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穿越最美大峡谷
2014-09-18  来源:中华铁道网 分享到:

谨以此文献给为西藏拉日铁路建成通车作出卓越贡献的巴图鲁们

   ·高原缺氧何所惧,笑傲雪域写春秋;倾情奉献创名牌,我为高原铸丰碑。——这是中铁二十一局集团拉日铁路建设者,在青藏高原吼出的豪言壮语。他们像一支无坚不摧的“狂飙支队”,横扫地狱千军,谱写了一曲挑战极限,极速穿越雅鲁藏布大峡谷,为青藏高原再造一座绝世建筑丰碑的最美壮歌。  ——采访题记

   

   穿越最美大峡谷

   ——中铁二十一局集团三公司高原最长单线特长铁路隧道施工走笔

   □通讯员:王 孚

   中国最美大峡谷,非西藏雅鲁藏布大峡谷莫属。她位于雅鲁藏布江上游,拉萨至仁布之间,长约90多公里,气势磅礴,原色壮美。由中铁二十一局集团三公司独立承建的拉日铁路宗嘎1#隧道(原名盆因拉隧道),就横卧在海拔3890米的大峡谷北麓。

   该公司的前身是原铁道兵第十师48团。抗美援朝时,誉为“打不烂,炸不断的钢铁运输线”。66年来,先后参加过大秦铁路、青藏铁路、成昆铁路等近百条铁路建设,特别是三上青藏铁路,创造了一个又一个的施工奇迹。

   “兵改工”至今的30多年间,这支英雄队伍为华夏九州山川,建造了许多诸如大秦铁路张家湾隧道、青藏铁路风火山隧道、包西铁路新九燕山隧道、贵广高铁黄岗隧道等流芳百世的建筑丰碑,赢得了“穿山劲旅”、“钻地钢龙”和“铁兵雄风”的美誉。

   今天,他们又参加了西藏拉日铁路建设。管段全长46.44公里,隧道累计21413延米;其中,宗嘎1#道全长10410米,是目前中国高原铁路第一座最长的万米级单线特长隧道,总投资约4.35亿元,被业主列为全线重难点控制性工程,备受原铁道部、西藏自治区领导、民族宗教等社会各界瞩目。

   隧址位于雅江北岸中高山区,进口位于泽朗曲沟西岸冲洪积台地,出口位于雅江北岸宗嘎村后的基岩山坡处。山体地形起伏较大,地势陡峭,冲沟发育,地质条件复杂,岩爆现象突出,两个断层构造,节理裂隙发育,涌水量大。

   为解决特长单线隧道排烟难、运输难、出渣难等问题,三公司在集团公司的统筹下,在原设计位置上作了优化:一边从日喀则端的出口掘进,一边在拉萨端的进口端增设1#斜井,并在中间段增设2#、3#、4#横洞。其中,三座横洞的物资材料和机械设备,必须修建横跨雅江的2#、3#便桥才能运达。

   2011年5月30日,集团公司董事长孟广顺向全体参建员工发出“把中国高原在建铁路第一单线特长隧道品牌叫响叫亮”的号召。

   三公司副总经理兼项目经理马威说:工程上场以来,参建职工以挑战自我精神,积极推行标准化管理,把决战完胜高原第一万米特长隧道,作为一种无上荣誉和机遇,同时又作为一种挑战,并决意要把宗嘎1#隧道建成“优质、平安、绿色、和谐”的区优、部优和国优工程,为青藏高原再造一座流芳百世的建筑丰碑。

   1#斜井一马当先 改斜归正提前三天

   宗嘎1#隧道进口位于G318 国道4779公里处,雅鲁藏布江北岸泽朗曲冲洪积台地西坡绝壁悬崖上,与泽兰沟底垂直高度约60米左右,地势十分险要陡峭。壁立悬崖处,既是隧道进口处,又是TJ4标泽曲大桥的墩台,而且泽兰沟东坡又是达嘎山隧道出口。加之进口端地质条件复杂,泥石流和岩爆现象突出,施工难度更大。

   面对两隧夹一桥的“V”字形地势,三公司的建设者审时度势,因地制宜,采取绕行避险壁,在泽兰山北山半山腰打斜井,进洞斜穿515米;进入正洞后,再分头掘进的优化方案。

   在确保安全、质量的前提下,建设者狠抓1#斜井的工序衔接,科学组织,安排合理,促进施工进度。在安排测量的同时,又把开挖班安排一起进洞。如此一来,开挖班就可以充分利用测量空隙,做好接水管、风管和维护风枪、钻头、开挖台车等准备工作;测量程序临近结束,开挖班人员马上进入打钻状态;爆破完毕,立马启动通风机;除尘排烟一完,运渣车马上又进入出渣状态。

