世界第一埋深高速公路隧道
全隧巖爆率約55%
從開始設(shè)計到雙洞貫通歷時12年
大峽谷隧道出口端 蜀道集團供圖
6月6日，穿越四川地質(zhì)極為復(fù)雜地區(qū)的峨眉至漢源高速公路（以下簡稱“峨漢高速”）迎來重大建設(shè)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(guān)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(yīng)對巖爆？封面新聞記者采訪四川省公路規(guī)劃勘察設(shè)計研究院隧道設(shè)計負責(zé)人，揭秘該隧道的誕生之路。
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(yīng)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(fā)，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(shè)計負責(zé)人唐協(xié)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。”唐協(xié)說。由于大峽谷隧道穿越地區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，再加上接近2000米的最大埋深，導(dǎo)致巖體地應(yīng)力過高，巖爆也就發(fā)生了。
他進一步解釋，所謂巖爆，就是在地應(yīng)力很高的區(qū)域，巖體破壞失穩(wěn)，轉(zhuǎn)換為沖擊動能而產(chǎn)生的爆裂聲響、爆裂松脫、剝離彈射甚至拋出的一種地質(zhì)災(zāi)害。
設(shè)計之初，團隊就預(yù)見到了會有巖爆，因此先后進行了5次地應(yīng)力檢測，最大一次接近水下5000米的壓力。
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(fā)生不可預(yù)測
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(xiàn)巖爆了。”現(xiàn)場設(shè)計代表向龍介紹，大峽谷隧道拱頂、側(cè)墻等都會發(fā)生巖爆，其中拱頂為大面積掉塊，掌子面和側(cè)墻為彈射型巖爆。通俗講，工人作業(yè)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(yù)測。因此，巖爆也成為制約大峽谷隧道建設(shè)進度的最大難題。
回顧過往，包括米倉山隧道在內(nèi)，四川許多隧道施工中都出現(xiàn)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。
“躲貓貓”式躲避巖爆 施工全程要打一場“攻防戰(zhàn)”
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(fā)生巖爆，巖爆的高發(fā)時段在開挖后的1到7個小時。因此，每開挖一段后，建設(shè)者都會等待巖體地應(yīng)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(yè)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(yè)的時候也必須穿戴專業(yè)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(yù)警。向龍告訴記者，項目采用了微震監(jiān)測檢測技術(shù)，可以提前監(jiān)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(yīng)力釋放孔，強巖爆情況下地應(yīng)力釋放孔孔內(nèi)松動爆破或者預(yù)裂爆破“截斷”地應(yīng)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(qū)高速的控制性隧道的每月掘進尺，只能達到常規(guī)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(shè)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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