兰渝铁路胡麻岭隧道贯通 ＂软豆腐里打洞＂破解世界难题

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中国经济网北京6月27日电(记者齐晖通讯员张振宇)2017年6月19日上午10时30分，手机、电视和互联网上纷纷播放着相同的新闻:兰渝铁路呼玛岭隧道贯通。

这只是一条隧道。为什么这么轰动？最初，这条隧道遇到了世界罕见的“第三纪富水粉砂岩”问题，导致一条173米的短隧道来回钻了6年，平均每天不到8厘米，甚至不到一根香烟的长度。

你一定要战斗吗？如果把兰渝铁路比作一条蜿蜒的龙，那么这条龙必须从甘肃省兰州这个一带一路的重要城镇出发，首先穿过兰州榆中县和定西安定区之间的呼玛岭，然后一路南下，穿过万水千山到达重庆。也就是说，必须从呼玛岭挖一条双线大断面隧道。

面对举世罕见的沪闵岭隧道问题，中国铁路建设者花了近九年的时间，通过不断的自主创新，探索新的施工技术，尝试新的材料，一点一点地啃掉这块“硬骨头”。

遭遇“中国难得，世界难”

2009年2月18日，天还很冷的时候，兰渝铁路公司在兰州召开了呼玛岭隧道建设动员大会。

紧接着，承担了呼玛岭隧道施工任务的中铁十九局集团，在隧道兰州方向入口和重庆方向出口的6个作业口以及1号至4号斜井同时开工。当时，他们计划在四年内完成隧道。

早在方案设计阶段，设计单位中铁一局就预见到了这一层的复杂性和困难性。然而，在路线经过的定西盆地，这种地质成分分布很广，根本无法避免。综合考虑沿线的政治和经济，目前的路线方向是唯一的选择。

中铁十九局集团深知困难重重，决定向呼玛岭部署最优秀的专业技术人员、最有经验的操作团队和最先进的机械设备。

“开工前，勘探单位认为隧道地质围岩属于四级和五级，均以泥岩、砂岩夹泥岩和砾岩为主。虽然这种地质条件的施工难度很大，但以我国隧道施工的水平是可以从容应对的。”中铁十九局集团副总经理、兰渝铁路项目部项目经理曲表示，他们后来遇到的问题完全出乎意料。

呼玛岭隧道设计开挖宽度为15.02米，高度为12.74米..其中，140米长的部分在水库下面，99米长的部分在河流下面。

困难总是来得突然。施工开始后不久的一天，当六个工作面逐渐深入呼玛岭时，3号和4号斜井工作面的地质结构逐渐发生变化，变成一种棕黄色的粉细砂。令现场工作人员惊讶的是，各作业口工作面涌水量逐渐增加，尤其是3号斜井，水流呈射流状，日平均涌水量达到1200立方米，其他作业面日平均涌水量也达到400立方米以上。在水的作用下，粉细砂变成了泥浆，隧道施工被迫停滞。

曲解释说，这种地质构造叫第三系富水粉细砂。第三纪是一个年代地层单位，这意味着这一地质结构形成于第三纪，约6500万至164万年前。丰富的水意味着高含水量。经过测试，这种细砂的平均含水量高达20%以上。

第三系粉质富水细砂，如泥膏，在施工过程中边挖边流，无法开挖和支护。此外，地层中还有大大小小的空空洞，地下水被封闭在其中，在开挖过程中会突然涌出。这已经是隧道施工中遇到的最薄弱的地质，稍有不慎就会变形坍塌，造成人员伤亡。

中外专家为解决“三法合一”的问题展开了斗争

“在第三系富水粉细砂层这么长的地段修建隧道，在国内外尚属首例。特别是这种细砂与以前遇到的有很大的不同，尤其是与水相互作用后，目前国内外还没有成熟的技术可以借鉴。”屈桂说。

国内知名专家、中国工程院院士王、、梁，以及国家勘察设计大师石玉新等国外知名专家赴呼玛岭隧道考察。该隧道被专家认定为“中国罕见，世界难”，被列为全路“第一难”工程。

鉴于兰渝铁路的特殊性和复杂性，兰渝公司和当时的铁道部在项目前期对此十分重视，决定依托兰渝铁路开展复杂地质条件下特长隧道施工技术和隧道施工安全技术措施方面的一系列科研工作。其中，铁道部科研项目13个子项目，中铁三局(601186)科研项目，中铁一院科研项目5个。

在实践中创新！工程师和技术人员首先决定继续在3号和4号斜井中向前掘进，采用富水地层中常用的真空降水和注浆加固方法。

“所谓真正的空降水是指在工作面内及其周围埋设一定数量的排水管，通过真正的空泵的气压排出围岩中的水，尽可能保持围岩相对干燥；注浆加固是在开挖前，将几种特殊的浆液注入工作面，并混合化学材料，使淤泥质围岩变成固体。”中铁十九局的技术人员解释说。

