建设者在南凭高铁崇凭段花山隧道贯通前的最后一个掌子面前进行施工。封荣权 摄
李港兴封荣权韦建松
五月的左江流域,鸟语花香。在广西崇左市龙州县的喀斯特群山中,南凭高铁崇凭段花山隧道贯穿山谷。
这座一级高风险岩溶隧道全长4206米,所经地段堪称“岩溶博物馆”,建设者奋力攻坚,穿越天险,以生态优先的施工理念,在喀斯特地貌间绘就了一幅铁路建设与自然共生的壮美画卷。
穿越“溶洞迷宫”的攻坚之路
“我从事工程建设30年,铁路、公路都干过,花山隧道施工难度是最大的,它也是全线重点控制性工程。”5月15日,负责隧道施工的中铁四局集团有限公司南凭高铁崇凭段2标项目部党支部书记陈志军说。
有多难?全长4206米的隧道经过2条裂隙带,最大埋深225米,地形相对高差最大达300米。隧道长度虽非罕见,但其复杂的地质条件却堪称“岩溶博物馆”:施工中探明的大小溶洞157处,其中7处超大溶洞单洞体积超50万立方米,最大溶洞长宽达250米、高80米。
“每掘进10米就可能遭遇溶洞,施工如同在‘千层饼’里穿针引线。”陈志军回忆道,“每一次掌子面的推进,我们都像是在雷区中摸索前行。”
面对复杂的地质,为确保工期目标,建设者创新采用“长隧短打、多面掘进”策略,在隧道中部开掘2座斜井,6个作业面同步攻坚。“针对半填充溶洞,我们研发‘帷幕注浆+超前管棚’组合工艺,如同给溶洞穿上‘钢筋水泥铠甲’。在高差38米的溶洞大厅,我们采用18米深锚索群加固,196根锚索如定海神针般筑牢洞壁,创下国内同类岩溶隧道加固深度之最。”陈志军说,“穿越流沙层时,我们还独创‘反压回填+径向注浆’技术,成功处置3处大规模溜坍。”
“由于隧道空间相对封闭,加上设备运转发热及混凝土散热等因素,里面常年处于高温潮湿状态。隧道开挖的掌子面温度接近40摄氏度,我们每天要往隧道里运送约3吨的冰块用来降温,非常不容易。”回忆起昔日施工的种种,陈志军这个湖南汉子不禁动容。
苦心人,天不负。历时867天,花山隧道顺利竣工,施工中还申报了10项发明和实用新型专利,其中6项目前已获国家专利授权。
运用智能建造的创新之旅
走进花山隧道智能监控中心,12块大屏实时跳动着2000多个监测数据。BIM+GIS技术构建的三维地质模型精准预判了7处大型溶洞发育位置,并提前制订处置方案,减少无效开挖2300立方米。洞内布设的456个智能监测点,如同神经末梢般实时感知围岩变化,当某段拱顶沉降速率超过每天0.2毫米时,系统自动触发预警。
岩溶隧道智能二衬台车在这里大显身手,台车搭载的激光扫描系统,可在10分钟内完成5米范围的轮廓检测,自动生成混凝土浇筑方案;智能振捣臂配合压力传感器,实现精准下料、分层振捣,混凝土密实度达标率达到100%,施工效率提高40%。
经过建设者的日夜奋战,花山隧道成功贯通。站在贯通的隧道内,阳光透过洞口洒落,照见岩壁上“绿水青山就是金山银山”的鲜红标语。这座穿越岩溶天险的隧道顺利贯通,为今后中国高铁岩溶隧道施工提供了生动的样本。
保护文化遗产的绿色之诺
隧道上方300米,便是左江花山岩画核心保护区。为守护这一世界文化遗产,建设者用科技之笔勾勒出生态施工的工笔画。
针对施工产生的废水和粉尘,建设者立下“不增一粒尘、不污一滴水”的军令状。针对施工废水,他们采用了“五级沉淀+膜处理”工艺净化,清澈度达到饮用水标准;生活污水通过一体化处理设备循环利用,回用率超85%;洞口边坡采用“主动防护网+藤蔓植物”双重防护,2.3万平方米的复绿面积让山体恢复如初。“我们给每台钻机都装上了‘电子哨兵’,实时监测粉尘浓度。”陈志军说。
在爆破施工中,施工单位采用了光面爆破集成技术,精准通过地质雷达实时扫描,动态调整炸药用量与炮眼布局,超挖量控制在8厘米以内,炸药消耗降低15%。数码电子雷管的毫秒级精准起爆,让爆破震动控制在每秒1.5厘米以内,成功保护了1.2公里外的花山岩画世界文化遗产。
在弃渣场治理中,建设者创造性实施阶梯式复垦:将隧道开挖的120万立方米弃渣分级填筑,底层压实筑牢基础、中层铺设腐殖土培育植被、顶层种植耐贫瘠的马尾松与剑麻。如今,昔日的弃渣场已变身层层叠翠的“梯田绿洲”,引来白鹭等珍稀鸟类栖息。
科学环保的施工技术,让左江花山岩画核心保护区实现了铁路建设与自然保护和谐共生的美好景象——
瞧,山上的猴子依旧欢快嬉戏;看,左江的一湾绿水悠悠向东;听,世界文化遗产花山岩画传承千年回响。