“零沉降”下穿明長城

文/王田露 韓登倫

供圖/中交集團

G227項目尕溝隧道

“經(jīng)過監(jiān)測，明長城遺址本體沉降值在2毫米以內(nèi)，符合零沉降標準。”在中交一公局集團青海G227項目尕溝隧道施工現(xiàn)場，項目經(jīng)理賀濤的通報引起一片歡呼。

尕溝隧道正上方就是西寧市大通縣明長城遺址，它是海拔最高、保存最完整的明長城遺址，被譽為“青海八達嶺”。經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)，尕溝隧道左洞頂距離城墻最短距離僅有58米，施工稍有不慎就可能導致長城墻體破碎、開裂。要實現(xiàn)控制在2毫米以內(nèi)的“零沉降”標準建設隧道，賀濤感到了巨大壓力。

由于尕溝隧道地處青藏高原和黃土高原過渡地帶，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復雜，雖然隧道全長只有1588米，卻是罕見的全5級圍巖隧道—洞內(nèi)混雜著軟泥、黃土、泥巖、砂巖、富水卵石層等。項目團隊小心翼翼地開始隧道施工，但很快就遇到了大麻煩：尕溝隧道上方臥著一條寬達7米的卵石蓄水層，洞頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)十分不穩(wěn)定，塌陷風險極高。

起初，項目團隊采用常規(guī)的帷幕注漿技術(shù)，將混凝土漿液注入巖石縫隙中，形成一道止水帷幕。然而，161平方米的大斷面開挖給摻水的黃土提供了“活躍”空間，被“激活”的泥水源源不斷地沖出，注漿“潰不成軍”，止水效果極不理想，原本的技術(shù)方案以失敗告終。項目團隊必須另謀出路，研究新的工藝。

“既然隧道‘怕軟不怕硬’，就要想辦法給隧道整個‘硬骨頭’?！辟R濤反向思考，一步步研究如何在隧道內(nèi)形成更加穩(wěn)定的支撐?！八刻S富，注漿在縫隙里還沒凝固成形，就被沖散，那我們何不直接把骨架打進山體里？”確定了破局思路，通過查閱資料，賀濤團隊鎖定了新的施工工藝——高壓水平旋噴樁超前支護技術(shù)。該技術(shù)通過引入水平旋噴專用鉆機，沿著隧道掌子面的邊緣，利用高壓噴射，緊密地向斜上方打出一排孔洞，并向孔洞內(nèi)迅速旋噴注漿，再接連頂入鋼管，形成剛性結(jié)構(gòu)。為了論證新工藝的可行性和嚴密性，賀濤團隊邀請了隧道施工專家到現(xiàn)場踏勘，這項工藝獲得了專家的一致肯定。隨即，項目團隊將高壓水平旋噴樁超前支護技術(shù)首次應用在青藏高原上。

注漿與鋼管在尚未開挖的土體里形成一種類似大棚骨架的保護作用，開挖時，洞內(nèi)產(chǎn)生的沉降變形被吸收，從而完全避免了對長城墻體的損害。有了如此牢固的保護，軟泥不再肆意塌落，單日最高掘進2.4米，新工藝的應用取得了成功。

為了保護明長城，項目團隊還上了“雙保險”。由于隧道開挖采取挖掘機配合人工的冷開挖方式，難以準確判斷地質(zhì)情況的變化。項目團隊還研發(fā)了超前探孔技術(shù)進行地質(zhì)預報，并根據(jù)圍巖軟硬變化及時給挖掘機更換不同類型的挖頭。在技術(shù)團隊的不斷努力下，實現(xiàn)了15秒完成挖頭更換，有效應對多變的地質(zhì)條件，提高了施工效率，減少了圍巖暴露時間，建立了全方位施工安全保障。

在2021年9月，尕溝隧道順利貫通，完全滿足“零沉降”要求，大家長舒了一口氣。在一次團建活動中，項目團隊近距離感受了明長城的歷史文化。面對古樸的城墻，賀濤感慨道：“在這里，我們既是建設者，又是歷史文物的保護者?！?/p>