駛?cè)胱蠖椿蛴叶?。不一?huì)，來(lái)到了正在建設(shè)的地下風(fēng)機(jī)房。這是一個(gè)寬10米、長(zhǎng)100米并連著若干支洞的巨大空間，洞高14米，近5層樓高度，看起來(lái)特別壯觀。
風(fēng)機(jī)房相當(dāng)于隧道的呼吸系統(tǒng)。一般的隧道不用設(shè)風(fēng)機(jī)房，而大峽谷隧道長(zhǎng)達(dá)12.1公里，僅靠進(jìn)出口的自然風(fēng)，不能確保隧道內(nèi)空氣清新，因此在進(jìn)口端和出口端分別設(shè)置了一個(gè)地下風(fēng)機(jī)房。
出口端（漢源側(cè)）的這個(gè)地下風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)部有15個(gè)交叉口，交叉口之間設(shè)置聯(lián)絡(luò)風(fēng)道；進(jìn)出風(fēng)口是位于地面的一個(gè)施工斜井口，與風(fēng)機(jī)房有160米左右的自然落差，方便送風(fēng)。隧道建成運(yùn)營(yíng)后，將在主風(fēng)機(jī)房位置設(shè)置大功率風(fēng)機(jī)隨時(shí)抽取廢氣，吹送新鮮空氣，形成一個(gè)呼吸系統(tǒng)，使隧道內(nèi)隨時(shí)保持清新空氣，沒(méi)有污濁感。
此外，由于埋深大，隧道內(nèi)高地溫，設(shè)計(jì)方采用灑水、冰塊物理降溫，以及充分利用主洞及斜井循環(huán)自然通風(fēng)等新技術(shù)，有效改善隧道內(nèi)高地溫施工環(huán)境。在保證工作人員人身安全的同時(shí)，全力推進(jìn)項(xiàng)目建設(shè)。
超過(guò)10公里的高速公路隧道，運(yùn)營(yíng)后的安全考量，也極為重要。
車輛穿行的隧道之間的橫洞，就是設(shè)計(jì)時(shí)的精心考量。這些橫洞將長(zhǎng)隧“分割”成了多個(gè)短隧，一旦洞內(nèi)發(fā)生意外，車輛可通過(guò)橫洞轉(zhuǎn)換變道，便于救援車輛進(jìn)入，也可避免洞內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間擁堵。
全新的安全運(yùn)營(yíng)“利器”也將亮相峨漢高速。峨漢高速橋隧比高達(dá)87.4%，正以橋遂為監(jiān)控重點(diǎn)，按“智慧高速”標(biāo)準(zhǔn)在進(jìn)行建設(shè)。平均120米左右，就將安裝一個(gè)“智慧桿”。“智慧桿”里的電子設(shè)備，相當(dāng)于“千里眼”“順風(fēng)耳”，可實(shí)現(xiàn)對(duì)全路段的24小時(shí)監(jiān)控，一旦公路上發(fā)生意外，系統(tǒng)可在1秒鐘之內(nèi)識(shí)別到，并自動(dòng)通知工作人員前往處置。
