“豆腐脑里打洞”！什么样的工程竟耗费九年时间？

李白的诗中曾用“蜀道之难，难于上青天”来形容进川路险，如今，随着通往重庆和四川的公路和铁路一条一条修通，蜀道的艰险已被新中国的建设者征服。
19日，连接甘肃和重庆的兰渝铁路经过9年的建设，全线贯通。



兰渝铁路北起兰州枢纽，向南经甘肃定西、陇南、陕西宁强进入四川境内，过广元、南充接入重庆枢纽，途经三省一市22个县（区），正线全长855公里。
兰渝铁路建设历时将近9年，铁路沿线地质情况复杂。尤其是花了6年时间，19日贯通的“卡脖子”工程胡麻岭隧道，就曾经被国内外专家定性为“国内罕见、世界难题”的全路“头号重难点”工程。


攻克“世界难题”胡麻岭隧道
铁路行业内有一个很形象的比喻：如果说10多年前开通的青藏铁路是一块难啃的“硬骨头”，那昨天贯通的兰渝铁路就是一碗“豆腐脑”。
因为“天路”攻克的技术难题是冻土；而兰渝铁路因为全线存在着“第三系富水粉细砂”地层，土质偏软，因此“怕软不怕硬”的隧道施工就像在“豆腐脑”里打洞，不仅难度大，而且极其容易涌水涌沙。


胡麻岭隧道全长13.6公里，为双线单洞隧道，是兰渝铁路高风险隧道群中的典型代表。2011年8月，离贯通仅剩173米时，施工遇到了“第三系富水粉细砂”地层。施工人员介绍，当时，涌出的泥砂像泥石流一样淹没了已经修好的隧道。


胡麻岭隧道要通过3.5公里的“第三系富水粉细砂”地层，这套地层的水稳特性非常复杂，针对这套地层采取了特殊的设计措施，在施工的过程中，不断出现突水、流沙等现象，为工程的开挖施工带来了极大的困难。


在这样的地层做隧道开凿就好比在“在豆腐脑里打洞”。过去5年半，胡麻岭隧道发生了四次大突涌，清理砂浆15万立方米，2015年，建设者研发出组合式的真空降水技术，在真空降水进行完之后再对作业面进行帷幕注浆加固，最后进行开挖作业，使开凿隧道速度大大加快。
地质情况复杂 施工风险高难度大
像这样的复杂地形不仅仅是这一条隧道，而是存在于整条线路。兰渝铁路穿越区域性大断裂10条、大断层87条。全线存在着第三系富水粉细砂层隧道群、高地应力软岩大变形隧道群、高瓦斯隧道群、岩溶突泥突水隧道群等四大高风险隧道群，施工难度极大，安全风险极高。


国内外院士、专家先后38批次来现场号脉会诊。截至目前，全线获得国家专利28项、攻克省部级以上科研项目21项。
下半年通车 运输能力大提高
历经9年，攻克了一系列世界级难题，随着19日胡麻岭隧道的贯通，兰渝铁路全线预计今年下半年通车。届时，与现有的渝黔铁路相连接，形成兰州至重庆至广州的南北铁路大干线，将成为与京广线、京沪线并列的三条南北铁路大动脉之一。


重庆和西南到新疆、欧洲的中欧班列将不再绕行，全程可缩短近700公里，运行时间节省约11个小时。
兰州与重庆的铁路运输距离将由现在的1466公里缩短至855公里，客车运行时间由现在的20.5小时缩短为6.5小时左右。




下面这个视频是中央电视台近10分钟的现场直播。


兰渝铁路是连接我国西南和西北地区最便捷的铁路大通道，胡麻岭隧道是决定其能否贯通的“头号重难点控制性工程”，也是全线最后一座贯通的隧道。
百年前，孙中山设想建设的国家铁路大动脉——兰渝铁路是我国铁路建设史上难啃的“硬骨头”。新中国成立之初，苏联援建专家认为“修通兰渝铁路的愿望根本无法达成”；国际工程地质与环境协会（IAEG）主席、西班牙马德里理工大学CarlosDelgado教授在考察时也表示，“在流沙中修隧道，这在世界隧道工程中属于首例”。“兰渝难”已成中国铁路界的共识。


为什么这条隧道需要建设九年之久？到底难在哪里？

1、国内罕见、世界难题
胡麻岭隧道施工至2011年8月19日，1号、2号斜井间仅剩173米，却遭遇“第三系富水粉细砂”地层，涌出的泥砂如泥石流一样，特别是3号斜井，水流呈喷射状，日均突水量竟达到1200立方米，隧道作业如同“在软豆腐中打洞”。

