3月28日，歷經14年艱難掘進，全長13.39公里、被業內認為我國圍巖掘進難度最大鐵路隧道，即中緬國際大通道重要組成部分——大(理)瑞(麗)鐵路杉陽隧道安全貫通。
這條全長僅13.39公里的隧道，建設為啥長達14年?攻克了哪些技術難題?
杉陽隧道位于云南省大理州永平縣境內，全長13.39公里，地處瀾滄江斷裂帶，共穿越橫斷山區6條大型斷層破碎帶。地質極其復雜活躍，為一級高風險隧道。最后200米圍巖，經國內專家組評審為VI級，是我國在建圍巖掘進難度最大、安全風險最高的鐵路隧道。
中鐵二十三局大瑞鐵路項目部現場施工負責人劉相貞告訴科技日報記者，自2008年開工以來，“掌子面失穩、涌水突泥、軟巖大變形”等世界級隧道掘進難題先后出現，背斜、向斜、斷層、逆斷層等不良地質層出不窮。
“隧道日涌水量最高峰時突破3.8萬立方，可蓄滿20個標準游泳池，14年來，施工僅抽水泵就用壞了近1500臺。”回憶起處理最高峰涌水的時刻，劉相貞至今仍心有余悸。
不僅如此，隧道內含氧量不足6.1%，濕度接近100%，隧道最前端的掌子面環境溫度常年保持在42攝氏度以上。
可怕的還有高應力帶來的驚險。
“隧道距離山頂僅1公里，在高地應力的作用下，隧道最高時相當于每平方米2000噸壓力，從而造成軟巖大變形單點變形量達1.2米，連續變形區段達2000米以上。”劉相貞說，即便采用雙層大型鋼拱架進行支護，巨大的高地應力還是將拱架扭曲變形折斷，同一段落最多時甚至連續3次更換拱架。
整個隧道累計換拱3公里以上，在國內外十分罕見。
極端惡劣的地質條件和高溫、缺氧等施工困難疊加，每向前掘進1米都異常艱難。
更難的還在后面。當掘進至最后200米時，杉陽隧道遭遇到更極端惡劣的地質。
“穿越了侏羅系中下統薄層狀頁巖、泥巖夾砂巖區。受高地應力和構造影響，剩余段地質揉皺發育、圍巖破碎、自穩性差，局部富水，隧道進出口兩端掘進掌子面失穩溜坍、涌泥、擠壓性大變形等問題頻發。”劉相貞說。
為攻克杉陽隧道施工中遇到的世界級掘進難題，國鐵集團協同業內部門單位專家和參建各方，多次組織專家為隧道掘進難題“把脈會診”，研究制定了以“防溜坍、控變形、止涌突”為核心的施工策略。最后200米最難段，則確定了以安全推進為前提、以超前預報為核心、以綜合施策為保障的“加強版”施組方案。
“針對六級圍巖特殊地質，現場采用了‘三臺階預留核心土開挖法’創造多個平行作業面，盡可能減小掌子面溜坍風險，結合超前地質探孔出水情況，適時啟動帷幕注漿等堵水加固措施。”劉相貞說。
專家表示，杉陽隧道的貫通為我國今后再建同類地質條件下的鐵路隧道，積累了豐富的技術經驗。據了解，目前項目部已申報《一種適用于高地熱隧道的降溫裝置》《一種適用于長隧道施工的通風結構》等六項專利，完成工法兩項、12篇論文。
大瑞鐵路全長約331公里，是我國《中長期鐵路網規劃》中完善路網布局和西部開發的重要項目，建成后將結束云南保山、德宏等少數民族聚居區不通火車的歷史，屆時大理至保山將由目前公路運輸的2小時縮短至1小時左右，大理至瑞麗將由6小時縮短至2小時左右。按照計劃，隨著杉陽隧道的貫通，大理至保山段有望于年底開通運營。(矯 陽)