   整个施工过程科学合理,工序衔接紧凑,一环扣一环,一点也不拖泥带水;尤其是中间环节,几乎没有空档。如此周而复始,加快了施工进度。在做好这些工作的同时,还把施工责任具体落实到每个人头,实行24小时全天候值班;并安排专人对风枪、搅拌机、发电机、空压机、运渣车等机械定期保养,以确保正常施工。

   经过81天的艰苦鏖战,1#斜井于2011年8月17日“改斜归正”,提前3天进入正洞双向施工。

   2011年8月28日,集团公司总经理王继红闻讯1#斜井“改斜归正”时,特别嘱咐三公司建设者,务必在“三叉点”施工中,切实加强安全保障措施,以科学合理的工序衔接,加快双向施工进度。

   2011年10月12日,原铁道部副部长卢春房在检查拉日铁路全线施工安全质量时,向孟广顺等详细询问了1#斜井进入正洞后,围岩级别和岩体变化,以及每天的掘进尺度和施工质量,并在掌子面查看围岩石质时,谆谆告诫施工人员,务必在安全优质的前提下,稳扎稳打加快施工进度。

   便桥飞架雅江渡 南北两岸变通途

   三公司项目部驻地位于雅鲁藏布江北岸基岩平缓带,与318国道隔江相望。这一带地形特殊,四面环山,状若一个巨大的椭圆形“鸭蛋”。宗嘎东村村长达瓦次仁说,切娃乡大约有藏族同胞495户4680人;紧贴雅江北岸江边的宗嘎东、西村,有藏族同胞144户,约1020人。在3#便桥没有架通的情况下,几乎被鸭蛋壳地形地势封闭包裹着。说得夸张一点,驻地相当于一个藏地版的“世外桃源”。就连当地藏胞也有“遍行藏地百里路,难过滔滔雅江渡;两岸相见能对话,不知相逢在何处”的深切感受。

   尽管当地修了一些“富民乡村路”,但只是沿山体原貌修筑了一些狭窄的土路:面对几十米深的河谷,几十米宽的的雅江,更没有一座便捷桥梁;包括藏胞出行和砂石料、水泥、钢材等物资材料进场,必须绕一个“回形针”似的土路便道才能到达。1#斜井位于尼木县卡如乡泽朗村境内,从318国道4779公里处分岔,还要弯来绕去的沿险恶盘山小道跑3公里路。而进入2#、3#、4#横洞,就必须分别在G318 国道4785、4791公里处,修建两座横跨雅鲁藏布江的施工便桥。

   仁布县位于西藏自治区南部,后藏日喀则东隅,平均海拔 3950 米,境内最高峰党姆峰海拔 6112 米,属藏南温带半干旱高原季风气候;雨季原本多集中在7~8月份,降水量约占全年的95%左右。

   但2011年,似乎是非常不平常的年份;雨季比过去任何一年都来得早,来得快,来的频繁,来的让人措手不及,来的十分凶猛狂暴。

   2011年6月24日,也就是北京爆发“6.23”百年不遇大暴雨,强度达到小时128毫米,水淹京城的第二天。《汉典老黄历》说,这天是农历5月23日,是难得的黄道吉日。但天公不作美,西藏地区遭遇了罕见暴雨袭击,风雨持续不断,雷击上千余次,拉萨贡嘎机场大部份航班紧急取消。天降暴雨,山洪来袭,宗嘎山上的冲刷沟,当即变成了泄洪坝,如飞瀑直下,冲向雅江。翌日,江面水位暴涨了2米多。

   2#便桥当即被冲毁,3#便桥最后一个墩台,眼看就要浇筑完,刹那间,也被淹没在咆哮洪水中。随后直至8月下旬,又先后十多次普降强暴雨,雅江水位涨了又消,消了又涨。几次大洪水,最高时居然上涨了7米多;唯一迂回通往隧道出口和4#横洞的江边便道,还差50公分就要被淹没了。

   隔山容易隔水难。2#、3#横洞被迫停工待料,甚至生活用品也不能供给。雅江洪水咆哮凶,索桥飞架南北通。7月中旬,建设者毅然决定主动避开洪峰,把便桥改为临时索道,以解燃眉之急。他们采用“混凝土重力式锚墩150米大主索”,能承载15吨货物索道施工方案。同时加大人力、物力、财力和机械设备投入,全力以赴突击抢通索道。经过十几天昼夜施工,连续三天精心调试,8月11日顺利架通,并即刻开始运送机械设备和物资材料。

