以新时代的豪气和胆魄建设“贵州第一隧”

中交一公局集团有限公司承担兰海高速公路重庆至遵义段（贵州境）扩容工程项目第T8合同段（桐梓隧道出口段） 建设任务。王林芳/摄

中国经济导报 中国发展网 记者 | 吴承坤

治瓦斯

凭胆魄更凭冷静和技术

勘探表明，桐梓隧道是非煤系地层瓦斯隧道，是瓦斯突出隧道。令贵州省公路工程集团公司重遵扩容项目第T7合同段项目部工程技术人员没有想到的是，尽管采取了严密的防范措施和准备，但是桐梓隧道进口端瓦斯的遭遇还是以极其危险的形式出现了。

2019年11月1日早上8:20左右，当施工人员在从斜井进入主洞100米处施工时，钻进过程中出现卡钻现象，并有瓦斯喷孔现象。

当天中午，第T7合同段项目部采集气体送至有关专业机构进行气体检测，其中，甲烷（瓦斯主要自燃气体）高达5.68（10-2mo1/mo1），浓度较高。

2019年11月9日，施工继续推进，第T7合同段项目部施工人员在立架焊接时，左侧拱脚发生瓦斯引燃现象。经检测，拱脚处瓦斯平均浓度2.1%左右，最高浓度达3.5%。

在与瓦斯的遭遇中，第T7合同段项目部采取了立即撤离人员、果断封闭掌子面并加强通风等应急处置措施，作出了有效、成功地应对。在通过采用高压气管吹排瓦斯，并喷射混凝土封闭后，拱脚部位瓦斯浓度降低。

为全面查清瓦斯存储情况，第T7合同段项目部工程技术人员分5个钻点，进行超前水平钻探。钻探中，钻点均出现顶钻、喷孔等动力现象。钻孔结果表明，孔内瓦斯浓度达到1.8%~10%，浓度较高。

第T7合同段桐梓隧道进口段瓦斯突出的情况，引起项目建设单位贵州高速公路集团重遵扩容项目办、总监办的高度重视。2019年11月20日，贵州高速公路集团公司重遵扩容项目办、总监办在第T7合同段项目部召开该合同段1、2号斜井背斜段瓦斯施工研讨会。

经项目办、总监办、驻地办、咨询单位、设计单位、第T7合同段项目部等参建方及有关专业机构3位专家共同研讨后，定义第T7合同段1、2号斜井进入主洞后为瓦斯突出区，应采用封闭和排放相结合的方式进行处治。

工程技术人员告诉中国经济导报记者，桐梓隧道穿越非煤层炭质泥岩富含瓦斯，主要存在四个方面的巨大风险：瓦斯突出风险，瓦斯爆炸风险，瓦斯突息风险，瓦斯燃烧风险。

为处理各种风险，确保施工安全，第T7合同段项目部经过深入、系统调查研究后，在贵州高速公路集团有限公司编制的《贵州省高速公路瓦斯隧道施工技术指南》等规范、规程的指导下，于2019年11月底编制完成《桐梓隧道非煤系地层瓦斯突出专项施工方案》，结合实际提出九大系统方案指导施工。

《专项施工方案》提出了瓦斯隧道的总原则、指导方针和基本原则。总原则是“控火源，防突出，强通风，勤监测”；指导方针是“先测后进，有疑必测，不明不进”；基本原则是“加强通风，勤测瓦斯，严禁火源，工序紧跟，勤于量测”。

《专项施工方案》还就施工总体安排、施工总体工艺流程、隧道开挖方案、隧道通风方案、供电方案、洞渣运输方式、瓦斯自动监控与检测、瓦斯防突及安全培训、管理制度、作业机械配置及防爆改装、供电系统与电气设备配置、通风设计与通风管理、瓦斯监测监控系统与防突预警机制、瓦斯地层超前地质预报、隧道监控测量、非煤系地层钻爆法开挖设计及施工作业、非煤系地层瓦斯防突方案、防尘防火治水等施工事项，进行了全面、系统、结合实际的规范和明确。

