深潛地下的交通“長龍”

　　探訪世界第一埋深高速公路隧道

　　作者： 盧銳 丁楊

　　打開四川省交通圖，一條“長龍”穿越崇山峻嶺，蜿蜒在云嶺之間，讓高速公路通達(dá)小涼山腹地。這便是全長達(dá)123公里的峨眉至漢源高速公路。目前世界第一埋深高速公路隧道就鑲嵌在這條大動脈之中，即最大埋深達(dá)到1944米的峨漢高速公路大峽谷隧道。

　　近日，歷經(jīng)6年多時間艱苦施工，大峽谷隧道主體工程順利完工，為峨漢高速公路今年年底全線通車運營打下堅實基礎(chǔ)。

　　建設(shè)這樣的“世界第一”，攻克了怎樣的困難和挑戰(zhàn)？又該如何保障通車后的運營安全？讓我們一起走近這條世界第一埋深高速公路隧道，探訪深藏地下的交通“長龍”。

　　1 高地溫、瓦斯、溶洞等不良地質(zhì)如影隨形 掘進(jìn)“最大埋深”風(fēng)險高、困難重重

　　江河縱橫，山高谷深。峨漢高速公路位于最高海拔4000米的小涼山腹地，當(dāng)?shù)靥厥獾牡乩憝h(huán)境，催生了“世界第一埋深高速公路隧道”。

　　峨漢高速公路項目起于四川省峨眉山市，經(jīng)峨邊彝族自治縣、樂山市金口河區(qū)、涼山州甘洛縣，止于雅安市漢源縣，項目總投資概算為205.21億元，是目前四川省在建高速公路中施工難度最大、每公里造價最高的山區(qū)高速公路之一，橋隧比達(dá)87.4%。其中，大峽谷隧道處在峽谷與河谷線地段，隧址處地勢崎嶇、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，是全線控制性工程，由蜀道集團(tuán)所屬蜀道高速集團(tuán)投資、四川路橋承建。

　　“埋深，是指隧道開挖斷面的頂部至自然地面的垂直距離。”蜀道高速集團(tuán)樂漢公司總工程師李華明說，“峨漢高速公路大峽谷隧道最大埋深1944米，這個‘世界第一埋深’不是有意選擇的，而是受隧道進(jìn)出口兩端的金口河互通和烏史大橋互通的高程控制?！?/p>

　　角峰如林、峽谷深切，惡劣的地質(zhì)地形條件，給項目團(tuán)隊帶來了不小的困難和挑戰(zhàn)，巖爆、高地溫、瓦斯、溶洞等多種不良地質(zhì)難題如影隨形。

　　自2017年初開工建設(shè)以來，大峽谷隧道在掘進(jìn)過程中出現(xiàn)了不同程度的巖爆、大型溶洞、水平巖層掉塊、高地溫等地質(zhì)和環(huán)境災(zāi)害，施工安全風(fēng)險高，施工難度極大。

　　“隧道埋深大，意味著隧道巖層原始地應(yīng)力較大，加之大峽谷隧道圍巖大部分為3級圍巖，巖石強度高，極易發(fā)生不同程度的巖爆?！崩钊A明解釋說，洞內(nèi)圍巖地溫高，最高溫度達(dá)40℃，也給施工作業(yè)環(huán)境和施工效率造成嚴(yán)重影響。

　　為成功打通這個“世界第一”，項目一線團(tuán)隊成立技術(shù)攻關(guān)小組、科研小組，集中力量研究從設(shè)計到施工各個環(huán)節(jié)的新工藝、新技術(shù)，同時邀請包括中國工程院院士在內(nèi)的多位業(yè)內(nèi)知名專家赴現(xiàn)場指導(dǎo)，成功掃除建設(shè)進(jìn)程中的諸多“攔路虎”。

　　2 巖爆頻發(fā)，巖石彈射如子彈 “一躲二防三治”應(yīng)對世界級施工難題

　　“轟……”不久前，隨著一聲炮響，峨漢高速公路大峽谷隧道左線最后幾米巖壁被打通，實現(xiàn)雙洞貫通。

　　距離大峽谷隧道2017年12月開建，艱苦施工已歷經(jīng)1991個日夜。

　　“這條隧道從設(shè)計到貫通用了12年、最大埋深達(dá)1944米、全長12.1公里，12、1944、12.1這3個數(shù)字寫進(jìn)了我的人生，成為了我的驕傲。”四川路橋峨漢高速公路2標(biāo)7分部項目經(jīng)理葉少波感慨道。

