论文部分内容阅读
在大山中穿行的宜万铁路,让数不尽的仁人志士竞折腰,让詹天佑抱憾终生,让孙中山扼腕叹息,让5万余名现代铁路建设者鏖战了整整7个年头。
12月22日,冬至。大山深处的恩施,春潮涌动。清晨,远近赶来的土、汉族村民就聚集在火车站的广场上。
45岁的张刚骑了一个多小时摩托车来到车站。“元旦,我要带一家人到宜昌、武汉转转,看看外面的世界。”
82岁的李子林,买了7张票,请了6名当年的战友一起坐车“尝鲜”。“这可是几代人梦想的火车啊!”
10时10分,4806次火车从恩施站出发,转眼消失在大雾中。群山犹如一幅伸展的画廊,在雾中时隐时现,如同穿越时空一样,两侧的景致,隐没在无尽的雾气里。
巍巍群山,横亘在川鄂间。从1903年清王朝拟定修建川汉铁路,到今天建成通车,转瞬已过百余年。
百年轮回终开工
“光绪二十九年(公元1903年)闰五月,四川总督锡良疏请自办铁路,严杜外资……”这里所说的自办铁路,便是川汉铁路。
千百年来,出川入蜀,除了翻山越岭的旱路外,就是那滚滚长江的水路了。
按照当年詹天佑提出的设想,川汉铁路西起四川首府成都,一路向东穿越巴山蜀水、武陵山脉,经鄂西大地与中部大城市武汉连接。也正是这一设想,最终演变成今天的沿江铁路大通道,将我国的东中西部地区连接起来。
光绪帝欣然应允了锡良的奏折,商办川省川汉铁路有限公司随即成立。修建川汉铁路所需大量资金,以终岁收租的方式向全体川人筹集,上至官员乡绅,下至平民百姓,人人都成了川汉铁路的“原始股民”。李稷勋出任公司驻宜昌总理,而在国内外享有崇高声誉的詹天佑则怀着满腔热情走马上任,成为全权负责川汉铁路工程的总工程司。
1909年12月10日,在宜昌隆重举行的川汉铁路开工庆典上,詹天佑向全世界宣布了川汉铁路开工的消息。1910年7月13日,川汉铁路宜万段宜昌新码头至小溪塔间长7.5公里路段开始铺轨,抑制不住内心激动的詹天佑亲手打下了第一颗道钉。
然而,随着清王朝的黯然退场,军阀混战,筹款无着,技术困难重重,川汉铁路在1926年彻底不了了之。从1909年到1926年,川汉铁路仅仅修了三十几里线路,从此再未延伸一寸。
新中国成立后,宜万铁路被提上国家建造日程,但由于建设难度为当时的工程技术所不能及,宜万铁路仍只能一直保持着“计划中”的身份。
2001年,宜万铁路建设纳入国家“十五”铁路建设计划。2002年6月19日,国务院总理办公室研究同意宜万铁路立项。同年7月4日,国家发展计划委员会正式下文批准宜万铁路项目立项。
2003年12月1日,宜万铁路奠基仪式在恩施枫香村隆重举行。这个枫香村成为后来的宜万铁路恩施站所在地。
这一天,整个恩施沸腾了。俊朗的土家族小伙儿唱起了嘹亮的山歌,身穿民族服装的苗族姑娘们跳起了欢快的舞蹈,数不清的当地百姓扶老携幼成群结队地来到奠基仪式现场,个个脸上流露着按捺不住的喜悦。面对从未见过的宏大而热烈的场面,恩施州铁路办主任周昌发眼睛里泛起了泪光。他在日记中激动地写道:“恩施几代人的梦想终于即将实现。闭塞的乡村苗寨冲破大山枷锁的一天,为期已经不远了!”
