歷經(jīng)十年，我國鐵路隧道第一次成功穿越巨大災(zāi)害性斷裂帶

在龍門山斷裂帶“龍心穿針”的建設(shè)者

凱歌聲里，人們緊緊握手，眼角發(fā)熱。從海拔500米的成都平原到海拔3000米的川西北高原，終于，他們實現(xiàn)了斷裂帶上“龍心穿針”的新穿越。

這里是汶川大地震的核心區(qū)域，也是龍門山斷裂帶的“心臟”。地底深處的建設(shè)者們，克服了高海拔斷裂帶復雜地質(zhì)、高地溫、高突涌水、高有毒氣體等諸多難題，奮力開鑿出一條堪稱奇跡的大隧道。他們經(jīng)歷了世所罕見的困難，也更清楚這背后蘊含的熱血、汗水和科技。

歷經(jīng)十年苦戰(zhàn)，由中鐵二院設(shè)計，中鐵十九局和中鐵五局承建，經(jīng)成都至蘭州鐵路躍龍門隧道左右洞終于全部貫通。

鋼架像麻花一樣扭曲，氣溫如桑拿一樣蒸騰

龍門山斷裂帶是表現(xiàn)活躍的斷裂帶之一，2008年這里曾發(fā)生汶川大地震。在地表，龍門山脈莽莽蒼蒼，山勢起伏。而對山腹中的構(gòu)造，人們極度缺乏資料。

“前面施工還比較正常，到了2018年，隨著隧道鉆掘到斷裂帶腹心的三號斜井，各種困難一下子加劇。打個不恰當?shù)谋扔?，這復雜的地質(zhì)就像一條活動的‘龍’。”承建方之一的中鐵十九局成蘭鐵路項目經(jīng)理王海亮說。

“怎么理解?我們以前處理軟巖變形，完成加固后一般沒問題，但在這里開挖左洞、平導洞、右洞的時候，三個洞的洞群效應(yīng)一下子顯現(xiàn)，已加固的也一起變形，圓洞變扁洞，上面在塌，下面在頂，前后在擠壓?！蓖鹾Ａ琳f，“變形速率最大時，24小時內(nèi)變形了6厘米，20厘米高寬的H型鋼架，像麻花一樣被扭曲折斷，就像有一只看不見的手在變著法地‘捏香腸’?！?/p>

2018年1月到8月，施工作業(yè)的掌子面一米未進，連春節(jié)都在搶險，工程建設(shè)者們絞盡腦汁想破解這難題。

一波未平，一波又起。

龍門山脈多溫泉，有的泉眼能燙熟雞蛋，地溫奇高，掌子面環(huán)境溫度最高達48攝氏度，且晝夜不降。站10分鐘就渾身汗?jié)?，更不要說干活，待上20分鐘就必須到洞口透透氣，不然人要虛脫。三臂鑿巖臺車只能獨臂工作，不停往發(fā)動機上澆水降溫，可設(shè)備發(fā)動機仍一臺接一臺“開鍋”熄火，空氣壓縮機的螺桿都燒紅了……上千套原本可使用5年的設(shè)備，僅使用一兩年，就在高溫里報廢了。

項目部原想著噴水降溫，購入40臺降霧霾的霧炮機。沒想到洞內(nèi)噴上水霧更潮濕悶熱像蒸籠，有工人沖著王海亮撩起上衣，連續(xù)三天，今天紅一小塊，明天紅一大片，后天整個脊背都紅透——那是癢得鉆心的濕疹，越撓越癢!

項目部趕緊停止噴霧，重新購買制冰機，多上班組，縮短個人工作時長，輪班休息、治療。整個2018年，輪換了上萬人次，始終維持現(xiàn)場每天600余人規(guī)模。

“真是拼了，班組都穿褲衩干活，干一會兒就得抱冰塊降溫。每天120噸冰，不停地送?！敝需F十九局成蘭鐵路項目總工程師劉國強說。

激流似急箭一樣射來，毒氣如毒蛇一樣潛藏

蜀山多奇峰異水，尤其是需要下穿高川河的躍龍門隧道。2015年就發(fā)現(xiàn)，正常施工出水量每天近7萬立方米，鉆炮眼時，水能噴出10余米，炸藥剛進去就被沖出來，得把炸藥綁在鋼筋上，用鋼筋頂著一起放。

