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  主页 > 人民日报海外版 > 第三版 专题 2000年03月25日

建造我国第二长隧
———记中铁第十六工程局开凿建设长梁山隧道
(附图片)


    王立武

  当今中国的隧道建设已经达到了世界先进水平。今年2月2日胜利贯通的朔黄铁路长梁山隧道,又以其突破了Ⅱ类软弱围岩全断面开挖的禁区,创造了近百年来我国隧道建设史上的多项“第一”和“之最”,再一次谱写了我国隧道施工历史上的一曲壮歌。
    最长的双线铁路隧道
    西起山西朔州,东至河北黄骅港,全长587公里的朔黄铁路是我国西煤东运的第二通道。它既是我国经济实现由东部向中西部转移的战略枢纽,也是西煤东调和南煤北运的骨干专线。全长12.78公里的长梁山隧道是我国继京广线大瑶山隧道之后的第二座长大电气化双线铁路隧道,也是我国目前在建的最长的双线铁路隧道。按照一般规律,超过10公里的特长大隧道好石质的比例比较大,但长梁山隧道十分特殊,这是条特长软弱围岩隧道。铁十六局承担的进口段6545米管段中,有13个断层,几乎每隔200多米就有一个。Ⅱ、Ⅲ类软弱围岩的比例高达72%,占管段的2/3,正好和正常特长隧道的石质比例倒了个个,这在国内所有特长大隧道中软弱围岩的比例是最大的。不仅如此,该局担负施工的3号斜井要担负正洞掘进1930米,是我国隧道史上斜井担负正洞开挖长度最长的。此外,该局管段内长达240米的F12大断层,全部采用全封闭帷幕注浆法施工,这也是我国隧道建设史上帷幕注浆地段最长的。
    九十年代是科学技术高速发展的年代,建筑施工行业中最能充分体现高科技的第一是机械设备,第二是科技攻关。攻克长梁山隧道这样特殊的长大隧道,除了要有敢打必胜的勇气,艰苦奋斗、奋勇拼搏的精神,更需要发挥科学技术的威力。铁十六局长梁山隧道的建设者们正是依靠科学技术这把攻难克险的利剑,在长梁山隧道的建设中不仅取得了Ⅱ类软弱围岩的全断面开挖,长大隧道的通风技术,长大隧道的反坡排水技术,地质超前预报技术,自行研制的多功能台车对隧道的衬砌技术,仰拱超前技术等6项全国性突破,并且还先后创造了月成洞359米,斜井正洞单口单面月掘进136米,在软弱围岩地带12小时完成一个工序循环等同等条件下国内隧道施工的最高纪录。为此,十六局朔黄铁路指挥部荣获了铁道部授予的“火车头奖杯”。据了解,“火车头奖杯”从不发给工程指挥部一类的临时性单位,这是铁道部对十六局朔黄铁路长梁山隧道建设者的特殊褒奖。
    靠科技突破施工禁区
    长梁山隧道打的是机械仗、科技仗,充分发挥机械设备的作用,发挥科学技术的威力,是保证工程任务胜利完成的前题。该局党政领导和局处指挥部对此有着明确的认识,因而他们在1997年资金十分紧张的情况下,先后利用贷款和借债600多万元,购买了大型装载机、大功率通风机械和电瓶车等机械设备。1998年,在工期紧、月均成洞少于200米就要挡道的紧急关头,该局正视当时月均成洞只有150米左右的现实,看到进度与计划目标的巨大差距,便下决心依靠科技,“向空间要时间,向时间要速度”。局处同时筹措1000多万元资金,购买、租赁和修复了一批具有当代先进水平的机械设备,除了TBM硬岩掘进机外,该局在长梁山隧道工地荟萃了电脑台车、博衣特铲装机、沃尔沃运输车、斯台尔运输车、阿威林运输车等当今国内外最先进的隧道施工机械,一举形成了钻、爆、运、喷、填、衬一条龙机械化配套施工的新格局,为隧道施工不断创造高产稳产提供了有力的保证。