   项目班子成员素以精诚团结、治事精勤,沉稳殷实著称。在他们看来,索道虽然暂时能给2#、3#横洞运输物资材料,但效率偏低,费工费力,费时费钱,无功损耗浪费大;时间长了,也始终不是办法;一则安全指数低,二则不能满足施工需要。所以自索道运行以来,几位领导心里总是七上八下,一直处于忐忑不安状态。

   工程施工,材料物资供应保障和机械设备调运,始终是第一位的。保障部长李兴富说,2#、3#、4#和出口,每天都需要大量的物资材料。便桥不通,任你有“手眼通天本领”,也没法子加快进度。

   几位项目领导思前想后,哪怕困难再大,也要尽快把施工便桥架通,才能彻底解决问题。

   9月下旬,雅江水位刚刚消退到技术施工位置,项目部就迅速组织两支精熟善战的桥梁施工队,在雅鲁藏布大峡谷掀起大干施工高潮。2011年11月26日,雅江惊现两座各为4跨120米、7跨210米的“六四军用贝雷梁”便桥,并实行管制式通车。

   给我一个穿山支点 雷霆出击冲锋在前

   记得有句哲语曾这样说:“给我一个支点,我一定撬动地球。”这不,2#、3#钢便桥飞跨雅江,工程物资源源不断地运抵现场,从而成为3座横洞迅速打到三岔点,进入主洞双向施工的“核动力推进器”。与此同时,项目部还先后组建了出口和2#、3#、4#横洞4个职工架子队,来确保工程质量和施工稳步推进。

   2012龙年春节刚过,马威立马发威,并会同党工委书记邓永荣,向参建员工发出《决战决胜高原第一万米长隧倡议书》。4个洞子的建设者应声发力,发扬“高原第一速度”,顽强拼搏精神,扎实做好各项工作,掀起大干120天施工高潮,并制定严密理性的大干措施;确立目标,细化任务,落实责任。同时把施工任务充分细化,强化具体措施办法,倒排工期。项目部还把3月1日至4月30日划为第一阶段;5月1日至6月30日划为第二阶段;从上到下,一级抓一级,把施工任务与责权利和《目标责任状》,层层落实到具体人头。

   施工中,建设者在局指挥部的支持下,先后克服了地质围岩差、围岩多变无序转换快、高地热、高地应力、强烈岩爆、破碎断层、地质裂隙涌水大、结构工序复杂、支护结构安全控制等级高、施工环境条件差、单线隧道出渣难、通风排烟难、排水难和征地拆迁难等诸多困难;同时针对隧道地质特点、地层岩性和地质构造,运用超前地质预报、超前加固、分部开挖超前支护、分步开挖等先进技术,一举破解了多项施工难题。

   ——除了开挖按“新奥法”工法组织施工外,还根据围岩地质优劣,采取不同的开挖方法:Ⅱ、Ⅲ级采用光面爆破,Ⅳ、Ⅴ级采用台阶法。

   ——积极推广使用水压爆破施工法,降低了粉尘浓度,提高了掘进进尺。通过严格控制超欠挖,达到了开挖面平整,轮廓圆顺,炮痕率达到了95%以上,被业主树为技术典型,成为沿线单位学习样板。

   ——建立超前地质预测预报系统。通过地质分析法、综合物探法和水平钻孔法,探测或预测开挖面前方地质情况,结合掌子面围岩变化,对前方工程和水文地质情况做推断,为完善设计,确定合理施工方案提供地质依据。

   ——设置管棚或超前小导管,进行超前支护;注重钻孔参数调整,开挖轮廓线、孔间距、炮眼深度、超前小导管注浆压力等参数控制,同时加强监控量测,分析沉降变形曲线,随时调整初期支护参数。

   ——初支使用喷锚车,一次性进料加快了效率;既减少了砼料污染,又避免了砼料浪费。

   八路诸侯地心会盟高原勇士力战黄龙

   2012年8月23日,正当三公司的高原“巴图鲁”们,以“高原缺氧,我劲更足”的气势,突破5000米大关的时候,建设者遭遇了前所未有的F4、F5断层破碎带;雅鲁藏布大峡谷腹部惊现“八路诸侯地心大会盟”的地质奇观:——1#斜井、2#、3#、4#横洞和出口,先后出现大量涌突水,而且长流不断。

   也许是2012壬辰龙年,命数犯水的缘故;在这座万米特长隧道中,居然在5个洞口8个作业面,都齐刷刷地遭遇了疯狂“龙王”的肆意妄为。

   笔者当时在现场踏勘了解到,隧道上方有5条大冲沟,进口端泽朗曲沟常年流水,日流量达12000 立方米,出口冲沟日流量达到4000立方米。从仁布县的水文地质讲,水源头大致为降雨水、冰雪融水和地下水。而且雨季主要集中在七八九月,降水量占全年的90%。地表冲刷沟,已经把山峰上流下的水,汇集到雅江里了。雨一停,冲刷沟当即干涸,加上风大沙狂尘土飞扬,地表很难再囤积水。更不用说这埋深千米的地腹,哪里来的这么多水?

