張 梅,朱鵬飛,黃鴻健,張民慶

(鐵道部工程管理中心,北京 100844)

1 百年夢(mèng)想

1903年,清王朝受大興鐵路熱潮的影響,為改變出川只通水路的現(xiàn)狀,擬定出修建川漢鐵路的動(dòng)議。次年,川漢鐵路總公司在成都成立。當(dāng)時(shí)修建川漢鐵路的資金,釆用“田畝加賦”的方法加以籌集,打破了國(guó)外列強(qiáng)以直接經(jīng)營(yíng)、中外合辦、貸款等手段,控制中國(guó)鐵路筑路權(quán)的壟斷。四川幾乎家家“參股”,集資達(dá)1670余萬(wàn)兩白銀,反映出全川7000萬(wàn)民眾對(duì)盼望鐵路的迫切之情,同時(shí)也成為日后保路運(yùn)動(dòng)興起的最大誘因。商辦川漢鐵路開(kāi)工儀式如圖1所示。

圖1 商辦川漢鐵路開(kāi)工儀式

1908年,留學(xué)歸來(lái)的詹天佑被聘為川漢鐵路總工程師,開(kāi)始了艱辛的地質(zhì)勘探、線(xiàn)路選定等前期工作,經(jīng)反復(fù)斟酌,確定了先修建宜昌至秭歸 160km段的鐵路。

1909年,川漢鐵路宜歸段從宜昌開(kāi)工建設(shè),起初有6000多名筑路員工投入施工,逐步形成為 4萬(wàn)多人云集鐵路全段的宏大建設(shè)場(chǎng)面。此后近兩年的時(shí)間里,宜歸鐵路段在十分艱難的條件下將幾座橋梁、涵洞、車(chē)站基本建成,線(xiàn)路鋪設(shè) 20多 km,上風(fēng)埡隧道也快修通,但就這來(lái)之不易的筑路局面,不久就因清王朝的腐敗無(wú)能而被迫中斷。

1911年,清政府將川漢鐵路與粵漢鐵路收歸國(guó)有,對(duì)集資鐵路公司和民眾進(jìn)行了極不合理的補(bǔ)償,又與美英德法四國(guó)簽訂了鐵路借款合同,實(shí)際就是借用外債請(qǐng)洋人來(lái)修建鐵路,這一做法遭到了各省的強(qiáng)烈反對(duì),因而引發(fā)了著名的保路運(yùn)動(dòng),直接導(dǎo)致了辛亥革命的爆發(fā),隨著清政府最終垮臺(tái),川漢鐵路宜歸段前期建設(shè)前功盡棄。

1913年,民國(guó)政府交通部接收了川漢鐵路,但無(wú)作為。

1914年,詹天佑滿(mǎn)懷強(qiáng)國(guó)報(bào)國(guó)之心,又對(duì)川漢鐵路進(jìn)行重新勘測(cè),選取了新的走向線(xiàn)路,但均因國(guó)家處于多事之秋,軍閥混戰(zhàn),民不聊生,而壯志未酬,川漢鐵路建設(shè)就此中斷……

新中國(guó)成立以來(lái),黨中央、國(guó)務(wù)院對(duì)修建川漢鐵路高度重視。20世紀(jì) 60年代,毛澤東、周恩來(lái)、朱德等老一輩黨和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人先后聽(tīng)取時(shí)任西南局第一書(shū)記李井泉、鐵道部部長(zhǎng)呂正操等關(guān)于請(qǐng)示修建川漢鐵路匯報(bào),后因該項(xiàng)目投資過(guò)大,且隧道修建技術(shù)不過(guò)關(guān),以及“文革”的影響,未付諸實(shí)施。

20世紀(jì) 90年代,川鄂人民要求修建川漢鐵路的呼聲再起,江澤民同志在全國(guó)人大會(huì)議期間認(rèn)真聽(tīng)取了關(guān)于盡快修建枝城(宜昌)至萬(wàn)州鐵路的匯報(bào),但由于該項(xiàng)工程地質(zhì)復(fù)雜,投資浩大,又未列入國(guó)家計(jì)劃。

