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      封面深鏡丨最大埋深1944米 揭秘峨漢高速大峽谷隧道如何破解巖爆難題
      TIME:2023-06-07

      世界第一埋深高速公路隧道

      全隧巖爆率約55%

      從開始設計到雙洞貫通歷時12年

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      大峽谷隧道出口端 蜀道集團供圖

      6月6日,穿越四川地質極為復雜地區的峨眉至漢源高速公路(以下簡稱“峨漢高速”)迎來重大建設進展,全線最后一個控制性工程——大峽谷隧道雙洞終于貫通。

      值得關注的是,這座隧道最大埋深1944米,為世界第一埋深高速公路隧道。在近2000米高的大山下挖隧道有多難,隧道掘進又如何應對巖爆?封面新聞記者采訪四川省公路規劃勘察設計研究院隧道設計負責人,揭秘該隧道的誕生之路。

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      隧道施工圖 四川公路院供圖



      近2000米高山下挖隧道最大地應力接近水下5000米的壓力



      6日上午9點,記者從漢源縣城出發,沿著峨漢高速向涼山州甘洛縣開行,沿途一路在隧道中穿行,臨近大峽谷隧道出口端時,看到的是烏斯河兩岸的高山峽谷。

      大峽谷隧道項目設計負責人唐協告訴記者,峨漢高速全線均位于高山峽谷地貌,橋隧比高達87.4%,這在四川在建高速中排名第一。

      “沿著峽谷沒有條件修路,必須穿山,也就是修建隧道?!碧茀f說。由于大峽谷隧道穿越地區地質結構復雜,再加上接近2000米的最大埋深,導致巖體地應力過高,巖爆也就發生了。

      他進一步解釋,所謂巖爆,就是在地應力很高的區域,巖體破壞失穩,轉換為沖擊動能而產生的爆裂聲響、爆裂松脫、剝離彈射甚至拋出的一種地質災害。

      設計之初,團隊就預見到了會有巖爆,因此先后進行了5次地應力檢測,最大一次接近水下5000米的壓力。

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      峨漢高速沿線航拍 蜀道集團供圖


      巖爆彈射距離可達50米隨機發生不可預測

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      施工隧道。封面新聞記者曹菲攝影


      “隧道掘進到埋深300多米的時候出現巖爆了?!爆F場設計代表向龍介紹,大峽谷隧道拱頂、側墻等都會發生巖爆,其中拱頂為大面積掉塊,掌子面和側墻為彈射型巖爆。通俗講,工人作業時會遭到來自多個方向的巖石“偷襲”,石頭有大有小,最遠彈射距離可以達到40到50米。

      “稍不注意就會被彈射的石頭打到,工人心里肯定害怕呀?!毕螨堈f,相比于隧道塌方,巖爆的破壞力在于隨機性很強,無法預測。因此,巖爆也成為制約大峽谷隧道建設進度的最大難題。

      回顧過往,包括米倉山隧道在內,四川許多隧道施工中都出現了巖爆,但大多都只有一小段,像大峽谷隧道高達55%的巖爆率(出口端巖爆率75%左右)的非常少見。

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      “躲貓貓”式躲避巖爆 施工全程要打一場“攻防戰”



      巖爆如此威力,彈射出來要傷人,施工人員安全成了首要考慮問題。如何破解巖爆難題?項目團隊制定了“一躲、二防、三治”的施工原則。

      躲,就是和巖爆“躲貓貓”,離它遠一點。向龍解釋,就像氣球爆炸前有一個充氣變大的過程,隧道開挖后不會立刻發生巖爆,巖爆的高發時段在開挖后的1到7個小時。因此,每開挖一段后,建設者都會等待巖體地應力釋放,也就是等待巖爆,待能量釋放得差不多了,再進行下一步施工。

      防,則包括多個方面的措施。比如做一個鋼筋罩子把巖體撐住,工人在鋼筋排下面作業會安全一點;噴射混凝土將巖體封閉,避免石頭肆意彈射;工人作業的時候也必須穿戴專業的防護服,保證施工安全。

      治,就是與巖爆“正面交鋒”,而防治的前提是預警。向龍告訴記者,項目采用了微震監測檢測技術,可以提前監測到巖爆等級,進而采取有針對性的綜合防治措施。比如圍巖上打地應力釋放孔,強巖爆情況下地應力釋放孔孔內松動爆破或者預裂爆破“截斷”地應力傳遞路徑等等。

      記者了解到,除了巖爆,大峽谷隧道施工中還面臨著高地溫、大型溶洞、塌方、涌水等問題。在多種因素的影響下,這條山區高速的控制性隧道的每月掘進尺,只能達到常規月掘進尺的二分之一。

      因此,從2011年四川公路院著手大峽谷隧道設計,到如今雙洞貫通,歷時12年多,終于將這塊“硬骨頭”啃下來了。

      封面新聞記者 曹菲

      編輯:胡麗萍

      來源:封面新聞https://m.thecover.cn/news_details.html?eid=yz63oYtT7%2B%2BH90qSdq8Jkw==&channelId=null


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