用智慧挑战中国高难铁路(组图)-搜狐新闻

　　——来自中国中铁一局宜万铁路建设工地的报告

　　在全国人民以实际行动支持北京奥运的时候，中国中铁一局集团的职工拼搏在中国施工难度最大的宜万铁路建设工地，凭借高超的技术水平和高效的管理模式，攻克着一个又一个世界级施工难题，在祖国的经济建设中献上一块特殊的金牌。

　　李桂林刘援民张纪平南鹏超陈君柱陈晓军/文

　　宜（昌）万（州）铁路是我国铁路路网“八纵八横”主骨架之一，沪汉蓉快速通道的重要组成部分。宜万铁路也是我国“三高”（高原铁路、高速铁路、高难铁路）铁路之一，全长377公里的宜万铁路桥隧比高达74%，总投资227.3亿元。宜万铁路沿线地质条件的复杂程度堪称国内之最，其地质之复杂、工程之艰巨、岩溶之发育、隧道工程的风险程度、规模和处理难度均是前所未有的，特别是岩溶隧道所遇到的问题，更是世界级难题。

　　中国中铁一局承担了宜万铁路三个线下标段和一个电务标段的施工任务，工程总造价11.93亿元。其中，主要工程有全线最难的五座Ⅰ级高风险隧道之一的云雾山隧道、亚洲同类型第一高墩铁路桥的渡口河特大桥及恩施站场施工任务。

　　自2004年6月开工以来，中国中铁一局建设者用自己的智慧和汗水破解了一道道难题，闯过一道道难关，创造出了一个个奇迹。截至8月，中国中铁一局在宜万铁路施工中，已完成土石方855万方，建起17座桥梁，建成8座隧道，总价值10.8亿元，占总标价的90.5%。

　　直面世界级难题攻坚克难战风险

　　云雾山隧道位于湖北省恩施土家族苗族州境内，为一座单线、双洞隧道，隧道Ⅰ线长6640米，Ⅱ线隧道长6682米，由中国中铁一局集团五公司、一公司，分别承担进、出口段的施工任务。

　　云雾山隧道之所以被称为高风险隧道，其主要原因就是在施工中遇到大量的溶管、溶洞、地下暗河等。该隧道最大埋深800米，是集山岭隧道多种地质灾害———突泥突水、天然气、高地应力、地温等为一体的长大隧道。节理及岩溶发育，五条暗河贯穿其中，正常涌水量为45655立方米/天，最大涌水量为171994立方米/天，施工中的最大风险就是溶洞和突泥突水。

　　不良地质预测难

　　虽然铁路设计部门为施工单位提供了较为详尽的设计资料，也表明了溶洞、暗河的不良地质状况，但由于云雾山隧道地处背斜式地质断裂带上，溶洞、溶腔密布，种类繁多，设计资料无法提供详尽的内部地质状况。

　　施工中，中国中铁一局采用了当前国内最先进的地质雷达、TSP203、红外探水、超前钻探、超前炮孔、地质素描等超前地质预测预报手段，但每一种探测手段都存在局限性：地质雷达只能探出前方几十米范围的围岩大致情况；红外探水仪也仅能探测前方地质是否有水，至于水量的大小、压力却无从得知；超前钻孔虽然可以直观揭示前方地质情况，但揭示范围极其有限，无法探明整个工作面的地质情况，而且耗时长。

　　2008年1月，云雾山隧道进口通过超前地质预测预报手段，发现进口段有一高压富水溶腔，先采用地质钻机进行溶腔范围的钻探。结果，地质钻机无法钻透富水充填泥沙的溶腔。后又改用意大利套管钻机再次进行钻探，依然无法穿越，接着再采用给钻杆下套管、下大钢管的施钻工艺，仍然不能奏效。随后又采用了前进式注浆钻进法，但由于浆液在溶腔内串流，不能有效凝结，出现一孔连续注浆40吨水泥不知去向的情况，最后以失败告终。

　　这个尚无法揭示溶腔全貌的难题，是中国中铁一局宜万铁路指挥长最大的心病。“溶腔内蓄水量不明，一旦强行揭示，必然造成安全事故，瞬间突水突泥的冲击力，不仅会造成人员和施工设备的淹没，更可能将工程拖入无法挽回的局面。”指挥长说，隧道施工的安全问题，丝毫不能马虎。

　　迫不得已，经多方论证，决定采用掌子面再向前开挖10米，缩短保护岩盘厚度，减少钻机钻孔阻力的方案，最终顺利穿透溶腔。经过对隧道Ⅰ、Ⅱ线28个超前钻孔、3个取芯孔，总计20多次的小型突水突泥，历时7个多月，也仅有一个初步的判断。