    1998年初,业主提出,十六局上半年若不能完成1004米的开挖任务就打背包走人,其时,长梁山隧道遇到了Ⅱ类软弱围岩和断层,大型机械设备用不上,无法继续实施全断面的开挖施工,只能采取先挖上半部,待支护好后再开挖下半部的半断面开挖,耗时费料,窝工十分严重。“难道在Ⅱ类围岩真的不能实施全断面开挖吗?”现场攻关组在认真研究了当代最先进的“新奥法”隧道施工理论后,大胆地对此提出了质疑。十六局原副局长兼指挥长薛继连、常务副指挥长兼党工委书记刘安金、局指总工程师杨文生、二处技术干部吴洪波、陈景安等人天天蹲在施工作业面摸索和研究各种方案,每一排炮从打眼开始就上去倾听风枪钻眼声音的变化,响炮过后又到作业面上仔细观察石质情况,几乎在梦里都念念有词地探讨着Ⅱ类围岩全断面开挖的施工方案与工艺方法。经过反复科学论证和大胆的攻关试验,他们采取加强初期支护,加密、加长拱顶锚杆,在锚杆尾部焊接尾翼横档,并在开挖过程中实施周密监控等一系列成熟的施工工艺,从而一举突破了Ⅱ类软弱围岩不能全断面开挖的禁区,大大加快了施工进度。在Ⅱ类软弱围岩实施全断面开挖,这在我国隧道建设史上尚属罕见,它的初步成功为我国和世界隧道开挖走向一个新的时期提供了极其宝贵的经验。
    用帷幕注浆征服涌水
    从3号斜井往正洞进口方向的掘进中,有一条长达240米的F12大断层,这里的裂隙水十分丰富,每昼夜涌水量达800立方米,最多时高达2000多立方米,头顶水流如注,脚下急流成河。隧道拱项的上部是一个有着300多户人家的村庄,如果任凭涌水流淌,会使地表水下降、干涸,危及300多户村民赖以生存的水源,对周边的水资源和环境保护也造成破坏性的影响。为了治服涌水,设计单位会同有关专家制定了可行的施工方案,即把作业面实施封闭以后,往里打入15至20米长的大导管,将水玻璃和水泥浆从导管中注入岩体,使其沿渗水缝漫延并快速凝固,从而使断层带凝结成一个整体,就像在洞项罩上帷幕一般将水遮住,这就是当今隧道防水施工的著名技术———帷幕注浆法。对长达240米的地段进行全封闭的帷幕注浆,这是中国隧道建设史上是绝无仅有的。
    这种方法虽然治水效果不错,但施工难度大,循环时间长,月进尺只能在12米左右,这与每月必须完成400米开挖要求形成了巨大的反差。能不能在深孔注浆的基础上进行改进以加快循环速度呢?对隧道施工有着丰富经验的四处指挥长马栋在深入调查、反复计算的基础上,大胆提出了改深孔帷幕注浆为浅孔帷幕注浆,即用4米左右的小导管进行注浆,这样便于操作,灵活简捷,最大的优点是可以成倍地提高掘进速度。背着“出问题一切由十六局负责”的沉重压力,马栋在局领导和局指挥长刘安金、总工程师杨文生的支持下,组织现场技术干部和作业人员刻苦攻关。为了确保治水效果,他们在小导管浅孔注浆的基础上,又辅之以开挖后的环向补充注浆,使堵水率由80%提高到98%,达到并超过了深孔帷幕注浆的治水效果。我国隧道建设史上最长地段全封闭浅孔帷幕注浆的成功,不仅为加快隧道掘进速度创造了条件,更重要的是为21世纪的隧道开挖提供了最科学、最宝贵的经验和技术。
    决定性的因素是人