到雨季，出水量高達每天13萬立方米，能裝滿68個標準游泳池，遇上洪澇災(zāi)害，紀錄不斷刷新。“最險的一次，洪水把上百人困在三號斜井里，我們組織工人劃著輪胎逃出來?！眲鴱娬f，臉上還帶著后怕。

斷裂伴著水蝕，在深深的地底，復雜莫測。

更可怕的是，一些縫隙里，還悄然升騰起看不見、摸不著的危險。

“打開地層后發(fā)現(xiàn)，大量碳質(zhì)巖層附存著瓦斯，2018年確定為高瓦斯隧道，隧道內(nèi)每分鐘要涌出9立方米瓦斯氣體，伴隨涌水，水中的硫化氫氣體也飄散出來，二者結(jié)合，輕則中毒，重則燃爆!”劉國強說，成蘭鐵路公司和設(shè)計方中鐵二院組織四處取經(jīng)，四川省煤炭產(chǎn)業(yè)集團派來30余人的專業(yè)通風隊伍支援。但實地研究表明，礦山通風方式難以直接用于鐵路隧道。

“我們礦山井口小，是負壓抽風，把有毒有害氣體抽出去。鐵路隧道掘進面多、井口大、支線多，抽是抽不出去的?！彼拇ㄊ∶禾慨a(chǎn)業(yè)集團帶隊的通風工程師石明燕說，原計劃前來支援兩年，結(jié)果從2018年一直留到了現(xiàn)在。

從選線來看，已經(jīng)盡量躲避了含煤地層、采空區(qū)和活動性較高的斷裂區(qū)域。尤其是避開了2017年8月8日九寨溝7級地震震中，印證了方案的合理性。

盡管如此，面對地質(zhì)勘查難以觸及的山腹，施工遭遇到多項世界性難題，一個個“攔路虎”考驗著建設(shè)者。

科技如神目一樣怒張，隧道像神針一樣延伸

能讓困難低頭的，唯有規(guī)律。能找準規(guī)律的，唯有科技。一項項困難倒逼著人們向科技創(chuàng)新要生產(chǎn)力。

對軟巖大變形，在8個月的施工困頓后，設(shè)計方和施工方不斷試錯，找到了正確的方法：先將平導洞外移，減弱洞群效應(yīng)，再以“加深地質(zhì)，主動控制，強化錨桿，工法配合，優(yōu)化工藝”，形成的《兩臺階帶仰拱(短臺階)快速封閉成環(huán)施工工法》，成為我國鐵路施工應(yīng)對軟巖大變形的主要推廣工法之一。

對高涌水，山東大學、西南交大等院校，引進了一系列正在研究的國內(nèi)創(chuàng)新技術(shù)。如中國工程院院士李術(shù)才主持的“復雜環(huán)境深部工程災(zāi)變模擬試驗裝備與關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”，這一套方法能夠提前揭示未開鑿巖石內(nèi)的水壓環(huán)境。經(jīng)過躍龍門隧道的實踐，這套方法行之有效，榮獲2020年國家技術(shù)發(fā)明二等獎。

對高地溫和高有毒有害氣體，在多方研究下，施工方對礦山通風設(shè)備“反其道而行之”，改抽風為送風，結(jié)合作業(yè)點，設(shè)計出主風路、分支風道，以3.4米半徑的主風機大力灌送新風，從結(jié)構(gòu)上改變了隧道空氣環(huán)境。研究時，60多歲的老專家潘開方連續(xù)三宿只睡兩小時，計算、畫圖、驗證、改造……終于完成了這個堪稱“洞中長城”的送風工程。中鐵十九局還創(chuàng)造性提出“以風定產(chǎn)”，有多少新風，定多少掘進量，將實事求是的科學精神，貫穿在施工建設(shè)之中。

就這樣，一米接一米，躍龍門隧道猶如神針一樣在龍門山斷裂帶的心臟區(qū)域安全地穿行。這條左線19.981公里、右線20.042公里的成蘭鐵路控制性工程隧道，于2012年12月開始施工，左線于2021年11月28日貫通，右線于2022年4月25日貫通。

它的完整貫通，是我國鐵路隧道第一次成功穿越了巨大災(zāi)害性斷裂帶，獲取了豐富的斷裂帶心臟區(qū)域地質(zhì)資料和施工經(jīng)驗，成為世界隧道史上的偉大壯舉!這一光榮，屬于為之付出的全體建設(shè)者。