探秘京张高铁第一长隧:施工遭遇神秘水系 工人感叹10年来最难

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探秘京张高铁第一长隧:施工遭遇神秘水系 工人感叹10年来最难


京张高铁线路图

打开地图,总长220多公里的京张高铁在抵达张家口市下花园北站后一分为二,向西北直达张家口的是京张高铁主线,向东北通向崇礼的就是52公里长的崇礼支线。

崇礼境内80%被山地覆盖。绵延的高山加上低温天气,让这里成为知名滑雪胜地和2022年北京冬奥会主赛场,却让经历丰富的高铁建设者吃尽苦头。

在崇礼支线正盘台隧道,中铁隧道局集团建设者已苦战一年多。诞生于2亿年前的火山岩、藏在山里的神秘水系以及创纪录的28个月工期,共同考验着这家隧道工程“老字号”的实力,也刷新着人们对京张高铁建设难度的认知。

打隧道10年,这是最难的一座

正盘台隧道位于张家口宣化区和崇礼区交界处的大山里,全长12.974公里,是崇礼支线和京张高铁全线第一长隧。

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正盘台隧道入口

2017年底,这座隧道在京张高铁施工一线突然“走红”。但是让它“走红”的并非工程长度,而是难度。“那里的情况非常恼火。”提及这座隧道,人们经常这样感叹。

到底有多恼火?记者日前走进隧道一探究竟。

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正盘台隧道1号斜井

在张家口宣化区赵川镇正盘台村,一个小山坡被挖开一个6米多高的洞口,上面写着“正盘台隧道1#斜井”几个字,斜井旁的铁皮房里摆满了长筒雨靴。

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隧道内部水流汹涌,犹如暗河

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工人在安装拱架

换上雨靴走进斜井,好像走进一条地下暗河,河水翻着浪花奔涌而出。在暗河源头——斜井掌子面上,几股瀑布一般的大水从洞顶岩缝里直泻而下,现场犹如下着倾盆暴雨。在止水带遮挡下,4名穿着雨衣的工人正吃力地焊接钢拱架,焊花照亮了他们潮湿的脸庞。记者手脚并用爬上掌子面,却不得不放弃采访——水声太大根本无法对话。

在与1号斜井掌子面相隔仅几十米远的平导内,30岁的孔令华正在掌子面上钻孔打眼。这里水势稍小,采访得以勉强进行。

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孔令华的工友在检查钻孔情况

孔令华大声说,自己来自云南昭通,这是打隧道10年来最难打的一座,“每天全身湿透,没有一点干的地方,一天进度只有一两米。”

半年掘进100多米,每天只睡三四个小时

“去年7月以来几乎天天这样涌水。”中铁隧道局集团京张高铁崇礼支线项目部进口分部党支部书记何志洪说,正盘台隧道日均涌水量为14万方,目前累计涌水量已达6000万方,相当于5个西湖的水量,“开工以来,1、2号斜井均发生过淹井。2017年10月12日,不到10个小时,895米长的2号斜井就被淹了700多米,一个月后才恢复施工。目前,隧道里共有45台大型抽水机,每月光电费就200多万元。”

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技术人员查看地质情况

涌水并不是唯一难题。项目部副经理黄伟告诉记者,隧道穿越侏罗系地层,岩体破碎、岩层多样,导致工序不断变换:头一茬炮是花岗岩,岩性坚硬完整,使用三臂凿岩台车进行全断面开挖,一天能掘进八九米;下一茬炮可能就变成火山岩,这种岩石形成于2亿年前,稳定性差,一碰就碎,大多得靠人工分步开挖,一天只能挖一两米。

最恼火时,一个掌子面一个月内变换了12次工序,半年只掘进100多米。进度缓慢导致很多人“压力山大”,每天只睡三四个小时。

项目部工程部部长朱成远曾连续60个小时没合眼,“忙完后从下午6点一觉睡到第二天早上7点,那是我睡得最香的一次。”

2个月增加1000人,精兵强将云集正盘台

正盘台隧道开工时,项目部人员总数约为1500。如今,这个数字猛增到2600。

对于有着40年历史的中铁隧道局集团而言,最大难关不是涌水和岩体破碎,而是工期。为确保京张高铁在2022年北京冬奥会前开通,这座隧道须在2018年11月打通,总工期只有28个月,将创下近年来同类隧道工期新纪录。