这一年,距锡良上折恳请修建川汉铁路,整整过去了100年。
选择是个大问题
“若隧道、若桥梁、若斜坡、若弯线,皆国内它路所未有也。”百年前川汉铁路修建人的文字至今依然令人触目惊心。而在现代化高科技仪器的探测下,宜万铁路所经地区的地貌更加清晰而残酷地展现在世人面前。茫茫武陵大山,峰峦叠嶂,景色奇绝,是人们欣赏大自然美景的好去处。而对工程人员来说,这样复杂的地形地质条件却无疑是一场炼狱般的噩梦。
宜万铁路所经地区为典型的喀斯特地貌区,岩溶、顺层、滑坡、断层破碎带和崩塌等主要不良地质现象分布广泛。全线山高壁陡,河谷深切,地形极其复杂。
受地形条件和喀斯特地貌的影响,宜万铁路全线共计有隧道159座、桥梁253座。其中,3公里以上的隧道20座,10公里以上的隧道3座,数量和总长均在全国铁路干线已通车运营项目中位居第一。线路两跨长江,多次跨越深涧和峡谷,出现多座高桥墩、大跨等特殊结构桥梁,为我国桥梁建设史上所罕见。其中,桥墩高超过100米的桥梁5座,渡口河特大桥主墩更是以128米的高度居目前世界铁路桥梁墩高前列。线路最大坡度为18‰,16‰以上单方向连续坡道最长达70多公里。全线20多座火车站中,有8座是建在桥洞或隧道中,其艰险可见一斑。
特别需要特别指出的是,宜万铁路全线约70%的工程位于灰岩地层。沿线地区岩溶强烈发育,地质条件极端复杂,多座长大隧道通过可溶岩地层,并组成不同类型的储水构造,在地壳运动和特殊的水动力作用下形成复杂的岩溶管道、溶隙网络系统,隧道遭遇灾害性的突水突泥和诱发环境地质灾害的可能性极大。隧道开挖过程中,处处有陷阱,步步存杀机,每一米的掘进都要付出极大艰辛,稍有不慎就是灭顶之灾。
有人提出,如果宜万铁路换一个选线方案,工程也许就会容易得多。果真如此吗?
与其说宜万铁路经过了百年“修建史”,不如说它经过了百年“勘测史”。在詹天佑之后的百年间,宜万铁路再也没有实质性的修建,但相关的线路勘测工作却一直没有停止过。
詹天佑曾两次勘测川汉铁路。1909年动工修建时,宜万段线路走向为自宜昌、秭归、奉节至万县,沿长江北岸而行。1914年,詹天佑在第二次勘测时选取了沿清江的新选线:绕过利川境内的长约10.5公里的齐岳山隧道,自宜昌、恩施、利川、石柱、涪陵至重庆。
1947年,国民党政府对川汉铁路进行了勘测,提出的方案是沿清江自宜都经恩施、利川、涪陵至重庆。新中国成立后,规模最大的一次川汉铁路勘测活动发生在20世纪60年代“三线建设”期间,数千名勘测设计人员实地踏勘里程达7000多公里。
1965年夏季,铁四院在《川汉铁路勘察报告》里提出川汉铁路取道长江北岸、清江、桑植、澧水、沅水五大方案。1993年,铁四院与铁道部经济规划研究院、铁二院共同编制呈报了《西南东通路规划研究报告》。《报告》把川汉铁路作为进出四川东通道的主要推荐方案。线路走向为自成都、达县、万县、恩施、枝城、荆门至武汉。
到了新千年宜万铁路项目正式启动之时,摆在铁四院专家面前的可选方案归纳为三个:沿长江方案、沿清江方案与越岭方案。
铁路选线是一项综合而复杂的过程,宜万铁路的选线尤其困难。宜万铁路牵着沿江铁路大通道和沪汉蓉快速客运通道两条铁路大通道,沿线经过国家重点扶贫连片地区,承担着完善铁路网结构、促进地方经济发展的重要使命。同时,这一地区的地形地质条件复杂、生态环境脆弱,又给选线造成了一定的困难。
在综合考虑铁路网结构完善、地方经济发展、地质条件、技术标准、施工安全、环保、工程造价等种种因素后,越岭方案最终胜出。这个方案的出台凝聚着先后几代人的共同智慧,无疑是川汉铁路宜万段百年来的最佳选线方案。按照这个方案,全长377公里的宜万铁路,桥隧总长288公里,占全线路总长的比例高达74%。桥隧比例虽低于沿清江设隧道方案,却依然居世界普铁之最。
让“突水”不再来
