川观新闻记者 尹梦奇
左右两个主洞之间,大凉山1号隧道还有一座平行导洞——在乐山至西昌高速公路马边至昭觉段(以下简称乐西高速马昭段)全线36座隧道中,大凉山1号隧道“一隧三洞”的外形与众不同。
乐西高速马昭段是首条深入大小凉山腹地的高速公路,2025年底全线建成通车后,将结束雷波、昭觉、美姑三县不通高速的历史。届时,从成都开车到昭觉仅需3.5小时。
4月30日,大凉山1号隧道实现双幅贯通。该隧道在国内首次采用“主洞钻爆法施工+平行导洞全断面岩石隧道掘进机(以下简称TBM)施工”方案,缩短工期2年。那么,这条乐西高速马昭段上最后贯通的隧道,如何凿穿大凉山?
乐西高速大凉山1号隧道。
难题
生态环境敏感,隧道进口端无法设置斜井
从乐山市马边彝族自治县出发,沿着乐西高速马昭段朝着大凉山1号隧道的方向驶去。4月底,蒙蒙细雨中,沿途公路两旁山坡上,有着“植物界的大熊猫”之称的珙桐花正在盛放。
“珙桐、大熊猫……乐西高速穿越生态环境敏感区,沿线分布有各类珍稀动植物资源。”蜀道集团川高公司副总经理兰富安说。作为乐西高速关键控制性工程,大凉山1号隧道同样紧邻生态环境敏感区,这给建设团队出了难题。
大凉山1号隧道全长15.3公里,是西南地区已贯通的最长高速公路隧道。对于这种超特长隧道,为了提高效率、缩短工期,往往采用设置斜井来增加工作面的方式,实现“长隧短打”。按目前相关规范,15公里超特长公路隧道宜采用三斜井四区段通风模式,即在隧道约4公里、7公里、11公里处设置三处施工辅助斜井。
但对大凉山1号隧道而言,这种普遍采用的方法却不太适用。这是因为,隧道进口端约8.2公里紧邻大风顶国家级自然保护区、麻咪泽省级自然保护区。“设置斜井等施工辅助坑道将对地表生态环境造成影响,因此传统施工方案在这段区域内行不通。”蜀道集团四川省公路规划勘察设计研究院有限公司隧道与地下工程分院院长林国进解释。
建设团队犯难,也因为隧道地质复杂。“隧道穿越两处背斜和一处向斜构造,其中黄果洛向斜就像一口锅,累积雨水,形成向斜富水段。”林国进作了一个比喻,如果贸然在此掘进斜井等施工辅助坑道,涌突水风险极高。
同时,洞身穿越断层破碎带、瓦斯地段、软岩大变形段和岩溶地段等不良地质。受此影响,若采用常规的钻爆法施工,大凉山1号隧道施工还面临着涌突水风险高、有毒气体含量大、安全风险高、工期不可控等挑战。
这条全长约15公里的超特长隧道如何能高效安全地施工,成为建设团队面临的难题和考验。
解法
“一隧三洞”,TBM辅助施工缩短2年工期
在隧道进口端无法设置斜井的情况下,大凉山1号隧道建设团队选择另谋出路。
高速公路隧道往往只有左右两个主洞。大凉山1号隧道却有三个洞口,包括进出洞以及一个平行导洞——这就是建设团队给出的新解法。
所谓平行导洞,是指与主洞并行的一条辅助隧道,其贯通后,利用横洞通道辅助主洞施工直至主洞顺利贯通,可为主洞增加施工作业面,提高主洞作业效率。在大凉山1号隧道建设中,平行导洞贯通后,就为隧道进口端新增4个主洞作业面。
大凉山1号隧道平行导洞的掘进,则采用了国内第一台应用于高速公路隧道项目辅助施工的TBM“月城凉山号”——这也是国内首次将常用于水利水电引水导洞建设的TBM施工工艺,引入超特长公路隧道建设。
这次“跨界”尝试取得成效。“普通钻爆法的月进尺大约100米,而TBM掘进速度是其4倍,平均400米以上。”作为大凉山1号隧道平行导洞掘进的负责人,中铁十八局乐西高速K2标项目部经理郑传赞说。
“平行导洞超前掘进排水,同时可提前查明隧道不良地质。”林国进介绍,在平行导洞的辅助下,隧道贯通原本所需7年以上的工期缩短至5年,并提高了隧道通风能力。
平导(平行导洞)示意图。
大凉山1号隧道洞门景观效果图。
作为国内首个TBM辅助施工的高速公路隧道项目,大凉山1号隧道建设目前取得的科研成果已成功申报22项专利和工法,并获得多项创新大奖。
工艺创新,“进化”的不仅是工期。隧道建成通车后,平行导洞也可转变为应急车道,将救援车辆到达事故地点的时间缩短至常规模式的四分之一、排烟距离由5000米缩短至750米,降低运营期间的安全风险。
记者了解到,大凉山1号隧道建设形成的平行导洞TBM施工管理经验,未来或将有望“复制”到金口河至西昌高速公路全长18.4公里的越喜隧道的主洞施工中。
(图片、视频资料画面由蜀道集团川高乐西公司提供)
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