穿越软弱围岩“地质博物馆”

■本报 唐克军 本报 任 宁 武 慧 王珍珍

8月底的陕北高原，紫色的荞麦花和金黄的向日葵为一道道梁峁穿上斑斓的秋装。在梁峁深处的一座隧道里，40多岁的杨大喜正和工友们一铲一铲向前开挖。他们身后，细如粉末的黄色沙土堆成一座小山。

“打了20多年隧道，这种隧道还是第一次遇到，好在马上就贯通了１回顾3年多来的时光，杨大喜心里五味杂陈，一肚子的故事只浓缩为一句话。

杨大喜所在的隧道就是全长7108米的阳城隧道，在蒙华铁路全线228座隧道里，它还有两个特别的名字——头号极高风险隧道和软弱围岩“地质博物馆”。

复杂地质：

“魔鬼区域”横亘建设者面前

从太空俯瞰，中国西北和东南地区分别被灰白色和绿色覆盖。位于陕西省靖边县的阳城隧道，就处在白绿两色的交接处——毛乌素沙漠向黄土梁峁过渡地带。

阳城隧道最大埋深213米，为单洞双线隧道，设置2座斜井，围岩以第四系砂质新黄土、富水砂质黄土、土砂互层、砂层、全风化到强风化白垩系砂岩为主，级别为IV级到VI级，是100％的软弱围岩。

2015年9月进场现场踏勘时，承担隧道施工任务的中铁十七局集团技术人员了解到，隧道涉及围岩呈松散状，成岩作用差，存在地下水。在图纸审核时，他们还发现，隧道不仅要反复穿越土石分界，而且多处存在物探异常带，是隧道施工的“魔鬼区域”。

隧道施工向来怕“软”，阳城隧道地质恰恰就是软土。“隧道内的部分围岩，具有水平成层的特点，开挖后易引起连锁反应，导致大面积塌方。这种围岩遇水极易软化成泥，导致初支发生大变形、坍塌。”中铁十七局集团蒙华铁路4标项目部经理陈自明介绍。

复杂的地质环境并没有将大家吓倒，他们克服了隧道进洞、斜井挑顶、富水砂质黄土段开挖等困难，在前期V级围岩开挖中，每月进尺都保持在70米以上。

专家会诊：

定性罕见VI级围岩

随着阳城隧道的掘进，围岩、地质情况越来越复杂。来自西南交通大学、北京交通大学等高校的10多名专家多次踏勘现场，得出结论：“阳城隧道围岩等级调整为VI级，实属国内罕见１

2016年3月底，阳城隧道掘进到1号斜井洞身段距离正洞约100米处，遭遇富水砂层，边墙溜塌，隧底冒水；2016年9月，在1号斜井进入正洞施工160多米后，正洞两个掌子面遭遇土石分界，出现了类似1号斜井洞身段的地质情况……阳城隧道月进尺一下子降到仅有4米，施工几乎处于半瘫痪状态。

“我们采用TGP、地质雷达、地质钻探取芯等进行超前地质预报，确定阳城隧道正在穿越古冲沟，可能是数万年前形成的河床，几乎全是含水量高的细沙，这让我们想起了兰渝铁路胡麻岭隧道。”中铁十七局集团蒙华铁路4标项目部一工区经理屈振荣说。

智慧施工：

让“软柿子”巧变“冻柿子”

为顺利通过自稳能力差、风险高的古冲沟围岩段，蒙华铁路公司董事长、党委书记张梅多次到阳城隧道指导施工，并成立由业主、设计、施工、监理等单位技术骨干组成的联合现场工作组，驻扎现场解决难题。

降低古冲沟围岩内含水量是保证隧道施工的关键一环。经过仔细对比、反复试验，他们最后决定采用真空降水降低围岩含水量。所谓真空降水是指在掌子面及各台阶埋设一定数量的降水管，通过真空泵将围岩内的水负压排出，这样就可以保持围岩的相对干燥。

该项目采用的是超前真空降水和重力式真空降水两种方式。其中超前真空降水主要分布在上台阶、中台阶和下台阶。通过对现场水量的记录、开挖效果经验的总结，项目部在台阶处布置双排线性降水管，并在降水管外包双层100目滤网隔住细沙。两种真空降水方式有效结合，顺利将围岩中的水排出。

降水的同时，为增强初支结构，项目部将初支混凝土厚度从27厘米升级到37厘米。他们还采取超前水平旋喷桩、帷幕注浆、超前导管注浆、径向注浆等措施，对周边围岩进行注浆加固，提高围岩空隙填充率和围岩自稳能力，相当于把“软柿子”变成“冻柿子”，为隧道安全开挖打下坚实基础！

“掌子面开挖前，我们在拱部150度范围内钉入83根3.5米到4米长的超前密排小导管，预防开挖后拱部掉块现象发生。同时，我们通过对小导管进行超前注浆，在隧道轮廓外形成一个结实的拱形结构，提高掌子面拱部以上的自稳能力，降低隧道土石方塌落的风险。”项目部一工区总工程师耿启军介绍。

除了提高围岩自稳能力之外，他们还建立了信息化监控量测预警系统，每天将测量数据输进电脑，相关管理人员就能第一时间收到信息，提前掌握围岩情况，根据量测数据，及时采取措施。

边施工、边总结，隧道每天进尺最多可达1.2米，最终成功穿越长达1166米的古冲沟地质。

作为全线最难的隧道，阳城隧道的顺利施工，为蒙华铁路按时通车提供了保证，也为今后类似地质隧道施工积累了经验。“这是铁路隧道建设上的一次重大胜利，有了这次经历，今后我们遇到再复杂的地质，也不会感到害怕。”看着沟壑纵横的黄土高原，项目部总工程师郭明感慨地说。