中国经济导报记者在采访中了解到，第T8合同段项目部还结合实际编制完成了《桐梓隧道（出口端）瓦斯施工方案》《桐梓隧道揭煤防突专项施工方案》等专项施工方案。经过不懈努力和规范施工，桐梓隧道瓦斯灾害治理取得了巨大成功，隧道施工实现了安全高效地掘进。

破解长距离独头通风困难

桐梓隧道既是高瓦斯隧道，也是分进口、出口端独头掘进施工的隧道。长距离独头通风困难，对施工安全、进度产生严重影响。

工程技术人员告诉中国经济导报记者，除了瓦斯威胁外，桐梓隧道内施工中的内燃作业、无轨运输，都会对隧道内的空气产生严重的影响，要想达到安全、快速施工的目标，必须从通风方案、通风设备、通风管理3个方面着手解决，如果计算风量准确，通风方式先进，又采用了当前国内先进设备，再加上严格的通风管理，长距离施工通风困难是能够克服的，瓦斯隧道施工也会变得更加安全。

为此，第T7合同段项目部工程技术人员结合桐梓隧道实际，编制了《桐梓隧道通风专项设计方案》。《方案》分通风方案、施工通风设计、风机风管射流风机布置、隧道通风检测、隧道通风管理制度及安全技术措施、通风应急预案等内容，并对这些事项做了详尽规范。

该《方案》明确提出，主洞进口端独头掘进，设计采用压入式通风。斜井端通风则分四个阶段，分别采用压入式通风和巷道式通风。

中国经济导报记者了解到，在通风设备上，第T7合同段项目部采用了当前国内最为先进的新型高效节能叶片风机和气密性好的螺旋风管。在管理上，第T7合同段项目部将总漏风率控制在50%之内，使平均百米漏风率保持在1.5%左右，长距离隧道施工通风困难得到了克服，瓦斯隧道实现了安全施工。同时，第T8合同段项目部也结合施工实际编制了《高瓦斯通风专项施工方案》，长距离隧道施工通风困难也得到了解决，同样实现了安全施工。

攻关创新

解决施工难点痛点

除了高瓦斯、大涌水等特殊、重大困难外，桐梓隧道在实际施工中还面临着一系列前所未有的施工难点和痛点。

如第T7合同段在隧道进尺仅100多米的时候发现长60多米、最宽处达30多米的大型溶洞；如第T8合同段的反坡独头掘进施工；如隧道进、出口端施工中都出现高地应力、局部岩爆现象等困难。

为克服施工中遇到的前所未有的痛点和难点以及意想不到的施工困难，在贵州高速公路集团公司重遵扩容项目办公室的牵头组织下，第T7和T8合同段项目部全面开展了课题科研，用创新技术解决施工中的难题。

贵州高速公路集团公司重遵扩容项目办公室组建了强有力的科研团队。项目办公室主任、项目总监理工程师办公室总监理工程师、项目法人蒋亮，项目办公室党支部书记石扬钊，项目总监理工程师办公室副总监冉隆举，项目办公室副主任、项目总监理工程师办公室副总监柴勇、项目总监理工程师办公室总工程师贾胜东，项目办公室高级工程师何国华等领头开展课题科研并指导施工单位开展课题科研。

贵州省公路工程集团公司重遵扩容项目第T7合同段项目部组建了强有力的科研团队，喻兴洪（项目部负责人）、杨勇（项目党支部书记）、刘江（项目部常务副总工）、黄林洋（项目部成本副经理）及安全、机械隧道、测量、实验等方面的工程师、令狐昌军（项目部安全副经理）、陈治宏（项目部生产副经理）、黄才明（项目部副总工）、陈奎（项目部机料科科长）、陆成福（项目部安全科科长）、覃岭（项目部质检科科长）、杨智成（项目部工程科科长）、覃君强（项目部实验室主任）、何柯瑶（项目部财务科科长）、谢进涛（项目部工区长）、宋飞（项目部工区长）等技术骨干全力开展课题科研。