地质问题对工程建设影响很大,但最为困扰宜万铁路的地质问题是广泛分布的岩溶和岩溶水。由此带来的工程名词“突水”,即在施工中忽然出现大量涌出来的地下水现象,让宜万铁路的建设者们刻骨铭心、痛苦不已。
其他地方修隧道,也会出现突水,但是到了宜万铁路,还是突水,但是水变成了洪水。
在马鹿箐隧道头顶有一处小名“978”的充水溶洞,被命名为DK225+978号富水溶洞,这个洞距离起点宜昌有255公里又978米的地方,汇水面积达15平方公里,聚水60万立方米,相当于12个直径60米、高20米的石化公司储罐的容量。
一旦下雨,每小时补水2万至3万立方米。自马鹿箐隧道开工以来,“978”共发作了14次,均为大型突水。
2006年1月21日发生的突水,在短短10分钟的水量即达5万立方米,总计相当于泄出一个大型水库的水量。鄂西武陵山区的马鹿箐隧道,由此成为世界铁路建设上瞬间突水最大的隧道。
修建隧道的人们将隧道叫“洞”。铁路隧道一般有主洞、用于探明地质和加快掘进的平行导洞,以及用于连通主洞和平行导洞的横通洞。
隧道里昏暗,只在一侧洞壁上隔10多米亮一盏白炽灯,灯光微黄。
在岩石裸露的地方,有工人将一面塑料质地一面毛毡质地的隔水布贴挂在岩壁上。后面的工序,是将衬彻机作为模板移来,在隔水布上浇灌混凝土,形成光滑齐整的隧道顶和隧道壁。
昏暗中看到挂在一侧墙上红色的救生圈。之前隧道里还有救生衣和橡皮筏,两侧边墙铺设了长救生绳,每隔100米还有一个救生平台,专用应急灯会在危险时刻亮起,声光报警装置连通隧道内外,向前掘进的掌子面处被24小时视频监控。施工人员安全在宜万铁路是首要的,然后才是工期。
巨大的溶洞被称为“溶腔”,我们要去看的是,正是那个有名的“978”溶腔。
面对这个高近40米、宽达10多米,长400米依然走不到端头的溶腔,中铁十一局先是在其上打了15个直径200mm的泄水孔,接着又增加了50个泄水孔,后又建了泄水支洞和泄水分支洞,直到最后将溶腔全部掘开,建起4616米长的泄水洞,终于彻底化解溶腔之水。
光亮中,看到这个曾夺人性命的溶腔像一个倒挂的乌色袋囊,水从它的顶部急急地流下,进入人力修建好的放水室,再流向泄水洞,日夜不停地一直流向山外。
在之前的几个隧道里,比如云雾山隧道,爆破后出现了一个高达60多米的大溶洞,洞内有暗河、瀑布,层层叠叠的钟乳石形态各异,支洞交错互生,犹如地下迷宫一般。龙麟宫隧道2号溶腔打开时,也像推开了规模宏大的钟乳石展厅的大门。但是当马鹿箐的“978”最后终于被打开后,施工人员在除了看到水,没有看到想像中的钟乳石,倒是在溶洞底发现许多水都冲不开的泥球,泥质极细,粘度奇大。宜万铁路揭开了武陵山地下的美景和神奇,为了铁路的安全,它们又被一一封存,交还给大山。
更多的时候,却没有这样的平静。宜万铁路的溶腔多为富水高压溶腔,一次施工人员在云雾山隧道进行超长探孔作业,钻杆打进26米后,被从溶腔内像箭一般喷射而出的水压冲出了近20米远。
对这类溶腔,施工一般采用排水、绕行和封堵3种方法,即将溶腔里的水泄掉,绕开这个溶液洞,通过注浆等手段增加岩石的强度,实现封堵以便隧道能顺利通过。
宜万铁路与同样正在修建的沪蓉西高速公路处于清江和长江间同一个走廊,几乎和公路并肩而行的铁路,因为自身对坡度和曲线半径要求高,在许多时候不留绕行的余地,这就让建设者在面对极为复杂的溶洞时,也必须从此穿过。
宜万铁路建设采用的是一种“堵泄结合、释能降压”的方法,即对富水溶腔有针对性地进行恰当放水,这一方法不仅确保了岩溶隧道的施工安全,也为隧道施工快速推进创造了条件。专家说,“释能降压”填补了国内外岩溶隧道技术空白。
在如此独特的喀斯特地质条件下修建干线铁路,全世界的经验为零。
那些隐伏在隧道周边、内有高压岩溶水和泥石的大型溶洞,如幽灵一样存在。施工人员在掘进中,使用了先进的探测设备,包括使用地质雷达探测30米范围的地质情况,利用红外线反射原理控测岩石后面10米范围内有没有水,而最有效的办法,仍是用地质钻孔机打孔超前钻探,最长钻探可以达到300米。