進(jìn)入新世紀(jì)后,隨著我國(guó)改革開(kāi)放的深入,國(guó)家經(jīng)濟(jì)、科技實(shí)力的日益增強(qiáng),宜萬(wàn)鐵路建設(shè)也由此突破了歷史的陳規(guī),迎來(lái)了新的春天。在以胡錦濤為總書(shū)記的黨中央親切關(guān)懷下,宜萬(wàn)鐵路建設(shè)快速啟動(dòng):2001年納入國(guó)家“十五”計(jì)劃;2002年 6月 19日,國(guó)務(wù)院總理辦公室研究同意宜萬(wàn)鐵路立項(xiàng)。同年 7月 4日,國(guó)家計(jì)委正式下文批準(zhǔn)宜萬(wàn)鐵路項(xiàng)目立項(xiàng)。

2003年 11月 12日,國(guó)務(wù)院總理辦公會(huì)通過(guò)宜萬(wàn)鐵路可研報(bào)告,同年 12月 1日,宜萬(wàn)鐵路奠基儀式在湖北恩施隆重舉行,從此拉開(kāi)了大規(guī)模建設(shè)的序幕。宜萬(wàn)鐵路奠基儀式如圖2所示。

圖2 宜昌至萬(wàn)州鐵路奠基儀式

2009年 12月 10日,隨著宜萬(wàn)鐵路最后一座隧道——齊岳山隧道的貫通,宜萬(wàn)鐵路隧道工程全部貫通,這標(biāo)志著經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá) 6年的努力,宜萬(wàn)鐵路已進(jìn)入收官階段,一個(gè)延續(xù)百年的夢(mèng)想,正在變?yōu)槊利惖默F(xiàn)實(shí)。為紀(jì)念宜萬(wàn)鐵路建設(shè)的艱辛歷程,在齊岳山隧道貫通之日,于隧道洞口立“宜萬(wàn)鐵路高風(fēng)險(xiǎn)隧道群建設(shè)紀(jì)念碑”,如圖3所示。紀(jì)念碑全文為“宜萬(wàn)鐵路,東起宜昌,西迄萬(wàn)州,跨長(zhǎng)江,依清江,穿武陵,八百里。凡齊岳山,八大隧道,極高風(fēng)險(xiǎn),斷層、暗河、巖溶、高壓富水、突泥突水,世界罕見(jiàn)。參建將士,依靠科技,集各方智慧,眾志成城。歷六載春秋,不畏艱險(xiǎn),揮淚灑血,攻堅(jiān)克難,堅(jiān)韌不拔,可歌可泣!巴蜀荊楚變通途,創(chuàng)筑路奇跡。為銘記建設(shè)者‘挑戰(zhàn)禁區(qū),敢為天下先'的宜萬(wàn)精神,參建單位共立此碑,永志紀(jì)念。”。

圖3 宜萬(wàn)鐵路高風(fēng)險(xiǎn)隧道群建設(shè)紀(jì)念碑

2 突水突泥

宜萬(wàn)鐵路東起既有鴉宜鐵路花艷站,西至既有達(dá)萬(wàn)鐵路萬(wàn)州站,是鐵路進(jìn)出川渝地區(qū)的東通道之一,也是滬漢蓉快速鐵路客運(yùn)通道的重要組成部分。滬漢蓉快速鐵路客運(yùn)通道途經(jīng)滬、蘇、皖、鄂、渝、川 6省市,聯(lián)接長(zhǎng)江上、中、下游,是橫跨我國(guó)東中西部的重要鐵路通道,是連接?xùn)|中西部的重要紐帶。宜萬(wàn)鐵路地理位置如圖4所示。

