12月初,在苍莽的云贵高原北部,乌蒙山区深处,一条“钢铁大动脉”从中穿越高山峡谷向外延展。起自我省泸州市叙永县,向南经宜宾市兴文县,云南省昭通市威信县、镇雄县,最后到达贵州省毕节市的叙毕铁路串联起川滇黔三省。
叙毕铁路(川滇段)由蜀道集团主导投资,蜀道铁路投资集团叙镇铁路公司承建,于2016年10月正式开工建设。由四川盆地过渡到云贵高原,海拔由358米跃升至1537米,经过丘陵,中低、低中山,云贵高原三个地貌单元,全线地形复杂,桥隧比近90%,工程地质条件复杂、施工环境险峻、质量安全风险极高,素有“小川藏”之称。
12月4日至5日,笔者跟随建设者一起前往川滇两地,走进这条“钢铁大动脉”,探访建设中的特别之处。
精心架设云端上的“高大帅”
从云南省昭通市镇雄县以勒镇出发,沿着蜿蜒的乡道驱车1小时左右,到达乌蒙山深处的冯家寨大峡谷,这便是冯家寨特大桥横跨之地。在这深山峡谷中,大桥宛若架在云端,桥梁跨越河谷及乡村公路,河谷最深处达180.7米。
冯家寨特大桥是全线最后一个重难点工程,全长654.68米,大桥主跨168米,其中6号和7号主墩高度分别为120米和129米,是叙毕铁路桥梁高度与跨度之最。
在深山里修桥有多难?2019年3月,冯家寨特大桥桩基工程正式开工。铆足干劲的参建人员,首先就被现场环境和崎岖的便道浇了一个“透心凉”。镇雄县位处云贵高原北部斜坡地带,山峦起伏,沟壑纵横,山路蜿蜒曲折,材料运输极其困难,运输材料的司机经常要“换手”才能到达施工地点。
同时,大桥7号墩位于陡峻山坡上,右侧坡顶为既有道路,再往上为当地百姓的民房,因地形地质条件复杂,为确保坡顶道路通行及百姓房屋安全,在边坡施工过程中边坡施工与防护变更同时进行,最终确定边坡防护方案为坡顶一排桩板墙、中间4级锚索框架梁护坡、下方承台位置一排桩板墙。先施工坡顶桩板墙,然后从上至下逐级施工锚索框架梁,最后施工下方桩板墙,确保了坡顶道路及百姓房屋的安全。
全线之最,是冯家寨特大桥的耀眼标志。然而,“高”是目标、是责任,更意味着“风险”“艰难”和“突破”。“为确保主墩施工技术安全可行,我们组织‘桥梁工程高墩专项施工方案’评审,将《山区复杂地形地质条件下高墩施工关键技术研究》作为科研课题,依托企业创新工作室,带领设计、施工、监理等单位会同各科研院所展开科技攻关。”叙镇铁路公司副总经理李瑞林介绍道,按照高标准严要求保证了施工顺利进行,为优质高效完成主墩施工提供了强有力的技术、管理保障。
据了解,大桥主墩采用抗震性能好、经济性强的薄壁空心墩形式,应对“超高墩”作业的高难度挑战。建设者以冯家寨特大桥7号墩为实验对象,开展高墩混凝土129米超高垂直泵送试验,并获得成功,为全线最高墩的浇筑做好了关键数据准备和验证。在陆续克服钢筋吊装重量大、超高性能混凝土泵送、施工工序相互干扰、高空作业风险、异常大风天气等重重艰难后,“全线最高墩”从此屹立于深山峡谷之中。
挑战在陆域范围内采用全套管全回转成孔灌注桩
初冬时节,鱼洞乡可以看到两条并行的“彩虹双桥”——叙毕铁路的鱼洞乡特大桥和成贵高铁路线。站在山梁上看山下,成贵高铁线上不时有动车组飞驰而过,两条线路并行在山谷间,水平距离近,高差达90多米左右。
鱼洞乡特大桥全长601.6米,桥桩高耸矗立看起来十分壮观,为何桥桩会高出这么多?叙镇铁路公司总工程师王锋解释道,5号墩承台多数桩基位于关门山断裂带地区施工,岩体破碎、沟槽宽阔及既有线上下交错等技术难度大,且承台设置在距离地面30米高的山坡上施工,大型机械设备操作空间狭窄,施工难度巨大。
面对如此条件,王锋深感责任重大,组织设计单位、施工单位、桥梁专家等组成攻关小组,对国内外先进桥梁设计理念、施工经验对照现场施工环境进行反复研讨,提出了既能满足成孔、成桩的施工安全,又能保证质量、工期要求,2.8米超大直径、94米超长桩基的变更设计,采用全套管全回转成孔灌注成桩工法。“这种方法在水下常用,在全国陆域范围内这是首例。这种工法成桩质量好、施工速度快、无泥浆污染,还可以有效应对多种不良地质。”王锋说。