中交一公局集团有限公司重遵扩容项目第T8合同段项目部也组建了强有力的科研团队，杨辉（项目部经理）、陈志强（项目党支部书记）、熊成宇（项目部总工程师）、逯啟凯（项目部安全总监）、宁洪来（项目部机械副经理）、雷唐林（项目部生产副经理）、王永刚（项目部副经理）朱吉斌（项目部副总工）、陈应强（项目部副总工）等技术骨干全力开展课题科研。

此外，中南大学、长安大学、重庆交通大学、北京交通大学、中国矿业大学、中铁二院贵阳分院、招商局重庆交通科研设计院有限公司、贵州交通勘察设计院有限公司、贵州高速公路集团有限公司等科研院所、行业权威机构和大型国有企业的科研人员参加了课题科研、方案编制，并给予技术支撑。

贵州省公路工程集团公司重遵扩容项目第T7合同段项目部、中交一公局集团有限公司重遵扩容项目第T8合同段项目部依托桐梓隧道联合开展了贵州省省级科研课题《复杂地质超长大跨公路隧道高效建造与智慧运行关键技术研究及示范》的研究，课题分四个子课题。

子课题一：《复杂环境超长大跨隧道高效安全建设关键技术研究》。这一课题结合桐梓隧道重点研究大跨隧道穿越高瓦斯煤系地层、高地应力软岩、软弱破碎V级围岩三种典型区段施工关键技术，研究高瓦斯煤系地层瓦斯快速排放新工艺，采用新型纤维材料提高瓦斯密封效果，研究软弱破碎围岩大跨度隧道高效施工机械化配套技术措施，达到降低施工安全风险、提高施工效率的目的。

子课题二：《超长大跨隧道节能与环保新技术研究》。这一课题结合桐梓隧道重点研究超长隧道通风通道构筑物布局、连接形式及通风设施主控参数，建立隧道风量精细化预测方法，建立超长隧道斜井-单通道组合式通风节能技术；研究环保型可维护的防排水体系，指导岩溶区段隧道的防排水设计、维护；研究分析桐梓隧道地下水分布状况，提出基于超长隧道设计状况的地下水纵向汇水特征与关键点流量预测方法，开发地下水利用途径及其引排技术。

子课题三：《超长隧道运行安全监测与防灾减灾关键技术研究》。这一课题结合桐梓隧道重点研究超长隧道运营安全与防灾减灾控制；研究基于交通安全高精度监测预测、结构长期安全监测与评价、联动预警与应急救援机制的防灾减灾控制技术体系。

子课题四：《超长大跨隧道智慧建养关键技术及平台研究》。这一课题重点研究隧道开挖面地质信息的高精度快速采集方法，结合施工安全风险动态评估与隐患快速排查，提出基于揭露地质信息的支护参数与施工方案精细化动态反馈方法，建立基于BIM与GIS融合的超长大跨隧道智慧建养关键技术，研发智慧建养平台，开展示范应用。

中交一公局集团有限公司重遵扩容项目第T8合同段项目部组织实施国家级科研课题《复杂地质环境下山岭隧道工程施工安全预警技术与装备研究及应用示范》。这一课题以桐梓隧道为依托，着眼考察我国山岭隧道施工安全灾害的特点及其成因规律，通过深入研究，实现在现有的隧道施工管理体系中建立一个高效的安全风险预警体系，使山岭隧道施工安全风险能够得到有效预警和预控，特别是如何防止各种人为失误因素而导致的灾害，并通过正确、及时的救助措施将灾害损失减少或控制到最小，使山岭隧道施工安全的经济效益和社会效益得有效发挥。

中交一公局集团有限公司重遵扩容项目部还在桐梓隧道组织实施了局级科研课题《复杂地质超长大跨公路隧道施工关键技术及安全预警技术研究》。

这一科研课题以桐梓隧道施工为依托，结合施工中遇到的困难和问题，重点开展复杂地质条件下特长大跨隧道快速施工技术研究、大跨隧道空间交叉施工关键技术研究、超长富水反坡隧道智能化快速抽水排水技术研究、特长大跨高瓦斯隧道穿煤关键技术研究以及复杂地质环境下隧道工程施工安全预警技术研究。