   有位来自四川沐川县的农民工幽默地说,难道说龙王爷成了多情种,像段正淳段王爷一样,跑到高原来幽会“小三”不成?

   隧道洞身穿越岩体主要为闪长岩,地表基岩裸露,冲沟有薄层洪积物。隧道分别在ⅢDK142+900~+990、ⅢDK144+190~+350段位置,先后穿越F4~4正断层,F4~5逆断层构造岩;节理、裂隙发育,极有可能发生坍塌或大变形。

   “可以说,它是最危险地段;涌水位置游离不定,一会儿左侧墙,一会儿右侧墙;早上在拱顶,晚间却在仰拱。估计小时排量不下300立方左右,整个洞子,就像西藏版的‘花果山水帘洞’。” 架子队队长周飞说,“2012年10月15日,隧道涌水达到最高峰;从掌子面到出口洞门,大约1622米的隧洞,几乎全部是齐腰深的水。”

   项目部班子成员分头出击,沉稳应对,蹲在各个作业面,24小时昼夜不停地加强抽水排水,涨多少,抽多少;采取挖沟导流排水,还把风管、水管用来应急排水。5天后,架子队员连续120小时突击排水,出口端洞口才没有见到龙王的踪影。

   岩爆炸裂惊心动魄 科技援手巧施良策

   说起岩爆,隧道施工人员无不谈虎色变。从地球物理学角度讲,岩爆是埋藏深度较大,地应力较高的地下工程开挖过程中,经常遇到的地质灾害之一。洞室开挖后,围岩突然释放大量潜能,使围岩遭受脆性破坏,并以爆炸形式将岩块从岩体表面飞射弹出。尤其是在坚硬的脆性岩层,其发生机率更大。

   突发岩爆时,有点像狙击枪发射那种阵仗。有部前苏联电影大片《兵临城下》,狙击英雄瓦西里·泽索夫在斯大林格勒保卫战中,躲在断垣残壁里,以一枪毙敌的绝招让子弹飞,创造了“瓦氏神枪,例无虚发”的神话,刷新了10天狙杀42名德国鬼子的记录。而岩爆就像躲在地心角落里的“瓦氏神枪”狙击手,突然向洞内打冷枪。

   2011年10月19日下午17时22分,2#横洞掌子面200米外某处突发岩爆,所幸事发点没有人;但在大约半个小时前,时任架子队队长张爱晖、四川铁科建设监理公司高监曹远亮、监理周思旭等,还在事发点探讨岩爆的治理措施,当时笔者也在跟踪摄影采访。

   事后张爱晖说:王记者,你们刚出洞门几分钟,这儿就发生岩爆,但这只是小儿科,比较大的还有好几次,那才叫吓人呢。这家伙的威力可怕的很,它可以在瞬间把衬砌台车的钢板打穿。2#横洞的岩爆特征最为强烈;Ⅱ、Ⅲ级围岩岩体密实,结构完整性好。多发生在左侧边墙及拱顶部位,新开挖段1~3倍洞径范围内。在埋深大、地应力高的作用下,岩爆呈高发态势。”

   在采写这篇深度报道时,笔者查阅了有关资料;岩爆具有高危性及不可预见性,地球物理学称为表部岩爆。岩石坚硬干燥,突发时没有明显前兆。它像幽灵一样,突然在你面前爆裂,石块随之应声而下;小者几厘米,大者可达一米多。有时出现爆裂声,但久久不见岩块坠下;两三天甚至几天后,岩块又突然片状剥落并出现爆裂。看着看着,笔者也为“10.19”的经历感到“后怕”和恐惧。

    恐惧,是人世间最摧折人心的一种原色情绪。但只要敢于与它科学抗争,并楸出它的“软肋”,恐惧者就能克服恐惧,成为驾驭恐惧的无上智者。在施工中,建设者不惧恐惧,积极主动采取预防措施和宏观预测,将岩爆发生率和危害率降到最低。他们对已经发生的岩爆破坏方式、岩体应力水平、岩石强度、结构面发育特征,进行分类总结和建立经验判断方法。同时加强超前地质探测,预报岩爆发生的可能性及地应力大小,判断可能发生岩爆的范围。