该施工工艺需要几个大型设备配合完成,要将大型设备开进大山是不可能的。为此,他们采用了“化整为零”的方式,将设备拆分后运进施工点,再重新组装。负责鱼洞乡大桥施工的中铁十九局叙毕四标项目部总工程师陈鹤夜晚研究图纸,白天上工地,观察周边的环境,每天必须到现场了解情况,即使腰部带伤,也一天都不落下,解决桩基施工中遇到的技术施工难题,把控质量桩基。最终,建设者们仅用126天就完成了5号墩桩基施工。
穿越“高瓦斯”突围“浅埋段”
对于穿山越水的叙毕铁路来说,隧道建设面临着突水、突泥、岩爆、断层破碎带等风险,而全线最长隧道——斑竹林隧道更是其中代表。“几乎全线隧道面临的所有问题,在这个隧道中都有体现。”叙镇铁路公司副总工程师唐俊林表示,斑竹林隧道工程地质条件复杂,施工环境险峻,是叙毕铁路全线控制性工程。
斑竹林隧道位于云南省威信县境内,全长12.78公里。为了抵达斑竹林隧道口,需要驱车在乌蒙山间驱车行驶近1个半小时。而在行程的最后一段,硬化路变成了山间土路,坑洼泥泞的山道,挂在悬崖边,车子行驶中,不时需要刹车、停下,以保证安全。
据中铁十七局叙毕二标项目经理邓伯流介绍,道路最后一节土路是建成的施工便道,为了将建筑材料、工程器械运至现场,施工团队不得不先在大山中开辟出一条通行道路。此后,施工人员便一头扎进大山中,开始了为期5年多的隧道施工。
“2017年7月3日,在斑竹林隧道横洞施工大约距洞口146米的位置,突然,掌子面开挖钻孔作业首次发生瓦斯喷孔动力现象,钻孔内的沸腾的水流被气体冲出3米远,危急之下,现场停止施工,立即启动应急预案。”当时负责隧道施工的中铁十七局叙毕项目工程部副部长陈鹏谈起隧道刚发现高瓦斯时的情况依然历历在目。
此后,施工单位成立“瓦斯攻坚团队”,认真落实十二项安全避险管理制度,通过前端24小时人工检测与后端信息化平台监测相结合,实现超前地质预报监控量测常态化,确保各类风险安全可控。研发“隧道软弱围岩变形预测装置”等11项专利技术,大力推广“锁脚锚管定位”等“四新”技术,为隧道安全施工创造新的辅助手段,实现安全质量“零事故”目标。
如何顺利通过斑竹林隧道浅埋段,是项目施工面临的又一卡脖子难题。
“浅埋段全长275米,最浅处拱顶以上埋深约8.9米,隧道围岩稳定性差,岩体破碎松散,易发生坍塌、冒顶等灾害,且下穿叙威公路及扎西河,线路中线两侧存在大量房屋施工难度大,安全风险高。”唐俊林具有多年铁路建设经验,他深知如果不解决好各类技术问题、细扣管理环节,极易引发重大安全事故,影响项目进度。
于是,唐俊林组织公司技术骨干与设计、监理、施工单位组成攻坚团队,多次现场勘探,召开专题研讨会分析研究,科学研判施工风险,对标《浅埋段地表袖阀管注浆试验方案》,进一步调整浆液的配合比。经过15天的反复注浆试验,终于调试出适合浅埋段地层的单液浆和双液浆,初凝时间由之前的10小时缩短为1小时,这一成果不仅提升地表固结的效率,也大大节约了成本。
据了解,叙毕铁路线路正线全长189.347公里,设计速度120公里/小时,为国家Ⅰ级单线电气化铁路,客货共线以货运为主。开通运营后,这条近200公里的铁路是西南地区至北部湾出海口最近的陆路货运通道,从四川南下北部湾出海的货物,路途将少走近400公里。有机衔接丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路。
同时,作为货运功能为主的铁路,叙毕铁路沿线煤炭资源丰富,四川古叙煤田,云南威信、镇雄,贵州的毕节等地区,均为重要的无烟煤产地。铁路通车后,将加快沿线经济社会发展和工业布局,对巩固脱贫攻坚成果,助力乡村振兴具有重要意义。
编辑:翟慧
审核:连萌