但是,在宜万线这样的地质复杂之地,即使在工作面上打上上百个探测孔,可能还是没有探到岩石后离得很近的溶腔。
14台地质钻机在鲁竹坝2号隧道日夜工作,才终于全面探明了这里一连串的特大溶腔规模。建设者们在隧道底20米范围内,修建起180余根直径1.2米高20米~46米的桥墩,再在桥墩上建承台。溶腔里架起桥梁,托起隧道通过溶腔。长鹰坝和下村坝隧道正面遭遇的溶腔高度超过200米,为了让隧道通过溶腔,也采用了在溶腔中建桥的方法。在云雾山隧道的溶腔里,甚至出现了两座桥梁。
最后两百米
还有200米,宜万铁路就将全线贯通。这最后的200米在齐岳山隧道,最后的堡垒仍然是齐岳山隧道。
全长10528米的齐岳山隧道平均每前进20米就会遇到一个溶洞,总计有183个,还有无数的暗河。暗河与隧道出口断层带相连,默默为断层补水,让这一区段的岩溶水压力高得离谱。工程人员介绍说:这样压力的水被放出来,可以轻松从地面喷射到350米的高处。
加之断层岩质破碎,在此段施工极易发生突水、突泥、塌方甚至泥石流。施工队伍一直如履薄冰,致使施工进展缓慢。
齐岳山隧道最后200米的掘进处,看不到挖掘。只看到结结实实的一面水泥墙。隧道施工不向前开挖,为什么还要把应该掘进的地方用混凝土堵上?原来这是在风险地段为防止发生突泥突水造成灾难性后果所采用的一种方法。
在隧道施工的掘进面,建设者们先用模板建好一堵厚度3米左右的水泥墙。计算和事实证明,如果岩体厚度超过2.5米,溶洞水将不能击破,水泥墙是施工者和已建成的隧道的“保护衣”,它让两者都处相对安全之中。
工程上称为“止浆墙”的水泥墙建成后,施工人员会在墙上钻孔,并安上排水管放水以降低水压。他们也会给排水管道装上水表,以随时掌握那一边看不到的水的情况。在水压合适后,发射状钻孔就会被大范围注入高压水泥单液浆或水泥水玻璃双液浆,让隧道掌子面的岩体成为巨大的、结结实实的一块。
接着,施工人员又按隧道顶的孤线,把已经充入钢筋水泥的钢管一根挨着一根打进水泥墙中,形成顶部支护。在钻探确认无问题后,这时才开挖眼前的水泥墙,隧道于是向前掘进一段。
接着,又是再筑水泥墙,再打顶棚钢管,再开挖,如此反复。在复杂的地质结构中,隧道得以艰难地向前延伸……
这最后的两百米,建设者们花了整整一年的时间。2009年12月10日,齐岳山隧道胜利贯通,从此,中国复杂岩溶山区铁路建设无禁区。
蜀道不再艰难
宜昌至万州铁路通车后,12月23日至2011年元月10日,宜昌至万州铁路将开行5对旅客列车。分别是恩施~北京西的K50/49次,是原宜昌~北京西的K50/49次延长到恩施始发;新增武汉~利川T6716/7、T6718/5次,经由汉丹、长荆、焦柳、宜万线运行;新增宜昌东~利川4801/2次;新增利川~恩施4804/3次;新增贵阳~宜昌东2118/7次,经由川黔、襄渝、达万、宜万线运行。从2011年元月11日起,宜昌至万州铁路将再增加9对客运列车。
宜昌至万州铁路开通运营后,将极大改善中西部地区交通状况。湖北恩施、利川、建始、巴东、长阳等县市从此告别了不通火车的历史,川渝地区将打通沿长江铁路通道,极大方便了中部地区与西南地区的交通联系。
等到武汉到宜昌铁路建设完工后,川渝地区到达武汉、南京、上海的时间将缩短到5至9小时。“蜀道难、难于上青天”将永远成为留给古人的一种感叹。
12月22日,冬至。大山深处的恩施,春潮涌动。清晨,远近赶来的土、汉族村民就聚集在火车站的广场上。
45岁的张刚骑了一个多小时摩托车来到车站。“元旦,我要带一家人到宜昌、武汉转转,看看外面的世界。”
82岁的李子林,买了7张票,请了6名当年的战友一起坐车“尝鲜”。“这可是几代人梦想的火车啊!”
