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七公司大臨鐵路杏子山隧道出口快速化施工紀實

?作者:惠朔 唐垚???? 來源:七公司 ???? 瀏覽次數: ?時間:2019-06-24 17:10:36 ?【字體:

大理訊(惠朔 唐垚)“月進度最高94.7米,月均提升38米,工效增長88%……”日前,從中國鐵路總公司軟弱圍巖隧道臺階法快速施工現場會上傳來捷報,中鐵十二局集團承建的大臨鐵路杏子山隧道出口Ⅴ級軟弱圍巖單月進尺突破90米,連續9個月穩定在80米以上,刷新了大臨鐵路軟弱圍巖隧道施工新記錄。然而早在2018年4月之前,該隧道出口單月進尺僅為43米,工期滯后長達9.5個月。短短一年時間內,他們又是如何實現了從落后者、跟跑者到領跑者的巨大轉變?


遭遇“難”題

大臨鐵路杏子山隧道地處橫斷山系縱谷區,地形起伏大,沖溝深切發育,呈“V”型,相對高差1375米,自然橫坡陡峻達70°~80°,局部地段縱坡高達20%,地勢險峻,場地狹窄,進洞困難。

“進場的時候,還沒有這條便道。我們是用騾子和馬匹把500多噸重的物資一趟趟地從杏子山山頂運到谷底隧道洞口的。”看著杏子山隧道出口段九曲回腸、既窄又陡的施工便道,大臨鐵路項目部指揮長張變西仍然心有余悸。

“隧區5條斷層破碎帶、1處背斜,還有1條長蟲街壓扭性斷層,與回龍山斷層交叉……”張變西告訴筆者,該隧區不僅地形起伏大,還穿越印支亞板塊的蘭坪-思茅拗陷,地質構造復雜,存在順層偏壓、巖溶、高地溫、高地應力、瓦斯氣體等不良地質現象。

除了地形、地質條件復雜之外,圍巖軟弱多變也是制約杏子山隧道出口施工進度的重要原因。該隧道出口段多為薄層黑色強風化炭質板巖、中薄層變質砂巖夾鈣質板巖,同時伴隨透鏡體狀方解石脈。其中,炭質板巖揉皺發育,巖體極易破碎,耐崩解性差,遇水化泥,被國內隧道設計大師史玉新形象地稱為“癌細胞”。

“隧道出口圍巖情況完全超乎我們的想象,已完成段落全部為Ⅴ級圍巖,劣變率82.6%。圍巖穩性差,拱部掉塊嚴重,地下水滯后開挖3~5天滲出,最大涌水量約88400立方米/天。”大臨鐵路項目部二工區經理黃詒寶透露,由于圍巖軟弱,隧道初期支護沉降、收斂不均勻,涌水后加劇變形,成環后仍持續變形,侵限換拱頻繁,不僅導致掘進工效低、工期延長、成本增加,還給施工帶來了極大的安全風險。

“杏子山隧道作為單線鐵路隧道,內輪廓軌面凈空寬度僅有6.3米,軌面以上有效凈空面積為42.06平方米。”黃詒寶補充道,由于隧道作業面狹小,部分大功率、高效的設備不能使用,各工序作業空間受限、相互干擾嚴重。


“精”準破題

“方案先行,構建高效框架”是杏子山隧道出口快速化施工的基礎。軟弱圍巖隧道施工,特別是大臨鐵路,由于區域內構造強烈,地質多變,因此,穩定方案、固定工法,成為快速施工的基本前提。

“在過去一年的實踐中,杏子山隧道出口斷層破碎帶、節理密集帶、突水突泥、巖溶等特殊地質段的超前預報準確率均在95%以上。”杏子山隧道工區長李志表示,通過規范超前地質預報,不僅有效防止了意外的發生,也為確定施工方案、指導現場施工提供了重要依據。

“上臺階不間斷作業、多工序平行作業,上道工序結束前,下道工序準備就緒,實現工序無縫銜接。”綜合考慮杏子山隧道出口地質、作業空間、工期等因素,該工區選擇了“開挖斷面穩定性好、封閉成環時間短、作業面多”的三臺階法,成功解決單線鐵路隧道作業空間小,工序多,交叉施工干擾大的難題,安全、高效推進杏子山隧道出口施工。

“措施跟進,提升施工速度”是杏子山隧道出口快速化施工的關鍵。通過配要素、嚴考核、強量測等一系列措施,杏子山隧道出口Ⅴ級軟弱圍巖三臺階開挖單月進尺從43米突破到了94.7米,掘進速度領跑全線。

該工區本著“人員滿配、設備超配、二襯施工能力強于掌子面掘進能力”的原則配置要素,不斷強化道路、材料、資金、技術、作業環境等保障工作。同時,持續抓好“班組建設”這個牛鼻子,以工序考核為抓手,適當提高考核指標,及時兌現考核獎勵,多管齊下不斷激發班組干勁與活力。

“支護參數‘寧強勿弱’,保證施工連續性,是我負責杏子山隧道出口施工以來最大的感悟。”在李志看來,監控量測是隧道施工的“眼睛”,通過強化圍巖量測,實時監控支護體系的變形規律,發現異常后,及時調整支護參數、預留變形量,可以有效解決因大變形引起的進度緩慢問題。

“技術輔助,淬煉品質工程”是杏子山隧道出口快速化施工的特色。該工區借助信息化技術平臺,通過數據收集、全面分析施工過程中安全、質量、進度等方面的情況,實現施工過程全面受控,為建設優質工程、品牌工程提供了強大的信息技術支撐。

“我的壓力減輕了很多,工作效率也越來越高,以前一周的事情,現在兩三天就可以干完……”關于信息化技術平臺的運用,技術員劉賢感觸頗多。

劉賢告訴筆者,信息化技術平臺上線后,他們可以利用超前地質預報、安全步距、圍巖量測模塊分析施工安全狀況,為工程保駕護航;利用拌合站、試驗室、工程影像模塊確保工序施工質量,使工程內實外美;利用施工日志、檢驗批模塊統一資料標準,提高技術管理效率;利用隧道形象化模塊掌握工程實際進度與計劃進度的偏差,及時采取措施,實現快速施工,確保關鍵線路工期可控。


“快”速解題

在中國鐵路總公司工管中心、昆明局集團公司、滇西鐵路建設指揮部的指導下,經過不斷實踐和調整,杏子山隧道出口軟巖隧道快速施工取得了顯著的成效。V級圍巖拱架間距0.8米、循環進尺1.6米,循環耗時鎖定在12.5小時內。2018年7月至2019年5月,單月掘進進度穩定在80米以上,極大緩解了工期壓力。另外,仰拱初期支護12天內閉合成環,二次襯砌22天內完成,也有效遏制了大變形換拱等問題,降低了風險,提高了工效,節約了成本。

在快速化施工過程中,杏子山隧道出口工區形成了“一嚴格、兩強化、三超前、四到位”(即:嚴格紅線管理,強化圍巖量測、強化信息化管理,超前地質預報、超前預支護、超前預加固,工法選擇到位、支護措施到位、封閉成環到位、襯砌跟進到位) 的安全質量管理理念,通過固定開挖工法、把定循環進尺、鎖定工序耗時、穩定生產要素、守定安全質量、咬定進度指標的“六定”管理方法,“以定制變”,順利解決了圍巖多變給施工生產帶來的困難。

目前,中鐵十二局集團大臨鐵路站前3標項目經理部,正在大力營造快速施工氛圍,并將快速施工理念系統化、制度化,以點帶面,在杏子山隧道、大保山隧道的另外三個軟巖掌子面進行了推廣,確保整個標段工期可控。


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