号隧洞艰难地掘进

更新于 2026年10月13日 版权声明
7 号隧洞艰难地掘进

7 号隧洞,是引洮供水一期工程总干渠第二长隧洞。它的进口位于洮河流域,出口位于渭河流域,堪称“咽喉工程”。穿洮河与渭河两流域分水岭至秦祁河右岸阶地陈家咀,全长17.286 公里。洞身围岩主要为白垩系泥质粉砂岩、粉细砂岩、泥质页岩,局部为上第三系砂岩、砂砾岩,围岩类别Ⅳ~Ⅴ类,采用圆形断面。

7 号隧洞由中铁隧洞股份有限公司承建,监理单位为山西省水电工程建设监理公司,合同价为3.85 亿元,合同工期为58 个月。

2007 年9 月,开工建设,采用一台单护盾式全断面隧道掘进机(TBM)从隧洞出口工作面施工。

2010 年TBM 从隧洞出口朝进口方向掘进2549 米后,进入含水疏松细砂岩洞段,由于围岩软弱,坍塌严重,发生严重的涌沙地质灾害,导致TBM 三次卡机,TBM 被困并栽头663 毫米,导致施工中断,无法继续掘进。七个月只艰难掘进504 米。甘肃省引洮项目协调领导小组广泛咨询省内外专家意见,认为TBM 设备不适应含水粉细疏松砂岩底层施工,及时决策,调整施工方案,在7 号隧洞中段新增开四个斜井、一个竖井,共五个工作面,采用常规施工方法穿越含水粉细疏松砂岩地层,分别由甘肃省水电工程局、中国水电二局、中铁十八局、浙江水电建设集团公司承建;将原7 号隧洞出口被困的TBM 解体,并重新加工盾体和刀盘,搬运至隧洞进口组装,从进口掘进除含水粉细疏松砂岩地层以外的隧洞。

图示

7 号隧洞掘进启动仪式在渭源县庆坪乡李家窑村举行 (祁玉洁摄)

2011 年8 月17 日,引洮工程总干渠7 号隧洞掘进启动仪式在渭源县庆坪乡李家窑村举行。

TBM 开始从7 号隧洞进口方向掘进。为了早日拿下7 号隧洞,一开工,中铁隧道股份有限公司专门引进一台宛如一条“钢铁巨龙”的TBM——世界上目前最先进的大型隧洞掘进机设备,采用目前国际上较为先进的TBM(全断面掘进机) 掘进方式进行施工。这也是继引大入秦工程后,甘肃省历史上第二次在水利工程建设中启用TBM。它在掘进中,创造了月进尺1869 米的世界纪录,累计完成主洞掘进14.34 公里,占17.28 公里的83%,主洞二衬12.62公里,占17.28 公里的73%。

但是,“上天容易钻地难”。7 号隧洞复杂多变的地质条件还是出乎所有人意料。TBM 碰到了业界“谁碰上谁倒霉”的世界性难题:含水疏松砂岩地质构造,俗称“地下泥石流”。

2012 年4 月27 日,7 号隧洞进口TBM 掘进至15 公里洞段时再次发生特大涌沙灾害,TBM 第二次卡机被困。针对7 号隧洞饱水疏松砂岩这一世界性难题,经过建设管理、设计、监理和施工单位充分论证和研究,决定新开5号、6 号施工斜井,其中,5 号斜井549 米,用于解困TBM6 号斜井595 米,用于剩余洞段人工开挖。启动3号红山屲斜井、4 号吴家坪斜井两个上游工作面,采用人工钻爆法开挖剩余洞段。采用冻结法施工开挖7 号隧洞吴家坪支洞下游剩余的40 米含水疏松砂岩洞段,和7 号隧洞出口原TBM 刀盘上游剩余的20 米的饱水疏松沙地层洞段。

但是,公司虽然运用了“十八般武艺”,增设四个支洞,再打两个斜井,又开三个竖井,但一个个办法均告失败。针对7 号隧洞饱水疏松砂岩这一世界性难题,引洮工程局多次邀请国内知名专家和有经验的施工单位,及时研究调整施工方案,在常规施工方法无法突破的情况下,组织煤矿和水利专家研究提出了冻结法施工方案。

