本報記者 楊文明
圖①：勞工在生産工廠中的房間内整理鋼筋網。新華社記者 王冠森攝 圖②：掌子面施勞工員在進行焊接作業。新華社記者 王冠森攝 圖③：“彩雲1号”投用現場。中鐵高新工業股份有限公司供圖
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截至今年4月，大瑞鐵路高黎貢山隧道挖掘進度過半。這條隧道創造了大陸鐵路最長隧道、最長斜井、最深豎井等9項紀錄，項目啟動至今，已經過了9年時光。近日，記者走近負責高黎貢山隧道建設的工程師團隊，了解他們在這裡的堅守和創新。
大瑞(雲南大理至瑞麗)鐵路高黎貢山隧道地形條件複雜、地底情況特殊，具有“三高四活躍”(高地熱、高地應力、高地震烈度，活躍的新構造運動、活躍的地熱水環境、活躍的外動力地質條件、活躍的岸坡淺表改造過程)的地質特征，被稱為“地質博物館”。
在隧道施工現場，“越是艱險越向前”的智語格外醒目。硬岩掘進機發出“轟隆隆——”的聲響，從業人員熱火朝天地開展施工作業。從2015年底高黎貢山隧道工程啟動，這裡的轟鳴聲已持續了9年。一批批工程師堅守地底作業，日日夜夜為推進隧道建設不懈努力……
隧道正洞電器工程師曾勇——
保障“彩雲1号”穩定掘進
高壓、富水、破碎，一段特殊隧段，經過特殊處理，等待“彩雲1号”向前掘進……
“彩雲1号”是大陸自主設計制造的敞開式硬岩掘進機(TBM)，是開挖隧道的利器。70後電器工程師曾勇，則負責“彩雲1号”的日常電器、機械系統的維護。
“彩雲1号”設計建造之初并非沒有質疑聲：“國外TBM技術成熟，直接引進不就可以了？”現實情況是，由于高黎貢山隧道地質條件複雜，國外引進的TBM在高黎貢山隧道頻繁卡機。
不過，即使是有針對性地進行了改良設計的“彩雲1号”，在剛參與到高黎貢山隧道項目建設時，也出現過頻繁卡機的情況。2016年進入項目的曾勇，就負責對卡機現象的調查和優化工作。在曾勇的反複鑽研下，制定了“彩雲1号”護盾延伸方案，卡機情況顯著減少，大大提升了掘進效率。
“我們的工作，可不僅僅是提高了工作效率，還守護了更多施勞工員的安全。”曾勇說，在“三高四活躍”的高黎貢山隧道，随時可能出現突泥湧水，如果采取人工爆破掘進，一線人員數量較多，風險較高。采用“彩雲1号”掘進，操作人員更少，且能夠有效頂住一般的突泥垮塌，“機器代人”更加安全。
在“彩雲1号”後續掘進過程中，曾勇還曾遇到過一個棘手的問題——進口變頻器頻繁出現故障。更糟糕的是，這款變頻器已停産，通過正常管道難以直接替換或者找到配件。
最初，曾勇和團隊成員嘗試用其他機器上拆下來的變頻器作為備用配件，但這樣不僅成本高企，也存在使用壽命不足的問題。“有沒有可能找到性能差不多的國産變頻器？”曾勇網上搜、線下找，終于鎖定了一個國内變頻器品牌。在全面分析了該品牌變頻器的性能、結構尺寸和經濟性後，曾勇積極與廠家溝通，推動了國産變頻器替換工作。最終，“彩雲1号”用上了國産變頻器，作業更穩定。
斜井工區助理工程師王欣——
增加作業面，實作“長隧短打”
如果說曾勇的工作是在隧道正洞作業面向前掘進，那麼斜井工區80後助理工程師王欣的職責，便是“另辟蹊徑”支援隧道施工。“隧道太長，不能隻從一頭施工，靠近隧道另一側開挖斜井可以增加更多作業面，實作‘長隧短打’。”王欣解釋，為縮短工期，除了正洞挖掘外，高黎貢山隧道采用了“貫通平導+1座斜井+2座豎井”的施工方案。
高黎貢山隧道最大埋深達1155米，開挖的斜井長達3870米，難度可想而知。“因為地質情況複雜，經常開挖三米，垮塌一兩米，有些隧段停工處理垮塌的時間，比挖掘的時間還長!”王欣說，越往地下延伸，應力越大，垮塌、變形風險也越大。
“面對困難，隻能科學地幹!”王欣說，在挖隧道的同時，還要一直對斜井井身進行加強處理。
怎麼加強？打一層混凝土不行，就打兩層，兩層不行就打三層；鋼架用粗的，支撐力不夠，就選更粗的，實在不行還能加密……王欣介紹，如今，最厚的支護已做到了近90厘米。即便如此，有些高應力隧段仍會被壓變形，還需要實時動态監測，一旦達到臨界值，就要重新處理。
