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1、摘取隧道建设的皇冠明珠一一中铁隧道集团圆梁山隧道施工纪实圆梁山隧道因位居渝怀铁路控制工程之首而被称为渝怀锁钥， 也因其在中国隧道建设中的特殊地位而被称为复杂地质隧道建设 的皇冠明珠。历经了圆梁山隧道那如火如荼的建设，在摘取皇冠明 珠的过程中，中铁隧道集团深刻理解了渝怀锁钥和皇冠明珠的内 *函。题1己这里是中国的西部。武陵横断山脉横亘在渝鄂黔三省市交界处，绵延的群山层层叠 叠，乌江和沅江由于大山的阻隔，分别汇入长江和珠江。 这里 又是中国西部连接沿海地区的重要通道和桥梁，重庆这个新兴直辖市以它特有的魅力吸引着人们关注的日光。揭开历史的帷幔，在伟大的革命先行者孙中山先生的治国方略中就 有渝怀铁路建
2、设的宏伟规划。新中国建立初期，各行各业百废待兴， 渝怀铁路的修建方案就已经摆上了国家领导人的重要议事日程。铁 道部对渝怀铁路十分重视，从上世纪50年代起就着手筹备修建工 作。铁道第二勘察设计院也对这条铁路的建设进行了大量的技术投 入。圆梁山，在上个世纪60年代就被水文、地质专家判定为隧道 修建的禁区，因此几十年过去了，修建渝怀铁路的决心始终没有下 就。随着隧道施工技术的飞速发展，学术界对大自然有了新的认识。决策层和专家们坚信：运用现代施工技术、施工方法、施工工 艺，有了用高技术手段武装起来的队伍，各种地质灾害都能够被战 胜，圆梁山隧道也能如期建成。终于等到了这一天。2001年3月1日。这是冬季
3、山区里少有的晴朗日子，开山的炮 声打破了沉寂的土地，圆梁山隧道这个全线第一长、第一难的隧道 终于伴随着渝怀铁路这个祖国西部开发第一年就开工兴建的重点 项日，在经历了多年论证之后走到了中国隧道建设事业的前台。圆 梁山隧道作为复杂地质隧道建设的皇冠明珠，它的建设将使我国在 复杂多变地区修建长大隧道的科技水平实现新的飞跃，它的成功实 践将翻开中国隧道建设史新的一页。渝怀锁钥谁来开渝怀铁路西起重庆，东至湖南怀化。它是川渝地区重要的出海 通道，川渝地区与东南沿海地区间的距离将会因它的建成缩短500余公 里，巴山蜀水与经济发达地区的联系会更加紧密。渝怀铁路重点控制工程、重庆酉阳县境内的圆梁山隧道全长 11
4、. 068公里，是国内隧道建设史上所遇到的地质最复杂、施工难 度最大的隧道之一。隧道进口端存在毛坝向斜、出口端存在桐麻岭背斜；岩溶涌突水(9. 8x10414. 5x104m 3/d)；岩溶涌突泥，高水压(4. 424. 6M p a)；高地应力（水平主应力M ax1621M p a, m ia811M p a）；煤层、瓦斯（涌出量0. 1240. 137m 3 /d，压力0. 30. 9M pa）；高地温（28 C）；断层破碎带（共有11条）；出口段为岩堆体。从上面的资料不难看出，山岭隧道的几乎所有不良地质在圆梁 山隧道中均会出现，而且是相伴而生，不是孤立地存在。在我国，长大隧道的建设只有几
5、十年的历史，一些世界性难题 至今也没有彻底解决。因圆梁山隧道居渝怀铁路控制工程之首，被 专家们称为渝怀锁钥，也由于在中国隧道建设中的特殊地位而被称 为复杂地质隧道建设的皇冠明珠，从方案论证到设计施工都备受世 人瞩日。面对中国隧道建设史上地质如此复杂的隧道，铁道部工程管理 中心通过公开招投标方式，在激烈的竞标中，选择了中铁隧道集团 这个国内隧道专业化施工单位担负圆梁山隧道施工。摘取复杂地质 隧道建设的皇冠明珠的重担，历史性地落在了中铁隧道集团的启 上。伴随着祖国铁路建设步伐，中铁隧道集团这支“国家专业队”走 过了她不平凡的岁月：上世纪80年代，修建了至今国内最长的双线电气化铁路隧道 衡广复线大瑶