圖4 宜萬(wàn)鐵路地理位置

宜萬(wàn)鐵路線(xiàn)路全長(zhǎng) 377.128km,其中湖北省境內(nèi)線(xiàn)路長(zhǎng)度 324.424km,重慶市境內(nèi)線(xiàn)路長(zhǎng)度 52.704 km。宜昌東至涼霧段一次建設(shè)復(fù)線(xiàn),設(shè)計(jì)時(shí)速 160 km;涼霧至萬(wàn)州段單線(xiàn),設(shè)計(jì)時(shí)速 120km。宜萬(wàn)鐵路宜昌東(含)至涼霧(含)段一次復(fù)線(xiàn)地段分布車(chē)站 12個(gè),近期開(kāi)放宜昌東、宜昌南、賀家坪、巴東、建始、恩施、利川共 7個(gè)車(chē)站。涼霧站作為利川至涪陵線(xiàn)接軌站,在修建渝利線(xiàn)時(shí)開(kāi)放。車(chē)溪、榔坪、落水洞、白果共4個(gè)車(chē)站作為預(yù)留站,視運(yùn)量增長(zhǎng)情況適時(shí)增開(kāi)。涼霧(不含)至萬(wàn)州段分布車(chē)站 9個(gè),近期開(kāi)放齊岳山、羅田、魚(yú)背山、五橋和萬(wàn)州共 5個(gè)車(chē)站。預(yù)留汪營(yíng)、關(guān)倉(cāng)坪、谷雨和柑子園共 4個(gè)車(chē)站。

宜萬(wàn)鐵路全線(xiàn)共設(shè)計(jì)隧道 159座,全線(xiàn)約 70%的工程位于灰?guī)r地層,該地區(qū)巖溶強(qiáng)烈發(fā)育,地質(zhì)條件極端復(fù)雜,多座長(zhǎng)大隧道通過(guò)可溶巖地層,并組成不同類(lèi)型的儲(chǔ)水構(gòu)造,在地殼運(yùn)動(dòng)和特殊的水動(dòng)力作用下形成復(fù)雜的巖溶管道、溶隙網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),隧道遭遇災(zāi)害性的突水突泥和誘發(fā)環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的可能性極大,隧道突水突泥風(fēng)險(xiǎn)巨大。部分隧道埋深達(dá) 800m以上,且構(gòu)造復(fù)雜,高地應(yīng)力軟巖大變形問(wèn)題非常嚴(yán)重,加上廣泛存在的區(qū)域大斷裂、滑坡、巖堆、危巖落石、瓦斯、天然氣、高地溫等,工程艱巨,建設(shè)難度極大。

突水突泥是宜萬(wàn)鐵路巖溶隧道最為典型的地質(zhì)難題,其中馬鹿箐隧道和野三關(guān)隧道突水突泥規(guī)模大、影響大。

2006年 1月 21日,馬鹿箐隧道出口平導(dǎo)開(kāi)挖到3174m(PDK255+978),注漿加固后開(kāi)挖出砟時(shí),突然發(fā)生突水突泥,最大涌水量 72萬(wàn) m3/h,突泥 8萬(wàn)m3,淤積隧道長(zhǎng)度 2600m,其中平導(dǎo)1600m、正洞1000m。突水突泥造成多名作業(yè)人員遇難,經(jīng)濟(jì)損失巨大。突水突泥如圖5所示。

2007年 8月 5日,野三關(guān)隧道出口開(kāi)挖到5444m(DK124+602),出砟時(shí),突然發(fā)生突水突泥突石,最大涌水量約 15萬(wàn) m3/h,涌出泥砂與塊石約5萬(wàn) m3,淤積隧道長(zhǎng)度 500m,將洞內(nèi)大量機(jī)械設(shè)備沖走并扭曲解體,造成多名作業(yè)人員遇難,經(jīng)濟(jì)損失巨大。突水突泥突石見(jiàn)圖6。

圖5 馬鹿箐隧道突水突泥

圖6 野三關(guān)隧道突水突泥突石

3 風(fēng)險(xiǎn)管理

宜萬(wàn)鐵路風(fēng)險(xiǎn)管理從識(shí)別評(píng)估、決策管理、技術(shù)應(yīng)對(duì)和安全措施 4個(gè)體系入手進(jìn)行管理。宜萬(wàn)鐵路風(fēng)險(xiǎn)管理體系組織模式框架見(jiàn)圖7。

4 超前預(yù)報(bào)

