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米仓山隧道预计2018年3月底前全线贯通

【时间:2017-03-17 11:28:11】【来源:四川新闻网】【编辑:刘波】

  图一:隧道内施工现场

  图二:米仓山隧道口

  图三:焊接钢材

  图四:湿喷台车施工作业

  图五:竖井开挖施工

  图六:数字化控制中心

  “蚕丛及鱼凫,开国何茫然”。传说中“五丁开山”凿出蜀道,米仓古道便在其中。千百年来,山高路险的米仓道是川陕两地交流无法绕开的艰难通道。

  作为四川最长、全国第二长、世界第三长的公路隧道,米仓山隧道贯通南北、连接川陕,是巴陕高速公路的控制性工程。隧道进口位于陕西省汉中市南郑县喜神坝乡小坝附近,出口位于南江县关坝镇,从米仓山国家森林公园的玉泉、大坝国有林场地下穿“场”而过。13.8公里的长度位列国内在建高速公路隧道第一;直径9米,深430米的竖井,深度位列国内在建高速公路隧道第一,相当于从隧道中部山顶向地下挖建一栋约130层的高楼,同时与主洞连通,以保证隧道通风和运行;隧道结构规模是我国在建隧道中第一大;由于隧道过长且要穿越砂泥石岩、岩溶等复杂地质,施工难度全国罕见。

  2013年10月,来自全国各地的建设者汇聚米仓山下,拉开米仓山隧道大会战的序幕。根据计划,米仓山隧道将于2018年3月全线贯通,并在年底实现通车。届时,千年米仓道,从此不再难。目前,隧道建设进度如何;建设中遇到了哪些困难,又是怎样克服的;在技术上有何创新?近日,记者走进米仓山隧道施工现场一探究竟。

  施工难度罕见 建设者迎难而上

  3月13日,米仓山上仍是白雪皑皑。记者从巴城驱车沿101省道巴中段向东攀行约40公里,行至海拔2000多米的米仓山深处,才依稀可见米仓山隧道中部竖井工程施工点。山上寒气逼人,走进米仓山隧道里,却是热火朝天的建设场面。

  在米仓山隧道二标段钢架加工房内,焊花闪烁,钢筋工邓中友正埋头作业。邓中友来自德阳广汉,已在工地上干了两年。由于工期紧,今年春节他和工友们都没有回家,正月初二就投入到紧张的建设中。

  “米仓山隧道建设过程中存在弃渣难、地灾多、独头掘进长、瓦斯威胁大、涌水突泥等多个难点。”四川巴陕高速公路有限责任公司董事长陈绪文说,重重困难并没有影响米仓山隧道建设者打造品质示范工程的信心。

  2015年6月28日,一场特大洪水泥石流灾害将位于半山腰的隧道洞口、项目经理部、拌和站全部摧毁,进出便道、沿线省道中断达一周,直接经济损失达7000余万元。“项目部管理人员、施工作业人员约500余人,冒雨在丛林中辗转了一天才脱离险境。“所幸泥石流爆发时正是白天,否则后果不堪设想。”谈起那场地质灾害,建设者们仍心有余悸。

  米仓山隧道施工过程中,有毒有害气体、涌水突泥、岩爆等问题极为突出,被建设者们称之为“米仓山式问题”。面对困难,米仓山隧道建设者及时组织技术骨干研讨,集思广益寻求解决方案、制定措施;项目部邀请了多名国内专家联合“会诊”,结合现场试验、技术论证等手段,定期开展安全防护知识培训……即使困难重重,建设者们依然迎难而上。

  施工过程中,针对米仓山隧道的特点与难点,巴陕公司提出了“兼顾耐久、创新发展、安全节能、智能人性”的建设理念,安全管理上凸显人性,标准化施工上严于规范,智能化管理上倡导绿色节能,科技创新上勇于突破。