这里的地质以第三系泥岩、砂岩夹泥岩、富水粉细砂为主，泥沙含水量高达24%。传统的注浆及降水措施收效甚微，施工过程中边挖边流，稍有不慎就会变形和塌方。施工中曾先后发生4次大规模突水涌泥，共计涌出沙土5万立方米、泥浆15万立方米，抽出的水多达80万立方米。

掌子面大规模突水
2、三法合一、综合降水
经过对各种工艺试验的总结分析，中国铁建的工程技术人员提出将矿山法、新奥法和新意法“三法合一”，辅以综合降水、注浆固结措施的新思路。

九部双侧壁导坑法施工
在斜井内采用三台阶临时仰拱法，将作业面自上而下分为三个台阶开挖，各台阶成环受力。在正洞内采用九部双侧壁导坑法，将掌子面分割为九小块，每部分都使用钢架封闭成环，依靠强力支护措施控制围岩变形。

超前真空降水
同时在真空降水和注浆加固的过程中，使用浅埋段地表井降水工艺，在作业面前方和两侧地表钻井至隧道下方，再利用抽水机械排水。浅埋段地表可以方便快速成井，成井后降水漏斗亦可快速形成，降水效果非常明显。
3、战突水、斗涌泥
在隧道施工进入深埋段落，1号、2号斜井首先进入长段落高压富水区。1号斜井掌子面一侧泥沙突然连续向外涌动，光是涌出的固体砂土每天可达1600立方米，作业人员先后设置五道挡泥坝，最后一直到距离掌子面210米时，才勉强将泥沙挡住；而2号斜井也出现整体涌动，涌出体缓慢外挤至距掌子面41米处暂时稳定下来，涌出砂土总量达5000多立方米。

突水涌泥量之大严重影响施工
像这样的突水涌泥经常发生，往往清理还没多久，又发生新的突涌，隧道施工每月只能掘进8.2米。
施工技术人员和各方专家借鉴前期浅埋段地表井降水的良好效果，把目光放在了地表深井降水方案上，由于地质易塌孔，成井率很低，他们使用国内最先进的打井技术和作业设备，数次废井、更换十余种护壁泥浆配方，终于成功成井。隧道施工进度明显加快，每月平均掘进达到15米，其中五号洞单月开挖达27米，功效平均提高两倍以上。

在地表井口抽出大量泥浆
4、综合发力、决胜胡麻岭

2015年10月，胡麻岭隧道只剩最后700多米却出现新状况：剩余的9个作业口中，竟有6个口同时进入高压富水区，即使不间断抽水也跟不上地下水的补充速度。如果暂停地表深井抽水，隧道内则瞬间一片汪洋。同时，1号斜井再次发生超大规模突水涌泥，数千立方米已经固结如石的围岩，在巨大压力下被推出几十米，200米以上的地表竟出现大规模塌陷。
李克强总理在视察兰渝线时做出重要指示：“铁路对西部发展有重要意义。在西部山区修铁路非常艰苦，但你们是用艰辛和努力为西部贫困人口打开致富大门。一定要既保证工程质量，又保证自身安全。”
中国铁路总公司领导及各司局、甘肃省政府、中国铁建等领导纷纷进驻现场考察献策、激励士气，参建各方综合发力：铁一院精细查明1号、2号区间的每一处大小空腔；十九局集团调集石油钻机进行精准灌浆回填、掌子面帷幕注浆、降水泄压作业……

隧道贯通
之后，胡麻岭隧道施工不断掀起高潮，5号斜井创造每月施工35米的新记录！开挖的同时，施工人员采用“双液回退劈裂注浆”新工艺，提升掌子面开挖与加固的安全作业性。6米、5米、4米……2017年6月19日9时19分，胡麻岭隧道终于贯通！
欢呼声在幽暗的隧道里经久不息，很多人留下了激动的泪水。8年，人生能有多少个8年呢？他们抛家舍业地奋战在隧道里，青年变壮汉，中年鬓发白……
中国建设者无怨无悔、迎难而上，不仅创造了复杂地质条件下长大隧道施工作业无人伤亡的记录，还创新总结形成一系列复杂地质条件下隧道施工工艺工法，把外国人认为的不可能变为现实，使中国隧道建造水平登上崭新台阶。