堪稱地獄入口,建造歷時12年!是什麼工程讓基建狂魔也為難?

資訊     2021年10月19日

疫情期間,我國曾經在短短10天內建起一座火神山醫院,在「基建」的征途中,中國一路高歌猛進,成績斐然。但是,有這麼一條隧道,它最早計劃在五年內完工,從2008年開工一直修道到2020年才完工。它就是大柱山隧道

火車從隧道通過只需要7分鐘,全程其實還不滿15公里。要知道,我國最長的廣東松山湖鐵路隧道全長近39公里,可它也只用了6年時間就完工了。作為「基建狂魔」,中國怎麼會花12年才挖通一條不足15公里的隧道?為什麼耗時這麼久也要修建它?

堪稱地獄入口,建造歷時12年!是什麼工程讓基建狂魔也為難?

大柱山隧道入口處

穿越橫斷山脈

大柱山隧道雖然不長,但是卻要穿越橫斷山脈。由於位於印度洋板塊和亞歐板塊的交界處,長期的板塊擠壓形成了這裡重巒疊嶂,山高谷深的險惡環境。在山嶺內部的地質結構也是異常複雜,要想修通隧道,就要穿越瀾滄江深大斷裂與保山褶皺帶,其中包含了橫斷山脈6條斷裂帶。

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橫斷山脈衛星圖

自隧道開工以來,全世界有超過500位隧道專家來此考察,根據其地質難度就下定了「無法施工」的結論,甚至將它稱作是「地獄入口」。這不僅是因為大柱山隧道的施工在理論上存在很大難度,而且實際施工環境更加惡劣。這裡幾乎包含了隧道工程可能遇到的所有難題,簡直就是「地質博物館」。所以,大柱山隧道的貫通,本身就是一個讓世界震驚的奇蹟。

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大柱山隧道突水形成的瀑布,下面就是瀾滄江

施工有多困難?

突水、涌泥。2009年8月,開工時間過去一年,施工進度來到了燕子窩斷層。

一天,工人在斷層上進行鑽孔爆破時,掌子面(開挖坑道不斷向前推進的工作面)上突然出現了一個手掌大小的口子,裡面不斷向外湧出帶著泥漿的水。泥漿將口子撕裂得越來越大,泥漿也越流越多,1個小時就將4米高的工程車掩埋,幾個小時後就將幾百米長的隧道填滿了。

施工者們腳蹚泥漿、頭頂水柱,每天只能往前挖不到20厘米,全長僅156米的燕子窩斷層,竟然耗費了他們兩年多的時間。在這兩年多時間裡,大涌水在這裡就是家常便飯,一小時僅涌水就能達到1500方,高峰期一天的涌水可達7萬多方,十多年來隧道的涌水量相當於十多個西湖。

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大涌水

這是因為斷層里的水路交錯縱橫,極其複雜。燕子窩斷層屬於高壓富水斷層,水壓極大,涌水時會夾雜著細沙和石子平射噴涌而出,有時甚至能將幾十噸的重物推出40多米遠。發生突泥涌水後,由於湧出物數量大、水壓高、水量太多、前方掌子面不能封堵等原因,要解決起來非常棘手。

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燕子窩斷層

經過多次摸索嘗試,施工隊發現,既然斷層最大的問題是水量多,水壓高。那麼如果能將水封堵在開挖輪廓線外,再將水壓力往外卸下來,後續只需要對岩石進行加固,防止隧道損毀塌方,保障道路安全,這個問題就迎刃而解了。

所以最終,施工隊確定了高壓動水分段引排、超高壓聚合注漿的施工方案。該方案採用邊排水邊注漿的方式,並且是一次成孔分段高壓注漿,使漿液得到更加有效的擴散,岩石更加固結,最終使大珠山隧道平導成功渡過燕子窩高壓富水斷層。

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注漿工藝流程

長距離反坡排水。建設人員的施工方向是下坡,也就是說隧道口的地勢更高。大柱山隧道又經常發生涌水,洞裡面的水不能自己流出去。所以,如果不及時將水抽出,必將會影響他們的正常作業,對機械設備和施工人員都會帶來危險和危害。這就是反坡排水。

