高原地震带铸丰碑

——中铁十一局集团四公司兰渝铁路施工纪实

2016年6月15日10时左右，一台铺架机顺利铺过由中铁十一局集团四公司担负施工的兰渝铁路LYS-4标新城子隧道大跨扩挖段，至此，具有世界性施工难题的我国高地应力、大跨断面隧道施工基本完成，兰渝铁路的又一座堡垒被成功攻克。

原铁道部副部长、铁道学会理事长、中国工程院院士孙永福（后右5）在兰渝公司董事长兼总经理熊春庚，四公司执行董事、总经理余霖等的陪同下，到项目施工现场调研。

位于甘肃宕昌的哈达铺是中国革命和工农红军长征途中改变命运的“重大决策地”，是中国工农红军万里征途上的“加油站”，而4标正好位于宕昌县域。2009年2月，4标段正式动工，面对一个个世界性施工难题，四公司广大参战员工以敢于挑战自然极限的勇气和魄力，开展了一系列攻坚战，为确保兰渝铁路全线尽早建成通车，“储备”了一个个“加油站”。

兰渝铁路途经甘肃、陕西、四川、重庆三省一市，长达1171公里，北连兰新、包兰、兰青、陇海铁路，南接宝成、襄渝、达成、遂渝、渝怀、沪汉蓉铁路，是国家《中长期铁路网规划》中西北至西南区域间客货并重、最便捷、最快速的大能力运输通道，也是国家“一带一路”、西部大开发、长江经济带三大战略的黄金交会线路。建成后将极大地促进沿线的经济发展，有利于加快老少边穷地区脱贫致富、全面建成小康社会的步伐。

序曲 非同凡响

兰渝4标全长26.4公里，主要以特长隧道为主，3座隧道总长就达25.7公里，占管段的97.6%。其中罗沙隧道7997米，附设1639米的斜井；新城子隧道9164米，附设三个斜井、横洞共计3600余米，隧道内设有四线加宽会车车站；毛羽山隧道全长8502米，附设斜井、横洞共计1779米，还有3座桥梁和宕昌车站。

3座隧道均位于青藏高原东北缘复杂特殊的地质构造带，即龙门山地震带上，地震活动频繁，地应力极高，围岩主要为三叠系炭质板岩，极其破碎，成洞困难，是典型的高地应力软岩大变形隧道。特别是新城子隧道和毛羽山隧道均受临江铺车站进洞影响，结构特殊，由两个双线断面转变成两单断面，再由双连拱断面变成大跨断面，最后又变成双线断面，隧道大跨最大开挖断面350平方米，为目前国内在建铁路隧道开挖断面之最。“高地应力、软弱围岩、大断面”三个高风险因素叠加，这在国内乃至国际隧道施工中极为罕见，为世界级施工难题。中国铁路总公司和兰渝铁路公司将这两座隧道同时列为全线高风险等级的重难点控制性工程之一。

2009年2月，当准备进行毛羽山隧道和新城子隧道洞口开挖时，就给建设者们一个下马威，两座隧道出口位于陡崖，下临河谷、县道，垂直高差近百米，洞口位置呈鹰嘴（倒钩）状，根本无进洞条件。集团公司和四公司会同业主和设计院反复研究论证，最终决定采用横洞进洞，从里向外出洞的方案。项目部遂采用由内向外三台阶法开挖，2012年6月5日，新城子隧道上台阶左侧先行出洞。出洞后又发现洞口岩层裂隙发育，岩石整体松动，采用喷锚加固后不能稳定，6月29日发生局部跨塌。经过反复摸索，决定采用增加锚索框架梁加固。长锚索调整到25米，2013年4月两座隧道洞口最终稳固完工。

工人们正在加紧隧道断面开挖施工。

过程 历经艰难

隧道进洞施工不久，困难和难题接踵而至。因宕昌至陇南沿线属于青藏板块与内陆板块“碰头”的部位，位居岷山断裂带、舟曲至石峡地震带上，仅2011年以来，宕昌及临近的县市相继发生了舟曲特大泥石流、梅川地震、岷县大洪水等自然灾害。特别是新城子隧道和毛羽山隧道的岩体多变，由于各大板块的相互挤压碰撞，形成强大的地应力，三叠系板岩又构成典型的板梁弯破坏模式，导致隧道出现收敛、崩塌、张裂、钢拱架折断、涌水等，各种险情层出不穷。再加上左右洞距离近，施工相互干扰大，后洞施工引起前洞已成型初支、二衬开裂。头一天全部衬砌好的隧道，在强大的地应力挤压下，第二天就“瘦身”几十公分，最多时“瘦身”达两米多，钢拱架、工字钢、H型支撑钢、仰拱、套拱等措施都无济于事，都扭曲变形，甚至压溃，前面掘进衬砌，后面就得拆除，重新研究施工方案。塌方涌水更是家常便饭，一天掘进需要三天拆除重建，最困难的阶段，一个月掘进不到20米。