針對(duì)隧道工程,在勘察階段,設(shè)計(jì)單位投入了大量的人力、物力、財(cái)力,在充分收集、分析和研究以往既有資料的基礎(chǔ)上,以遙感判譯先行,以補(bǔ)充、深入、擴(kuò)大地質(zhì)測(cè)繪和巖溶水文地質(zhì)調(diào)查為基礎(chǔ),充分發(fā)揮 V6、GDP-32、EH-4等地球物理勘探方法的作用,并開(kāi)展了深孔鉆探取芯和鉆孔內(nèi)水文試驗(yàn)、綜合測(cè)井、地應(yīng)力測(cè)試、瓦斯測(cè)試、跨孔 CT、全景式數(shù)字?jǐn)z影等工作,以及結(jié)合石樣、土樣、水樣化驗(yàn),重要泉點(diǎn)、暗河長(zhǎng)期水文觀測(cè),基本上查明了地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造,以及存在的主要重大地質(zhì)問(wèn)題和可能發(fā)生重大地質(zhì)災(zāi)害的原因、位置、規(guī)模、危害程度,并提出了相應(yīng)的工程處理措施,以盡力避免或減少工程事故的發(fā)生,消除或降低工程風(fēng)險(xiǎn)。但是,由于受地質(zhì)條件復(fù)雜性的影響,特別是針對(duì)長(zhǎng)大巖溶隧道,由于受?chē)?guó)內(nèi)外現(xiàn)有儀器設(shè)備和技術(shù)水平現(xiàn)狀的影響,僅通過(guò)地表勘察很難查明深部所有大大小小、形態(tài)各異的巖溶細(xì)節(jié),并且受勘探精度控制,一些異常體的位置、重要地層界面和斷層位置會(huì)與實(shí)際情況可能存在一定的出入,甚至局部地段出入較大。因此,很有必要在施工階段進(jìn)行施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào),將地質(zhì)超前預(yù)報(bào)納入工序管理,嚴(yán)格執(zhí)行“有疑必探、不探不進(jìn)”的安全施工理念是十分重要,也是十分必要的。

圖7 宜萬(wàn)鐵路復(fù)雜隧道風(fēng)險(xiǎn)管理體系

宜萬(wàn)鐵路全線(xiàn) 13座重點(diǎn)巖溶隧道共實(shí)施水平鉆探54938m、地震波法預(yù)報(bào) 352次、地質(zhì)雷達(dá) 421次、隧底復(fù)查600022m、隧底巖溶鉆探4342m、暗河物探8920m、地質(zhì)素描一般 1次/1～2個(gè)循環(huán) 1次,紅外探水基本上隨著隧道的掘進(jìn)而跟進(jìn)測(cè)量、超前炮孔一般都按設(shè)計(jì)要求施作。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際實(shí)施效果,針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)隧道,建立了巖溶隧道預(yù)報(bào)模式:以地質(zhì)分析為基礎(chǔ),物探先行、鉆探驗(yàn)證,以加深炮孔為最終控制環(huán)節(jié)。建立了符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的不同地質(zhì)環(huán)境條件下預(yù)報(bào)模式。

(1)對(duì)一般巖溶隧道,采用“地質(zhì)素描、加深炮孔”預(yù)報(bào)模式。

(2)對(duì)較復(fù)雜巖溶隧道,采用“地質(zhì)素描、地震波法、水平超前鉆探(1孔)、加深炮孔”預(yù)報(bào)模式。

(3)對(duì)復(fù)雜巖溶隧道,采用“地質(zhì)素描、地震波法、水平超前鉆探(多孔)、地質(zhì)雷達(dá)、加深炮孔”預(yù)報(bào)模式。

預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模式如圖8所示。

圖8 隧道工程施工地質(zhì)超前預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模式

5 釋能降壓

釋能降壓技術(shù)是針對(duì)隧道施工中所遇到的高壓富水充填溶腔,選擇適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī),采取有計(jì)劃、有目的的精確爆破,把溶腔打開(kāi),釋放溶腔內(nèi)所存儲(chǔ)的高壓泥水,削減勢(shì)能,降低泥水壓力,從而消除隧道溶腔處理的高風(fēng)險(xiǎn)。然后,對(duì)溶腔進(jìn)行清淤、加強(qiáng)支護(hù)、快速通過(guò)、及時(shí)施作底部結(jié)構(gòu)和二次襯砌等配套處治措施來(lái)完成溶腔段的施工。

