工程高访

提着脑袋干活!万米隧道穿越12次瓦斯煤层

科技日报 2019年08月07日
  • 该隧道全隧属于高瓦斯隧道,瓦斯段落累计长达3100米
  • 通过设备的实用与创新,项目安全顺利穿越了12次揭煤及8次穿越地质构造带施工

针对隧道高瓦斯风险高的特点,在硬件设施上加大投入确保人员作业安全

挖掘瓦斯隧道犹如穿越战地雷区,用工人的话说这是“提着脑袋干活”。

在“蜀道”乌江天险处,挖掘出万米隧道需穿越12处瓦斯煤层段。2019年8月6日,涪秀二线铁路唯一控制性工程——全长10.004公里的新白沙沱隧道顺利贯通,该隧道全隧属于高瓦斯隧道,瓦斯段落累计长达3100米,是国内目前铁路高瓦斯隧道中独头掘进距离最长和穿越瓦斯煤层最多的隧道。

五管齐下 力保安全穿越瓦斯带

渝怀铁路涪陵至梅江段增建第二线工程,是国家中长期铁路网规划的重要建设项目,承担着武陵山区区域发展与扶贫攻坚的重任。位于重庆涪陵境内的新白沙沱隧道,地质结构异常复杂,岩溶发育断裂带占比89%,褶皱断层破碎段长达8.97公里,碳酸盐、碎屑岩、石膏与基岩裂隙水相继赋存,溶洞、溶沟、溶落水洞等纵横交错,极易突发坍塌、沉降、落石、涌水、突泥灾害。

新白沙沱隧道(受访者供图)

“最大的风险还在于全隧属于高瓦斯隧道。”中铁四局涪秀二线四分部项目经理胥克明说,新白沙沱隧道面对的是煤矿采空区5.6公里,洞身要8次穿越地质构造带,12处瓦斯煤层段,瓦斯段落累计长达3100米,煤层穿越、煤尘自燃与瓦斯爆炸的安全风险巨大。

“针对隧道高瓦斯风险高的特点,我们在硬件设施上加大投入确保了人员作业安全。”胥克明介绍,隧道里布置了进出隧道门禁系统、瓦斯自动监控系统、人员洞内定位系统、专用煤安防爆型机电设备的应用,实现了全方面的监控报警,一旦有情况,立即断电、撤人,即使在最远处也能10分钟撤出洞外。

为了能最准确的提前探测,他们做到了探测设备“五管齐下”。

有防爆性多功能钻机物探、TSP超前预报、红外探水、地质雷达和加深炮孔近测,几乎用到了目前最全最先进的预测设备。通过设备的实用与创新,项目安全顺利穿越了12次揭煤及8次穿越地质构造带施工,未发生一起岩溶突泥事故。

技术创新 机械化施工提升施工进度

长达10公里的隧道,从2016年4月10日正式进洞施工,到2019年8月6日安全贯通,比预定时间提前了56天。分部总工刘保川说,能做到安全提前贯通,靠的还是项目部的创新。

隧道中机械化施工(受访者供图)

针对地质构造复杂、安全风险高、断面净空小、工期压力大的难题,项目部以单线铁路特长隧道施工管理实验室课题为依托,探索特长隧道机械化配置研究和工艺工装创新,合理优化机械设备选型配套。

“我们通过高科技施工机械设备及应用程序的投入,改变传统隧道施工方式及工艺,减少劳动力投入和劳动强度,既降低了安全风险又加快了隧道施工进度。”刘保川介绍,通过隧道挖装机的技术研究,让开挖和除渣一体化,提高了施工效率,也避免了内燃机尾气排放带来的通风压力。通过湿喷机械手的课题攻关,降低了洞内粉尘浓度,并保证了喷射混凝土平整性、密实度、强度。

而通过自行式液压仰拱栈桥的应用创新,则增加了仰拱施工操作空间,减少了人工安装模板时间,有效提高了施工进度,保障了作业人员安全;通过衬砌成套工装设备的工艺开发,大幅提高了衬砌混凝土强度,缺陷率由7.5%降至0.5%,大幅减小衬砌脱空缺陷率,缺陷率由10.2%降至3%。(编辑:赵静)


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