隧道开挖后不断收敛变形，这是个世界性的施工难题。在强大的地应力作用下，即使已经完成二衬的隧道仰拱和二衬仍然会开裂。兰渝铁路公司、中铁十一局、设计单位在施工现场展开了科研攻关，通过反复论证、摸索，终于见到了曙光。对高地应力造成的隧道“收缩症”，采取了“抗 ”和 “放”相结合的措施。“抗”就是加大防护支撑的抗压力，拱架的工字钢改为H型钢，然后加长锚杆、长锚索、仰拱、套拱、双层二衬；所谓“放”，就是给地应力一个释放空间，让它提前释放大部分能量，出出气、泄泄劲。在施工过程中，采用开挖超前应力释放导洞，预留释放高地应力空间；隧道作业断面采用长锚索配锚杆，用精轧螺纹钢对拉锁固；初支采用双层初支、二衬采用双层二衬，同时结合六部CRD、九部双侧壁等工法，将施工工序错开，平行推进；隧道大跨分别用H200、 H175厚度为30厘米型钢进行双层初支；二衬采用了第一层厚度为60厘米，第二层为30厘米的混凝土进行二衬施工。这些措施有效地控制了隧道变形，确保了隧道的顺利贯通。

高地应力软岩大变形隧道施工质量安全至关重要。新城子隧道左线与右线隧道相隔只有6.5米，最近处只有6米。右线隧道放炮，就会把左线隧道震裂，左线隧道掘进，右线隧道又会出现裂痕。掘进时施工不能放炮，开始用切割机，效果不好，又试验着在挖机上装破碎锤。为了防止软弱松动的围岩整个塌落下来，项目部采用注浆小导管，以细密的梅花形布局进行注浆。在大跨开挖过程中，项目部设计了“微台阶开挖法”(对导坑分为9个台阶逐一开挖)，先打导洞释放地应力，等其收敛后，再在侧壁挖两个小洞，对两个洞中间的间隔带，用长锚索和长锚杆加以固定，再挖中间。侧壁进去5、6米后，就开始打另一侧壁，然后停下来再打潜孔钻，用长锚索和长锚杆锁定。在立拱架过程中，项目部加密了型钢，每50公分为一榀，即使这样拱顶仍然会掉块，每次架子队里的值班领导和安全员必须现场值守，随时注意将松散的石块清理掉，然后再立拱架。

通过长期的摸索和反复的调整总结，最终成功地控制了隧道变形，确保了大跨、联拱段有序推进。

落幕 凯歌连奏

进场7年多来，四公司以集团公司为强大的后盾，在中国铁路总公司、兰渝铁路公司、中铁一院的大力支持、帮助下，组成科技攻关团队，开展了一系列工艺工法试验，先后攻克了地震、特大暴雨、泥石流、高地应力软岩大变形、涌水、坍塌等一个个施工难题，确保了大跨、联拱施工有序推进。特别是去年中国铁路总公司在兰州召开兰渝铁路全线开通动员大会以来，中铁十一局集团及四公司主要领导亲自部署安排，动员全集团攻坚，集团公司派出得力的督导组驻守现场，精心组织，科学施工，统筹推进；项目部动员全体参建员工发扬不怕疲劳、连续作战、敢打敢拼的铁军精神，顽强拼搏，奋力攻坚。

一幅幅画面闪现，“勾勒”出兰渝铁路施工的险象环生和艰难困苦——

2010年6月12日，毛羽山隧道掌子面发生特大涌水，上万方泥沙涌出，项目部仅用一个月就恢复施工。

2012年5月11日深夜，罗沙隧道出口的剪子河突然暴涨10多米，由于值班人员的高度警惕性，及早地招呼员工们沿着防护钢架爬上了山顶，避免了一场人身伤亡事故的发生。

2013年5月9日，毛羽山隧道出口山洪暴发，道路全部被冲毁，施工人员被隔绝，在项目部的高效组织下，风险成功化解。

2014年3月25日，罗沙隧道提前安全贯通。今年1月10日，毛羽山隧道提前顺利贯通。5月31日上午8时左右，全线三大重难点工程之一新城子隧道完成最后大跨扩挖段施工，标志着4标管段内最后一座隧道安全顺利贯通。

自开工建设以来，四公司广大参战员工面对极其恶劣的自然环境、异常复杂的地质条件，始终发扬铁道兵精神，在偏僻的山沟里，忍受着交通不便、长期背井离乡、与亲人聚少散多、不能享受天伦之乐的苦痛，克服了施工难度极大、安全风险极高、工期紧张而施工漫长等困难，坚守了7年多，保证了项目施工质量、进度全面可控，保持着安全零事故、零伤亡，环保上零投诉的记录。“刻画”了一个个现代“愚公移山”感人的故事，在青藏高原东北缘铸起了一座永恒的丰碑。

标准化的兰渝铁路毛羽山隧道施工现场。