在龙门山断裂带“龙心穿针”的建设者

 

　　凯歌声里，人们紧紧握手，眼角发热。从海拔500米的成都平原到海拔3000米的川西北高原，终于，他们实现了断裂带上“龙心穿针”的新穿越。

 

　　这里是汶川大地震的核心区域，也是龙门山断裂带的“心脏”。地底深处的建设者们，克服了高海拔断裂带复杂地质、高地温、高突涌水、高有毒气体等诸多难题，奋力开凿出一条堪称奇迹的大隧道。他们经历了世所罕见的困难，也更清楚这背后蕴含的热血、汗水和科技。

 

　　历经十年苦战，由中铁二院设计，中铁十九局和中铁五局承建，经成都至兰州铁路跃龙门隧道左右洞终于全部贯通。

 

　　钢架像麻花一样扭曲，气温如桑拿一样蒸腾

 

　　龙门山断裂带是表现活跃的断裂带之一，2008年这里曾发生汶川大地震。在地表，龙门山脉莽莽苍苍，山势起伏。而对山腹中的构造，人们极度缺乏资料。

 

　　“前面施工还比较正常，到了2018年，随着隧道钻掘到断裂带腹心的三号斜井，各种困难一下子加剧。打个不恰当的比喻，这复杂的地质就像一条活动的‘龙’。”承建方之一的中铁十九局成兰铁路项目经理王海亮说。

 

　　“怎么理解？我们以前处理软岩变形，完成加固后一般没问题，但在这里开挖左洞、平导洞、右洞的时候，三个洞的洞群效应一下子显现，已加固的也一起变形，圆洞变扁洞，上面在塌，下面在顶，前后在挤压。”王海亮说，“变形速率最大时，24小时内变形了6厘米，20厘米高宽的H型钢架，像麻花一样被扭曲折断，就像有一只看不见的手在变着法地‘捏香肠’。”

 

　　2018年1月到8月，施工作业的掌子面一米未进，连春节都在抢险，工程建设者们绞尽脑汁想破解这难题。

 

　　一波未平，一波又起。

 

　　龙门山脉多温泉，有的泉眼能烫熟鸡蛋，地温奇高，掌子面环境温度最高达48摄氏度，且昼夜不降。站10分钟就浑身汗湿，更不要说干活，待上20分钟就必须到洞口透透气，不然人要虚脱。三臂凿岩台车只能独臂工作，不停往发动机上浇水降温，可设备发动机仍一台接一台“开锅”熄火，空气压缩机的螺杆都烧红了……上千套原本可使用5年的设备，仅使用一两年，就在高温里报废了。

 

　　项目部原想着喷水降温，购入40台降雾霾的雾炮机。没想到洞内喷上水雾更潮湿闷热像蒸笼，有工人冲着王海亮撩起上衣，连续三天，今天红一小块，明天红一大片，后天整个脊背都红透——那是痒得钻心的湿疹，越挠越痒！

 

　　项目部赶紧停止喷雾，重新购买制冰机，多上班组，缩短个人工作时长，轮班休息、治疗。整个2018年，轮换了上万人次，始终维持现场每天600余人规模。

 

　　“真是拼了，班组都穿裤衩干活，干一会儿就得抱冰块降温。每天120吨冰，不停地送。”中铁十九局成兰铁路项目总工程师刘国强说。

 

　　激流似急箭一样射来，毒气如毒蛇一样潜藏

 

　　蜀山多奇峰异水，尤其是需要下穿高川河的跃龙门隧道。2015年就发现，正常施工出水量每天近7万立方米，钻炮眼时，水能喷出10余米，炸药刚进去就被冲出来，得把炸药绑在钢筋上，用钢筋顶着一起放。

 

　　到雨季，出水量高达每天13万立方米，能装满68个标准游泳池，遇上洪涝灾害，纪录不断刷新。“最险的一次，洪水把上百人困在三号斜井里，我们组织工人划着轮胎逃出来。”刘国强说，脸上还带着后怕。

 

　　断裂伴着水蚀，在深深的地底，复杂莫测。

 

　　更可怕的是，一些缝隙里，还悄然升腾起看不见、摸不着的危险。

 

　　“打开地层后发现，大量碳质岩层附存着瓦斯，2018年确定为高瓦斯隧道，隧道内每分钟要涌出9立方米瓦斯气体，伴随涌水，水中的硫化氢气体也飘散出来，二者结合，轻则中毒，重则燃爆！”刘国强说，成兰铁路公司和设计方中铁二院组织四处取经，四川省煤炭产业集团派来30余人的专业通风队伍支援。但实地研究表明，矿山通风方式难以直接用于铁路隧道。

 

　　“我们矿山井口小，是负压抽风，把有毒有害气体抽出去。铁路隧道掘进面多、井口大、支线多，抽是抽不出去的。”四川省煤炭产业集团带队的通风工程师石明燕说，原计划前来支援两年，结果从2018年一直留到了现在。

 

　　从选线来看，已经尽量躲避了含煤地层、采空区和活动性较高的断裂区域。尤其是避开了2017年8月8日九寨沟7级地震震中，印证了方案的合理性。

 

　　尽管如此，面对地质勘查难以触及的山腹，施工遭遇到多项世界性难题，一个个“拦路虎”考验着建设者。

 

　　科技如神目一样怒张，隧道像神针一样延伸

 

　　能让困难低头的，唯有规律。能找准规律的，唯有科技。一项项困难倒逼着人们向科技创新要生产力。

 

　　对软岩大变形，在8个月的施工困顿后，设计方和施工方不断试错，找到了正确的方法：先将平导洞外移，减弱洞群效应，再以“加深地质，主动控制，强化锚杆，工法配合，优化工艺”，形成的《两台阶带仰拱(短台阶)快速封闭成环施工工法》，成为我国铁路施工应对软岩大变形的主要推广工法之一。

 

　　对高涌水，山东大学、西南交大等院校，引进了一系列正在研究的国内创新技术。如中国工程院院士李术才主持的“复杂环境深部工程灾变模拟试验装备与关键技术及应用”，这一套方法能够提前揭示未开凿岩石内的水压环境。经过跃龙门隧道的实践，这套方法行之有效，荣获2020年国家技术发明二等奖。

 

　　对高地温和高有毒有害气体，在多方研究下，施工方对矿山通风设备“反其道而行之”，改抽风为送风，结合作业点，设计出主风路、分支风道，以3.4米半径的主风机大力灌送新风，从结构上改变了隧道空气环境。研究时，60多岁的老专家潘开方连续三宿只睡两小时，计算、画图、验证、改造……终于完成了这个堪称“洞中长城”的送风工程。中铁十九局还创造性提出“以风定产”，有多少新风，定多少掘进量，将实事求是的科学精神，贯穿在施工建设之中。

 

　　就这样，一米接一米，跃龙门隧道犹如神针一样在龙门山断裂带的心脏区域安全地穿行。这条左线19.981公里、右线20.042公里的成兰铁路控制性工程隧道，于2012年12月开始施工，左线于2021年11月28日贯通，右线于2022年4月25日贯通。

 

　　它的完整贯通，是我国铁路隧道第一次成功穿越了巨大灾害性断裂带，获取了丰富的断裂带心脏区域地质资料和施工经验，成为世界隧道史上的伟大壮举！这一光荣，属于为之付出的全体建设者。