6、山隧道，获国家科技进步特等奖；修建了国内第一条 重载电气化铁路隧道大秦线军都山隧道，获国家建筑工程鲁班奖；修建了深圳罗沙公路梧桐山隧道，获国家建筑工程鲁班奖。上世纪90年代，修建了国内最长的电气化双管隧道侯月线云 台山隧道，获国家优质工程金奖；运用TBM技术建成了至今国内 最长的单线电气化铁路隧道西康线秦岭隧道，获国家建筑工程鲁班 奖；修建了京九铁路最长的隧道五指山隧道，获国家建筑工程鲁班 奖、詹天佑大奖；修建了广渝高速公路华蓥山隧道，获国家优质工程奖；修建了北京地铁 天安门东站、西站及区间，获国家建筑工程鲁班奖、詹天佑大奖。辉煌的历史在人们的记忆中没有被淡忘，中铁隧道集团又担负 起了圆梁山隧
7、道建设的千钧重担。他们知道，修建长大隧道，特别 是在地质类型多变的地区修建长大隧道，可为我国隧道建设事业进 行技术积累，探索隧道施工经验，缩短我国与国际间隧道施工技术 的差距，是集团应该担负的责任。为了应对复杂多变的地质，铁道部工程管理中心从实际出发， 果断决定对该隧道实行动态设计，这是现代设计思想的重大突破。 动态设计就是根据施工中探明的地质情况进行设计。以往的工程设 计都是先设计后施工，而在圆梁山隧道进行的动态设计相当于把设 计室搬到了隧道掌子面，但它与“三边工程”有本质的区别。动态设 计尊重的是科学，体现的是设计与施工的完善结合，日的就是实事求是，战胜不良地质， 加快施工进度。铁道部领导
8、在时刻关心着圆梁山隧道的建设，几次来到现场，给广大员工带来巨大的精神动力，又从特殊地质情况下的隧道施 工、工程安全到科研攻关等方面作出部署。重庆市、铁道部各司局 和工程管理中心、部渝怀总指挥部和中国铁路工程总公司的领导也 十分关注圆梁山隧道的建设，每到关键时刻总是及时出现在现场，为现场解决实际问题。 设计、监理单位的技术人员更是长期坚守在工地，配合现场搞好动 态设计，做好施工的监理工作。圆梁山隧道从施工开始就被列为中铁隧道集团第一号工程，集 团领导高度重视，对圆梁山隧道的科研和施工进行了周密的安排， 确立了“科学组织，合理投入，优质安全，快速高效，不留后患的 总体方案，选派了一处、二处有限公司
9、这两支精良的施工队伍担负 隧道进出口的施工任务。集团董事长、总经理郭陕云，党委书记林 万里等多次深入圆梁山隧道工地，组织施工生产，开展科技攻关活动。中铁隧道集团在 体制设置、科研攻关、队伍安排上，发挥设计、科研、施工、制造 四位一体的集团专业优势，在广大参建员工的心中都深深地印着 2005年1月31日这个总工期，印着“开工必优，一次成优，确保部 优，争创国优”的圆梁山隧道建设质量总日标。他们决心通过严格 组织和管理，通过科技攻关和先进的设备，通过用现代技术武装起 来的广大员工的奉献精神，打穿这个隧道修建的禁区，实现中国隧 道建设史上新的飞跃。震撼人心的地质灾害圆梁山隧道地质异常复杂，隧道进口端
10、毛坝向斜和出口端桐麻 岭背斜有多处大规模的深埋充填溶洞，张裂隙和断层交互。据专家 介绍，这是国内隧道建设中首次在深埋、向斜部位、高压富水、形 态类型多变的充满水、粉质泥砂的深部地区中穿过，隧道建设之难 属国内罕见，一些世界性技术难题也会在隧道施工中出现。隧道进口端毛坝向斜为东西走向，西翼高，东翼低，呈长舟形，为一封闭、可溶、不透 水的盆状构造。一位在现场工作了 20多年的教授级高工说，向斜 和背斜犹如两口平放和倒扣的锅连在了一起，方圆几十公里，连接 处为挤压断裂破碎带，“锅底”由于各种岩层的叠加不具有透水性， “锅底”装满了高压水，隧道从水压高达4. 424. 6M p a的地层中 穿过，隧道
11、上方像顶着一个漏了底的湖泊，且随时都可以倾翻下来。2002年9月10日，中铁隧道集团第一次体会到了向斜和背斜 的巨大能量的一次释放。这天，担负隧道进口正洞下导坑施工的一处公司员工正在隧道 DK354+879处进行出砟时，现场指挥人员发现掌子面右侧底部砟 堆有轻微移动，随即停止出砟，撤离人员，相关人员按紧急处理方 案分头做准备工作。现场的工程师张富宏和几名员工进入掌子面观察，发现从已经 开挖成型的正洞超前下导坑岩石缝隙中，塑状黏性土如孩子们用转 笔刀削铅笔时的铅笔屑被强大的压力挤了出来，并伴随着地层深处 沉闷的石块撞击声。张富宏急忙组织大伙撤离。员工们刚刚离开作业面，就听一声山崩地裂的轰鸣，掌子