10时10分,4806次火车从恩施站出发,转眼消失在大雾中。群山犹如一幅伸展的画廊,在雾中时隐时现,如同穿越时空一样,两侧的景致,隐没在无尽的雾气里。
巍巍群山,横亘在川鄂间。从1903年清王朝拟定修建川汉铁路,到今天建成通车,转瞬已过百余年。
百年轮回终开工
“光绪二十九年(公元1903年)闰五月,四川总督锡良疏请自办铁路,严杜外资……”这里所说的自办铁路,便是川汉铁路。
千百年来,出川入蜀,除了翻山越岭的旱路外,就是那滚滚长江的水路了。
按照当年詹天佑提出的设想,川汉铁路西起四川首府成都,一路向东穿越巴山蜀水、武陵山脉,经鄂西大地与中部大城市武汉连接。也正是这一设想,最终演变成今天的沿江铁路大通道,将我国的东中西部地区连接起来。
光绪帝欣然应允了锡良的奏折,商办川省川汉铁路有限公司随即成立。修建川汉铁路所需大量资金,以终岁收租的方式向全体川人筹集,上至官员乡绅,下至平民百姓,人人都成了川汉铁路的“原始股民”。李稷勋出任公司驻宜昌总理,而在国内外享有崇高声誉的詹天佑则怀着满腔热情走马上任,成为全权负责川汉铁路工程的总工程司。
1909年12月10日,在宜昌隆重举行的川汉铁路开工庆典上,詹天佑向全世界宣布了川汉铁路开工的消息。1910年7月13日,川汉铁路宜万段宜昌新码头至小溪塔间长7.5公里路段开始铺轨,抑制不住内心激动的詹天佑亲手打下了第一颗道钉。
然而,随着清王朝的黯然退场,军阀混战,筹款无着,技术困难重重,川汉铁路在1926年彻底不了了之。从1909年到1926年,川汉铁路仅仅修了三十几里线路,从此再未延伸一寸。
新中国成立后,宜万铁路被提上国家建造日程,但由于建设难度为当时的工程技术所不能及,宜万铁路仍只能一直保持着“计划中”的身份。
2001年,宜万铁路建设纳入国家“十五”铁路建设计划。2002年6月19日,国务院总理办公室研究同意宜万铁路立项。同年7月4日,国家发展计划委员会正式下文批准宜万铁路项目立项。
2003年12月1日,宜万铁路奠基仪式在恩施枫香村隆重举行。这个枫香村成为后来的宜万铁路恩施站所在地。
这一天,整个恩施沸腾了。俊朗的土家族小伙儿唱起了嘹亮的山歌,身穿民族服装的苗族姑娘们跳起了欢快的舞蹈,数不清的当地百姓扶老携幼成群结队地来到奠基仪式现场,个个脸上流露着按捺不住的喜悦。面对从未见过的宏大而热烈的场面,恩施州铁路办主任周昌发眼睛里泛起了泪光。他在日记中激动地写道:“恩施几代人的梦想终于即将实现。闭塞的乡村苗寨冲破大山枷锁的一天,为期已经不远了!”