　　最大的施工“攔路虎”是什么？“巖爆！”葉少波脫口而出。

　　巖爆，是世界隧道建設(shè)中較常遇到的一種現(xiàn)象，而大峽谷隧道的巖爆現(xiàn)象極為突出。

　　“巖爆是世界級施工難題，難以完全杜絕，理論是理論，實踐中還是會有巖爆的風(fēng)險?！比~少波坦言，盡管在前期勘察中，已經(jīng)對隧道巖爆做足了功課，但由于埋深較大，隧道開挖過程中的巖爆依然頻發(fā)。

　　葉少波清楚地記得，掘進(jìn)了將近1年時間時，隧道內(nèi)開始出現(xiàn)弱巖爆，“走進(jìn)洞就能聽到陣陣悶響，好像打悶雷一樣，不是炸雷”。

　　2019年3月以來，大峽谷隧道出口端的巖爆難題更加明顯。

　　越往里掘進(jìn)、埋深越大，巖爆程度也越來越強，掌子面(即隧道掘進(jìn)的工作面)正面、拱腰圍巖頻繁出現(xiàn)巖石彈射現(xiàn)象。“拳頭大的石塊，就像子彈一樣彈出來，站在40米外被打中都疼得厲害。”談及自己被巖石“擊中”小腿的經(jīng)歷，葉少波記憶猶新。

　　突出的巖爆，伴隨著垮塌，最大方量甚至達(dá)到31立方米。好幾次，初支和開挖的施工用臺車直接損壞，施工面臨極大的安全風(fēng)險。最難的時候，一個月掘進(jìn)僅48米，正常情況下一個月掘進(jìn)進(jìn)尺應(yīng)為120米左右。

　　如此大的巖爆威力，彈射出來要傷人，施工人員安全成了首要問題。項目部采取了一躲、二防、三治的方法。

　　躲，即每一段開挖后都留出1到7個小時時間等待巖爆，等能量釋放得差不多了，再進(jìn)行下一步施工；防，包括采用噴射混凝土對巖體進(jìn)行封閉、初期支護(hù)加設(shè)鋼架、增加機械設(shè)備減人等措施，保證施工安全；治，是指通過微震監(jiān)測儀檢測巖爆等級后，再通過系統(tǒng)性打孔、反復(fù)找頂?shù)确绞?，幫助巖體釋放能量。

　　48米、80米、120米……一系列創(chuàng)新措施疊加，大峽谷隧道的掘進(jìn)進(jìn)尺逐步提高。攻克大峽谷隧道中應(yīng)用的部分技術(shù)，成為“超長埋深高風(fēng)險公路隧道建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”科技成果的一部分，獲得2022年度四川省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等獎；建設(shè)中應(yīng)用的“一種防巖爆的臺車”已獲得發(fā)明專利。

　　不僅是巖爆，在施工過程中項目團(tuán)隊還面臨大型溶洞、暴雨、瓦斯，以及高地溫的挑戰(zhàn)。

　　“在掘進(jìn)過程中，大峽谷隧道(漢源端)主線右洞掌子面發(fā)現(xiàn)溶洞，其溶腔長30米、高35米、底寬28米，并存在大量有害氣體，環(huán)境危險性高?！比~少波說，為保障施工順利推進(jìn)，項目團(tuán)隊邀請專家組，經(jīng)過詳細(xì)踏勘和論證，決定采用通風(fēng)換氣、氣體檢測、底部回填、結(jié)構(gòu)調(diào)整、增設(shè)擋墻等措施，順利穿越溶洞。

　　3 長隧被橫洞“分割”成了多個短隧 科學(xué)運營設(shè)計保障橋隧通行安全

　　峨漢高速公路分段建成、分段通車，目前僅剩大峽谷隧道及兩端共18公里路段未通車。大峽谷隧道的貫通，標(biāo)志著峨漢高速公路打通了最后的“腸梗阻”，全線通車進(jìn)入“倒計時”。

