书城建筑闽赣万重山——向莆铁路建设纪实
16827600000023

第23章 建设篇(23)

由中铁十八局承建的向莆铁路FJ-1A标共有隧道32.5座(雪峰山、宝台山及泰宁隧道各半座),隧道总长度45.6公里。其中,长度超过6公里的长大隧道有雪峰山隧道(17842米)、宝台山隧道(11540米)、泰宁隧道(9814米)和建宁隧道(7168米)。雪峰山隧道设计为单线双洞,左线全长17842米,右线全长17836米,最大埋深948米。中铁十八局担负雪峰山隧道进口段8719米施工任务,该隧道穿越22条断层破碎带,不仅有岩爆、突水、软岩变形等不良地质,部分地段有高地温,左、右线进口段453米为小间距软弱围岩大变形段,线间距为14.27米至24.05米,埋深为10~60米,岩性为全风化云母石英片岩夹千枚岩和部分地段岩溶发育的灰岩。复杂、特殊的地质构造,使这条向莆铁路全线重点控制性工程,犹如一条桀骜不驯的“苍龙”,横亘在铁路建设者面前。

走近雪峰山

雪峰山,地处福建省将乐县境内。公元260年(三国吴景帝永安三年),将乐置县,因“邑在将溪之阳,土沃民乐”、“东越王乐野宫在是”,得名“将乐”,是福建省最早建县的七个古县之一。同时,将乐也是全国26个原中央苏区县之一,朱德、彭德怀等革命先辈曾在这里领导过革命斗争。雪峰山处于武夷山山脉中段西南端,地形陡峻,沟谷深切,以这座山命名的隧道贯穿雪峰山主峰,隧道进口位于三明市将乐县城郊玉华村,出口延伸至沙县夏茂镇后垄村,隧道进口设有四座辅助坑道,即:进口平导2680米、玉华斜井750米、湖管斜井1645米和三洋斜井1955米。2008年中秋,正当人们欢度国庆之际,中铁十八局向莆铁路建设者“兵临山下”--进驻雪峰山工地,拉开了铁军鏖战雪峰山的序幕。

据有关史料记载,雪峰山海拔1299米,系福建西北古县将乐的一座大山,此山曾因一段传奇故事而名噪一时,相传,这里就是当年李寄斩蛇的镛岭。东越时期,将乐镛岭一洞穴盘踞着一条大蛇,大蛇每年八月初一要吃一个十二三岁的童女,已有九个童女被用来祭蛇,当地百姓惶恐惊秫、深受其害而束手无策。将乐县李诞家最小的女孩李寄正值少年,适逢祭蛇之日,她不顾父母反对,主动接受招募,并凭借过人的胆识,用一把利剑斩杀大蛇,为民除了大害。这则李寄斩蛇的故事,被东晋干宝收入《搜神记》。在科技高度发达的今天,曾在南昆、京九、青藏等各大重点工程建设中所向披靡、屡立奇功的铁军,却在雪峰山遇到铁路隧道施工史上罕见的技术难题:软岩大变形、衬砌下沉开裂、仰拱及填充开裂等,几欲把雪峰山演化成一条张牙舞爪的“洞魔苍龙”,一时间,“雪峰山”成了向莆铁路建设者茶余饭后出现频率最高的一个词汇。

群英聚会缚苍龙

神话小说《西游记》第六十七回写的是唐僧一行途经“稀柿洞”,遇蛇妖拦路,孙悟空在红鳞大蟒肚子里大闹天宫,打死蛇妖,但对“稀柿洞”却无能为力,后来猪八戒变做一个大猪魈,在“稀柿洞”里拱出一条路,唐僧师徒才得以顺利走出洞府、西行取经。

2009年4月30日,雪峰山隧道开工仅半年时间,现场技术人员惊讶地发现雪峰山隧道进口左线初期支护的拱墙有一处发生变形,同年5月4日,隧道进口右线初期支护与左线里程较为接近的地段也发生了变形,项目部立即向局指挥部做了汇报,指挥长崔连友高度重视,他连夜进驻工地,并就现场情况及时与设计、业主汇报沟通。

2009年5月7日上午,向莆公司福建第一指挥部召集建设、设计、监理与施工单位有关负责人,针对雪峰山隧道进口变形段进行实地勘察,研究处理方案,形成第一份会议纪要。同年7月7日,左线第二次发生变形。如果说,已完成初支的隧道出现开裂是出乎意料的现象,而此后至2011年底,由向莆公司主持、上至中国工程院院士、国家级勘察设计大师,下至现场监理、施工单位现场技术员等多达22次的《雪峰山隧道进口软岩大变形加固处理方案》评审、论证会议密集召开,同样是很多人始料不及的。