这一年,距锡良上折恳请修建川汉铁路,整整过去了100年。
选择是个大问题
“若隧道、若桥梁、若斜坡、若弯线,皆国内它路所未有也。”百年前川汉铁路修建人的文字至今依然令人触目惊心。而在现代化高科技仪器的探测下,宜万铁路所经地区的地貌更加清晰而残酷地展现在世人面前。茫茫武陵大山,峰峦叠嶂,景色奇绝,是人们欣赏大自然美景的好去处。而对工程人员来说,这样复杂的地形地质条件却无疑是一场炼狱般的噩梦。
宜万铁路所经地区为典型的喀斯特地貌区,岩溶、顺层、滑坡、断层破碎带和崩塌等主要不良地质现象分布广泛。全线山高壁陡,河谷深切,地形极其复杂。
受地形条件和喀斯特地貌的影响,宜万铁路全线共计有隧道159座、桥梁253座。其中,3公里以上的隧道20座,10公里以上的隧道3座,数量和总长均在全国铁路干线已通车运营项目中位居第一。线路两跨长江,多次跨越深涧和峡谷,出现多座高桥墩、大跨等特殊结构桥梁,为我国桥梁建设史上所罕见。其中,桥墩高超过100米的桥梁5座,渡口河特大桥主墩更是以128米的高度居目前世界铁路桥梁墩高前列。线路最大坡度为18‰,16‰以上单方向连续坡道最长达70多公里。全线20多座火车站中,有8座是建在桥洞或隧道中,其艰险可见一斑。
特别需要特别指出的是,宜万铁路全线约70%的工程位于灰岩地层。沿线地区岩溶强烈发育,地质条件极端复杂,多座长大隧道通过可溶岩地层,并组成不同类型的储水构造,在地壳运动和特殊的水动力作用下形成复杂的岩溶管道、溶隙网络系统,隧道遭遇灾害性的突水突泥和诱发环境地质灾害的可能性极大。隧道开挖过程中,处处有陷阱,步步存杀机,每一米的掘进都要付出极大艰辛,稍有不慎就是灭顶之灾。
有人提出,如果宜万铁路换一个选线方案,工程也许就会容易得多。果真如此吗?
与其说宜万铁路经过了百年“修建史”,不如说它经过了百年“勘测史”。在詹天佑之后的百年间,宜万铁路再也没有实质性的修建,但相关的线路勘测工作却一直没有停止过。
詹天佑曾两次勘测川汉铁路。1909年动工修建时,宜万段线路走向为自宜昌、秭归、奉节至万县,沿长江北岸而行。1914年,詹天佑在第二次勘测时选取了沿清江的新选线:绕过利川境内的长约10.5公里的齐岳山隧道,自宜昌、恩施、利川、石柱、涪陵至重庆。
1947年,国民党政府对川汉铁路进行了勘测,提出的方案是沿清江自宜都经恩施、利川、涪陵至重庆。新中国成立后,规模最大的一次川汉铁路勘测活动发生在20世纪60年代“三线建设”期间,数千名勘测设计人员实地踏勘里程达7000多公里。
1965年夏季,铁四院在《川汉铁路勘察报告》里提出川汉铁路取道长江北岸、清江、桑植、澧水、沅水五大方案。1993年,铁四院与铁道部经济规划研究院、铁二院共同编制呈报了《西南东通路规划研究报告》。《报告》把川汉铁路作为进出四川东通道的主要推荐方案。线路走向为自成都、达县、万县、恩施、枝城、荆门至武汉。
到了新千年宜万铁路项目正式启动之时,摆在铁四院专家面前的可选方案归纳为三个:沿长江方案、沿清江方案与越岭方案。
铁路选线是一项综合而复杂的过程,宜万铁路的选线尤其困难。宜万铁路牵着沿江铁路大通道和沪汉蓉快速客运通道两条铁路大通道,沿线经过国家重点扶贫连片地区,承担着完善铁路网结构、促进地方经济发展的重要使命。同时,这一地区的地形地质条件复杂、生态环境脆弱,又给选线造成了一定的困难。
在综合考虑铁路网结构完善、地方经济发展、地质条件、技术标准、施工安全、环保、工程造价等种种因素后,越岭方案最终胜出。这个方案的出台凝聚着先后几代人的共同智慧,无疑是川汉铁路宜万段百年来的最佳选线方案。按照这个方案,全长377公里的宜万铁路,桥隧总长288公里,占全线路总长的比例高达74%。桥隧比例虽低于沿清江设隧道方案,却依然居世界普铁之最。