　　“某些时候的进度缓慢，是确保安全施工万无一失的必然选择。安全，是施工的重中之重，尤其在宜万铁路，这一点，决不动摇。”李桂林坚定地说。

　　突水突泥排险难

　　设计中，云雾山隧道穿越5条暗河，正常涌水量就达4.6万立方米/天，而最大涌水量则达17.2万立方米/天。中国中铁一局在施工中采取了各种防范措施，每一次开挖都小心谨慎，但在几年的施工中，依然先后发生大的突泥突水21次之多。

　　2007年6月30日，根据超前地质预测预报显示的数据分析，里程DK244+907可能存在溶洞，现场管理人员按照应急演练时的要求将人员撤离。随着一声炮响，3000立方米的泥加石顷刻之间从几十米高的溶洞里倾泻而下，涌进了隧道，冲出近百米的距离。

　　云雾山隧道出口为反坡隧道，涌水无法自动流出，只能靠机械排水，洞内设有400立方米离心水泵8台、100立方米潜水泵20台，洞内管路交错，仅排水设备投入就达400多万元，但这也只能满足隧道的日常排水。2008年7月21日，受暴雨影响，云雾山隧道出口Ⅰ线掌子面超前地质钻孔时，钻压突然增大，无法继续钻进。巨大的水压将钻机内未退出的25米钻杆从钻孔中冲出了10多米，带压的水柱喷出20多米。隧道中正在处理的溶腔也大量冒水。涌水量急剧增加，很快达到每小时4000立方米。顷刻间，隧道就被淹数十米，应急预案马上启动，隧道内所有施工人员有序撤离。不到一天时间，Ⅰ线隧道被淹1000多米、Ⅱ线隧道被淹400多米，若非平时演练认真，后果无法想像。

　　溶洞处理方案难

　　对溶洞的揭示需要一个很长过程，因此，溶洞处理的方案一是难制定，二是难实施。

　　2004年10月，云雾山隧道进口开挖遇到第一个大溶洞。项目部首先从横洞部分揭示，采取绕行方案，先从左侧绕行，打出142米导洞，发现一个双层溶洞，无奈改变方向，向前开挖，又遭遇主溶腔，绕行方案无法继续。之后，在多方研究之下，决定改为从右侧绕行，开挖70米后，又遇到了两个小溶腔，再反向开挖42米，才揭示了该溶腔的基本轮廓。仅揭示就用了4个月时间。

　　由于该溶洞处于隧道进口三线变两线，两线变单洞的燕尾段，受力结构复杂，经各方专家现场反复论证，历时近三年时间，才拿出了Ⅰ线桩基承台、Ⅱ线桩基托梁溶洞处理方案，仅此一个溶洞就对云雾山隧道进口施工造成了巨大的影响。

　　2005年10月，云雾山隧道Ⅰ线出口DK247+560处又揭示一大溶腔，这是一个填充式溶腔，先后多打400米的横通道，历经三次绕行，耗时5个多月，才初步查明溶腔情况。为了进一步探明溶腔内部结构，铁道部宜万铁路建设指挥部组织现场会商，拿出了管棚作业、帷幕注浆渡过溶洞的初步施工方案，经4次大管棚作业、管棚钻孔总长度6164米；4次帷幕注浆，注浆孔266个、总长7229米，注浆方量达7653立方米，历时16个月，才初步探明该溶腔长111米，向上发育贯通地表，向下钻探90多米未达基岩。仅对溶洞底部的钻探就历时一年以上，历经5次地质钻探，钻孔总长度达956米，到目前为止，溶洞段的结构方案仍未完善。

　　交通运输难

　　宜万铁路的大量物资要经长江水路运抵恩施巴东，再经200多公里公路，28公里施工便道才能到达隧道出口施工现场。冬季大雪封山，路面结冰，夏季暴雨不断，码头被淹，对交通运输带来极大的困难，无法保证物资供应。物贸总公司克服重重困难，组织材料运输。

　　特别是28公里施工便道，要翻三座山、跨六道沟，仅开凿这条便道就花费4个月时间，耗资800多万元，特别是通过老虎嘴时，施工人员硬是用绳子把人吊在峭壁上，从100多米高的悬崖半空中炸出了长200余米的“天路”来。有的地段，地形险峻，机械设备根本上不去，工人们就把机械设备拆成零件，人拉肩扛背上山；水泥、炸药等物资都是用老乡的骡马队驮进去的。

