穿越龙门山断裂带，成兰铁路跃龙门隧道这样“洞穿”

• 2022-04-26 08:23:03 来源：川观新闻

四川在线记者 王眉灵

4月25日，成兰铁路跃龙门隧道实现全线贯通。绵阳市安州区高川乡龙门山上，中铁十九局成兰铁路工程指挥部洋溢着“过节”的气氛，建设者们喜不自胜，指挥部副总工程师刘国强百感交集：“修了10年，终于通啦!”

4月25日，成兰铁路跃龙门隧道全线贯通。王眉灵摄

白驹过隙，十年鏖战，刘国强从入职新人成长为公司骨干，并在当地成家、生子，而跃龙门隧道才刚刚打通。十年磨一剑，其建设之难不言而喻。

成兰铁路公司成兰指挥部指挥长肖霞林说，跃龙门隧道穿越了龙门山断裂带，铁路建设中遇到的多种难题在这里集中呈现，隧道的贯通攻克了这些难题，也为高原山区铁路建设提供了宝贵经验。

成兰铁路跃龙门隧道出口。成兰铁路公司供图

从理念突破，攻克建设的“叠加”难题

地震断裂带、断层破碎地带、岩溶富水段、高地温、高地应力、高瓦斯及硫化氢有毒有害气体、软岩大变形、岩爆……这些不良地质，在铁路隧道建设中并不少见，但同时出现就极其罕见。据统计，跃龙门隧道建设中遇到的不良地质多达10余种，且这些不良地质的规模、难度大多首屈一指。

“比如，因为高地应力软岩大变形，就出现了‘群洞效应’，三个洞、多个段同时变形加剧!”中铁十九局成兰铁路工程指挥部指挥长王海亮记得，2017年底，隧道左线、右线及位于中间的平行导洞，以肉眼可见的速度同时变形加剧，洞内混凝土不断往下掉，用以支护的钢架被挤压得“嘎嘎”响，20厘米高宽的H型钢扭成了麻花，有的还折断了。

既有施工工法对“群洞效应”带来的变形没用，工法一改再改也不见效，建设进度完全停滞了。能否从源头上做改变?建设者们思考着。

建设中遇到的大变形是山体内部的应力发生变化所致，此前，铁路建设应对大变形以“放”为主，山体变化会自然达到一个平衡点，或变化到一定程度时再干预;但高地应力软岩大变形，意味着山体挤压力更大、岩体更软，加之跃龙门隧道处于龙门山断裂带，岩层较破碎，变形程度加剧。

经反复研究和试验，建设者提出“主动控制大变形”的理念，通过非爆开挖、超前探测地质、长短锚杆结合等方式，提前加固岩体，与变形“抢时间”，有效控制住了变形。由中铁十九局首创的“高地应力软岩大变形两台阶带仰拱(短台阶)快速封闭成环施工法”被全面推广到全国铁路建设中，成为全路推广应用的针对大变形5种工法之一。

在跃龙门隧道建设取得的众多关键技术成果中，“长大隧道洞内智能物流组织”引起了四川在线记者的好奇。工程建设缘何“跨界”智能物流?原来，跃龙门隧道是成兰铁路全线长度超过20公里的3个隧道之一，双洞加辅助施工通道总里程达71公里，规模为全国第一。建设高峰时，同时布设了20多个工作面，每天200多台施工车辆进出洞。为了确保安全、提高工效，智能物流组织应运而生，比如，洞内智能交通指挥系统通过红外感应定位器建立绿波带，让关键车辆通行能一路绿灯，不堵车。

集多家所长，科研创新铲除“拦路虎”

“这是灰岩，这是辉绿岩……”在项目部的创新工作室里，堆放着上百块岩石，廖学才兴奋地介绍着他的“宝贝”，这些都是随着建设推进，在不同地点、不同岩性位置取回来的样品。

廖学才是四川省地质矿产勘查开发局区域地质调查队的退休工程师，2018年，被指挥部聘请到跃龙门隧道一线做技术指导。“龙门山有着独特的推覆结构，断裂、折叠多，岩层分布极不整齐。”他说，在建设进度中，根据掌子面岩石的岩性、构造、接触面，可预测前方岩变，从而进行超前地质预报，为隧道顺利掘进提供技术支撑。

成兰铁路跃龙门隧道的岩石样品。王眉灵摄

岩石取样带来意外的收获。廖学才发现，隧道内部分段落的岩性，和同一轴线的地表岩性不同，如果把收集到的上千个样品按坐标排列，相当于划出了龙门山区域埋深1400多米的精准地质图。此前，受技术局限，对龙门山脉的地质调查主要在地表，经过跃龙门隧道建设，“第一次打开了龙门山”。

进行地质超前预测，廖学才常与瓦斯打交道。跃龙门隧道内瓦斯、硫化氢两种有毒有害气体同时存在，尤其瓦斯浓度高，监测断面瓦斯逸出量最多时每分钟有9立方米，而在铁路建设规范中，这一数字达0.5立方米就属于高瓦斯隧道。而且，由于龙门山的特别构造，这里的非煤地层附存于岩层表面，有毒有害气体用常规办法难以有效探测，成为施工安全的“拦路虎”。

为解决这一难题，建设者们向煤矿行业取经，借鉴矿井的通风方法，成兰铁路公司从川煤集团请来通风工程师石明燕，进行专业指导。经多方学习、取经，结合自身实际，跃龙门隧道形成了“主+局部”通风系统，并确定了“以风定产”的建设思路。每天，石明燕作为“通风总指挥”确定能送多少风后，再进行施工组织。“以风定产”后，建设进度从每月10米提高到了每月15米。

“术业有专攻。”王海亮说，专业的事就要交给专业的人做。肖霞林表示，铁路隧道能成功“跃龙门”，在于建设突破了行业壁垒，集纳多行业之长，“体现了我国多行业、多领域的先进水平”。

成兰铁路跃龙门隧道的“治水”团队。中铁十九局供图

据了解，为解决建设难题，成兰铁路公司组织参建单位和科研院校，开展了数十个课题的工程试验和科技攻关，山东大学、北京大学、西南交大等都参与其中。隧道穿越岩溶富水段，中国工程院院士李术才带领的技术团队，为下穿高川河提供了强力的技术保障，课题“深长隧道重大突涌水灾害预测预警与风险控制关键技术”获得山东省2016年度科学进步一等奖。

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