“唐番古道隘口”鄂拉山海拔4499米,生命禁区的高度让这片神奇的群峰披上了神秘的面纱。鄂拉山隧道是共玉公路头号控制性工程,总长9330米,是在建的世界高原冻土公路第一长隧。
“氧气吃不饱,风吹石头跑,六月下大雪,四季穿棉袄”,在这里一年中有将近九个月的时间是沉睡在洁白的冰雪之下,成片的冻土成了隧道施工的“拦路虎”。
中铁五局参建者在三年多时间中,他们高举科技之利剑,以“不破楼兰终不还”的气概,与冻土展开了艰苦卓绝的决战。
小小遮阳网克难关
2011年夏天开工伊始,鄂拉山隧道便给建设者来了个“下马威”,进洞时,白天在阳光的直射下,地表温度达十多度,冻土遇热解冻,造成积水浸泡坡脚,最终形成坍塌,根本无法进洞施工。
针对这种特殊的地质状况和施工条件,项目部大胆创新,选择了在洞口搭设黑色防晒网有效阻隔高原阳光辐射,控制温度上升使洞口边仰坡冻土融化,边坡开挖时采取了边开挖边喷聚氨酯泡沫隔热层,再喷低温早强钢纤维混凝土加强支护,边坡脚设置片石混凝土保温挡墙,避免了冻土边坡热融滑塌,确保了边仰坡的稳定,取得初战告捷,为挂洞门施工赢得了宝贵时间。据国家交通部专家测算,黑色遮阳网技术的成功应用,与青藏铁路昆仑山隧道施工中采用的洞口搭设遮阳棚方案相比,节约了数百万元资金。
管棚新工艺显神威
在进洞挂洞门施工中,又一道难关挡在了建设者的面前,洞口大管棚超前支护时先期采用履带式定向潜孔钻机对4个不同位置的孔位进行试钻,钻孔过程中塌孔、地表漏风、不出碴、继而卡钻无法成孔,施工再次受阻。
原来是洞口为多年冻土浅埋段(洞口埋深仅1.9米),地表富冰含水量大,钻杆在钻孔过程中与孔壁冻土高速摩擦生热发生热传导,导致温差改变孔壁周圈冻土融化,从而发生孔内坍塌卡钻无法成孔,管棚施钻成孔难度极大。
面对困难项目部不等不靠,结合以往软弱围岩隧道管棚施工经验,并咨询了重庆交科所和西北铁科院专家的意见,最终采用地质钻机钻杆前端加装偏心钻具扩孔同步带进钢管套的钻进技术,历时1个月完成洞口长管棚超前支护施工,顺利实现了进洞。
施工新技术解难题
隧道初期支护和一衬,设计采用低温早强混凝土喷护和模筑,由于混凝土在喷射和模筑后将产生大量水化热,容易使支护背后冻土产生融化塌落,初支背后脱空引起沉降导致支护变形,隧道成洞困难。
为了降低混凝土引起的水化热对洞身冻融圈的破坏,项目部试验室提前按照设计文件的技术要求,大胆地在混凝土中掺入了高性能减水剂、早强剂、防冻剂,并对此进行了大量的比选和现场试验验证工作,得出详细、科学的试验数据,确定了低温早强混凝土施工配合比,在实施过程中能够将混凝土出机温度控制在5-10℃左右,并能保证混凝土在浇筑后接触冻土层不致受冻,低温早强混凝土的研制和成功应用,减少了初期支护和一衬模筑时混凝土产生的水化热对冻土冻融圈影响,很好地控制了浅埋段地表和洞内沉降,使后续施工得以顺利进行。
鄂拉山隧道刚进入洞内施工,十月便已进入高原的“冬天”,为保证隧道冬季施工要求,项目部采取了一系列措施,在混凝土集中搅拌站、喷浆料拌和场地均设置保温棚(彩钢板房)全封闭进行保温;采用5吨锅炉加热拌合用水,使混凝土拌合用水温度维持在40-60℃,最终保证混凝土的出机温度控制在5-10℃;明洞段搭设密闭保温棚(覆盖帆布)设置活动门、罐车罐体用帆布包裹、输送泵搭设简易保温棚、浇筑混凝土时在台车内生上小煤炉等措施保证混凝土的入模温度在5℃以上,确保了冬季混凝土施工质量。
科技攻关促生产
鄂拉山隧道进洞施工面临的施工技术难题和恶劣环境也受到各级领导的高度关注。时任青海省交通厅厅长杨伯让、共玉公路建设指挥部指挥长马培君和纳启财等领导亲临鄂拉山隧道检查指导工作,要求中铁五局开展科技创新,攻克施工难题。在各级领导的关怀下,项目部加大科技创新力度,精心组织,精心施工,稳打稳扎,步步为营,度过了前期进洞施工最艰苦的时期,逐步迈入隧道施工安全质量、掘进速度平稳向前发展良好态势。
三年来,中铁五局共玉项目部通过科技创新和攻关,取得8项科技成果,其中大管棚跟管施工工艺两项科技攻关获青海省共玉公路建设科学技术进步创新奖。三年多来冻土绽放出的科技之花结出了累累硕果,项目部连续三个月实现了百米成洞,创造了全线单月进尺126米的佳绩,取得安全质量零事故,施工进度名列全线前茅的佳绩。加拿大交通部专家考察鄂拉山隧道时,曾三竖大拇指称赞:OK,这是一项宏伟的工程,你们创造了冻土隧道施工的奇迹!” 何增旺 何贵阳 李元勇