“雪峰山洞魔”气势汹汹,进口段初期支护数次“变脸”,2009年4月30日至2011年3月20日间,左线共发生变形3次,右线发生变形9次,最大变形量拱顶沉降达1700毫米,边墙收敛达1085毫米,由于初支大变形累计换拱长度达330.5米。初支的多次变形,导致左线停工98天,右线停工109天,自2008年10月1日开工至2011年5月27日全线贯通前,左、右线平均完成掘进仅约300米,隧道进口段成为控制工期的关键线路。

“每前进一小步,哪怕仅仅是掘进50厘米,就要解决一个个技术难题。”现场技术员眉头微皱地说。软岩变形,就像“稀柿洞”一样,这边刚完成施作,那边又突下来,有时要经过多次的返工,施工步履维艰。这是以善打隧道而著称的十八局铁军在隧道施工史上遇到的极其罕见的情况。

从2010年6月开始,在仰拱填充顶面、二衬拱墙、拱腰、拱脚部位相继出现纵向和横向多条裂缝。其中左线仰拱填充顶面裂缝21条,累计长度384.5米;衬砌拱墙裂缝25条,累计长度255.5米;右线仰拱填充裂缝4条,累计长度110米;二衬拱墙裂缝5条,累计长度64.5米;仰拱填充顶面裂缝最大宽度17毫米,拱墙裂缝最大宽度6.5毫米。2010年11月7日,在仰拱填充裂缝处钻芯取样分析,左线裂缝深度最深82厘米,右线裂缝深度最深129厘米。

在极其困难的情况下,雪峰山隧道左线进口段于2011年1月6日、右线进口段于2011年5月27日全线贯通。为查明变形原因,使治理不留隐患,2011年2至6月,中铁第四勘察设计院安排勘探队伍对隧道进口段400米范围进行了补充勘探工作,进一步查明隧道的地层岩性、地质构造、水文地质条件等。地勘资料表明:雪峰山隧道进口DK300+896~DK301+420段左、右线洞身底板以上围岩为震旦系丁屋岭组云母石英片岩、千枚岩,以全风化层为主,部分地段为强~弱风化层,局部风化裂隙水较为发育,隧道进口段与F1、F2两条断层相交。灰岩溶洞发育、左右线变形开裂段围岩为V、Ⅵ级围岩。隧址区地质构造复杂,主要为断裂构造。共查明雪峰山隧道进口段主要发育有两条断层,属区域性压扭性逆断层……

2009年5月7日到2012年初,向莆公司先后邀请铁道部工管中心、鉴定中心、部质监总站以及设计院、科研院等有关专家现场踏勘,中科院院士卢耀茹、国家级勘察设计大师史玉新、中铁西南科学研究院院长王建宇等莅临雪峰山,确定整治方案,形成会议纪要十多份,多次改进、优化施工方案。2011年11月28日,专家再次“会诊”,也是最后一次“终审”,会议对进口衬砌开裂段处理方案形成一致意见。地表处理采取及时修建地表截排水沟,减少地表水对洞顶围岩的影响;基底采用微型桩(累计22391米)和刚性袖阀管注浆(累计30334米)加固处理;凿除仰拱地段开裂严重的填充层,重新施作;拆除左线开裂严重的拱墙二衬,重新施作;对拱墙裂缝较小地段采用环氧树脂进行修复;底板30厘米混凝土结构改为钢筋混凝土并与仰拱以钢筋连接成叠合结构……

不久前的数据显示,通过采取袖阀管注浆前后沉降观测,对注浆前后累计沉降值进行对比,注浆后的边墙、仰拱未再沉降;对袖阀管注浆钻孔取芯,试验检测结果显示,达到预期目的。至此,已基本攻克雪峰山进口软弱围岩大变形地段这道难关。

有关方面专家表示,该隧道地质条件之复杂,施工难度之大,在目前国内在建铁路中极为罕见。

安全重于泰山

在当今的科技条件下,打通任何隧道几乎都不成问题,而区别在于,是怎么打下来的,是付出巨大的代价,还是安全高效地打通。雪峰山隧道的施工,属于后者。

在遇到诸多技术难关和险阻的情况下,中铁十八局的将士们凭借科学缜密的指导思想和“不畏艰险、勇攀高峰”的精神品格,取得了一个个优异成绩,在他们所有的成绩中,最重要、最精彩,也是最值得肯定的成绩是--安全。

从开工之初,指挥长崔连友便把“安全重于泰山”的理念灌输到施工一线各级参建人员的心中。为了确保施工安全,从防洞顶塌方、防岩爆、防涌水,到防机械碰撞等等,所有方面都做好了相应的准备。安全资金投入占整个工程投资额的1.5%。各种高新科技产品,尽显神通。