2013 年2 月17 日至19 日,春节刚过,遵照习近平的指示,水利部总工程师汪洪带领十九位国内知名专家在兰州召开咨询论证会,深入现场考察,会诊把脉,进行现场咨询指导,克服这一世界性难题。经过多次论证,专家们最终决定,确定了冻结流砂的施工方案。针对7 号隧洞疏松砂岩洞段采用冷冻法施工和TBM 解困的范围、优化施工方案、复合结构设计、科学安排工期、控制建设投资、补充地质勘探、编制剩余工程设计报告、确保施工安全和进度等方面提出了指导性意见建议。总干渠7 号隧洞剩余669 米洞段中,采用冻结法施工310 米,常规钻爆法施工359 米,施工期约300 天。冻结法施工洞段分别为TBM 解困及下游洞段开挖共270 米、出口剩余40 米。

在地下240 米以下,首次采用煤矿、地铁等施工过程中才采用的冻结施工法,创国内大型水利工程施工技术先例。(https://www.daowen.com)

——承建引洮总干渠7 号隧洞1 号竖井TBM 解困冻结施工任务的辽宁东煤有限责任公司,2013 年春节期间组织首批前期工作人员,搭建工棚,平整场地,在海拔2300 米的山区安营扎寨。93 名施工人员昼夜施工,7 台钻机连续作业,7 辆大型拖车和12 台冷冻机,设计垂直冻结孔81 个,冻结孔总钻孔长度20976 米,日进尺149 米。

——承建引洮总干渠7 号隧洞2 号竖井的兖矿新陆建设发展有限公司,调集7 台钻机、180 名工程技术人员,日月奋战在海拔2336 米高的高山顶上,施工井然有序。2 号竖井设计冻结孔427 个,冻结孔总钻孔长度96828 米,日进尺350 米。水平段冻结区设计冻结孔401 个,日成孔1 个,日进尺350 米。

——在3 号红山屲斜井工作面,承担施工任务的浙江水利水电公司加强管理,克服困难,他们采用人工钻爆法施工与上游6 号冯家庄斜井下游工作面对接汇合,进展顺利。

——在4 号吴家坪平支洞工作面,他们采用冷冻法施工,处理剩余施工任务,用混凝土浇筑洞身,缠绕主洞保温管。隧洞底板冻结孔钻孔施工,设计B型冻结孔18 个,设计深度为35.5 米,日进尺35.5 米,日成孔一个,共成孔18 个,全部完成;设计A 型冻结孔18 个,设计深度为27.5 米,日进尺1.53米。

图示

在吴家坪支洞隧道内更换的钢拱架,一个就有400 公斤重,高和宽都有五米多,得六七名工友用肩膀扛着,协同作战。拱架重不好控制,但是,项目经理曹利俊说,这中间不能有丝毫马虎。为了整个引洮工程的质量,拱架中间允许的间距误差绝不容许超过5 厘米。为此,工人们的肩膀经常红一块、紫一块。

——承担6 号冯家庄斜井施工任务的甘肃省水利水电工程局吴家坪平支洞项目部,在斜井交主洞后。

2013 年6 月2 日,在上游掘进35.5 米时,上游主洞掌子面又发生的突水、涌沙地质灾害,及时封堵掌子面;又从下游主洞主洞开挖。

2013 年6 月6 日,7 号隧洞仅剩余未掘进洞段347.7 米和2579 米的隧洞衬砌任务。人们以为曙光已现时,然而谁也没想到,7 号隧洞,成了摆在建设者面前的“拦路虎”。参建各方按照施工方案,加强现场组织,加强施工资源配置,在确保施工安全的前提下,加快施工进度。

各参建队伍多头夹击,步步逼近,全力攻克剩余600 米的“含水疏松沙”这一世界性难题,为引洮总干渠全线贯通进行一场人与自然的大决战。

2014 年10 月7 日,通过一系列举措,历经540 多个昼夜的鏖战,一点一点冻住含水疏松砂岩,像蚂蚁啃骨头一样打通了隧洞,引水工程的“卡脖子段”7 号隧洞终于被攻克,这一含水疏松砂岩的世界性难题被破解。它标志着引洮总干渠全线贯通。当庆功的鞭炮声在大山间响起时,建设者们个个心如潮涌,热泪止不住洒在这片苦恋的土地上。

工程建设者们在零下20 多度的环境中创造了一个令人欣慰的纪录——在引洮建设过程中,引洮工程始终保持施工零死亡。勤劳与智慧的融合,科技与创新的结晶,筑起了甘肃水利建设的丰碑。

✍AI写作