  在全体建设者的辛勤付出下,目前隧道左洞掘进5500米,右洞掘进5450米,竖井掘进120米,距离主洞合同工程量还有2500米,预计明年3月底前全线贯通。

  发扬“工匠精神” 锻造隧道精品工程

  米仓山隧道规模大、结构复杂,地质不确定性因素多,建设及今后运营均面临挑战。项目建设伊始,四川省交通运输厅、四川省交通投资集团有限公司、四川省高速公路建设开发总公司相关负责人曾多次到施工一线,鼓励建设者践行“工匠精神”,在技术上求精,在思维上求新。

  全长13.8公里的超特长隧道,如何跟上时代步伐和技术发展趋势?在施工中,建设者们开拓思维,创新“四新技术”。

  “首先在竖井施工工艺上实现了突破,并开展了公路隧道超深竖井施工工法与安全控制体系专项研究。”陈绪文说,米仓山隧道竖井深达430米,地下风机房联络风道就达1公里多,受地形限制,整个竖井施工仅限于从上至下的全断面法施工,安全压力在国内在建隧道项目前列。

  据了解,传统的“开挖—初支—二衬”流水作业方式的弊端在于作业周期长、涉及人力多,越往深处掘进速度越慢且无法保证施工安全。竖井挖掘保守估计需一年半时间,甚至落后于主洞的打通时间,严重影响施工进展。

  为了保证高效推进施工,米仓山隧道竖井工程充分借鉴煤炭行业的经验,在工法、设备上进行优化。首次采用单层模筑砼衬砌和短段掘砌混合作业,取代传统工法的复合式衬砌与长段单行作业掘砌方式,利用洞壁本身的纵向摩阻力及时施作砼衬砌,保障了施工安全与进度。首次采用柔性防护网防硬岩岩爆,即在开挖过后高度储能的“炸弹”表面快速敷设一层特殊钢绞线制成的柔性防护网系统,利用锚杆、网体、岩体三者的力学转移,将能量在岩体内约束缓慢释放,“以柔克刚”拔除“炸弹”引信,取消“以刚制强”的格栅钢架、工字钢等传统防治方式,变被动防护为主动防护,有效提高了时效性、安全性与经济性。经现场试验、专家论证,该新型工法已得到设计单位认可采纳,并取得国家专利,填补了国内隧道施工岩爆防护技术空白。在掌子面附近30—50米范围内变传统流水作业方式为平行作业方式,掘进效率提升约30%。

  在新材料使用方面,米仓山隧道施工方从隧道施工模板入手,高标准、高起点全部采用高强轻质塑料模板,并根据不同施工部位定制,较传统钢模板具有组装快捷、搬运方便、减少变形的优点,洞内水沟、检查井等部位一次成型,误差小、外形美观。

  数字化掌控 施工现场井然有序

  在米仓山隧道项目施工监控中心,几名技术人员手持对讲机,在一张硕大的数字化控制大屏前来回走动。电子屏幕上显示的工序、进度、能耗、材料等量化信息分类清晰、一目了然,技术人员可随时监测施工现场当前的工序、作业人数、工人位置以及作业时间等,并进行实时指挥。

  “在关键节点性施工过程中,智能化设备准确及时调控,实现人工、材料、机械三要素的最优配合。”米仓山隧道项目总工程师江俊杰告诉记者,依托“互联网+”、物联网、大数据、BIM等先进技术,打造全数字化隧道施工平台,视频系统与信息化管理上要求全覆盖、全天候、分类别、有重点,可随时动态掌握掌子面作业人数、风量、作业时间、含氧量及有害气体分布等关键信息。

  在工序衔接、洞内设备远程启动、人员设备调配上抠细节,深入挖掘班组协调配合效率、设备节能运转空间,各班组手持终端提前知晓进洞时间及事项,管理者可及时调配资源,远程控制设备,将洞外传统电话沟通方式变为洞内现场网络随时联络方式,最大限度提升效率、进度,节约施工成本。