“用什麼混凝土，也有講究。”王欣介紹，高黎貢山隧道内部應力較高，普通混凝土噴射存在抗壓強度不足和回彈量過高的問題，直接影響了結構穩定性。經過深入的資料搜集和實驗對比分析，王欣決定用矽灰代替粉煤灰。“矽灰噴射混凝土坍損小，性能穩定，抗壓強度比普通噴射混凝土高30%—40%。”随着混凝土強度提升，支護返工頻次減少，施工效率得以提升。
在高黎貢山隧道施工，除了面對複雜的地質條件，也要忍耐高溫的施工環境。“在地下作業，39攝氏度的岩溫夾雜高溫湧水，使得掌子面氣溫達到42攝氏度，濕度最高達99%。”王欣與項目部技術人員共同設計降溫施工方案，使用制冰機和大功率制冷裝置，盡可能改善施工環境。“隧道另一端的工友們也在奮力向前挖掘，大夥對‘不見不散’的約定充滿信心。”王欣語氣堅定。
豎井工程部工程師邵林江——
穿過多個高壓含水層，創新注漿封堵
“長隧短打”，除了兩側同步施工，在隧道中段，兩套豎井裝置也向着地底深處延伸至正洞，進而進一步增加作業面，提高隧道建設速度。
“2号豎井井深640.2米，比總高600米的廣州塔還多40米。”清晨6時許，天邊剛泛起魚肚白，高黎貢山隧道2号豎井工程部90後工程師邵林江已乘坐着罐籠電梯，以3.2米/秒的速度向地下行進。随着項目推進，從施工組織到技術突破，再到嚴密的安全保障措施，邵林江心中細緻地盤算着每一個細節。“慢點、慢點，注意安全!”剛進入隧道，邵林江目光便緊盯着掌子面作業人員的施工動作。
這口豎井來之不易。自2016年開打，到2020年5月2日豎井才掘砌到底，正式服務隧道正洞作業。邵林江介紹，豎井掘砌640多米，需要穿過多個高壓含水層。為了避免地下水大量噴湧，需要提前注漿封堵。然而，這場與水的較量卻一波三折。
通常，湧水量增加說明岩石間裂隙增大，堵水漿液更容易通過裂隙進入岩層對地下水進行封堵。但在高黎貢山隧道，卻存在不同的情形。邵林江回憶：“湧水量太大了，我們剛注入的漿液還沒來得及發揮作用，就被地下水沖刷走了。”
為此，邵林江根據水壓、裂隙發育程度的變化不斷優化超前注漿方案。注漿材料一換再換。從最初用的普通水泥，到超細水泥，再到脲醛樹脂漿，最終經過反複比對和嚴格的評估與試驗，標明了無醛樹脂漿液作為注漿材料，不僅解決了之前的難題，也確定了施工的安全與效果。
進入隧道，爆破聲從掌子面傳出，挖掘機、運輸車、施勞工員有序地把散落在地面的土石運走，每天約700立方米的洞渣從豎井中一桶桶往外運輸……邵林江介紹，目前，2号豎井主井負責出渣、排風等工作，副井負責人員、物料運輸以及進新風、排水等任務。如何最大程度提升運輸效率，為正線施工提供有力保障？邵林江的回答是：“想在前面，做在前面。”
在高黎貢山隧道8年的工作經曆，讓這名來自雲南省曲靖市的小夥在一次次攻堅克難中迅速成長。“我現在最大的夢想，就是早日看到隧道的貫通，帶上家人好好走一趟，告訴他們：‘你們看，這就是我參與修建的隧道!’”
大瑞鐵路高黎貢山隧道項目部書記程湘波說：“我們的努力堅守，能在未來為乘客的便利出行作出貢獻，大家覺得特别值!”
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高黎貢山隧道為何難建？
大瑞鐵路高黎貢山隧道由雲桂鐵路雲南公司負責建設管理、中鐵隧道局承建，位于喜馬拉雅地震帶，施工要穿越17個地層、19條斷裂帶，隧道的建設難度非常大。作業期間會面臨高溫熱害、斷層破碎、突水突泥、岩爆、有害氣體、高地應力軟岩大變形等技術難題，對隧道修建技術工藝、安全防護、工裝裝置及材料使用提出了更高要求。
高黎貢山隧道的建設者們不畏險阻、善于創新，努力克服複雜地質條件限制，攻克了隧道施工的一系列難題：在隧道正洞作業面，采用大陸自主研發的敞開式硬岩掘進機“彩雲1号”，推動了硬岩掘進機裝備技術創新，有效提升掘進效率；通過開挖斜井增加作業面，實作“長隧短打”，創新了不良地質圍岩隧道加強方法并獲得專利；掘砌深達640多米的豎井，采用通風降塵技術改善隧道施工環境，服務隧道正洞作業……一項項基于克服隧道不良地質條件的技術創新成果，化作先進的工藝工法，為重難點隧道建設提供了經驗。
《 人民日報 》( 2024年04月27日 05 版)