　　修路难，养路更难，当地雨量充沛，便道常常被洪水冲毁。今年7月的两场暴雨，冲断便桥两座，一半的便道无法通行，工地上300多人几乎断炊，只好发动大家走水路，靠人背、马驮、船运，才解决了生活物品。

　　交通运输的困难，不但加大了材料成本，使工程成本增加，而且工程材料经常难以为继，施工生产无法持续正常。而且仅施工便道的维修和养护就要很大的人力和财力，工程成本还会不断增加。

　　施工安全风险高

　　云雾山隧道即使采取了各种预报、报警、逃生措施，但作为“集地质病害之大成”的工程禁区，其岩溶和突水突泥等各种高风险源就像一柄“达摩克利斯之剑”悬在施工人员头顶。

　　针对云雾山隧道“四难一高”的显著特点，中国中铁一局严格按照铁道部领导和专家提出的超前地质预报预测和高压富水注浆加固两大风险隧道施工的法宝，充分发挥广大职工群众的智慧，从而降服了地质灾害。

　　以超前地质预测预报为先导，最大限度地“诊断”隧道前方地质状况，为施工提供科学依据。

　　针对云雾山隧道的高风险特点，他们始终坚持掘进不探不挖，地质探不明不挖的“两不挖”原则。采用地质雷达、TSP203、红外探水、超前钻孔、超前炮孔、地质素描等综合手段做好超前地质预测预报工作，仅安全预报和防范投入就达3000多万元。并将超前地质预测预报工作纳入工序管理，有效地规避了多次施工风险。

　　在综合超前地质预测预报技术的有力指导下，云雾山隧道共成功揭示各类溶洞13处。首先为隧道安全开挖提供了科学依据，避免了发生突水突泥的灾难性后果。其次为进一步探明隧道地质情况及病害处理创造了条件，真正起到了以预测指导施工的作用。

　　根据不同的溶腔类型，采取科学合理的揭示方案，有效应对溶腔溶洞对施工的影响。

　　施工中先后遇到干溶洞、充填性溶洞、岩溶管道、富水高压溶腔等多种岩溶地质，针对不同类型的溶洞，采取有针对性的施工方案。

　　岩溶地区高风险隧道最大的风险就是突水突泥，而降服这一妖魔的制胜法宝就是超前全断面帷幕注浆加固。

　　全断面帷幕注浆是用混凝土墙先将隧道掌子面封堵起来，再在封堵墙上沿开挖轮廓线一圈圈向外斜角打8米至30米不等的注浆孔，然后压入水泥浆或水泥———水玻璃双液浆，将前方存在突水突泥风险的破碎岩层“粘合”在一起，或用水泥浆液将前方存有泥沙、高压水的溶腔充填起来，使隧道形成一个扩展到断面3米至8米以外的一个稳定的加固圈，以便于隧道的开挖。

　　对于2008年1月所发现的高压富水溶腔，在帷幕注浆加固过程中遇到的第一道难题是浆液容易随流水大量流失，不知浆液流向何处，注浆孔依然喷水，注浆效果甚微。针对这一问题，通过组织群众性的QC技术攻关活动，经过数十次的反复试验，调整，总结，最终确定了沙浆充填方案。即先将溶腔隧道断面内的出水孔全部封闭，将动水变为静水，抑制了水泥浆液的流失。

　　第二道难题是如何准确确定双液浆的凝结时间。凝结时间过长，浆液来不及凝结就会被水流冲走。凝结时间过短，又会造成因凝结过快而造成注浆管堵塞。针对这一问题，他们通过对注浆顺序和凝结时间的不断实践、数据收集，反复比选，找出了准确浆液凝结时间。

　　第三道难题是针对富水溶腔一次注浆成功率较低的问题，采取了前进式注浆、后退式注浆、分段式注浆等多种注浆方法。

　　通过以上三种针对性措施，成功解决了2008年1月发现的充填泥沙富水溶腔帷幕注浆的关键性难题，目前已通过实验孔注浆，确定了该段溶腔帷幕注浆关键性技术参数。

　　加大安全投入，强化安全储备，搞好应急演练，确保施工安全。

　　为了确保云雾山这一高风险隧道的施工安全，中国中铁一局宜万铁路指挥部先后投入大量资金，配备超前地质预测预报设备，加强预报工作；组建了专门的科技攻关小组，开展科研攻关活动，并将超前地质预报纳入工序管理，发挥超前地质预报的技术优势；做好各项应急准备，隧道安装了视频监控、声光电预警系统，隧道里除摆放有橡皮艇、游泳圈、救生衣外，还有逃生绳、逃生爬梯等逃生设备。同时在各个工作面、逃生通道、隧道口还安装了摄像头，设立了应急指挥中心，一旦发生灾害，有效统一指挥。应急指挥中心可以根据摄像头对施工人员统一进行指挥。同时，组织隧道作业人员每月进行有针对性的安全源、防灾、逃生应急演练，并将隧道灾害逃生措施编辑印刷在作业人员的上岗证背后，随时供作业人员查看，从而确保了施工作业人员的人身安全。