釋能降壓技術(shù)的 4個(gè)決定性關(guān)鍵因素:一是如何對(duì)溶腔進(jìn)行較為準(zhǔn)確的判斷,分析溶腔的地質(zhì)特征、水文特征、規(guī)模特征、環(huán)境特征,研究釋能降壓的可行性和可靠性;二是如何將需要爆破的巖溶邊界進(jìn)行準(zhǔn)確的鎖定,為一次爆開(kāi)溶腔提供技術(shù)支持;三是如何進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)的精確爆破設(shè)計(jì),確保一次爆開(kāi)溶腔;四是對(duì)溶腔爆開(kāi)后的各種情況進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷,確定針對(duì)性的快速處理方案,同時(shí)還要對(duì)環(huán)境影響進(jìn)行全面評(píng)估。

釋能降壓技術(shù)必須要有一個(gè)嚴(yán)格的管理機(jī)構(gòu)和嚴(yán)密的安全措施。管理體系包括識(shí)別評(píng)估體系、決策管理體系、技術(shù)應(yīng)對(duì)體系和安全措施體系 4個(gè)環(huán)節(jié)。安全保障體系包括水文監(jiān)測(cè)專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)、洞外排水系統(tǒng)專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)、洞外警戒系統(tǒng)專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)、洞內(nèi)排水線(xiàn)路專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)、洞內(nèi)相鄰洞室分隔專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)、洞內(nèi)外預(yù)警系統(tǒng)專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)、進(jìn)洞條件專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)、進(jìn)洞觀察安全撤離線(xiàn)路專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)共 8個(gè)方面的內(nèi)容。釋能降壓技術(shù)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖9。

釋能降壓技術(shù)可劃分為 5個(gè)步驟:查找溶腔、判釋溶腔、鎖定溶腔、打開(kāi)溶腔、處治溶腔。概括為 24字施工方針:探介質(zhì)、鎖邊界、選時(shí)機(jī)、精爆破、嚴(yán)監(jiān)控、暢排放、細(xì)處理、勤檢查。

圖9 釋能降壓技術(shù)結(jié)構(gòu)框圖

宜萬(wàn)鐵路馬鹿箐隧道 978溶腔、云霧山隧道 526溶腔、野三關(guān)隧道 602溶腔、大支坪隧道 990溶腔、齊岳山 629溶腔成功實(shí)施釋能降壓技術(shù),徹底消除了施工風(fēng)險(xiǎn),工程取得了決定性突破。

6 信息化注漿

信息化注漿技術(shù)是結(jié)合宜萬(wàn)鐵路齊岳山隧道 F11高壓富水?dāng)鄬友芯块_(kāi)發(fā)的一項(xiàng)新技術(shù)。

信息化注漿技術(shù)是根據(jù)隧道周?chē)馏w是不均勻的,由于透水性不同造成水量也是不均勻的,因此,通過(guò)施作不等厚的加固體來(lái)抵抗松動(dòng)圈。在水量小的區(qū)域可以采用 3～5m的加固圈,對(duì)滲透性強(qiáng)、水量大的區(qū)域予以加強(qiáng)。其工作原理見(jiàn)圖10。

信息化注漿工藝流程共分為 4個(gè)步驟。

(1)分區(qū)定位:按對(duì)隧道外 3～5m基本注漿加固區(qū)進(jìn)行注漿預(yù)設(shè)計(jì)。選取周邊 4～6個(gè)注漿孔進(jìn)行鉆探注漿,遇水頂水,遇破碎加固。通過(guò)這 4～6個(gè)孔確定隧道周?chē)鷱?qiáng)水區(qū)與弱水區(qū)。

圖10 信息化注漿技術(shù)工作原理(單位:m)

