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下穿隧道的隧道

京沈客专胡营西山隧道成功穿越张唐铁路隧道
   来源:   发布时间:2017年04月14日
  在20多年的铁路施工生涯中,张业儒还是头一次遇到这种难题:一航局承建的京沈客专胡营西山隧道,在隧道尾部需要下穿正在运行的张唐铁路刘杖子隧道。
  “这不只是一航局首次涉足下穿隧道施工,我们查遍国内相关资料,也没找到多少可供参考的内容。两条隧道拱顶与仰拱底之间的距离不足36米,开挖方法不当、循环进尺过大、支护不及时或炸药用量不精确,发生任意一种情况,后果都不堪设想。 ”京沈客专一工区总工张业儒解释说。
  胡营西山隧道与刘杖子隧道交叉部分约40米。为安全起见,设计单位在下穿交叉部位前后各增加了55米的控制措施。如此一来,防护范围和中管棚长度延长至150米,且在二级围岩地质中要求采用按四级标准做支护、三台阶爆破法。“安全肯定没问题,但这样做施工周期至少需要4个月,铺轨等后续工程进度将大受影响。 ”张业儒对着研究了无数次的图纸再次皱起了眉头,在保证安全的前提下,能否做些优化改动?
  张业儒决意带领团队尝试一把。他将《爆破安全规程》仔细翻了几遍,但规程中有数种计算方式,到底使用哪一种,一时让他犯了难。“由于可参考资料稀少,我们向设计单位、兄弟单位、高校专家等进行了咨询,最终参照了地铁施工对地面民用建筑物的扰动安全标准。 ”张业儒介绍说,根据安全规程,地震波对既有交通隧道扰动控制在每秒15厘米内即为安全。为提高安全系数,项目部采用的标准更加严格,控制在每秒3厘米内。
  大量数据推演后,张业儒大胆提议:仅对交叉部分50米拱顶进行中管棚支护,将原来爆破方式改为中导洞二台阶爆破法,“为将理论数据变为可施行方案,我们记不清与各方专家沟通了多少次。 ”耗时两个半月后,方案变更得到认可,这样一来,工期预计可缩短近一半,同时还可节省铁路工段配合费用约30万元。
  判定安全最直观的依据,是爆破震动速度。方案确定后,项目部进一步将其化为一寸寸的掘进指南。“我们将前4米作为试验段,进行了两个循环六次爆破施工,仔细采集分析数据,获取相关参数,解算爆破影响范围,确保了万无一失。 ”工区生产副经理李国君介绍说,“与先前的隧道施工相比,这次采用的工艺工法完全不同。我们在上台阶部分爆破一个4米见方、深约2米的中导洞,随后爆破上台阶其余部分,最后爆破下台阶部分。爆破进尺也由每日六、七米缩减至两米,后续支护及时跟进,有效保障了施工安全。 ”
  “下穿过程不是我们想象的直线,且两条线路中的岩石细微构造不同,这些对炸药用量把握,是个大难题。 ”李国君一页页地翻看着中国地震局第一监测中心出具的监测报告。0 . 402、 1 . 311、 0 . 871……册子中的数据,是刘杖子隧道内的网络爆破测振仪全天候监测的爆破地震波数据。“那段时间,我养成了一个习惯,不论多晚,收到地震波监测数据之前,肯定睡不着。 ”密密麻麻的数据报告翻至最后一页,也未找到超过每秒3厘米的数值。
  刘杖子隧道位于承德西车站与李家营车站之间,每日来往多趟货车,且时间不固定,爆破作业仅能选在列车行进空隙。“最初,车务段仅允许我们在铁路检修的天窗期爆破,即每周一至周五的中午12点至下午2点。要是这样,这40米爆破估计得等到猴年马月了。 ”李国君调侃道,“为此我们与承德车务段进行了多次沟通,终于获准在列车行车间隔期间爆破。 ”
  施工员刘强承担了到李家营车站确认实时行车间隔的任务,一驻就是三个月。尽管每天下午三点前,车站部门会根据项目部的爆破计划回复次日计划行车间隔。但他仍坚持呆在车站调度室,查看列车运行图和最新时刻表,把情况反馈给守在隧道外的同事。“爆破绝非儿戏,现场24小时都有可能作业,最怕计划赶不上变化。 ”刘强说,最初,车站值班人员晚上不提供行车间隔确认,在寒冬深沉的夜里,手插口袋缩着脖子从将近3公里外的宾馆赶向车站调度室的经历,成为他难忘的记忆。经过多番努力后,夜间爆破也能顺利进行了。
  今年3月,历经68天的施工,胡营西山隧道终于平安下穿刘杖子隧道。“与最初预想得差不多! ”成功穿越的那一刻,李国君激动地说。经检测:轨距无变化,中国地震局检测沉降结果显示沉降累积未超过1毫米。