三洋斜井,全长1955米,综合坡度8%,承担正洞单线双洞3630米的施工任务,施工组织按4个作业面流水施工。斜井双车道,间隔150米修一个缓冲平台,用沙袋堆筑防撞墙,预防车辆下滑。从2009年12月转入正洞施工后,最高月进尺147米,平均月进尺102米。在整个施工过程中,车辆高效运输,大型载重车辆,上上下下来往着,有条不紊。按常理,特长斜井施工危险常在,但令人欣慰的是,事故没在。2010年10月21日上午8时,这是一个令人欣喜的日子,雪峰山隧道四座平导之一的三洋斜井(正洞出口方向)双线贯通,比业主指导性工期提前45天。此时此刻,担负施工的中铁十八局的弟兄们纵情拥抱,激动不已。

雪峰山隧道穿越22条断层破碎带,埋深大,岩层压力大,洞内温度高,易发生岩爆,安全隐患多。他们借来了孙行者的“火眼金睛”--地质雷达,做超前地质预报,沿线路前进方向,超前钻孔取样分析,根据探明的前方地质制定专项施工方案,做到有的放矢。对未开挖地段,采取超前支护,然后作业,防患于未然。施工时,安全员全程跟班监控。

特别是进口段软岩变形整治段,该段危岩级别为Ⅴ、Ⅵ级,在每次开挖初级支护后,提早做变形量测。拱顶下沉采用带测微器的水准尺和钢挂尺,读数至0.01毫米。观测断面,成纵向间隔5米,每天至少观测一次,对采集的数据进行分析和反馈,以便及时调整加固方案,确保运营安全。对二衬开裂段,拱墙拆换放在基底及平导加固完成后进行。在保证安全、满足验交前提下尽量减少拱墙拆换段落长度。

注重人文关怀,搞好安全福利。及时发放劳保用品,对长时间在洞内作业的工人定期体检,把关怀和温暖送到工人心中。洞内施工,制定了施工通风方案,把一氧化碳等有害气体以及噪音、粉尘控制在劳动卫生标准规定的范围之内,确保作业人员安全、健康。

由于采取行之有效的安防措施,教育引导全员牢固树立安全意识,依靠科技进步,加大投入,超前谋划,把一切安全工作都做在前面,使地质条件极其复杂的雪峰山长大隧道施工,实现了人员零伤亡。在隧道口,一位年轻的技术工人欣慰地说:“在这里施工我们心里踏实,不仅有安全感,我们时刻感受着自己是被重视、是被尊重的,有尊严、有价值、有成就感,大山里艰苦的工作和生活环境,更能彰显集体的关怀,从开工到现在,有6对年青人在工地结婚,崔指挥长都亲自参加婚礼,给新人送去真挚的祝福。我们真切地懂得‘没有安全就没有幸福’,更加懂得‘安全重于泰山’的含义。”

文明施工彰显文化

北宋著名理学家杨时是将乐人,被尊奉为“闽儒鼻祖”、“程氏正宗”,并为世人留下“程门立雪”刻苦求学的历史典故;将乐是文化部授予的“中国民间文化艺术之乡”,擂茶、龙池砚、西山纸并称“将乐三绝”,均被列入国家和省级非物质文化遗产保护项目。县内拥有国家重点风景名胜区、国家级自然保护区、国家森林公园三块国家级旅游品牌,其中玉华洞是“中国四大名洞”之一。雪峰山隧道进口洞门毗邻玉华洞。

文明施工,注重保护环境,是铁军的优良传统。像雪峰山这样的长大隧道,土石方量大得惊人。如果把左右洞挖出的土石砌成两米高、一米宽的城墙,能把整个将乐县城围起来。施工废水、爆破和机械产生的废烟、废油等,这些污染环境的因素,铁军同样认真对待,丝毫不懈怠。

例如玉华斜井,富水断层,最大涌水量10685m3/d。开工之初便建成三级沉淀池,大量的施工废水经过滤、澄清后,又让它们欢快地回到大地的怀抱。湿式凿岩、孔口扑尘、加强通风、喷雾洒水和个人防护,这是综合防粉尘的妙招。通过采用隔油池处理废油、废水,把施工造成的环境危害降到最低。

到过十八局雪峰山隧道建设工地的人都会被一处匠心独具的“景观”所吸引,那就是隧道洞门。根据施工环境特点,以及把雪峰山隧道建成优质工程的目标,中铁十八局决定将原先设计的双侧挡墙柱式门洞优化为两侧带烽火台的城墙门洞,这样的设计,既起到装饰作用,对隧道又起到加固作用,并且富有民族特征,给人以过城门进入古代城区的幻觉。如今,已建成的古代城门式进口洞门雄伟、壮观,与旅游景区及文明古县交相辉映、相得益彰,工程建筑体现出浓厚的艺术和文化气息,凸显建筑的美学效应。