(2)基本注漿:完成探孔后,對(duì)基本注漿區(qū)進(jìn)行鉆孔注漿?；咀{區(qū)只設(shè)計(jì) 2圈,外圈孔位于隧道外3～5m,內(nèi)圈孔為 1～3m。嚴(yán)格按照“先外圈后內(nèi)圈,同圈間隔跳孔”的順序進(jìn)行注漿。

(3)區(qū)域強(qiáng)化:對(duì)鎖定的強(qiáng)水區(qū)進(jìn)行補(bǔ)注漿加固,注漿范圍為 5～8m。

(4)效果檢查:高壓富水地層既要達(dá)到堵水效果,又要起到加固作用,因此,應(yīng)嚴(yán)格按制定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行注漿效果檢查,不達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)必須進(jìn)行補(bǔ)注漿。

信息化注漿技術(shù)與全斷面帷幕注漿技術(shù)相比較,在保證注漿效果的前提下,注漿進(jìn)度可提高 1倍,注漿費(fèi)用節(jié)省約 50%。齊岳山隧道平導(dǎo)全斷面帷幕注漿與信息化注漿完成后掌子面注漿孔比較見(jiàn)圖11、圖12。

圖11 全斷面帷幕注漿掌子面注漿孔

圖12 信息化注漿掌子面注漿孔

信息化注漿在齊岳山隧道 F11斷層剩余的工程中共實(shí)施了 27個(gè)循環(huán),成功地解決了齊岳山隧道 F11高壓富水?dāng)鄬邮┕るy題。與全斷面帷幕注漿法相比,注漿更有針對(duì)性,注漿孔數(shù)量減少了一半以上,注漿速度提高了一倍,注漿造價(jià)也降低了一半。

7 防災(zāi)預(yù)警

在風(fēng)險(xiǎn)隧道施工中必須安裝配置合適的防災(zāi)害聲光報(bào)警裝置,報(bào)警裝置應(yīng)形成系統(tǒng),一旦有災(zāi)害預(yù)警應(yīng)立即發(fā)出警報(bào),傳給洞口工區(qū)的項(xiàng)目經(jīng)理部值班室,值班室立即啟動(dòng)應(yīng)急通信、應(yīng)急照明并指揮洞內(nèi)人員安全撤離;正洞、各輔助坑道、橫通道必須配置足夠數(shù)量的應(yīng)急照明裝置,并應(yīng)確保在有災(zāi)害發(fā)生時(shí)能提供足夠亮度的照明指示以利洞內(nèi)人員逃生;在正洞與平導(dǎo)(如有)之間,在預(yù)測(cè)高風(fēng)險(xiǎn)段落增設(shè)逃生橫通道。

7.1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

為掌握施工現(xiàn)場(chǎng)情況、及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工隱患、提前防患做好準(zhǔn)備,電視監(jiān)控必須實(shí)時(shí)無(wú)誤地反映施工現(xiàn)場(chǎng)情況。圖13為齊岳山隧道洞內(nèi)視頻監(jiān)控系統(tǒng)照片。

圖13 齊岳山隧道洞內(nèi)施工全過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)

7.2 聲光報(bào)警系統(tǒng)

聲光報(bào)警是指當(dāng)隧道內(nèi)某一工作面出現(xiàn)險(xiǎn)情時(shí),可在第一時(shí)間警報(bào)施工人員撤離現(xiàn)場(chǎng),為現(xiàn)場(chǎng)施工人員贏得撤離時(shí)間,從而能最大限度地減少傷亡,達(dá)到安全施工的目的。系統(tǒng)由應(yīng)急報(bào)警按鈕(無(wú)線(xiàn)和有線(xiàn)方式兼容)、聲光報(bào)警器、報(bào)警裝置、報(bào)警主機(jī)、系統(tǒng)軟件等組成。

7.3 應(yīng)急通信系統(tǒng)

分別在 8座隧道內(nèi)的施工工作面地段、隧道內(nèi)其他有人值班地段設(shè)置應(yīng)急電話(huà)機(jī),在隧道兩邊洞口或斜井洞口的工棚內(nèi),分別設(shè)置電話(huà)集中機(jī),構(gòu)成以洞口工棚內(nèi)值班員為中心的電話(huà)系統(tǒng)。