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反坡排水示意圖

大柱山隧道內涌水量大,排水任務量大。而且,反坡排水施工段還長達5.7公里。反坡坡度很大,均在20‰以上。所以,大柱山隧道反坡排水的難度非常大。而且因為橫斷山脈的岩溶屬性隧道開挖很可能遇到溶腔、暗河等,涌水的風險極高。

為此,大柱山隧道在反坡施工段設置了8座大型固定泵站,在正洞設置1座應急排水泵站。其中有7座泵站採取了接力排水方式,逐級將水排至順坡水溝,這才算最終解決了隧道里的排水問題。

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高溫、高濕度。如果剛剛的問題是「水深」,那現在要講的就是「火熱」。

大柱山隧道所在的地方年平均氣溫本來就高,再加上隧道埋深的地溫,機械設備作業時散發的熱度,隧道內溫度一直在30度左右。2014年10月,工程前進到了差不多5公里時,隧道內溫度陡然上升到40多度,加上濕度也高達80%以上,真是名副其實的「水深火熱」。

這種環境對機械設備的損耗非常大,設備壞得快,而且工作效率還低。比如測量儀器,進入洞中兩三個小時後才能工作,損壞率是其它隧道的幾十倍,二十分鐘的工作量在這裡需要一個多小時甚至更久。

在這樣殘酷的施工條件下,施工者們每天都像是在蒸桑拿,在裡面待上半個小時就會覺得焦躁,嘔吐、中暑現象時有發生,甚至很多人因此都患上了風濕病。

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施工人員在用冰塊降溫

吳浩是當時參與大柱山隧道的建設者中,年紀最小的一位。面對從未遇到過的惡劣施工環境,這位90後小伙有些迷茫,然而項目經理的一段話鼓舞了他。

大瑞鐵路項目經理姜棟說:「大柱山隧道沒打通,我還是不甘心走,不管什麼原因,什麼困難,我覺得還是該堅持。」

沒有條件創造條件也要上。大家像是和大柱山槓上了,發了狠心,只要能正常開工,累不累無所謂,只要身體不垮,就一定要把隧道打通。施工隊想到用冰塊降溫的辦法改善工作環境,在掌子面放置冰塊,再在冰塊位置裝上風扇,利用風扇將冰塊的冷氣輸送到施工人員身上。同時還能加速空氣流通,從而達到降溫目的。只是冰製冷降溫輻射範圍有限,所以距離掌子面不能太遠。

其它危險。有人做了一個很貼切的比喻,大柱山上挖的這個隧道,「就好比在豆腐渣上打洞」。而豆腐渣隨時都有可能掉落,只是這些渣是可以要了人命的大石塊。因為我們上文講到,橫斷山脈是板塊擠壓而成,隧道又埋深大,所以地應力高,發生岩爆的可能性大。

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隧道岩爆

因此,施工人員在作業過程中就會遇到大量的岩石崩落,岩石崩落的時候還會產生巨大的氣壓和氣浪衝擊,一個不留神,就可能殞命洞中。一天晚上,三個施工人員在掌子面的台車上做測量放線標識,便遇到了這樣的情況,一塊大石頭重重砸下,然後一股拳頭粗的水柱便從隧道頂部噴涌而出。

惡劣的施工環境,嚇退了很多人,但是也有人一直在堅持。在這些建設者中,有人從剛畢業的毛頭小伙兒到成為兩個孩子的爸爸,有人從黑髮變成了花白頭髮。正是他們的堅持,用頑強的意志破除萬險,沒有因為無數專家的否定而動搖建設祖國的決心,這才完成了這一偉大的工程。

意義深遠

大柱山隧道終於在2020年4月28日貫通,這為大瑞鐵路的全線貫通打下了基礎。如此之高的施工難度,回報必然也相當豐厚。大瑞鐵路連接大理和瑞麗,是西部開發性新線項目之一。它的貫通,將會大大縮短把大理到瑞麗的行程。這不僅方便了客運和貨運,促進沿線地區經濟社會發展。

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大柱山隧道順利貫通

而且,大瑞鐵路也提升了雲南對外開放水平,加強了與周邊國家的連接,是加強中國面對東南亞聯繫的交通要道,使我們與周邊國家物資、能源的運輸更加便利,進而減少我國對中東地區能源運輸的依賴,對推動我國與周邊國家的交流合作具有非常深遠的意義。