12、面发生爆裂，溶洞中填充的 塑状黏性土伴着巨大的石块，从隧道与地质溶管最薄弱处瞬时喷出，以排山倒海般的强大 力量吞噬着已经开挖好的隧道，推动着洞内的电瓶车、矿车和各种 工具材料，夹杂着尖叫声，向洞外方向急速涌来。员工们以百米速 度逃生，泥石以百米速度追赶，只经过半分钟的时间，17平方米的 隧道断面就被泥石塞满244米。4200立方米泥石停止了追赶，大自然以其特有的姿态显示了它 不可抗拒的力量。洞内没有了照明灯光，高压风和高压水还在咆哮， 仿佛在诉说着半分钟前这震撼人心的一幕。隧道的进度里程被推后了 244米，这是一个月的施工进度啊！ 大自然的脾气似乎不愿意一次发作完毕。就在人们寻找答案的 时候，
13、9月11日和12日又先后两次突泥突水，最大涌水量达每小 时72000立方米，隧道被塑状黏性土充填389米。人们不禁要问，在隧道建筑水平高度发达的今天，我们不能预 测这样的地质灾害吗？进口端毛坝向斜被多条横向断层切割，它们构成的横向排水通 道沟通了一些独立的含水层，在石灰岩与下伏叶岩的接口上排泄地 下水，形成了标高850900米局部排水基准面，用专家的话说， 这是一种特殊的管涌现象。9月10日自然灾害事故后，人们在清理现场时发现，用钢板焊 接制作的出砟矿车等设备被全部解体，十几毫米厚的钢板被撕裂扯断，运输轨线没有了以往的平行笔直，被扭曲变型的钢轨、钢管乱 麻般与泥石交织在一起。圆梁山隧道出口端桐
14、麻岭背斜像倒扣的锅，地质水在其间自由 流动。员工们同样不会忘记2001年7月14日在背斜地段隧道与富 水区遭遇的一幕。这天，作业面刚放完炮，一个出砟司机正准备作业时，只见前 方百米处一堵黄色的水墙一股脑铺天盖地而来，洞内水头高达3米， 这名员工及时躲进避车洞。霎时，泥水带着矿车、气瓶等料具沿着 已经开挖好的780米隧道一泻而出，冲进了洞外的冷水河，洞外河 床被抬高了 10米。780米隧道的开挖方量不过5万立方米，而冲出 的泥水却达到11万立方米，高出开挖方量的两倍还多。事故发生后，隧道中仅10000立方米的突泥突水就发生了 30 余次，每下一次雨，洞里就出现一次险情。员工们说，天上下雨洞 里就
15、涌水，难道说在圆梁山打隧道也要靠天吃饭?圆梁山隧道的地质灾害严重困扰着施工。请看较大规模地质灾害记录:2001年6月15日出口平导PDK361 + 591处发生泥水灾害，掌子面涌出大量的水、砂和泥。2001年8月8日，因当天下雨，出口正洞DK361+764处再次发生涌水，洞身被淹，涌水量为每小时12000立方米。2001年8月18日进口平导在PDK353+505处钻孔时，从孔中冲出的可燃高压气体击碎防爆灯泡，突然燃烧。2001年10月7日，出口 DK361+764处涌水，涌水量为每小时6600立方米。2001 年 10 月 15 日，出 口平导PDK361+591处发生泥水灾害，掌子面涌出大量
16、的泥砂和水。2001年10月21日，出口止洞DK361+764处再次突水。2001年10月，进口正洞下导坑和平导溶洞体发生大规模涌水 涌砂涌石，被迫停工。2002年3月3日，进口平导加固段拱部逐渐出现三处突泥突水， 出口止洞DK361+764处突水量增至每小时216立方米，致使洞内 施工中断。2002年4月17日至19日，出口止洞DK361 +764线路左侧底 部出现大量涌水，运输系统被全部淹没。2002年4月23日，进口掌子面钻孔注浆时大量泥砂和水喷出， 淹没掌子面的注浆机等设备。2002年10月22日，进口正洞下导坑和平导溶洞体发生大规模 涌水涌砂涌石，被迫停工。面对圆梁山隧道出现的特殊地质
