10月15日，鎮(zhèn)廣高速廣納隧道雙幅貫通，比計劃工期提前7個月。
作為四川省在建高速公路唯一一座高瓦斯隧道，廣納隧道全程為高瓦斯工區(qū)，存在高瓦斯、淺埋段、滑坡體、水平巖層、下穿水庫施工安全風險高等難點，這就意味著施工過程中可能存在瓦斯泄漏、隧道變形、掉落石塊、洞內(nèi)滲水等風險，施工難度極大。
如何應(yīng)對如此苛刻的建設(shè)條件并實現(xiàn)提前貫通？建設(shè)過程中又應(yīng)用了哪些新技術(shù)、新設(shè)備？記者進行了實地探訪。
廣納隧道掌子面作業(yè)。受訪者供圖
隧道穿越高瓦斯地層
施工過程難度大、復雜性強
廣納隧道是鎮(zhèn)廣高速項目建設(shè)的關(guān)鍵節(jié)點，項目位于巴中市通江縣廣納鎮(zhèn)檬子埡村至構(gòu)花坪村境內(nèi)，左洞全長3426米，右洞全長3424米，隧道圍巖主要是四級、五級圍巖。
工程地質(zhì)學中，把重分布應(yīng)力影響范圍內(nèi)的巖體稱為圍巖，可以簡單理解為隧道四周圍繞的巖石。隧道圍巖分成六級，按照新規(guī)范，數(shù)字越小的圍巖性質(zhì)越好。
“廣納隧道洞身穿越巖層主要為砂泥巖互層，圍巖為四級和五級，這兩類圍巖斷裂及軟弱結(jié)構(gòu)面較多，巖體呈碎石狀鑲嵌結(jié)構(gòu)，局部呈碎石狀壓碎結(jié)構(gòu)，還有部分為散體，也就是完全的砂礫、碎石?！彼拇ㄊ」吩O(shè)計院設(shè)計代表劉科麟介紹，這就意味著隧道內(nèi)巖體完整性較差，開挖后隧道拱部易發(fā)生掉落石塊的問題。
拱架臺車在作業(yè)中。受訪者供圖
另一個需要面對的問題是瓦斯。
瓦斯主要成分是甲烷，無色無味，是一種不易被發(fā)現(xiàn)的易燃易爆的氣體，在一定條件下，瓦斯可能引發(fā)爆炸、燃燒等危險情況。高瓦斯隧道在施工過程中，瓦斯涌出量大于等于3立方米/分鐘的隧道工區(qū)被判定為高瓦斯工區(qū)。
“高瓦斯隧道施工的難點在于瓦斯檢測與監(jiān)測難度大、通風要求高、防爆措施嚴格、施工安全管理難度大、地質(zhì)條件復雜。”四川路橋集團鎮(zhèn)廣高速C1項目部安全副經(jīng)理李堅介紹，根據(jù)現(xiàn)場測定，廣納隧道全部位于高瓦斯工區(qū)，這就給施工帶來極大的安全風險。
如何解決？劉科麟介紹，針對圍巖情況，建設(shè)方在設(shè)計過程中加強了拱部的超前支護，在洞身拱部范圍設(shè)置小導管，同時優(yōu)化了系統(tǒng)錨桿布置，在起拱線以上設(shè)置系統(tǒng)錨桿?！跋喈斢诮o隧道‘植骨生肌’，我們通過小導管和系統(tǒng)錨桿將‘鋼筋骨架’固定在隧道壁上，然后進行兩次噴漿，相當于給骨架附上肌肉，進行加固，這樣既能有效保障施工安全，又能減少隧道噴漿固定用料，從而降低成本?！?/span>
而針對高瓦斯施工，建設(shè)單位采取將隧道防水層全封閉的措施，在隧道洞口創(chuàng)新設(shè)計了水汽分離池、瓦斯排放管?！斑@些措施可以有效防止隧道底部瓦斯?jié)B透、降低襯砌背后的瓦斯壓力，以營造隧道內(nèi)安全、舒適的行車環(huán)境。”劉科麟說。
廣納隧道施工中使用的拱架臺車。曹凘源 攝
智能設(shè)備+技術(shù)創(chuàng)新
修建過程同步開展科研技術(shù)課題攻關(guān)
把準脈象，下一步便是精準開方治療。
針對廣納隧道的實際情況，建設(shè)單位決定全面采用智能建造，投入多項“大機配套”設(shè)備，充分應(yīng)用新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備，保證隧道施工安全質(zhì)量無隱患、無死角。
何為“大機配套”設(shè)備？記者在現(xiàn)場看到，隧道口外一側(cè)展示出幾臺機械裝備，有三臂拱架臺車、雙曲臂鑿巖臺車等。
“不止這些，我們通過使用智能化設(shè)備，減少作業(yè)人員數(shù)量，以達到‘機械化減人、自動化換人’的目的，從而提高施工效率和安全性，同時降低施工風險和成本?！崩顖越榻B，例如三臂拱架臺車可以減少拱架安裝人員數(shù)量；自行式仰拱棧橋能快速移動就位，有效降低車輛通行安全風險；安全智慧用電裝置具有保證漏電不傷人、欠壓不傷設(shè)備、線路故障自動預警等優(yōu)點。據(jù)統(tǒng)計，廣納隧道機械化施工率達到100%，累計減少人工數(shù)量60%，施工總效率提升30%。
廣納隧道施工中全面使用大機配套設(shè)備。受訪者供圖
針對高瓦斯工區(qū)施工安全，建設(shè)單位采用智能監(jiān)控設(shè)備和人工檢測相結(jié)合的方式對瓦斯進行24小時不間斷監(jiān)測控制。同時，采用智能變頻風機，對洞內(nèi)通風風速風量自動調(diào)控，并聘請第三方安保及監(jiān)測單位全過程輔助監(jiān)督，在達到節(jié)能增效提高施工效率的同時確保全隧道瓦斯量保持在安全閾值之下，有效保證高瓦斯隧道施工安全高效。
“我們還遇到隧道進口端存在長淺埋段、穿越三處古滑坡體、進口逆坡排水、出口端下穿水庫等難點，分別對癥下藥，實現(xiàn)隧道施工過程0事故、0投訴?！笔竦栏咚偌瘓F鎮(zhèn)廣公司副總經(jīng)理潘昱行介紹，建設(shè)的同時，項目團隊同步組織開展兩項科研技術(shù)課題攻關(guān)，取得了《一種隧道變形縫防水結(jié)構(gòu)及隧道施工結(jié)構(gòu)》實用新型專利，進一步提高鎮(zhèn)廣高速廣納隧道二襯變形縫質(zhì)量控制?，F(xiàn)已成功發(fā)表《公路工程瓦斯隧道施工技術(shù)研究》《高速公路隧道工程不良地質(zhì)處治施工探討》《有毒有害氣體自動監(jiān)控系統(tǒng)與主通風機聯(lián)動對風速自動控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用》等論文，為后續(xù)高瓦斯隧道建設(shè)提供經(jīng)驗借鑒。
來源：川觀新聞（記者 曹凘源）
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