7.4 應(yīng)急照明系統(tǒng)

在隧道進(jìn)出口及斜井處各設(shè) 1套應(yīng)急照明配電箱,接引施工用變壓器低壓側(cè) 380/220V電源;對(duì)于特長(zhǎng)隧道,可根據(jù)隧道照明等負(fù)荷容量,在隧道內(nèi)分段設(shè)置配電箱供電,其電源接引洞內(nèi)隧道施工用 380/220 V電源。

應(yīng)急照明燈具在隧道內(nèi)(平導(dǎo)內(nèi))每隔 40m設(shè) 1盞,燈具為自帶蓄電池應(yīng)急照明燈,燈具應(yīng)急時(shí)間為90min,燈具容量每盞按 20W計(jì),采用電纜沿隧道壁掛鉤敷設(shè),由應(yīng)急照明回路接引電源;隧道橫通道處設(shè)置橫通道燈箱。

7.5 逃生路線(xiàn)系統(tǒng)

正洞與平導(dǎo)之間,盡量利用現(xiàn)有設(shè)計(jì)橫通道(間距400m左右)作為逃生橫通道,對(duì)于反坡施工極可能發(fā)生大型突水突泥的地段,可適當(dāng)增設(shè)逃生橫通道,以規(guī)避施工風(fēng)險(xiǎn)。逃生橫通道內(nèi)應(yīng)設(shè)置應(yīng)急照明裝置,并嚴(yán)禁放置雜物,確保人行暢通。順坡施工地段掌子面后方設(shè)逃生爬梯,以備人員暫避。每處施工掌子面應(yīng)至少保持有 1名安全警戒人員。在距每處掌子面最近的 2處橫通道(逃生通道)兩側(cè)設(shè)置安全防護(hù)門(mén),每處防護(hù)門(mén)處常設(shè)安全警戒人員 1名,在有災(zāi)害預(yù)警時(shí)根據(jù)具體災(zāi)情決定防護(hù)門(mén)的關(guān)閉時(shí)機(jī)。對(duì)無(wú)軌運(yùn)輸?shù)乃淼酪Ｕ纤淼纼?nèi)通道暢通,有軌運(yùn)輸?shù)乃淼酪獙?zhuān)門(mén)劈出一條供逃生車(chē)輛運(yùn)行的通道。

逃生路線(xiàn)是在災(zāi)害發(fā)生時(shí),施工人員應(yīng)采取最佳的逃生路線(xiàn),施工中情況復(fù)雜,發(fā)生災(zāi)害時(shí)施工作業(yè)人員分散,施工單位結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的具體施工情況,合理運(yùn)用,并結(jié)合應(yīng)急報(bào)警系統(tǒng)輸入到電腦軟件中,以便找到最佳逃生路線(xiàn)。

7.6 逃生設(shè)備系統(tǒng)

各開(kāi)挖工作面根據(jù)作業(yè)人數(shù)需要,配備自動(dòng)充氣救生服及救生圈,順坡排水施工地段各開(kāi)挖工作面配備一定數(shù)量的自動(dòng)充氣救生筏,由專(zhuān)人負(fù)責(zé)維護(hù)及管理;施工地段掌子面后方隧道側(cè)壁設(shè)置一定數(shù)量逃生爬梯;施工單位應(yīng)保障模板臺(tái)車(chē)及各種作業(yè)臺(tái)車(chē)的梯子完好,以備人員暫避,事故發(fā)生時(shí)應(yīng)由專(zhuān)人發(fā)放救生服、救生圈等設(shè)施,并打開(kāi)自動(dòng)充氣救生筏,將模板臺(tái)車(chē)及逃生爬梯上暫避的人員接上救生筏逃生。

7.7 應(yīng)急排水系統(tǒng)