但是，效果不理想，导致施工进度缓慢。专家继续指导现场操作人员探索新的施工技术，重点是寻找有效的措施加固围岩，解决围岩中水的影响。经过对各种工艺试验的总结和分析，专家们提出了矿山法、NATM法和新方法“三结合”的新思路，辅以综合降水和注浆加固措施，解决了施工难题。

瞿贵说，专家的方法很有用。“这里提到的矿山法、新奥法和新方法都是经典的隧道施工方法，三种施工方法创新性地综合运用，取得了意想不到的效果。”

这样，呼玛岭隧道可以暂时安全顺利地修建。虽然每个月只能挖掘8到10米，但毕竟野外工作者能看到一丝曙光。

表层深井有助于施工步入正轨

它很难移动，呼玛岭的建设遇到了新的危机。

随着隧道逐渐进入深埋段，1号和2号斜井首先进入高压富水区的长段。所谓高压富水是指地质中不仅含有大量的水，而且还含有极强的压力。这样的地质条件会不断形成突水突泥。

2011年8月下旬，1号斜井工作面左侧泥沙突然连续向外涌，现场作业人员紧急搭建了一个泥坝，但涌势仍在继续。

“每天流出的沙子多达1600立方米。我们已经建了五座泥坝，最后我们几乎没有挡住沙子，直到沙子离地面210米远。”现场施工人员回忆说，同年9月下旬，2号斜井也发生了类似情况。

伴随着频繁的突水突泥，开挖速度非常缓慢，平均每月只有8.2米，实现隧道贯通还有很长的路要走。

直到2013年8月，工程师们提出了曾经被否定的深井降水方案。

“当时被否定的原因是在第三系富水粉细砂中钻进容易坍塌堵塞，完井率很低。在100米的埋藏深度内，仍然有可能勉强形成一口井。如果完井速度超过100米，则小于30%。如果它超过150米，它将是一瞥和浪费。”曲说，呼玛岭隧道埋深基本在150米以上，有些路段甚至超过200米。

然而，工程师和技术人员并没有放弃这一线希望，而是找到了一个专业的钻井队。深井完井后，立即进行泵送作业。当抽水到第15天时，隧道里的水量突然大大减少:这个计划成功了！

这样，通过地表深井日夜连续抽水，富水粉细砂的含水量明显降低，工作面压力明显降低。自2014年初以来，隧道施工进度明显加快，月平均开挖量达到15米，其中5号洞单月开挖量达到27米，效率平均提高两倍以上。解决问题的金钥匙找到了，所有的田间工人都兴高采烈。

然而，接下来的困难一个接一个地接踵而来，当后期还有700米时，新的情况又出现了...中国铁路总公司、兰渝铁路公司、设计单位、监理单位和中铁十九局集团联合成立工作组进入隧道现场。工作组的30多名成员中有一些具有丰富的管理经验，也有一些是业内知名专家。每个人都清楚地保证了洞口，签了责任书，穿上工作服，进入隧道在泥水中工作。就这样，问题一个接一个地解决了，时间隧道终于在过去的九年里开放了。我们还找到了解决“第三系富水性粉砂岩”这一世界性难题的“金钥匙”。

记者证词:创新往往在苦难中结出果实

有时创新是灵感的闪光，有时创新需要痛苦。呼玛岭隧道是后者。

对于近九年来在呼玛岭隧道战斗的工人来说，这是一种折磨。总长度超过13公里的隧道在过去两年只修复到163米，但随后发生了大面积坍塌和突涌，导致隧道建设停滞不前。

据说国内外几十位顶尖专家都来咨询，但反复试验都失败了。就连在铁路隧道建设方面颇有名气的德国专家，也亲自带顶级设备和施工团队到呼玛灵来面对这场战斗，但几次测试都失败了。当他们撤离时，他们认为“不可能在这一层挖隧道。”

“在这种软豆腐上打洞”，但仍然没有好办法，这使人感到绝望。每个人都认为穿越呼玛岭隧道是不可能的。作为兰渝铁路的唯一出路，是不可能放弃的。也就是说，当我忍受痛苦，咬紧牙关的时候，路就被“煮”了。

从新技术到新设备，从新材料到新工艺，一个接一个地尝试，一次又一次地探索。经过六年的努力，我们终于赢得了163米，使得兰渝铁路全线通车进入了最后阶段。尽管过程曲折艰难，但最终找到了问题的解决方案，获得了解决问题的能力，项目蓬勃发展。就连遭受了9年痛苦的建筑商也认为这是值得的。