让“突水”不再来
地质问题对工程建设影响很大,但最为困扰宜万铁路的地质问题是广泛分布的岩溶和岩溶水。由此带来的工程名词“突水”,即在施工中忽然出现大量涌出来的地下水现象,让宜万铁路的建设者们刻骨铭心、痛苦不已。
其他地方修隧道,也会出现突水,但是到了宜万铁路,还是突水,但是水变成了洪水。
在马鹿箐隧道头顶有一处小名“978”的充水溶洞,被命名为DK225+978号富水溶洞,这个洞距离起点宜昌有255公里又978米的地方,汇水面积达15平方公里,聚水60万立方米,相当于12个直径60米、高20米的石化公司储罐的容量。
一旦下雨,每小时补水2万至3万立方米。自马鹿箐隧道开工以来,“978”共发作了14次,均为大型突水。
2006年1月21日发生的突水,在短短10分钟的水量即达5万立方米,总计相当于泄出一个大型水库的水量。鄂西武陵山区的马鹿箐隧道,由此成为世界铁路建设上瞬间突水最大的隧道。
修建隧道的人们将隧道叫“洞”。铁路隧道一般有主洞、用于探明地质和加快掘进的平行导洞,以及用于连通主洞和平行导洞的横通洞。
隧道里昏暗,只在一侧洞壁上隔10多米亮一盏白炽灯,灯光微黄。
在岩石裸露的地方,有工人将一面塑料质地一面毛毡质地的隔水布贴挂在岩壁上。后面的工序,是将衬彻机作为模板移来,在隔水布上浇灌混凝土,形成光滑齐整的隧道顶和隧道壁。
昏暗中看到挂在一侧墙上红色的救生圈。之前隧道里还有救生衣和橡皮筏,两侧边墙铺设了长救生绳,每隔100米还有一个救生平台,专用应急灯会在危险时刻亮起,声光报警装置连通隧道内外,向前掘进的掌子面处被24小时视频监控。施工人员安全在宜万铁路是首要的,然后才是工期。
巨大的溶洞被称为“溶腔”,我们要去看的是,正是那个有名的“978”溶腔。
面对这个高近40米、宽达10多米,长400米依然走不到端头的溶腔,中铁十一局先是在其上打了15个直径200mm的泄水孔,接着又增加了50个泄水孔,后又建了泄水支洞和泄水分支洞,直到最后将溶腔全部掘开,建起4616米长的泄水洞,终于彻底化解溶腔之水。
光亮中,看到这个曾夺人性命的溶腔像一个倒挂的乌色袋囊,水从它的顶部急急地流下,进入人力修建好的放水室,再流向泄水洞,日夜不停地一直流向山外。
在之前的几个隧道里,比如云雾山隧道,爆破后出现了一个高达60多米的大溶洞,洞内有暗河、瀑布,层层叠叠的钟乳石形态各异,支洞交错互生,犹如地下迷宫一般。龙麟宫隧道2号溶腔打开时,也像推开了规模宏大的钟乳石展厅的大门。但是当马鹿箐的“978”最后终于被打开后,施工人员在除了看到水,没有看到想像中的钟乳石,倒是在溶洞底发现许多水都冲不开的泥球,泥质极细,粘度奇大。宜万铁路揭开了武陵山地下的美景和神奇,为了铁路的安全,它们又被一一封存,交还给大山。
更多的时候,却没有这样的平静。宜万铁路的溶腔多为富水高压溶腔,一次施工人员在云雾山隧道进行超长探孔作业,钻杆打进26米后,被从溶腔内像箭一般喷射而出的水压冲出了近20米远。
对这类溶腔,施工一般采用排水、绕行和封堵3种方法,即将溶腔里的水泄掉,绕开这个溶液洞,通过注浆等手段增加岩石的强度,实现封堵以便隧道能顺利通过。
宜万铁路与同样正在修建的沪蓉西高速公路处于清江和长江间同一个走廊,几乎和公路并肩而行的铁路,因为自身对坡度和曲线半径要求高,在许多时候不留绕行的余地,这就让建设者在面对极为复杂的溶洞时,也必须从此穿过。
宜万铁路建设采用的是一种“堵泄结合、释能降压”的方法,即对富水溶腔有针对性地进行恰当放水,这一方法不仅确保了岩溶隧道的施工安全,也为隧道施工快速推进创造了条件。专家说,“释能降压”填补了国内外岩溶隧道技术空白。