洞內(nèi)(井內(nèi))必須分別設(shè)置滿(mǎn)足施工期排水需要的機(jī)具設(shè)備和材料;同時(shí),對(duì) 8座Ⅰ級(jí)風(fēng)險(xiǎn)隧道以相鄰的隧道集中儲(chǔ)備50000m3/d以上的抽水能力的機(jī)具設(shè)備和材料,并應(yīng)保證設(shè)備狀態(tài)良好。

7.8 應(yīng)急供電系統(tǒng)

隧道施工應(yīng)急疏散電源在隧道進(jìn)出口或斜井處就近接引施工用變壓器低壓側(cè) 380/220V電源,隧道洞內(nèi)電源接引洞內(nèi)隧道施工用 380/220V電源。

8 水文監(jiān)測(cè)

水文監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括巖溶地下水的補(bǔ)給來(lái)源、排泄點(diǎn)以及反映地下水特征的各要素,如降雨量、涌水點(diǎn)、涌水量、水壓、水位等,對(duì)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)需進(jìn)行整理和分析。

隧道內(nèi)涌水監(jiān)測(cè),因隧道內(nèi)涌水具有不確定性、突發(fā)性和快速性,涌水點(diǎn)難以確定,需要邊施工邊觀察,發(fā)現(xiàn)涌水點(diǎn)及時(shí)監(jiān)測(cè)。涌水觀測(cè)內(nèi)容:涌水點(diǎn)的位置、性質(zhì)(裂隙 、溶洞)、涌水量(初期 、最大、正常 )、涌水延續(xù)時(shí)間、地下水的含泥情況(混濁度)以及涌水期間的天氣狀況。

對(duì)超前涌水鉆孔除進(jìn)行水量觀測(cè)外,還需進(jìn)行水壓測(cè)試。

9 進(jìn)洞條件

對(duì)于高風(fēng)險(xiǎn)隧道,根據(jù)日降雨量、水壓力、泄水洞日排水量等實(shí)行進(jìn)洞安全等級(jí)管理,確定進(jìn)洞施工警戒條件,確保施工人員絕對(duì)安全,如馬鹿箐隧道的安全等級(jí)見(jiàn)表1。齊岳山隧道安全等級(jí)管理見(jiàn)表2。

表1 馬鹿箐隧道安全施工等級(jí)管理

表2 齊岳山隧道進(jìn)口安全施工等級(jí)管理

10 巖溶處理

宜萬(wàn)鐵路巖溶隧道工程已揭露的巖溶1088處,其中巖溶洞穴中溶腔約占 90%,巖溶管道約占 7%;巖溶裂隙約占 3%,暗河主要在野三關(guān)隧道和五爪觀隧道中有揭露。各類(lèi)巖溶形態(tài)案例情況見(jiàn)表3。

隧道巖溶發(fā)育雖千奇百怪、復(fù)雜多變,無(wú)規(guī)律性,但也有其內(nèi)在的類(lèi)型特征。針對(duì)宜萬(wàn)鐵路已揭示的1088處巖溶及巖溶水,根據(jù)其不同的類(lèi)型特征,采取 5種分類(lèi)方式,從而 “對(duì)癥下藥”,制定出“規(guī)模對(duì)策”、“充填性對(duì)策”、“充填物對(duì)策”和“水對(duì)策”,實(shí)現(xiàn)巖溶“標(biāo)準(zhǔn)化”治理。

根據(jù)巖溶分類(lèi),針對(duì)不同類(lèi)型巖溶,制定基本處治對(duì)策見(jiàn)表4。

表3 巖溶形態(tài)案例

表4 隧道巖溶處理技術(shù)方案

[1] 張 梅,張民慶,朱鵬飛,等.高壓富水充填溶腔釋能降壓技術(shù)[J].中國(guó)工程科學(xué),2009(12):13-19.

[2] 朱鵬飛.宜萬(wàn)鐵路巖溶隧道風(fēng)險(xiǎn)管理[J].中國(guó)工程科學(xué),2009(12):20-25.

[3] 劉招偉,張民慶,王樹(shù)仁.巖溶隧道災(zāi)變預(yù)測(cè)與處治技術(shù)[J].北京:科學(xué)出版社,2007.