  与此同时,智能化用在洞口管理方面效果也很突出。在隧道洞口,进出人车需分别在分流门禁设备两侧刷卡后才可通行。同时,系统可自动留存人车信息,识别洞内作业人员及车辆的类别、位置、数量,并及时反馈到监控中心,对于违规操作的工作人员,进行通报批评。“刷卡进出,刚开始有些人嫌麻烦,时间长了,工人也发现了好处,人车各行其道,既减少安全隐患,也方便监管。”江俊杰说。

  弃渣再利用 绿色环保呈现景区原貌

  走出监控室,途经基坑作业现场,记者看到,几台挖掘机前后排列,向一辆卡车里倾倒弃渣。“这些弃渣是要运往哪里?”江俊杰告诉记者,弃渣将被运往关坝场镇附近用于当地建设。

  据测算,米仓山隧道弃渣总计300多万方,放在一个标准操场可以堆200多米高。“渣场选址困难,已多次变更,仍远不能满足弃渣需要,标段多次因弃渣场地受限而窝工、甚至停工。”江俊杰说。

  隧道地处景区,并穿越核心风景区,环保、水保要求高。如何在光雾山核心风景区和生态环境极为脆弱的高山峡谷区消化弃渣,不破坏生态环境,确保运营期不发生渣体失稳重大灾害事故,曾一度成为项目面临的重大难题。

  项目部结合自身实际、地方景区开发和旅游集镇建设需求,积极谋划、提前部署,最大限度开展部分渣体回填,自给自足项目建设,节约资金成本;主动寻找地方单位协助,将废弃渣土转化为开发区、集镇等区域争相使用的建筑材料。

  弃渣再利用,不但解决了项目的环保难题,还节约了项目、景区、集镇三方的费用支出。三方共赢,实现最小程度破坏、最大限度恢复、最大可能利用,推动了米仓山隧道工程建设及地方可持续发展。

  探索创新 打造安全舒适超特长隧道

  “如果说过硬的技术是工程质量的保障,技术创新则是提升品质工程的核心力量。”巴陕公司副总经理韩瑀萱说,技术创新研究是工程建设源动力,离开创新,品质工程建设就是无源之水,企业也就少了发展后劲。

  近年来,巴陕公司组织设计、科研院所在全国范围内开展超特长公路隧道运营管理及关键技术的调研工作,不断探索创新,提出了科技攻关的思路与方向。

  “目前国内超特长公路隧道运营中的应急管理、灾害救援没有形成统一标准,管理方均是凭经验判断操作,管护人员水平较低。”韩瑀萱说,结合全国调研情况,巴陕公司有针对性和前瞻性地提出了应用于高速公路隧道运营管理的三维模拟仿真系统研发。

  记者了解到,该系统采用高度集成隧道模型、通风系统、照明系统、通车环境、信号系统,通过三维视频高度仿真展现隧道内各要素运行情况,并植入符合实际的功能性指标,将运营管理程序标准化、应急救援方案三维可视化,用于隧道运营管理人员的教育培训,加强防灾救灾能力,全面提高应急处置能力。

  与此同时,隧道监控运营、灾害处置水平较发达国家存在明显差距,软件形式不统一、数据采集模式不一致、监控功能不完善等,且发达国家隧道监控已由智能化向人性化过渡,我国智能化水平仍严重不足。“我们将以米仓山隧道为依托,研发一套适应新设备、新技术发展的高速公路监控标准化软件。”韩瑀萱说。

  考虑到国内司乘人员对隧道内行车安全性与舒适性的关注,建设者通过大量调研,充分吸取国内超特长隧道建设经验,提出长洞变短洞施工设想,将米仓山超特长隧道分为4段,分别布置洞身装饰方案,减少司乘人员行车时的疲劳感和压迫感。

  “路漫漫其修远兮,吾将上下而求索”。一次次技术探索、创新,都凝聚着建设者的智慧,展现了他们不屈不挠的精神。陈绪文表示,下一步,米仓山隧道项目将紧跟国内先进、把准国际趋势,以打造安全舒适超特长公路隧道为基础目标,在智能化运营、人性化管理上进一步突破,预计2018年底实现通车。(巴中日报)

  原标题:穿越米仓山

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