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金秋时节,香溪河畔,潺潺碧水步步皆景。这条发源于神农架,经湖北兴山县注入长江的河流,因王昭君“恒于溪中浣纱,溪水尽香”而得名,清澈的河水倒映着两岸青山,水天相融,如诗如画。
昭君故里,群山万壑,宜昌至兴山高铁建设正酣。在兴山东隧道进口,不时传出大型机械的轰鸣声。这座全长16.88公里的隧道,由武九铁路客运专线湖北有限责任公司建设管理、中铁隧道局集团有限公司承建,是全线最长的隧道,也是全线仅剩的一座未贯通的隧道。
自2020年8月开工建设以来,建设者在千米海拔的深山腹地,在崇山峻岭间开辟通途,用匠心开展技术攻关,用科技赋能隧道建设,镌刻下新时代铁路建设者的奋斗印记。
兴山东隧道正线穿越7条断层破碎带,囊括了几乎所有隧道施工的不良地质,被称为“鄂西地质迷宫”。隧道最大埋深达1256米,相当于400多层楼的高度,岩层的压力足以让钢铁产生塑性变形,每掘进一步都非常不易。
面对高埋深、高地应力、大变形等考验,建设团队创新采用“地表钻探+洞内超前地质预报”双保险模式,累计完成钻孔320个,总进尺达8600米,相当于在地下钻出5条隧道长度。通过地质雷达与孔内成像技术的结合,工程师们绘制出三维地质模型,精准定位7处高风险段,为施工方案设计提供“透视眼”。
在断层破碎带施工过程中,初期采用的单层钢拱架支护方案频频“失效”。建设团队通过多次组织专家论证,创新推出“单层钢架支护+预应力锚索”复合体系,即外层采用喷射混凝土与钢筋网组合,内层采用工字钢拱架,为隧道穿上了“紧身防护衣”,形成永久承载结构。同时,在相邻拱架中间,建设者科学设置预应力锚索,通过张拉力将松动的岩层牢牢锁固。实施新的方案后,围岩变形量被有效控制,为后续施工扫除了技术障碍。
“过去凭经验,现在靠数据。”这是兴山东隧道施工人员常挂在嘴边的话。在这座现代化隧道建设中,科技元素已渗透到掘进、支护、监测的各环节,成为提质增效的强劲动力。
走进隧道深处的作业面,一台黄色的扫描仪正在匀速旋转,激光束如同“无影手”,15分钟内就完成了整个开挖断面的扫描。技术员张振雨的电脑屏幕上,实时生成的三维模型,清晰显示着每一处超挖与欠挖,数据精确到厘米级。“以前靠人拉尺子量,一个断面要半小时,还容易有误差。现在扫描仪一扫,超欠挖分析自动生成,混凝土用量能精准控制。”张振雨介绍。
隧道的持续高温,成为施工“拦路虎”。由于隧道埋深大、岩体导热性强,长距离掘进造成热量积累,洞内作业面最高温度突破40摄氏度,湿度超过85%,形成了闷热潮湿的“桑拿房”。对此,建设团队在洞口建立冰工厂,每日生产100吨冰块投放到各作业面,通过水幕喷淋系统、制冷机,将冷气输送至作业面,配合局部轴流风机形成制冷循环,将隧道作业面温度降至30摄氏度以下,施工效率提高了30%。
在隧道围岩变形自动监测平台,实时刷新着各项工程数据:围岩变形速率、拱架应力、周边受力和拱顶下沉量……这是建设团队自主研发的隧道施工智能管理平台,如同隧道的“神经中枢”。平台接入了36个测量终端、4个测量主站、7个测量从站,每分钟更新一次数据,通过智能算法自动识别变形风险等级。截至目前,平台累计发出预警65次,全部得到了妥善处置。
截至9月20日,兴山东隧道已累计开挖15.4公里,完成总工程量的91%。宜兴高铁全线通车后,兴山到宜昌的列车运行时间将大幅缩短,宜昌到重庆的时空距离被拉近,长江经济带与成渝地区双城经济圈的联系将更加紧密。