目前，这些科研课题已经取得阶段性研究成果，形成的关键技术有效地解决了施工中出现的困难。

贵州省公路工程集团公司重遵扩容项目第T7合同段项目部也开展了大量的课题攻关研究。第T7合同段项目部依托桐梓隧道的施工，组织开展的《中心沟液压支模控制技术研究》课题研究成果，成功地解决了长期困扰隧道施工的难题。

第T7合同段桐梓隧道进口段主洞左幅右中心排水沟尺寸采用120厘米×85厘米（宽×高），长即为桐梓隧道进口端左右幅全长。由于桐梓隧道中心排水沟较长且断面较大，传统的隧道中心排水沟施工方法是采用小块钢模板拼装成组合钢模进行分段施工，即施工时所用的各部件都是零散的，每次使用都要把各部件组装和拆卸一次，施工工序复杂、繁锁，循环时间长，所采用的加固支撑多，模板工程施工成本高且整体性差，外观质量难以控制，主要是沟槽整体线型难以控制，易形成“S”轮廓线，板缝多，错台易超限，作业现场凌乱，文明施工程度较差，对工人的专业技能要求高，人工花费大，劳动强度大，工作效率低。

工程技术人员着眼于这些困难和问题，重点研究如何通过液压撑杆调节模板，将模板与模架安装完成，在浇筑混凝土凝期到达后，通过行走轨道进行下一施工部位的施工。

经过艰苦地努力和顽强地拼搏，目前，工程技术人员已经创新开发了一种结构简单、投入成本低、使用简便并且效果好的高速公路隧道中心沟排水沟施工用移动模板。这一装置既能简便、快速且高质量完成隧道中心排水沟施工任务，又能保证所施工成型的隧道水沟电缆质量，还能控制成本，满足施工进度要求。

工程技术人员表示，目前隧道中心沟支模已经在第T7合同段桐梓隧道进口端投入应用。通过应用这一创新装置，能有效控制施工质量，混凝土能均匀地进行振捣密实。在外观上，因减少了接头处理，外观上得到控制，砼表面平整，无蜂窝麻面，连接处无错台现象，线型流畅平顺；在安装拆除模板上，从以前单块模板变成整体安装，通过自行式移动功能，施工功效得以快速提升。

隧道中心沟支模机第T7合同段桐梓隧道进口端的应用效果得到了贵州高速公路集团有限公司重遵扩容项目办公室的高度认可。项目办公室要求项目其他合同段施工单位学习采用，目前已在项目全面推广。

据悉，工程技术人员在课题攻关中还编制完成了《隧道中心沟移动模架作业指导书》。桐梓隧道为高速公路双向六车道桐梓隧道，洞身断面大。在施工中，隧道二次衬砌堵头模板的材料、工艺使用在传统工法中都是采用木板加工拼装，木模做档头模板，加工、安装、操作都十分不便，而且不利于止水带的固定。拆模后，止水带经常会出现位置不正、埋深超标等情况。过去，部分已经建成的其他隧道在运营中就出现了因止水带止水效果不良，造成隧道不同程度渗漏水的现象。为解决传统施工中存在的缺陷，第T7合同段项目部工程技术人员开展了《二衬台车堵头施工技术研究的应用研究》课题研究。

值得一提的是，工程技术人员还开发出“隧道二衬台车堵头定型模板”装置，并在课题攻关中编制完成了《隧道二衬台车定型模板作业指导书》。

目前，隧道二衬台车定型模板已经在桐梓隧道进口端使用。使用结果表明，该装置能有效解决堵头模板不易加固、跑模等长期困扰隧道施工的难题，且操作简便。同时，可以提高衬砌周转材料利用率及满足施工进度要求，保证了隧道施工中防排水质量，使得止水带安装更为准确有效，无论是质量还是进度都得到了有效提升。

