基本介紹
基本狀況,施工過程,施工事故,建成意義,
基本狀況
吉蓮高速公路永蓮隧道(原鐘家山隧道)是吉蓮高速公路的控制性工程,隧道總長4980米,隧道左側200m左右發育一條大斷裂,基本與隧道軸線平行,受該斷裂影響,隧道發育有F1、F2等多條次生斷裂帶,大部分隧址區處於斷裂帶或斷裂帶影響區,隧道圍岩具有風化十分嚴重、斷裂帶特別發育、地下水異常豐富、岩性變化頻繁、遇水易膨脹等顯著特點。
永蓮隧道圍岩條件極差且變化十分頻繁,常常一個掌子面同時出現三四種完全不同岩石,施工難度極大,災害發生特別頻繁。2012年7月至10月,進口左右洞共發生過15次大規模突水突泥,2012年6月後共發生小規模湧水涌泥近十次,大規模塌方總計約30餘次,特別是突水突泥後還存在大型承壓蓄水空腔,突泥後200米高的山頂發生約2.5萬立方米塌陷,F2斷裂帶前後圍岩均為Ⅴ級及以上。永蓮隧道F2斷裂帶突水突泥規模大、次數多、持續時間久,隧道地質環境極為複雜,實為國內外工程界所罕見。
永蓮隧道基本處於斷裂帶或斷裂帶影響區,隧道突水突泥、湧水涌泥、塌方、初支大變形等頻繁發生,工程進度徘徊不前,隧道施工已成為吉蓮高速公路、乃至泉南高速公路的最後一個“卡脖子”工程。
施工過程
標準化施工保進度
建設難度和安全風險如此大的隧道施工,牽動著各級領導和專家的心。2012年11月,經過比選論證,交通運輸部專家最終從項目辦初選4套處置方案中確定採用帷幕注漿加固法進行進口突水突泥災害治理。
“工作29年一直從事隧道施工管理,但第一次碰到施工難度這么大的隧道項目,為了安全穩步掘進,我們將公路和鐵路施工標準相結合,採取加強超前和支護結構設計、控制每循環開挖進尺等措施,使施工一直平穩推進。”永蓮隧道項目經理李拉普說。
開挖過程中,面對隧道超過70%Ⅴ級及以上圍岩,經前期摸索及總結,經多方討論制定了符合永蓮隧道穩步施工方案:增強超前措施(加密超前小導管)、嚴格開挖方法(三台階掘進)、嚴控開挖進尺(每循環不超過兩榀1米)、加強支護參數(工字鋼由60厘米間距的I18B調整為50厘米間距的I22B)、及時封閉成環(掌子面與仰拱不超過40米)、時時監控量測(每日不少於兩次),遇到斷裂帶等薄弱區域時,提前實施超前注漿長管棚加固後再開挖,方案的合理制定有效保障了作業安全和施工進度。
李拉普告訴記者,標準化的施工管理讓他們嘗到了甜頭,儘管工程進度僅為每月開挖23米,但在這種比Ⅴ級還差的圍岩條件下取得這個成績已是相當不易。
技術攻關結碩果
為攻克隧道施工難題,自2011年3月開工建設以來,吉蓮項目辦和山東大學聯合成立技術攻關組,依託國家973項目和江西省交通運輸廳科研課題開展科技攻關。為保證永蓮隧道技術問題能夠迅速解決,隧道管理人員都是從嚴選拔,常駐工地,現場討論確定處置方案,積極開展科研攻關、現場試驗注漿理論研究等,為現場施工提供技術支撐。
山東大學岩土工程中心副主任張慶松介紹,他們成功將27項國際領先技術、新工藝和國家發明專利用於指導永蓮隧道項目施工,其中有“突水突泥災害發生機理”等3個國際領先課題,“前進式分段精細化控制注漿工藝”等3種新工藝,GT-1新型注漿材料、高早強固結材料等兩種新材料。而依託該項目的“隧道與地下工程重大突湧水災害治理關鍵技術與工程套用”科研項目還榮獲2014年國家科技進步二等獎。
