黄土高原隧道建设的“金点子”

本文转自：陕西日报

六月二十五日，中铁二十局西延高铁项目的科研人员在洛川隧道进行隧道变形监测。 本报记者 杜玮摄

本报记者杜玮通讯员徐成涛

7月1日，在中铁二十局建设的西延高铁洛川隧道内，一场针对“有毒有害气体超标”的隧道安全应急救援演练拉开帷幕。短短20分钟内，数十名“被困人员”被成功救援、转移、就医。这次演练中采用的铁路隧道新型逃生系统，是中铁二十局保障安全施工的创新。

西延高铁线路全长约300公里，规划建设途经洛川县至延安市，需要在我国最典型的黄土高原地区建设隧道。这里的黄土层厚，沟深坡陡，如何做到既保证隧道施工不塌方，又确保施工人员的生命安全？2021年4月，中铁二十局西延高铁项目刚进场，创新工作室的10名“科学家”便走进黄土高原深沟之处，从保障隧道安全施工到维护生态环保系统，针对各个方面有可能遇到的问题开启了科研之路。

“在黄土高原建设隧道，保证隧道施工人员的安全，是施工的关键！”在该项目隧道位移监测监控室内，创新工作室负责人贾伟正和研究团队展开讨论。“在黄土地层施工，土质结构变化复杂且迅速，极易发生变形、坍塌。”为了从根本上解决这一问题，贾伟与科研小队成员开展了无数次“隧道围岩物理力学参数试验”与“围岩全位移监测、地表建（构）筑物变形监测”等方面的相关研究。

“我们结合监测隧道变形数据，搭建黄土隧道数值模型，模拟出隧道开挖对围岩的扰动范围，建立最准确的岩石脱落模拟演算，给施工现场人员制定出最佳的逃生预案。”贾伟和研究团队第二十次讨论时说。

“一旦发生隧道塌陷，铁路隧道新型逃生系统的逃生舱、逃生管道、液压栈桥等设备能确保施工人员安全。”在洛川隧道出口前，中铁二十局西延高铁项目总工程师姜函介绍，铁路隧道新型逃生系统是西成铁路客运专线公司研究的重点科研课题，针对的隧道类型多为浅埋大断面软塑黄土隧道。大断面黄土体呈软塑状，承载力低，极易发生变形。隧道内新设置的逃生管道具有移动便捷、材质韧性好、抗冲击强度高等优势，能为险情发生后的及时救援提供良好保障。

在黄土高原建设隧道，如何保障喷浆的混凝土在湿陷性黄土中不脱落，凝固好？在西延高铁安民隧道初期混凝土浇筑中，作为试验室主任的贾志荣发现，工人们使用的传统配合比的混凝土需要大量的水泥才能保障喷浆质量，并且施工进度缓慢。回到工作室后，贾志荣开始思索，西延高铁项目的隧道均是湿陷性黄土隧道，是否可以针对这种特殊地质的隧道专项试验出一个混凝土配合比，在降低施工成本的同时提升建设进度。

说干就干。他带着两名试验员和数名现场工人，展开了湿陷性黄土隧道支护混凝土配合比的研究。查阅资料，了解地质状况，现场配比测试，根据检验结果不断修改完善……短短数月，贾志荣带头设计的新配合比混凝土，成功改善了与湿陷性黄土黏度不强的问题。

如何减轻项目建设中隧道施工、桥墩施工、道路迁改产生的气体粉尘？“我们将动态监测和预警同步接入信息化监测系统中，一旦现场环保指标超标，警报就会被触发。项目部便派出机动小队负责消除不良因素。”该项目党支部书记马鹏说，经过优化后的气体粉尘监控系统，将施工对环境的扰动降到了最低。

6月23日，西延高铁项目承建的安民隧道正洞掌子面累计掘进3000米，距离贯通已不足200米。该隧道建设时，不仅下穿洛川县的民宅小区，还穿越210国道及地方果品冷库。“建设团队运用信息化手段，强化隧道围岩监控，同步研发软塑性黄土隧道快速施工技术，确保了当地百姓正常生活与施工进度稳步进行。”姜函介绍说。

从安全到质量，从进度到环保……“科学家”们钻山越水，用科技保障西延高铁的智慧建造。自建设以来，西延高铁的建设者们先后研发了多项科技成果，确保西延高铁全线施工安全。