中国经济导报记者在采访中了解到，桐梓隧道两家施工单位还开展了大量的“微创新”技术研究并取得技术性突破，其成果已大量运用到施工中，解决了施工过程中的痛点和难点。

贵州省公路工程集团公司重遵扩容项目第T7合同段项目部依托桐梓隧道的施工组织开展了“微创新”《玄武岩纤维气密性喷射混凝土技术》课题研究，该课题依托桐梓隧道系煤系地层，针对瓦斯、弱碱水以及高覆盖层导致高应力段等施工困难，开展“微创新”技术攻关。

工程技术人员在原材料的水泥、骨料、速凝剂、粉煤灰、减水剂、玄武岩纤维等有关参数方面进行攻关，同时对拌和、配色相关技术参数进行攻关，形成了一套完整的玄武岩纤维气密性喷射混凝土技术。该技术能够使桐梓隧道在瓦斯、弱碱水以及高覆盖层导致高应力段等不利因素下可以施工，把喷射混凝土设计为抗高应力、抗弱碱水破坏、抗渗漏（漏水漏气）以及抗燃烧的高性能喷射混凝土。

中交一公局集团有限公司重遵扩容项目第T8合同段项目部结合桐梓隧道的施工实际开展了《隧道钢拱架连接钢板焊接定位装置》课题研究。

工程技术人员发现，在隧道施工过程中，常用到钢拱架加工用于支撑隧道的开挖，在钢拱架与连接钢板的焊接中，通常采用划线焊接的方式，这种焊接方式存在定位不准的问题，导致连接钢板与钢拱架焊接后连接位置一直发生改变。当隧道在施工中采用钢拱架拼接，往往存在着两段钢拱架上的连接钢板螺栓孔对不齐，导致钢拱架无法拼接在一起的施工难点和痛点，严重威胁隧道施工质量。

经过潜心研究，工程技术人员创新开发出一种隧道钢拱架连接钢板焊接定位装置——拱架连接板定位模具。该模具由一块钢板、两个限位脚和两个定位螺栓组成，原理是通过限位脚限位住钢板，再通过尺寸设计好的定位螺栓来实现钢板连接孔精准定位，保证了隧道连接钢板施工过程中螺栓孔对齐，确保了拱架连接质量。

据不完全统计，贵州省公路工程集团公司重遵扩容项目第T7合同段项目部共结合桐梓隧道施工推行多项新技术，开展工法研究1项，申报专利2项。其中，已授权实用新型专利2项，申报著作权4项，在核心刊发表论文4篇，完成“微创新”成果3项，完成指南1项。

中交一公局集团有限公司重遵扩容项目第T8合同段项目部结合桐梓隧道施工推行新技术23项，开展工法研究13项，其中1项已通过鉴定，公开发表。申报专利18项，其中，已授权实用新型专利8项，申报著作权16项，在核心刊发表论文3篇。完成“微创新”成果24项。

经过广大建设者的艰苦努力和奋力拼搏，桐梓隧道建设在克服各项困难中顺利推进。截至2020年11月底，贵州省公路工程集团公司重遵扩容项目第T7合同段项目部共完成形象进度58155万元，占总量的49.93%，中交一公局集团有限公司重遵扩容项目第T8合同段项目部共完成形象进度6.26亿元，占总量的61.46%。

桐梓隧道建设取得了重大的阶段性成果。桐梓隧道两家施工单位的建设成果受到了贵州高速公路集团有限公司重遵扩容项目办公室的充分肯定和高度评价。

贵州省公路工程集团公司重遵扩容项目第T7合同段项目部获得了项目办2019度项“先进单位”“平安工地示范单位”“品质工程示范单位”、2019度“品质工程奖”隧道类表彰奖励。工程技术人员梁远方获得了2019年度“十佳质量卫士”称号，冷联获得了2018年度“十佳工匠”称号。

中交一公局集团有限公司重遵扩容项目第T8合同段项目部获得了项目办2019年“品质隧道”、安全生产先进单位表彰奖励，连续两年获得了项目办“先进单位”“平安工地”示范单位、“品质工程”示范单位表彰奖励。