日历翻到2017年11月,工期仅剩1年时,隧道进度只有2254米。压力层层传导到中铁隧道局集团公司领导。他们来现场考察后决定举全局之力,不惜代价按期打通正盘台隧道。

经过领导研究和专家会诊,加强资源配置、增加掘进作业面成为共识。很快,他们在已有4个斜井的基础上增设平导和支洞,支洞里还开挖了泄水洞,使掘进面由14增加至38个。“洞内有洞”的格局,让正盘台隧道施工平面图看起来像一张蜘蛛网。

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隧道内的泄水洞

为实现38个掘进面同步施工,今年3月起,中铁隧道局集团大举增兵正盘台隧道。“公司从事过铁路建设的精兵强将都来了。”被调来担任项目经理的中铁隧道局集团二处有限公司副总经理戴润军说。

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三臂凿岩台车正在快速开挖

与此同时,公司投资3亿多元配备9条机械化作业生产线,实现全机械化配套施工。液压沟槽衬砌台车、自动智能蒸养台车、全液压三臂凿岩台车、超前地质钻机……除盾构机外,世界一流的隧道施工装备这里几乎都有。

大块头有大智慧,智能技术打造中国名片

京张高铁是世界上首次全线采用智能技术建造的高速铁路。“智能建造”是什么样子?到正盘台隧道走一趟,你就会知道。

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技术人员在操作超前地质钻机

在隧道深处,超前地质钻机像一位专业地质预报员,长长的“鼻子”穿透岩壁,精准探明前方十几米处围岩和含水情况;自动智能蒸养台车不仅对混凝土进行蒸汽养护,还自动生成温度曲线、报表,自动控制温度、湿度,提升混凝土强度;还有智能衬砌模板台车、智能防水板台车……个个都是“大块头有大智慧”。

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隧道施工可视化信息系统

在整个项目部,从监控量测系统到三维激光扫描系统,BIM、互联网+、大数据等技术广泛应用,隧道施工实现了形象化、多元化、信息化管控,精细管理从纸上走向现实。

“京张高铁是奥运工程和国家名片,工程质量必须经得起全世界目光的检验。”开工以来,项目部员工胸怀政治责任感,严格落实中国铁路总公司“精品工程、智能京张”理念和《京张高铁精品工程指导意见》,推行班组长责任制,并执行中铁隧道局集团《铁路隧道衬砌工装工艺十条卡控红线》,用比“国标”更严的标准一寸一寸卡控施工质量。

精兵强将+全机械化+智能建造,显著提升隧道施工效率。截至5月20日,正盘台隧道累计掘进6327米,正以日均40米的速度延伸。在与复杂地质的较量中,人类再次占据上风。项目部上下斗志昂扬,有信心按期打通隧道。

按照计划,京张高铁将在2019年全线开通,3年后,冬奥会将盛大开幕。

“那时,来自全球的旅客坐高铁只需3分钟就能通过这座隧道,也许很少有人知道我们在这里苦战了28个月,但是想到能为奥运工程做贡献,我们觉得一切都是值得的。”戴润军说。

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正盘台隧道沙盘模型

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新闻档案

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京张高铁崇礼支线位于河北省张家口市,南起京张高铁下花园北站,途经下花园区、宣化区、赤城县、北迄崇礼县太子城奥运村,大致呈南北走向,北端预留向崇礼县延伸条件。

正盘台隧道全长12.974公里,属单洞双线隧道,是京张高铁及崇礼支线全线最长隧道,风险等级为一级,是全线重点控制性工程。

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正盘台隧道四大难点

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一是地质条件复杂。隧道穿越侏罗系上统张家口组多期喷发火山碎屑岩,岩层在各期有间断,造成正常岩体中分布有透镜状软弱夹层,地层相变大,岩性均匀性差,其软弱夹层分布具有不确定性。

二是涌水量大。隧道处于富水区,断面大、节理裂隙发育,存在突泥涌水、塌方、岩爆等安全风险。

三是隧道下穿古长城,爆破允许振速0.1厘米/秒,须采用爆破监测仪控制爆破振速以有效保护古长城结构安全。

四是隧道内存在两处井泉,须防止水土流失,环水保要求高,生态环境脆弱。

崇礼支线为2022年北京冬奥会崇礼赛场配套工程,项目施工过程严格执行机械化、信息化、专业化、工厂化要求,全力建设精品工程、打造智能京张。


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