   ——开挖采用“短进尺、多循环”,同时利用光面爆破技术,严格控制用药量,以尽可能减少爆破对围岩的影响并使开挖断面尽可能规则,减小局部应力集中发生的可能性。岩爆地段开挖进尺,严格控制在2.5米以内。

   ——及时打设超前钻孔,施作锚杆,加固岩体,转移并改变洞壁岩体高地应力状态,改变岩爆触发条件,控制岩爆发展。锚杆环向施作,锚杆的长度为2.5米,间距视现场情况而定。

   ——在岩爆剧烈地段,采取架设钢架和打超前锚杆的支护方案。强烈岩爆对人员及设备威胁最大,必要时进行避让,等岩爆强度平静下来,再增设1榀/m的钢拱架支撑、锚喷挂钢筋网进行支护,加固岩体;同时喷雾注水,降低围岩表面张力,形成多措施并举的联合支护体系,有效防治了岩爆造成的危害。

   ——爆破后通风排烟,立即向工作面及附近洞壁岩体喷洒高压水,以降低岩体强度,增强塑性,减弱岩体的脆性,降低岩爆的剧烈程度,同时可以起到降温除尘的作用。

   ——现场采用水压致裂法测定岩石应力,确定岩爆段落及等级,为施工提供安全保障依据。在重点岩爆段,及时喷洒高压水、超前应力释放,并结合“先初喷、后挂网加锚、再复喷砼”的柔性支护系统,维持较高的围岩完整性,承载能力和抗冲击能力,尽可能减少岩层暴露时间,有效地防止和减少岩爆危害。出渣结束后,及时施作锚杆、挂网,每个钢筋网片事先焊接预制,采用合理间距,Φ8钢筋网片紧贴岩面铺设,网片之间在布设中重叠不小于50 cm。同时加强巡回撬顶,及时清除爆裂的危石。

   尽管建设者采取了这些强力措施,但岩爆还是猖獗横行。项目总工黄矩银说:

   ——2011年10月初至12月中旬, 2#横洞开挖支护平均月进尺只有122米,同比下降了26%;12月1日至15日仅完成38米!开挖工班更换了3次。

   ——2011年10月18日,在排险过程中发生强烈岩爆,将挖掘机前挡风玻璃及大臂液压油缸砸坏;11月7日,出渣时发生中等岩爆,将装载机后挡风玻璃砸坏;11月27日,在出渣时发生中等岩爆,将装载前挡风玻璃砸坏。短短39天,就接连发生3次强岩爆,包括砸毁机械,更换开挖工班,直接经济损失少说也有80万元。

   2012年10月15日,局指挥部和项目部邀请西南交通大学地球科学与环境工程学院、长江水利建设委员会联手攻关。试验组长赵志明和西藏水利厅地质勘探工程师等一行6人,带着钻探仪器和设备,到2#横洞现场钻探取样。经过一个多月的联合突击治理,终于制服了岩爆“雷区”。

   高原躬耕昼夜忙 甲午丰收现大阳

    2013年,农历癸巳蛇年,年中无闰日,平安呈吉祥。对三公司拉日铁路建

   设者来说,既是银蛇起舞雅江秀,又是决战收官的丰收年份。

   元月31日,2#横洞与3#横洞正洞区间顺利对接。

   2月4日,4#横洞与出口端正洞区间顺利对接。

   5月3日,1#斜井与2#横洞正洞区间顺利对接。

   5月25日,上午11时18分,4#横洞与3#横洞正洞区间顺利对接,实现全线安全贯通。至此, 800多名建设者在历时25个月的艰苦奋战中,克服高原缺氧,地质条件复杂多变等困难,圆满达到既定预期目标,创造了中国高原铁路隧道施工史上的奇迹……。

   当天下午,新华社西藏分社以《中国高原铁路首条万米特长隧道贯通》为题,向世人编发通报了这一令人振奋的特大喜讯。

   135天后的10月6日,宗嘎1#隧道整体道床施工任务全部贯通,再次提前圆满完成施工任务。

   高原躬耕昼夜忙,甲午丰收现秋阳。2014年8月16日上午,拉萨至日喀则K9821次首发旅客列车,像一条美丽硕长的金色哈达,飘向壮美煌煌的喜马拉雅山;而宗嘎1#隧道也像一座绝世建筑丰碑,傲然矗立在雅鲁藏布大峡谷。
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   图1为建设中的宗嘎1#隧道(原盆因拉隧道)。
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   图2为建设者在隧道贯通现场合影。
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   图3为工程技术人员在检测岩爆。
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