黔北,尧龙山,诸峰突起,沟壑纵横。
山谷中人来车往,机声隆隆,一片繁忙景象,中铁隧道的建设者正在这里艰苦鏖战。2015年5月8日,备受关注的中国首条高铁高瓦斯突出隧道——渝黔高铁天坪隧道成功穿越,终于让悬在建设者心中安全与进度的“天坪”得以平衡。
敢为人先挑战“天坪”
渝黔高铁,北起重庆,经遵义后向南到达贵阳,线路全长345公里,是西北、西南至华南地区快速铁路通道的重要组成。天坪隧道位于贵州省桐梓县境内,全长13978米,地质复杂,高瓦斯、高地应力、高地温、断层破碎带、岩溶突水突泥、膨胀性岩土等多种不良地质,为渝黔铁路控制性一级高风险隧道。隧道在DK127+710~DK127+850(横洞工区)段穿越龙潭组煤系地层,共穿越3—22层煤层,瓦斯含量高,属瓦斯突出隧道,施工风险极大。中铁隧道举臂请缨,凭借专业优势,赢得渝黔铁路公司的信任。项目最终确定由中铁隧道一处负责施工。
天坪隧道分进口、出口、斜井和横洞4个作业面同时施工,横洞位于悬崖和峡谷处,高差达130米,进场便道线路长,挖方和支护量巨大,最艰难的地段还担负着揭煤的任务。为缩短临建施工时间,尽快进入主体施工,项目部反复论证,对洞口位置进行优化,全体员工历经6个月的艰苦努力,在悬崖峭壁上成功开凿道路,并修建完成了拌和站、工地试验室、加工场、材料库等施工场地。
中铁隧道项目部多次组织专家对天坪隧道的运输方式和抽排方案进行比选优化,最终采用了移动设备防爆改装加瓦车闭锁装置和防爆型固定设备的运输方式以及通过平导对煤层段瓦斯进行综合抽排的区域防突总体方案,两个关键方案得到工管中心和铁路总公司的认可和批复,为安全揭煤奠定了坚实基础。
整章建制把脉“天坪”
面对天坪隧道这样的“疑难杂症”,中铁隧道在对天坪隧道慎重“把脉”后,首先对设备进行防爆改装,对防爆性能进行严格检测,并经地方安监部门验收及备案。按照瓦斯隧道管理要求,建立“双电源、双回路”供电和“三专两闭锁”供电系统。成功引入煤矿施工较为成熟的安全保证六大系统:一是安全监控系统,采用人工检测配合KJ70自动监控系统对作业面、回风巷道、洞口、硐室等部位实施不间断全覆盖监测;二是人员定位系统,设计选用KJ251A型人员管理系统,可实现对进洞人员的实时监测、跟踪定位、轨迹回放、考勤管理、紧急搜救、生产调度等功能;三是紧急避险系统,该设施对外能够抵御高温烟气,隔绝有毒有害气体,对内提供氧气、食物,去除有毒有害气体,创造生存基本条件,为应急救援赢得时间;四是压风自救系统,在主井洞口附近设置空压机房,安设两台空气压缩机,压风自救管路同压风管路共用,向隧道内提供风压;五是供水施救系统,在洞口建设有效容积为200立方米的水池,水净化处理后向地面、隧道供水;六是通信联络系统,在隧道内安装KT1017型本安电话话机,在地面调度室、值班室、压风机房、主要通风机房安装普通话机,保持24小时通讯畅通。
他们按照措施齐全,卡控到位的要求严格落实,参照煤矿相关规定,结合隧道现场实际,在充分论证的基础上制定了31项瓦斯隧道管理制度。项目部联合桐梓县安监局、河南科技大学等相关单位举办30余次安全知识培训,并以实战为背景在天坪隧道横洞举行应急救援演练。
依靠科技征服“天坪”
2013年12月中旬,横洞副井到达井底,意味着抽排瓦斯、穿越煤层进入紧张的实施阶段。项目部通过“四位一体”和“渐进式”组织石门揭煤施工,作业面每50米、20米、10米、7米、5米及2米分别进行瓦斯突出危险性预测及消突验证,平导煤系地层累计钻孔395个,长23344米,其中瓦斯抽排孔214个,长15819米,累计抽排瓦斯152063立方米,混合气体2436456立方米;各种验证孔、密集排放孔131个,长5730米;管棚孔50个,长1795米。
数据背后是建设者的艰辛付出,在长达两个月的瓦斯抽排效果验证后,按照“边探边掘”原则于2015年1月中旬顺利完成平导煤层段施工,同时在11个月的瓦斯抽排验证中,仅揭煤专项措施费就接耗费近亿元,但在安全和进度的天坪上,高风险下的安全更有说服力。
正洞C3煤层是天坪隧道横洞工区煤系地层瓦斯压力最大,距离最远的煤层,也是抽采难度最大的煤层,在距离C3煤层5米左右进行瓦斯突出危险性预测检验时,曾多次出现检测指标超标。为安全顺利通过C3煤层,经项目揭煤领导小组认真讨论,果断增设密集排放孔进行局部瓦斯消突,在瓦斯排放后及时进行了二次验证工作,为攻克最后一道难关提供了安全技术保障。在重重压力面前,中铁隧道建设者沉着冷静,科学应对,在特长高风险铁路隧道瓦斯抽排、大断面风门的使用、常规设备防爆改装应用等新技术的成功运用,在国内同类隧道施工中开了先河,积累了宝贵的施工经验。
心若有了方向,理想便插上了翅膀。参建员工以“开路先锋”精神为激励,始终斗志高扬。在渝黔高铁工程项目上,他们追求的共同梦想就是要将“鲁班奖”揽入怀中,他们还在继续奋战着…… 杨小明 白近一