　　面对地质条件如此复杂的Ⅰ级高风险隧道，施工经历了多次紧急抢险救援，次次化险为夷、人人平安，安全生产已超1000天。

　　纵横沟壑越江河精雕细刻筑精品

　　中国中铁一局在宜万线共建造各种类型特大桥、大桥17座。其中，以高、大、新为突出特点的渡口河特大桥和恩施清江特大桥由桥梁公司承建。

　　高——打造亚洲同类型铁路桥梁最高墩

　　128米高的渡口河特大桥5号薄壁空心墩为目前亚洲同类型铁路桥梁第一高墩。

　　全长634米的渡口河大桥处在鄂西云雾山幽深的峡谷里，V字形大山深沟中，地形陡峻，地势险要，山体自然坡度最大达到70度。大桥设计14个墩台中超过60米高墩2个，92米、128米的各1个。

　　128米的高墩采用翻模施工法。上、下两节，每节9米，相当于三层楼房高外模，交替轮番往上安装，一次成型。采用组合钢模拼装的内模，每节高度为1.5米，模板制作精度尺寸误差小于2毫米。空心墩身内腔每隔一定高度预设型钢作支撑梁。

　　巨型方墩每段由四大块模板组拼成长方体，模型到位是关键环节。模板连接靠螺栓，螺栓松紧定方位。工程师和工人同步行动，测量后某一模板前后方向偏斜的调整通过手拉葫芦拉至正确位置，左右偏斜的调整则在模板底边靠倾斜方向的一端塞加垫片实现。

　　钢筋绑扎虽很常见，但巨墩施工，江南多雨，高空风大也是课题。建桥者采用墩身竖向钢筋挤压套管联接方法，操作简便安全，既提高了工效又保证了质量。

　　由于运送高度达近130米，而强度要达到50Mpa以上，混凝土的垂直运输采用输送泵一次到位。因此，对各种水泥、外加剂及配合比进行了多次实验，并依泵送情况随时调整。

　　直插云霄的塔吊安装和拆卸模板，提升工作平台，垂直运输钢筋等物品。墩身外侧施工电梯保证了每位参战职工安全上升着陆。

　　墩身垂直度控制是高墩施工质量的关键。工程技术人员对墩身垂直度采用全站仪三维坐标进行定位控制，控制网按测量规范要求定期复测，保证数据定位准确。

　　2007年11月15日封顶，128米亚洲同类型铁路第一高墩写进中国建桥史。

　　大——浇灌国内桥梁施工大体积混凝土

　　“基础不牢地动山摇”。渡口河特大桥5号墩承台结构尺寸为长36.7m，宽26.7m,高4m，混凝土达4999立方。

　　国内铁路桥梁浇筑如此大体积混凝土承台比较罕见，整体性要求混凝土一次性浇注完成，质量控制是施工难点。

　　他们与建设、设计、监理单位联合中南大学反复研究论证，进行科研攻关，查阅国内外大量同类施工的资料，敲定施工方案。

　　建设者们采取低水化热水泥、承台内埋冷却管等措施，在混凝土浇注时设两台泵，承台斜向分段、水平分层浇注。采用外部保温、内部散热的方法，在每层布置散热水管，通过冷却循环水带走混凝土内部大量的热量，在外部表面用麻袋覆盖保温，将内外温差控制在25℃以内，混凝土浇筑前，浇筑过程中安排专人使用精密的温度感应器进行测温，通过禁止使用新出炉的水泥、对碎石进行淋水冷却和采用机制冷却拌和用水，以避免带入大量热量，确保混凝土不出现裂缝。

　　大体积混凝土承台一次浇灌成功后，铁道部总指发电祝贺。

　　新——全线唯一用造桥机建设的景观桥

　　全长776.03米的清江特大桥是全线重点工程。设计双线墩台一次建成，下部为2台14墩，上部则分别由11孔56米预应力简支箱梁和3孔32米、1孔24米后张法预应力混凝土T梁构成。