在山東大學國家973課題組—江西省交通運輸廳聯合現場模型試驗基地,記者看到了高9米、長寬各5.5米的突水突泥災害及其治理室內試驗模型。“這是世界上最大比尺的突水突泥災害及其治理室內試驗模型,能夠幫助我們摸清突水突泥發生機理,有效得出漿液擴散半徑、注漿控制壓力和漿液配合比等參數,為現場災害治理提供理論依據。”山東大學講師張霄告訴記者。
“我們走的是產學研用相結合的路子,先從工程實際中找問題,然後在試驗室里試驗,研究災害發生的機理,然後再到現場試驗,最後到工程領域運用。既有理論,又有技術;既能找出問題,又能用自己發明的注漿材料、工藝進行治理;既形成了科研成果,又培養了年輕人。”山東大學土建與水利學院院長李術才說。
這幾年,通過這種特殊的培養模式,一個個初出茅廬的青年才俊迅速成長起來,在全國隧道建設中發揮著至關重要的作用。
精細化管理促安全
為確保施工生產安全有序推進,吉蓮項目辦確定了“安全第一、質量至上”的管理思路,成立了吉蓮項目辦永蓮隧道管理小組,組長由具有多個項目隧道管理經驗的四川大學地下工程專業碩士劉軍擔任,管理推行“主要領導親自抓、隧道組長專職管”,檢查實行“項目辦月底考評、總監辦月中檢查”,主要管理人員巡查工地要求“項目辦一日1次、總監辦一日兩次、施工單位一日3次”。
劉軍介紹,兩年多來,永蓮隧道現場持續不斷出現突發問題,為了及時有效解決問題、做好服務,在過去的兩年多時間裡,他和其他主要管理人員都是24小時不敢關機,沒日沒夜地守在工地,現場指導工人作業。“隧道施工本來就風險高,在永蓮隧道這種特別複雜圍岩條件下更甚。管理人員責任壓力特別大,時刻緊繃安全弦。”劉軍說。
在安全管理方面,該項目通過可靠的施工方案、良好的工程質量、有效的安全控制措施,確保了隧道施工安全生產態勢的平穩。施工單位加強對施工人員安全意識的培訓,挑選最有經驗的老同志擔任現場安全巡視員,每天進行崗前安全授課,讓每個人熟知現場危險源、最佳逃生辦法等。
2013年4月16日下午,劉軍、張慶松、張霄、李拉普等人進入工地巡查,發現進口左洞掌子面滲出小量黃泥水,且有加大趨勢,當即決定補充注漿加固掌子面。次日凌晨四點多,監測發現掌子面核心土正以每小時10厘米的速度往外推移,掌子面大量滲出黃泥水,核心土砂礫石不時迸落,情況十分危急。為確保施工作業安全,現場決定立即啟動應急機制,組織突擊隊反壓回填、噴射混凝土封堵掌子面,並在右洞硐室排水泄壓,經過72小時的不間斷作業,安全隱患終於消除。
永蓮隧道的建設管理成績得到了各級領導的充分肯定和認可。永蓮隧道貫通後,3次蒞臨隧道指導的時任江西省委常委、常務副省長凌成興發來了賀信:“地質複雜,方案周密,處置有方,實屬不易!特予祝賀!”江西省交通運輸廳也對江西省高速集團、吉蓮項目辦的工作給予高度評價。
施工事故
2012年7月3日10時許,江西高速投資集團副總經理俞文生、吉蓮項目辦隧道組組長劉軍等參建單位20多人,正在隧道進口左洞距掌子面約40米位置查看頭天晚上發生突水突泥的現場時,突然前方掌子面傳來巨大聲響,原突水突泥位置噴出夾雜沙石的黃泥水,洪水般沖向現場查看人員,現場人員迅速向洞口和附近車行橫洞方向逃離,所幸未發生人員傷亡。這次突水突泥前後不到10分鐘、共突出泥水達7萬餘立方米。
建成意義
永蓮隧道於2014年11月14日全線貫通。
永蓮隧道的貫通,標誌著泉南高速公路的最後一個控制性項目工程完工。
蓮花縣位於江西省西部,山高溝深、交通閉塞嚴重影響著蓮花縣區域經濟和旅遊事業的發展。泉南高速公路的全線貫通,結束了蓮花縣不通高速公路的歷史,徹底改變了其落後的交通狀況。