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一场“水”与“土”的终极较量
——西延高铁高哨隧道施工纪实
  8月27日,随着挖掘机铲斗的落下,一道亮光透进洞内,欢呼声即刻在隧道响起,太原公司承建的西延高铁高哨隧道顺利贯通,至此,标段内隧道已全部贯通,距离项目建成开通更近一步。
  全长6824.60米的高哨隧道位于延安市甘泉县境内,是西延高铁全线安全风险高、施工难度大、建设工期长的9座高风险隧道之一,也是西延高铁全线控制性工程之一。这里地理构造复杂,线路穿越位置既有埋深不足5米、且地表为垃圾处理厂泄水通道的浅埋沟谷,又有近500米长的湿陷性黄土浅埋段,含水率高,围岩开挖时极易发生沉降变形,甚至出现坍塌、涌水等灾害,相当于“在淤泥里打隧道”。
  土与水的矛盾,在地下如何调和?最关键的在于对围岩的“固”和对地下水的“排”。
  “固”,技术人员深入研究现场地质条件,围绕高哨隧道黄土围岩大断面、土体含水率等一系列问题开展技术攻关,最终确定了“管棚+超前小导管”的支护方案,采用直径为80毫米的管棚和直径为42毫米的超前小导管注浆,每进尺6米打设1环管棚,初期支护型钢拱架采用扩大拱脚+纵向槽钢连接的方式,增强初支钢架整体性和稳定性。
  “排”,在仰拱前端设置临时集水井,预留引流管,将水流集中引流至集水井,再用水泵抽排至洞外,有效降低施工中地下水的下渗量,避免围岩的进一步恶化,保证施工安全。同时浅埋段拱顶施作防水层及截水沟,堵截地表水下渗,有效降低了洞内黄土含水率,进一步改善其变形迅速且持续变形的状态。
  “土”遇水变成“泥”后,易发生塑性变形,就像小时候玩的黏胶泥一样。”提起隧道围岩情况,项目总工感慨到。施工中,针对湿陷性黄土软弱围岩特性,项目部按照“快挖、快支、快封闭”的原则,通过采取“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”等措施,严格控制隧道沉降变形,有效破解了湿陷性黄土地基承载力低、易变形等难题,也为后续湿陷性黄土隧道施工积累宝贵经验。
  不仅如此,针对黄土土质结构变化复杂且迅速的特点,项目部加强隧道围岩动态监测,根据现场超前地质预报及超前钻探结果,实时调整隧道支护参数及预留隧道变形量,保证了隧道围岩的稳定性,确保安全高效穿越隧道。同时降低二衬混凝土超耗,取得较好的经济效益。
  为防止浅埋段塌方冒顶,技术人员多次深入施工一线,摒弃常规爆破开挖方式,采用机械开挖,不断根据围岩情况调整超前地质预报方式,又根据监控量测及超前预报结果不断微调现场施工方法,保证隧洞开挖有序进行。在通过浅埋段时,一方面在洞顶地表处进行引排水及地表封闭,一方面洞内加强超前管棚、减少单次火工品用量、减少循环时间等方法,最终安全顺利通过了全隧4处浅埋段。
  西安至延安高速铁路是陕北革命老区的首条高铁,是国家高速铁路网包(银)海高速铁路通道的重要组成部分,与正在建设的西渝高铁共同形成南北大通道,是陕西省“米”字型高铁网主骨架的重要构成,是“十四五”时期的重点建设项目。线路全长299.8公里,建设标准为双线高速铁路,设计速度350公里/小时。线路建成投入运营后,西安至延安的运行时间将从目前的2个半小时缩短至1小时左右,对深入推进西部大开发战略、助力革命老区乡村振兴、加快构建包海高速铁路通道,进一步完善优化国家高速铁路网络布局、提升陕西省区位优势和全国铁路网枢纽地位具有重要意义。
  (董华)

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