川觀新聞記者 尹夢奇
左右兩個主洞之間,大涼山1號隧道還有一座平行導(dǎo)洞——在樂山至西昌高速公路馬邊至昭覺段(以下簡稱樂西高速馬昭段)全線36座隧道中,大涼山1號隧道“一隧三洞”的外形與眾不同。
樂西高速馬昭段是首條深入大小涼山腹地的高速公路,2025年底全線建成通車后,將結(jié)束雷波、昭覺、美姑三縣不通高速的歷史。屆時,從成都開車到昭覺僅需3.5小時。
4月30日,大涼山1號隧道實現(xiàn)雙幅貫通。該隧道在國內(nèi)首次采用“主洞鉆爆法施工+平行導(dǎo)洞全斷面巖石隧道掘進機(以下簡稱TBM)施工”方案,縮短工期2年。那么,這條樂西高速馬昭段上最后貫通的隧道,如何鑿穿大涼山?
樂西高速大涼山1號隧道。
難題
生態(tài)環(huán)境敏感,隧道進口端無法設(shè)置斜井
從樂山市馬邊彝族自治縣出發(fā),沿著樂西高速馬昭段朝著大涼山1號隧道的方向駛?cè)ァ?月底,蒙蒙細(xì)雨中,沿途公路兩旁山坡上,有著“植物界的大熊貓”之稱的珙桐花正在盛放。
“珙桐、大熊貓……樂西高速穿越生態(tài)環(huán)境敏感區(qū),沿線分布有各類珍稀動植物資源。”蜀道集團川高公司副總經(jīng)理蘭富安說。作為樂西高速關(guān)鍵控制性工程,大涼山1號隧道同樣緊鄰生態(tài)環(huán)境敏感區(qū),這給建設(shè)團隊出了難題。
大涼山1號隧道全長15.3公里,是西南地區(qū)已貫通的最長高速公路隧道。對于這種超特長隧道,為了提高效率、縮短工期,往往采用設(shè)置斜井來增加工作面的方式,實現(xiàn)“長隧短打”。按目前相關(guān)規(guī)范,15公里超特長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)置三處施工輔助斜井。
但對大涼山1號隧道而言,這種普遍采用的方法卻不太適用。這是因為,隧道進口端約8.2公里緊鄰大風(fēng)頂國家級自然保護區(qū)、麻咪澤省級自然保護區(qū)?!霸O(shè)置斜井等施工輔助坑道將對地表生態(tài)環(huán)境造成影響,因此傳統(tǒng)施工方案在這段區(qū)域內(nèi)行不通?!笔竦兰瘓F四川省公路規(guī)劃勘察設(shè)計研究院有限公司隧道與地下工程分院院長林國進解釋。
建設(shè)團隊犯難,也因為隧道地質(zhì)復(fù)雜?!八淼来┰絻商幈承焙鸵惶幭蛐睒?gòu)造,其中黃果洛向斜就像一口鍋,累積雨水,形成向斜富水段?!绷謬M作了一個比喻,如果貿(mào)然在此掘進斜井等施工輔助坑道,涌突水風(fēng)險極高。
同時,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不良地質(zhì)。受此影響,若采用常規(guī)的鉆爆法施工,大涼山1號隧道施工還面臨著涌突水風(fēng)險高、有毒氣體含量大、安全風(fēng)險高、工期不可控等挑戰(zhàn)。
這條全長約15公里的超特長隧道如何能高效安全地施工,成為建設(shè)團隊面臨的難題和考驗。
解法
“一隧三洞”,TBM輔助施工縮短2年工期
在隧道進口端無法設(shè)置斜井的情況下,大涼山1號隧道建設(shè)團隊選擇另謀出路。
高速公路隧道往往只有左右兩個主洞。大涼山1號隧道卻有三個洞口,包括進出洞以及一個平行導(dǎo)洞——這就是建設(shè)團隊給出的新解法。
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順利貫通,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號隧道建設(shè)中,平行導(dǎo)洞貫通后,就為隧道進口端新增4個主洞作業(yè)面。
大涼山1號隧道平行導(dǎo)洞的掘進,則采用了國內(nèi)第一臺應(yīng)用于高速公路隧道項目輔助施工的TBM“月城涼山號”——這也是國內(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,引入超特長公路隧道建設(shè)。
這次“跨界”嘗試取得成效?!捌胀ㄣ@爆法的月進尺大約100米,而TBM掘進速度是其4倍,平均400米以上?!弊鳛榇鬀錾?號隧道平行導(dǎo)洞掘進的負(fù)責(zé)人,中鐵十八局樂西高速K2標(biāo)項目部經(jīng)理鄭傳贊說。
“平行導(dǎo)洞超前掘進排水,同時可提前查明隧道不良地質(zhì)?!绷謬M介紹,在平行導(dǎo)洞的輔助下,隧道貫通原本所需7年以上的工期縮短至5年,并提高了隧道通風(fēng)能力。
平導(dǎo)(平行導(dǎo)洞)示意圖。
大涼山1號隧道洞門景觀效果圖。
作為國內(nèi)首個TBM輔助施工的高速公路隧道項目,大涼山1號隧道建設(shè)目前取得的科研成果已成功申報22項專利和工法,并獲得多項創(chuàng)新大獎。
工藝創(chuàng)新,“進化”的不僅是工期。隧道建成通車后,平行導(dǎo)洞也可轉(zhuǎn)變?yōu)閼?yīng)急車道,將救援車輛到達(dá)事故地點的時間縮短至常規(guī)模式的四分之一、排煙距離由5000米縮短至750米,降低運營期間的安全風(fēng)險。
記者了解到,大涼山1號隧道建設(shè)形成的平行導(dǎo)洞TBM施工管理經(jīng)驗,未來或?qū)⒂型皬?fù)制”到金口河至西昌高速公路全長18.4公里的越喜隧道的主洞施工中。
(圖片、視頻資料畫面由蜀道集團川高樂西公司提供)
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