石头像炮弹一样飞,川藏这条隧道多难修你无法想象

石头像炮弹一样飞,川藏这条隧道多难修你无法想象
出品 | 网易新闻 作者 | 顷刻千秋,清华大学土木工程博士 在雅鲁藏布江大峡谷中,有一条可以称为藏南生命线的拉林铁路正在建筑,这其间,巴玉地道是绕不开的一条地道,它岩爆发作频频,被建造者们称为“石头像炮弹相同飞的地道”。 (一)美丽的雅鲁藏布大峡谷,关于修铁路却是难于登天 拉林铁路衔接拉萨与藏南的纽带城市林芝,正线全长403.144公里,规划时速160公里,16次穿越雅鲁藏布江,跨过冈底斯山和念青唐古拉山、喜马拉雅山之间的藏南谷地。 雅鲁藏布江大峡谷是一座美不胜收的人间仙境,但是在这儿建筑铁路却难于登天。 青藏高原是由亚欧板块与印度洋板块磕碰发作的拱起,这使得青藏高原的地质条件极为杂乱恶劣,南麓的雅鲁藏布江大峡谷是世界上最深的峡谷,安静的外表下隐藏着巨大的地应力。 雅鲁藏布江缝合带被地质学家们称为“大地结构的天然实验室”,印度洋板块向东北方向进行激烈的爬升揉捏,使得很多的开裂结构带在雅鲁藏布江缝合带区域内发育,这儿的地应力毫无规则。 (青藏高原的板块结构) 直到你将其挖开,你才会知道人类在大自然的力气面前有多藐小。 (二)94%长度坐落岩爆区,修巴玉地道的困难你无法幻想 巴玉地道正洞全长13073米,最高海拔3500米,最大埋深2080米,全程的94%坐落岩爆区内,是现在世界上岩爆最强、独头掘进间隔最长、埋深最大的高原铁路地道。 (巴玉地道的周边地势) 巴玉地道里的石头为什么会像炮弹相同四处乱飞,它的能量从何而来?这就要从地应力说起。 所谓地应力,指的是地壳岩石中本来因为重力、岩石揉捏等要素所发作的应力。 在平常,地壳中的地应力会自发地势成平衡,但人为的地道开凿会损坏岩层的全体性,跟着地壳结构的改动,原有的应力平衡被打破,本来地壳中堆集的能量就会跟着地应力的从头散布而开释出来。 当这种能量比岩石的强度更强时,岩石就会被强壮的地应力压碎,然后发作岩爆。 因为山体峻峭,地道埋深巨大,巴玉地道的地应力比起雅鲁藏布江流域的其它地道而言还要高得多,甚至到达几十兆帕。在这儿进行开挖施工,在人工开挖数小时甚至一个月内,地道岩石都会随机发作崩爆,极端危险。 岩爆没有任何规则性,可能在任何时刻、任何外表发作,威力巨细也无法猜测。少量状况下,在岩爆降临前,将碎未碎的岩石会宣布“喀喀”的声响,正告人们从速撤离,但是,这一正告的窗口往往只要数秒钟,这种岩石的嘶鸣声对施工人员而言就像是恶魔的嚎叫一般。 (岩石结构改变所引发的应力重散布) 为了最大极限维护施工人员的安全,一线作业人员都穿上了防爆服,并配有特制的防爆台车。 但是,因为深度过大,巴玉地道中不只有巨大的地应力,还有很高的地温,最高可达46℃。 跟着掘进施工的进行,地道越往里,地应力越大,岩爆越剧烈,地温越高,在厚厚的防爆服中作业,施工人员们所支付的艰苦是咱们难以幻想的。 (三)将许多只“听诊器”塞进大山里,用科技的力气对立岩爆 面临既艰苦、又危险的施工环境,光靠工人们的意志力当然是远远不够的,有必要凭借科技的力气。 2016年,中铁十二局项目组联合中科院带来了国内自主研制的岩爆克星:微震监测体系。它可以对岩爆进行预警防备,对岩爆将会发作的区域进行确定,然后完成对这种“高烈度部分地震”的猜测。 作业人员先是在掘进面邻近装置特制的传感器,用于搜集岩层内海量的轰动波,然后再依据每次岩爆后搜集的印象材料和数据,剖析优化软件的算法,终究,使用那些在充沛数据支持下的先进算法,从很多震波中筛选出几百组有用信号,再反向计算出震源,并且依据强度推算出接下来发作岩爆的可能性、烈度和时刻。 这就像是用了许多只听诊器塞进大山内部,监测大山的风吹草动。 (使用软件计算出的山体内应力) 实时的应力监控不只可以让施工人员及时发现前方的危险状况,便于人们马上采纳办法,并且在地道施工正常推动的一起,这些岩爆数据也在进行汇总收拾,为后续的施工供给经历辅导。 但是,世界上没有坐在作业室里就能容易完成的自动化,微震监测体系之所以可以进行精确的数学建模,正是要归功于成百上千的岩爆视频材料,这些名贵的视频材料都是许许多多的工程技能人员亲自冒着岩爆危险在工程一线搜集的。 地道每推动十几米,就要从头装置新的传感器,正是这些很多繁复而危险的作业,终究完成了巴玉地道的数字化,大大下降了全体的施工危险性。 (四)为了将岩爆区施工危险降到最低,巴玉地道还用了这些招儿 除了对岩爆进行信息化监测外,中铁十二局项目部还加强了机械化的配套施工。经过引进三臂液压凿岩台车等先进的工装设备,施工队明显提高了掘进功率,减少了掌子面作业人员的数量,相当于变相下降了施工危险。 在维护人员的一起,施工队还给施工机械加装了防护网、防护钢板,提高了全体的安全指数和施工功率。 一起,经过不断地堆集经历,施工队还改进了工法工艺:经过严格控制开挖进尺,引进水压爆炸技能,使用爆炸后的水雾化下降岩爆的发作几率;选用直眼掏槽水压爆炸技能进行“弱爆炸”,减轻对围岩的扰动。每道工序都添加了“应力开释”的环节,将岩爆发作的频率降至最低,保证地道的安全有序掘进。 地道爆炸施工除了给地道自身的施工添加难度外,对邻近的地上建筑物也会形成影响。在巴玉地道邻近有一座水电站,工程人员们结合爆炸施工的出产实践,深入研究了爆炸施工对建筑物的影响,终究到达了既保证水电站安全运营、又尽可能加速地道施工的意图。 (雅鲁藏布江上游的水电站) 结语 (藏南铁路示意图) 2019年11月2日,巴玉地道终究完成彻底贯穿,一起创下了高原铁路地道独头掘进7015米的最高纪录。 巴玉地道的建成不只将拉林铁路的建筑进展向前推动了一大截,为川藏铁路拉林段2021年完成通车打下了坚实基础,并且填补了国内高原重度岩爆地道的施工空白,为后续愈加艰巨的川藏铁路建造堆集了老练的技能经历。 作为世界上认知度最高的标签,我国制作(Made in China)正寻求战略晋级。「了不得的我国制作」专栏,力邀职业威望、资深玩家,出现他们眼中的我国立异之路。 投稿请联络newsresearch_ntes@163.com,稿件一经刊用,将供给千字800元的稿费。 官方图书《了不得的我国制作》现已上市,本书集结了专栏的优异文章和经典事例,欢迎重视! ——————— 修改| 史文慧