艱難!26個月只掘進156米,好比博爾特跑出龜速,探訪“史上最難隧道”如何開鑿

博爾特 橫斷山 瀾滄江 大學 上海觀察 2017-06-07

瀾滄江西岸,大柱山高處,一條碎玉瀑布湧出,直落入江。瀑布的源頭就是此行的目的地。

江面驟然收窄。短短五百米一段,有馬幫用的吊索,兩座公路橋,還有高處的中緬油氣管線橋。油氣管道橋的施工經理,中鐵一局四公司的王智說:“這裡江面不寬,所以橋樑都從這裡過江。”

艱難!26個月只掘進156米,好比博爾特跑出龜速,探訪“史上最難隧道”如何開鑿

大柱山隧道入口處的橋樑和瀑布

最惹眼的,是一座新建的巨大橋拱,彎月般跨立兩岸。那是施工中的大理-瑞麗鐵路。橋西,湧出瀑布的洞窟就是大柱山隧道——世界上最難鑿通的隧道。

“2008年8月8日,北京奧運會開幕那天,我們開了工。”中鐵一局四公司負責大柱山隧道的項目經理姜棟說,按照設計,隧道預定2014年結束。沒想到,這條14.5公里的隧道折磨了他9年,仍未完成。

“批覆這個項目時,有關部門沒有意識到它的複雜性。現在看來,打通大柱山隧道要在2021年後。”大瑞鐵路業主代表曾勁說,“穿越橫斷山的鐵路像一段地鐵,橋隧相連。14公里長以上的隧道有4座。其中,大柱山隧道更是刷新了鐵路歷史,是中國前所未有的最難的一條隧道。”

雲南高原6月份的陽光,半個小時就灼痛了皮膚。大柱山隧道里卻陰涼宜人。一條河沿著路面從隧道深處流來。這條河流出去,就成了前面看到的瀑布。

潮溼的水泥牆好像溶洞壁。河越來越深,水在船頭有節奏地拍動,混合著通風機的低頻震動,令人平靜。

隧道的盡頭,水聲轟鳴,十幾個泉眼從黑白雜色的灰巖裡湧出,每一股都能噴出幾米遠。來客們早就換上了高筒雨靴。但雨靴裡很快積了水,褲子也溼透了。清涼和乾淨的地下河流過人們的腳面,騰起的水霧裹住了身體,令人振奮。但打隧道的人卻害怕這水。

“可能是地下暗河,也可能是‘一桶水’懸在上方。”負責入口方向施工的程瑞說,目前水壓相當於海底300米深處。他們人工鑽出這些泉眼,以放水減壓,不然就無法繼續向前。

工人們罩著橙紅色的全圍雨衣鑽孔,只露出面部,但仍然會被澆透。他們穿著泡沫救生馬甲。雖然不遠處的牆上掛著救生圈,萬一有大水,救生圈也無濟於事。

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工人在透水區的岩石上鑽孔 雷聲攝

隧道盡頭的工作面,一般叫“掌子面”——過去土煤窯被形容為只有巴掌大的一個挖掘面。現在的掌子面有三層樓高,一般搭著腳手架。工人們岩石上鑽孔,安放炸藥,爆破,清理石頭,用鋼筋水泥撐住剛拓展的空間……如此循環,推進。

掌子面上湧水、突泥,是施工人員最害怕的情況。山體裡常封存了大量的水。隧道工人如果擊破了這些隔斷,後果是致命的。隧道施工史上不乏這樣的事故:爆破後,洶湧而出的水,捲起百米外的工人和機械,將整個隧道沖刷了一個乾淨。

在大柱山隧道,幾年前一次湧水將14噸重的挖掘機推出了三十多米遠,直推到隧道拐彎處才停下。幸而人員早就撤出,沒有傷亡。

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掌子面附近掛著救生衣和游泳圈

突泥同樣可怕。程瑞介紹了他近距離拍攝過的一次突泥:掌子面上出現一個小潰洞,流出泥、砂、石礫的混合物,一塊大石頭擋住潰洞,很快也落下來,潰洞越來越大。最後,泥石流充滿了掌子面前的幾十米隧道,葬送了幾個月的辛苦成果。

“一旦發現潰洞,工人們必須馬上撤離,”程瑞說,“泥石流的粘性大。踩進去,很可能拔不出腿來。”

還有一次,一個潰洞裡傾瀉出無數光滑的鵝卵石,誰也沒聽說過這種怪事。

中國有很多難開掘的隧道,突泥湧水不少見。但大柱山隧道里,災害成了日常。百分之九十的時段,人們都要處理湧出來的積水和泥漿。

項目總工劉昕華說,橫斷山脈位於兩大地殼板塊交接處,號稱世界地質博物館;大柱山隧道一路穿過30多種岩石,有形成於二疊紀的古老岩石,也有全新世的沉積岩石。設計勘測也沒搞清楚山體內斷層的準確分佈。

“瀾滄斷裂帶的地質情況是最麻煩的,我們對它的認識不深。”設計單位中鐵二院的代表何萬陽說,“這樣多的水是哪裡流來的?我們搞不清楚。”通過富水斷層期間,大柱山隧道的湧水量,3個月就能灌滿一個西湖。運氣很重要。水壓大的時候,施工者只能鑽孔放水,等待水慢慢小下去。存在這樣的可能性——挖到一條永不枯竭的地下大河,整個隧道工程就得放棄。

一路上,施工者要應付6個斷層。最難的燕子窩斷層,26個月只掘進了156米;在業內人士看來,這好比博爾特跑出烏龜的速度。

最困難的時候,施工方曾請來全國最權威的幾名隧道專家,現場支招,但如此麻煩的現場誰也沒見識過,專家也無計可施。

打隧道運氣很重要。“如果圍巖好,能夠快速掘進了,我的心情就跟中彩票一樣。”程瑞說,“如果圍巖差,幾個月都進不了一步,心情就很糟糕,絕望。”

姜棟說,他們有句祝福的話是:“祝你圍巖好!”