　　超過10公里的高速公路隧道，運營后的安全保障同樣備受關(guān)注。

　　“雖然埋深大與隧道運營難度沒有直接關(guān)系，但是大峽谷隧道長達(dá)12.1公里，且位于峨漢高速公路隧道群密集段落，運營過程中的應(yīng)急救援保障是一大難題?！崩钊A明說。

　　在交通運輸部批復(fù)四川省開展的交通強國建設(shè)試點任務(wù)中，智慧高速公路建設(shè)試點便是任務(wù)之一。峨漢高速公路正在開展以隧道場景為主的智慧高速公路建設(shè)，針對運營階段突發(fā)應(yīng)急事件的預(yù)警處置設(shè)計了一套完整的流程和方案。

　　通車后的應(yīng)急救援保障，大峽谷隧道設(shè)計建設(shè)之初便同步進(jìn)行了精心考量。

　　大峽谷隧道設(shè)計是雙向4車道，但是在隧道單洞的出口端、進(jìn)口端4公里位置，分別專門設(shè)置了交通轉(zhuǎn)換帶，每條轉(zhuǎn)換帶長約120米，單向?qū)挾染瓦_(dá)到4車道。

　　“不僅如此，在隧道左洞右洞之間，每隔700米開設(shè)一處30米長的橫洞。”葉少波說，這些橫洞將長隧“分割”成了多個短隧，一旦洞內(nèi)發(fā)生意外事故，車輛可通過橫洞轉(zhuǎn)換變道，便于救援車輛進(jìn)入，也可避免洞內(nèi)長時間擁堵。

　　運營“利器”正在亮相。“大峽谷隧道平均120米左右，會安裝一個‘智慧桿’。”李華明說，“智慧桿”里的電子設(shè)備，相當(dāng)于“千里眼”“順風(fēng)耳”，可實現(xiàn)對全路段的24小時監(jiān)控，一旦公路上發(fā)生意外，系統(tǒng)可在數(shù)秒鐘之內(nèi)自動識別，并自動通知應(yīng)急人員處置。

　　隧道行車的舒適感也將得到提升。一般的隧道不用設(shè)風(fēng)機房，而大峽谷隧道屬于特長隧道，僅靠進(jìn)出口的自然風(fēng)，無法確保隧道內(nèi)空氣清新。項目團(tuán)隊在隧道進(jìn)口端和出口端都設(shè)置了一個地下風(fēng)機房。

　　“隧道左洞出口端的地下風(fēng)機房內(nèi)有15個交叉口，交叉口之間設(shè)置了聯(lián)絡(luò)風(fēng)道。新風(fēng)從地面的一個斜井進(jìn)風(fēng)口灌入，帶動洞內(nèi)污濁空氣經(jīng)過風(fēng)機房后，再從出風(fēng)斜井排出?！比~少波介紹，地下風(fēng)機房是定制臺車一次性澆筑而成的，相較于傳統(tǒng)風(fēng)機房更平整光滑，也更美觀。隧道建成運營后，將在主風(fēng)機房位置設(shè)置大功率風(fēng)機，隨時抽取廢氣，并吹送新鮮空氣，使隧道內(nèi)隨時保持空氣清新，沒有污濁感。

　　更深遠(yuǎn)的影響值得期待。“峨漢高速公路是交通大通道、旅游大動脈?！崩钊A明表示，峨漢高速公路把峨眉山、黑竹溝、大峽谷、漢源湖等知名旅游景點串聯(lián)成線，接入高速公路網(wǎng)，將顯著改善沿線通行條件，帶動旅游經(jīng)濟(jì)發(fā)展。全線建成通車后，從峨眉到漢源僅需1個多小時，這將顯著改善峨邊彝族自治縣、甘洛縣民族地區(qū)交通基礎(chǔ)設(shè)施，提升通行質(zhì)量，對促進(jìn)民族地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展、助推民族團(tuán)結(jié)進(jìn)步、實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略具有重要意義。

　　數(shù)據(jù)顯示，2022年年底，四川全省高速公路通車?yán)锍踢_(dá)9179公里、居全國第三，建成高速公路進(jìn)出川大通道達(dá)27條，正全力推進(jìn)39個、3500公里在建高速公路項目建設(shè)，預(yù)計到今年底將有12個項目(路段)建成通車，高速公路總里程將達(dá)到9800公里。