    开凿长梁山这样特殊地质的长大隧道,没有先进的机械设备是万万不行的,但一味依赖机械设备也不可取。该局长梁山隧道的建设者既注重发挥机械设备的作用,又以科学的态度十分注重施工方案的科学可行。去年下半年,施工到了最后的冲刺关头,该局要在半年内完成1430米双线隧道的开挖任务,这在正常情况下至少要一年半的时间,但朔黄铁路早一天投入运营,就早一天创造每天350万元的经济效益,因此,业主关死了工期的后门。根据工程进展情况的需要并借鉴兄弟单位发挥机械设备作用的经验,有关单位和领导强烈要求十六局必须让钻孔台车等大型设备进入3号斜井,展开机械化配套作业。此时,带领工作组到工地坐镇指挥的铁十六局副局长汪照富,经过实地调查研究和反复权衡利弊,断然否定了大型机械设备进入3号斜井的方案:“3号斜井空间小,大型设备进洞后施展不开,不仅发挥不了作用,造成窝工,反而会带来排烟量增大、污染等问题;再说,工期这么紧,有轨运输改成无轨运输不是三天两天的事,万一不成功,来回折腾更耽误事。我看还是要发挥人的积极性和创造性。”
    作这样的决定,是要承担很大风险的,万一到时打不通,业主规定的“耽误一天罚款20万元”的罚款令人胆寒不说,随便给扣上一项“不执行科学正确的施工方案”的帽子,以后再承揽任务时将会四面楚歌。
    但汪昭富有这样的胆量和气魄。他素以善于攻难克险著称。无论是大秦铁路的大团尖隧道、京九铁路的老营盘隧道、北京八达岭高速公路的潭峪沟隧道,还是三峡莲沱特大桥、北京地铁王东区间工程,他一次次临危受命,结果都是每战必胜。长梁山隧道的最后冲刺,是他面临的又一个难题。他带着局工作组的王洛松、苏福等人一头扎进隧道工地,与现场干部职工同吃同住同下井,在充分掌握第一手资料后,他马上组织局处指挥部领导研究对策:成立专门的轨道班组,随时整道,确保出碴运料的轨道线路24小时平顺通畅;增加电瓶车班组的作业人员,提高技术素质,不打疲劳仗,确保作业司机有充沛的精力;延长通风管道,解决作业面的排烟难题,加快出碴速度;在洞内增设领导干部值班制度,5名领导干部轮流洞内值班,重点解决交接班衔接。与此同时,汪昭富还和二、四处的领导研究制定了“四盯三保一兑现,炮声一响要五快”的管理办法,即盯钻眼、盯眼深、盯轨道、盯出碴;保机械正常、保放炮时间、保道路畅通;兑现奖罚;响炮后快接电、快排险、快扒碴、快搭架、快接风水管。
    这些既合乎实际又富有针对性的施工方法对加快施工进度起到了重要作用,在去年最后4个月的施工中,3号斜井先是于9、10两月分别突破了百米成洞大关,11月一股作气,完成了109成洞米,12月再度上扬,完成了128成洞米,实现了“百米成洞”四连冠的好成绩。进入新千年的第一个月,3号斜井再传捷报:斜井正洞单口单面开挖136米,创下了我国隧道建设同等条件下最高纪录!
    本版摄影  成海忠  朱洪山  高建忠
  上图:工地上的青年突击队
  该局局长陈树林(右)向铁道部领导汇报工作
该局党委书记沈柏铭(中)深入现场作调查研究
  汪昭富副局长(中)在现场组织施工
  局指挥长刘安金(前右)介绍情况
  贯通时刻
  研究方案
  现场兑奖
  传授经验
  台车作业
  斗车出碴
  抢修机械
  隧道之光
  夜间鏖战
  机械配合
  现场指挥
  交流心得
  紧张施工
  安全宣传
  获奖
  斜井洞口
  授旗
  精心试验
  硕果累累
  硕果累累
《人民日报海外版》 (2000年03月25日第三版)

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