　　造桥机节段拼装架设56米箱梁属国内新工艺，工序极其繁琐。

　　重约1005吨的56米箱梁，分11节在梁场制造。每节重约90吨的箱梁用运梁车运至搭建好的造桥机尾梁“阁楼”里。仅梁段到位就分初步和精确到位两大步骤。初步到位要求梁段按顺序编号布置在造桥机主梁间，用桁吊将梁段运至指定位置放下；精确到位运用纵梁上双坐标千斤顶来调位，以设计梁体的中心线为基准纵向、横向和竖向调节，达到各梁段两端中心线和梁体中心线重合。由于每个梁段均支承在四个螺旋支承上，且每个支点都有三个自由度，三个自由度相互制约，调整其中一个必将影响其余两个，使梁段调位必须反复循环，逐渐趋近，直至满足施工设计要求。梁段就位后，再通过在湿接缝施工，完成钢筋绑扎、立模、灌注混凝土、养生等流程，才算完成一块56米箱梁整体架设。

　　在整个建桥中，这样的箱梁得反复搭架22次，施工复杂程度可见一斑，而他们将硬骨头啃了下来，保质保量按工期完成了计划。

　　如今，观桥者竖起拇指仰望惊叹：“宜万铁路的大桥高，美，壮观，雄伟！”

　　改写历史圆旧梦和谐建路谱新篇

　　“百年情系沿江路，终圆旧梦在今朝”。从1903年动议修建川汉铁路，到2003年宜万铁路在中国中铁一局施工的恩施车站举行开工奠基仪式，整整经历了一百年。百年梦想今成真，恩施车站也成了当地群众瞩目的工程。中国中铁一局正是改写恩施没有铁路历史的参建者，承担了恩施车站的艰巨任务。

　　恩施车站是宜万铁路全线最大的中间站。站场土石方755万立方，占宜万铁路全线土石方总量的近五分之一。工程集中，规模宏大，是宜万铁路的“窗口工程”。中国中铁一局选派擅长土石方施工和站房建设的三公司、建安公司承担恩施车站的施工任务。

　　为了擦亮“窗口”，他们大力开展建设样板工地活动，创建亮点形象工程。严格设计要求，优化资源配置，科学组织安排，有效控制工程质量和施工安全。坚持标准化施工。按照“三阶段、四区段、八流程”的施工工艺，通过试验段施工，反复试验、精心对比，取得了规范性的技术参数，为施工质量提供了可靠保证。以“内强素质、外树形象”为主线，加大工地宣传力度，营造浓厚大干氛围，鼓舞员工士气，形成了强势的推动作用。三公司成立了青年突击队，以“奉献青春、建功宜万”为已任，创造了日产量3.4万立方的优异成绩，一年半的时间，填筑沟壑16处，挖除山头11个，站场线下主体工程施工告捷。2006年被团中央授予“全国青年文明号”。

　　以人为本，和谐发展是建设宜万铁路的应有之义。恩施车站处于特殊的地理位置，正是路地共建宜万铁路的极好平台。中国中铁一局加强路地协调，在当地政府大力支持下，赢得了拆迁村民的充分理解，短短两个月时间，完成了征用铁路用地1000余亩，拆迁村民户200多户的艰巨任务，为恩施站场全面开工创造了条件。他们积极开展“情系爱心、捐资助学”活动，共募集资金10758元，得到当地政府和群众的好评。在恩施车站的建设中，中国中铁一局与地方政府和群众建立了深厚的感情，地方政府连续三年邀请中国中铁一局建设者参加恩施州电视台春节联欢晚会，并以文艺演出、文体活动、赠送生活用品等形式慰问建设者，形成了浓厚的路地和谐氛围。

　　施工中的恩施车站始终以工程质量内实外美，施工安全全面受控，工程进度稳中求快，环保水保符合标准，施工管理规范达标，工地宣传丰富多彩，文明施工井然有序的风采展现在世人面前，成为上级领导和各界人士参观的亮点，到恩施车站参观学习的团体和个人络绎不绝。在这里，人们看到了宜万铁路建设的艰辛和成果，中国中铁一局则在恩施车站尽显企业风采。

　　“逢山开路、遇水架桥”。五十余年来，中国中铁一局为祖国铁路建设立下不朽功勋，打过许多硬仗，尤其是在“5·12”汶川发生大地震后，立即投入到抢修宝成铁路109隧道的生死大搏斗中，再次彰显了中国中铁一局崇高的企业责任。在宜万铁路施工中他们已经取得了阶段性成果，承载了极大的地质灾害挑战和成本压力，但中国中铁一局师出陕西，带着厚重的延安精神，必将在宜万铁路施工中，战胜千难万险，谱写新的篇章。