在如此独特的喀斯特地质条件下修建干线铁路,全世界的经验为零。
那些隐伏在隧道周边、内有高压岩溶水和泥石的大型溶洞,如幽灵一样存在。施工人员在掘进中,使用了先进的探测设备,包括使用地质雷达探测30米范围的地质情况,利用红外线反射原理控测岩石后面10米范围内有没有水,而最有效的办法,仍是用地质钻孔机打孔超前钻探,最长钻探可以达到300米。
但是,在宜万线这样的地质复杂之地,即使在工作面上打上上百个探测孔,可能还是没有探到岩石后离得很近的溶腔。
14台地质钻机在鲁竹坝2号隧道日夜工作,才终于全面探明了这里一连串的特大溶腔规模。建设者们在隧道底20米范围内,修建起180余根直径1.2米高20米~46米的桥墩,再在桥墩上建承台。溶腔里架起桥梁,托起隧道通过溶腔。长鹰坝和下村坝隧道正面遭遇的溶腔高度超过200米,为了让隧道通过溶腔,也采用了在溶腔中建桥的方法。在云雾山隧道的溶腔里,甚至出现了两座桥梁。
最后两百米
还有200米,宜万铁路就将全线贯通。这最后的200米在齐岳山隧道,最后的堡垒仍然是齐岳山隧道。
全长10528米的齐岳山隧道平均每前进20米就会遇到一个溶洞,总计有183个,还有无数的暗河。暗河与隧道出口断层带相连,默默为断层补水,让这一区段的岩溶水压力高得离谱。工程人员介绍说:这样压力的水被放出来,可以轻松从地面喷射到350米的高处。
加之断层岩质破碎,在此段施工极易发生突水、突泥、塌方甚至泥石流。施工队伍一直如履薄冰,致使施工进展缓慢。
齐岳山隧道最后200米的掘进处,看不到挖掘。只看到结结实实的一面水泥墙。隧道施工不向前开挖,为什么还要把应该掘进的地方用混凝土堵上?原来这是在风险地段为防止发生突泥突水造成灾难性后果所采用的一种方法。
在隧道施工的掘进面,建设者们先用模板建好一堵厚度3米左右的水泥墙。计算和事实证明,如果岩体厚度超过2.5米,溶洞水将不能击破,水泥墙是施工者和已建成的隧道的“保护衣”,它让两者都处相对安全之中。
工程上称为“止浆墙”的水泥墙建成后,施工人员会在墙上钻孔,并安上排水管放水以降低水压。他们也会给排水管道装上水表,以随时掌握那一边看不到的水的情况。在水压合适后,发射状钻孔就会被大范围注入高压水泥单液浆或水泥水玻璃双液浆,让隧道掌子面的岩体成为巨大的、结结实实的一块。
接着,施工人员又按隧道顶的孤线,把已经充入钢筋水泥的钢管一根挨着一根打进水泥墙中,形成顶部支护。在钻探确认无问题后,这时才开挖眼前的水泥墙,隧道于是向前掘进一段。
接着,又是再筑水泥墙,再打顶棚钢管,再开挖,如此反复。在复杂的地质结构中,隧道得以艰难地向前延伸……
这最后的两百米,建设者们花了整整一年的时间。2009年12月10日,齐岳山隧道胜利贯通,从此,中国复杂岩溶山区铁路建设无禁区。
蜀道不再艰难
宜昌至万州铁路通车后,12月23日至2011年元月10日,宜昌至万州铁路将开行5对旅客列车。分别是恩施~北京西的K50/49次,是原宜昌~北京西的K50/49次延长到恩施始发;新增武汉~利川T6716/7、T6718/5次,经由汉丹、长荆、焦柳、宜万线运行;新增宜昌东~利川4801/2次;新增利川~恩施4804/3次;新增贵阳~宜昌东2118/7次,经由川黔、襄渝、达万、宜万线运行。从2011年元月11日起,宜昌至万州铁路将再增加9对客运列车。
宜昌至万州铁路开通运营后,将极大改善中西部地区交通状况。湖北恩施、利川、建始、巴东、长阳等县市从此告别了不通火车的历史,川渝地区将打通沿长江铁路通道,极大方便了中部地区与西南地区的交通联系。
等到武汉到宜昌铁路建设完工后,川渝地区到达武汉、南京、上海的时间将缩短到5至9小时。“蜀道难、难于上青天”将永远成为留给古人的一种感叹。