在铁路和高速公路下挖隧道 渝万高铁用了哪些高科技

10月23日，施工人员在查看隧道与达万铁路相交点的施工情况。通讯员 曹江钧 摄/视觉重庆

10月23日，霜降，万州区，达万铁路李河站，阳光偶尔露头。

头戴安全帽、身着荧光背心，张勇沿铁路巡查，时而抬头观测沿线边坡，时而蹲下细细查看路基。

张勇是中铁十一局集团渝万高铁站前1标项目部(以下简称“站前1标项目部”)安全总监，他为何要巡查达万铁路？

“我脚下63米处，就是在建的渝万高铁光裕寨隧道。隧道施工不能对达万铁路造成丝毫影响。”张勇介绍，全长8575米的光裕寨隧道，是渝万高铁重点控制性工程。然而，自2023年4月份进场施工至今，采取进口、斜井、横洞3个工区同步开挖作业的光裕寨隧道，仅掘进了3672米。因为这条隧道不仅下穿达万铁路，还下穿G42沪蓉高速公路，对施工精度要求极高。

要在达万铁路和G42沪蓉高速公路下建好光裕寨隧道，难度可想而知。

非爆开挖

布设60余个自动监测点位实时监控

万州区李河镇蒲田村，站前1标项目部一分部工程部部长曹洋明带记者进入了光裕寨隧道。在距隧道进口约590米处，曹洋明停下了脚步，“我们头顶正上方，就是达万铁路李河站。光裕寨隧道与达万铁路斜相交角度为45度，下穿位置为达万线路基挖方段，斜相交长度约20米。”

他们现场调查发现，在光裕寨隧道开挖过程中，该段铁路路基存在下沉风险。要如何才能确保隧道正常开挖，又不影响上方铁路行车安全呢？

“综合研判并与成都铁路局相关部门沟通后，我们确定以光裕寨隧道与达万铁路相交点为中心，两侧75米范围内均采用非爆开挖的方式进行隧道掘进。”曹洋明介绍，为了在隧道开挖过程中做到精确施工，施工方还在达万铁路李河站周边铁路沿线的轨道、路基、边坡等设置了60余个自动化监测点位，进行实时监控，“根据要求，隧道掘进过程中，路面上的达万铁路沉降不能超过4毫米、位移不能超过4.2毫米。”

除了布设自动监测点位，张勇和安全员杨东还必须每天早晚沿达万铁路巡查，观察是否发生落石、路基开裂等情况。

如今，光裕寨隧道已顺利通过150米的非爆开挖范围。在此过程中，自动化监测设备显示，达万铁路最大沉降仅为0.59毫米、最大位移仅为0.96毫米。

虽然光裕寨隧道掘进已通过非爆开挖范围，但在达万铁路李河站周边一公里范围内，依然要采取控爆的方式进行施工。“控爆就是我们在采取爆破开挖时，要提前向达万铁路调度中心申请爆破窗口。”站前1标项目部一分部管理组组长钟世亮介绍，爆破窗口期一般是李河站附近无列车运行时间超过30分钟期间，“这个爆破窗口不是每天都有，一般一个月最多只有20天能申请到爆破窗口。”

烟尘漫天

掘进1公里所需时间至少增加半年

非爆开挖，对光裕寨隧道的掘进速度造成了极大影响。

“正常情况下，我们掘进1公里所需时间约为10个月。非爆开挖就只能用挖掘机掘进，掘进1公里所需时间至少增加半年。”曹洋明介绍，非爆开挖不仅掘进速度缓慢，还对施工精度、人员安全保障等提出了更高要求。

在爆破开挖中，一般爆破后半小时左右，通风机就能将粉尘完全排出，人员就能进场出渣。采用非爆开挖，挖掘机就必须进行连续开挖作业，隧道内粉尘漫天，能见度不到10米。

“我们在掌子面布设了两台雾炮机一刻不停地进行降尘作业，还是收效甚微。”曹洋明介绍，两台挖掘机每天的作业时间均为20小时左右，“每台挖掘机要配备一名安全员和技术员，在挖掘机施工半径范围之外，用手电筒在掌子面上指引挖掘机进行破碎作业，并用对讲机与挖掘机操作人员及时沟通。”

非爆开挖过程中，所有工作人员实行“三班倒”，每班工作人员工作时长约为7个小时。

“每一班出洞的时候，任何颜色的衣服都变成了灰色，覆盖着厚厚的一层尘土；佩戴的防尘口罩也全成了黑色，全身上下就只能看到眼珠子还在转。”曹洋明告诉记者，非爆开挖过程中，掌子面垮塌的风险系数也更高，不仅要求安全员和技术员能够对掌子面的整体情况和破碎点位精确掌握，同时要求挖掘机操作人员对挖掘机的操作更加熟练、准确，“两台挖掘机同时在掌子面作业，稍不注意就会发生事故，必须慎之又慎。”

“十”字支护

掌子面分成4个独立小洞室进行开挖

离开光裕寨隧道进口，驱车沿山路前行，半个多小时后就能抵达位于万州区柱山乡境内的光裕寨隧道施工横洞。

“光裕寨隧道顶部距G42沪蓉高速公路路基仅有19米，且隧道出口距G42沪蓉高速公路仅70米，无法从隧道出口处向内开挖。”站前1标项目部负责人郭延军介绍，为此，施工方开挖了200多米长的施工横洞，横洞进入正洞段后再向两侧开挖，“我们的隧道施工不能对G42沪蓉高速公路路基产生超过3厘米的沉降，因此也必须采取非爆开挖的方式作业。”

然而，在实际掘进过程中，施工方遇到了新的难题。G42沪蓉高速公路路基下方的山体主要由泥岩和砂岩构成，即使使用挖掘机开挖，也极有可能对路基产生较大影响。

怎么办？

“我们最后决定采取CRD施工。”郭延军介绍，CRD施工全称交叉中隔墙法，是一种适用于软弱地层的隧道施工方法，特别是对于控制地表沉陷有很好的效果。不过，因其造价高，在山岭隧道中较少采用，“简单来说，就是在施工过程中，预留核心土，将大断面隧道分成4个相对独立的小洞室分部施工，遵循‘小分部、短台阶、短循环、快封闭、勤量测、强支护’的施工原则，自上而下，分块成环，随挖随撑，及时做好初期支护，看起来就像在隧道中间做了个大的十字架，4个小洞看起来有点像蜂窝。”

“蜂窝”的4个小洞不能同时开挖，必须在一个掘进10米至15米时做好支护，再掘进另一个，依次进行，一个小洞一天只能掘进1.2米，正常情况下5个月仅能掘进100米。

“困难很多，不过办法总比困难多，我们一定保质保量地在规定时限内完成所有工作。”郭延军表示。(新重庆-重庆日报首席记者 陈维灯)