隧道的進口方向是“水深”;出口方向則是“火熱”。高地溫,讓掌子面在34攝氏度以上,溼度超過80%。來到掌子面,半分鐘襯衣就溼透了。工人們脫得只剩褲衩,用水管子向身上澆水。

艱難!26個月只掘進156米,好比博爾特跑出龜速,探訪“史上最難隧道”如何開鑿

工人坐在冰塊上休息

為了讓現場舒服一點。工地從附近的蔬菜冷庫拉來了大冰塊,堆在掌子面邊上,每天換5次,一次要用幾噸。熱得受不了的工人,就在冰塊上坐一會兒。如此,一班也只能撐兩個小時。

“火熱”的一端,也會湧水,而且因為掌子面比洞口低,水不能自己流出。一次湧水後,大家划著充氣艇進掌子面,手能摸到頂。“沒有燈,打著手電,慢慢划進去,不知會碰到什麼情況。挺恐怖的。”姜棟說。最終他們用逐級的大功率泵,將水一級級吸出去,相當於把一個湖泊提升到百米高樓上。

缺氧也是個大問題。由於洞在山內1000米深,大柱山隧道只能是“獨頭掘進”——從出口和入口挖,而不能從中間挖井下去,增加幾個工作面。它的獨頭掘進距離也創造了世界紀錄。新鮮空氣如何輸送到8、9公里深的掌子面是一大難題。最終施工者設計了新鼓風系統,也解決了。

巨大的地應力是一大威脅。在進口方向的路上有一個廢棄的工作面,那是被地應力壓塌的。幾十條支撐隧道的工字鋼被地殼輕輕一捏,成了麻花。程瑞說,他在現場聽到了“嘎吱嘎吱”鋼條扭曲的聲音。

不僅如此,地應力還可能造成巖爆——岩石被壓裂,碎片像子彈一樣飛出來,劃破人的皮肉。

為了預知前方圍巖情況,中鐵一局四公司發明了一種高效率的技術。大柱山隧道項目副書記張斌介紹說,他們跟北京一家科技公司合作,引入了“孔內成像儀”,就像醫院裡常用的內窺鏡。

在巖壁上鑽好了洞,長長的纜線就可以頂著攝像頭插進去,只要洞裡湧出的水壓力別太大,屏幕上顯示孔內一路上清晰的圖像,就好像胃鏡顯示出消化道的實景。“這一段圍巖情況不錯,”技術人員指點著屏幕,“這裡的空穴是出水點,我們可能鑽到了一道水路。”

張斌說,他們在隧道工程中發明的這一辦法,迅速在全國推廣。當初儀器10萬元一套,現在降到2、3萬元。

為了在泥漿般的沉積物裡打隧道,施工者還引入一種技巧:向沉積物中灌入水泥和水玻璃的混合液體,讓沉積物硬化,再當作岩石一樣爆破。好比把豆腐腦變成豆腐乾,在豆腐乾裡打洞。

“放在20年前,這樣的項目想都不敢想。”中鐵一局四公司紀委書記遊宏生說。例如成昆鐵路曾被稱為工程奇蹟,跟如今的大柱山隧道比起來完全不算什麼。

“成昆鐵路實際上只是從斷裂帶邊上擦過去,現在的工程是真正穿越斷裂帶。”遊宏生說,“成昆鐵路通過增加坡度,在山的高處打隧道,減少了隧道的長度和難度。而現在的鐵路就不會這麼做。

姜棟說,近二十年來,中國推廣了新奧地利隧道施工法——橫截面為蛋形,充分利用圍巖的自承能力,用鋼筋混凝土的幾層襯護來加固圍巖。這套辦法,中國人已非常熟練,完成了一系列世界頂尖的長隧道。

儘管已經擁有世界上最成熟的技術、最豐富的經驗,但中國工人要在橫斷山脈鑿出一個前所未有的洞,仍然提心吊膽。姜棟的頭髮,在大柱山隧道工作一個月就花白了。

缺錢令人頭疼。十年前項目上馬時,困難和成本被低估了。後來追加了少量預算,也無法填補虧空。過長的工期影響到了施工人員的晉升,甚至讓他們的工資難以下發。儘管如此,項目部仍瀰漫著輕鬆愉快的氣息。大柱山隧道將是他們職業生涯的一大成就。大家期待著兩端掌子面接通的那一天。

“別的隧道四、五年就完成了,我們的隧道可能要用十三年。有些人大學畢業分配到我們這裡,戀愛,結婚,已經生了兩個孩子。 ”姜棟說,“當然也走了很多人。但留下來的人都準備堅守到最後。我們約定了——‘掌子面不見不散’”。

(本文轉載自微信公眾號“科技日報” 編輯郵箱:[email protected]題圖來源:高博攝 圖片編輯:雍凱)

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