關(guān)角隧道屬世界高海拔特長隧道,是國內(nèi)第一長隧,隧道結(jié)構(gòu)為兩條分離式單線隧道組成,全長32.46雙公里。關(guān)角隧道地質(zhì)之復(fù)雜,隧道施工中必須經(jīng)過地質(zhì)斷層和二郎洞斷層束素有隧道建設(shè)史上的地質(zhì)博物館之稱。它的建成將證明我國邁入世界高海拔特長大隧道行列國家之一。
在關(guān)角隧道的建設(shè)中曾創(chuàng)下了多個(gè)第一:在關(guān)角隧道10個(gè)斜井施工第一個(gè)開挖到井底實(shí)施正洞施工的,在關(guān)角隧道施工中第一個(gè)開始隧道混凝土襯砌工序的,在高原隧道中第一個(gè)使用中隔板通風(fēng)技術(shù)解決洞內(nèi)施工環(huán)境的。
青藏鐵路從內(nèi)陸通往拉薩,經(jīng)過青海省境內(nèi)的關(guān)角山,為了縮短火車在關(guān)角山上盤山行駛的時(shí)間,一條新的關(guān)角鐵路隧道從2007年底開工穿山而過。它是中國目前在建的高海拔第一長隧,平均海拔3600米,隧道長32.6公里。
老關(guān)角隧道洞內(nèi)軌面最高處海拔3692米。由于地處高海拔地區(qū),氣候寒冷,空氣稀薄,年平均氣溫0℃,最低溫度為零下37.5℃,四季飄雪,長冬無夏,即使在七八月份隧道內(nèi)還必須穿棉衣。隧道附近氣候變化劇烈,一日之內(nèi)經(jīng)常是幾度雨雪,施工及運(yùn)營管理均很艱苦。隧道地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,通過11個(gè)大斷裂層,含有大量泥灰?guī)r、高嶺巖、蒙托石等膨脹性巖層,多次塌方。在隧道掘進(jìn)中還遇到大量涌水,最大時(shí)涌水量達(dá)10000立方米。這些特殊情況給施工帶來很大困難,再加設(shè)計(jì)改為電力牽引,隧道凈空需增高0.55米,必須落底補(bǔ)加邊墻基礎(chǔ),更增加了施工難度。
新關(guān)角隧道地處高寒缺氧、人煙稀少、自然環(huán)境極其惡劣的青藏高原,平均海拔為3500米,建設(shè)難度大,且面臨著圍巖變形失穩(wěn)、突泥涌水、施工通風(fēng)等諸多工程技術(shù)難題,特別是嶺脊灰?guī)r地段的涌水處理及石炭系板巖地段大變形的控制技術(shù)為關(guān)角隧道的最大難點(diǎn)。關(guān)角隧道采用動態(tài)設(shè)計(jì),該隧道目前共有36個(gè)施工工作面,中鐵一院的配合技術(shù)人員隨時(shí)在各個(gè)工區(qū)間進(jìn)行現(xiàn)場踏勘。
隧道1958年開工建設(shè),1961年3月因故停工。1974年10月復(fù)工,由原鐵道兵承擔(dān)施工。打開封閉13年的洞口,只見洞內(nèi)積滿了水,拱頂坍落、邊墻倒塌、廢碴很多。指戰(zhàn)員們克服艱難險(xiǎn)阻,歷時(shí)一年半,共清出棄碴雜物近50000立方米,接著開始掘進(jìn)上導(dǎo)坑。
1977年6月16日完成主體工程,同年8月15日鋪軌通過隧道。1978年隧道通車后,發(fā)現(xiàn)整體道床開裂上臌,不到兩年道床抬高達(dá)300毫米,水溝破裂,邊墻脫落變形,拱頂裂紋掉塊,局部邊墻侵限等病害,威脅行車安全。
1983年5月,整治病害后,1984年年底又發(fā)現(xiàn)未換仰拱地段的整體道床陸續(xù)裂紋上臌,兩軌面水平誤差達(dá)60毫米并發(fā)現(xiàn)拱頂?shù)魤K,邊墻開裂,墻腳疏松脫落等病害。經(jīng)多方調(diào)查論證,查明道床上臌是因?yàn)樗淼赖撞康貙又泻写罅坑鏊蛎浀木G泥巖、蒙托石等。所以從1990年開始,拆除上臌地段的整體道床,增加鋼筋混凝土仰拱,鋪設(shè)軌枕板。同時(shí)拆除部分邊墻,再次進(jìn)行襯砌后壓漿補(bǔ)強(qiáng),對部分邊墻拱頂進(jìn)行小錨桿掛網(wǎng)噴漿加固。為根除隧道兩端路基凍害,還對進(jìn)出口段路塹內(nèi)道床下路基土質(zhì)徹底換填,增設(shè)了防寒保溫排水溝。
新關(guān)角隧道,作為西格(西寧-格爾木)鐵路二線工程的控制性工程,于2007年11月6日全面開工, 采用鉆爆法施工,全長32.645公里,由中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì),新關(guān)角隧道設(shè)計(jì)為兩座平行的單線隧道,設(shè)計(jì)速度為每小時(shí)160公里,兩線間距40米,均位于直線段上共設(shè)置了11座斜井(合計(jì)15.26公里)及9.8公里的平行導(dǎo)坑輔助正洞掘進(jìn),建設(shè)總工期為5年。
截止2010年4月,該隧道進(jìn)口標(biāo)段完成正洞掘進(jìn)19.52公里,占設(shè)計(jì)長度的29.9%。關(guān)角隧道建成后將使既有線路縮短36.837公里。
青藏鐵路西寧至格爾木段增建第二線工程關(guān)角隧道工程施工標(biāo)段位于既有青藏鐵路天棚至察汗諾車站區(qū)間,增建二線線路跨布哈河、魯茫曲于青海南山山前新設(shè)天峻站后以32.605公里的隧道穿越青海南山(隧道進(jìn)口軌面高程為3380.97,出口軌面高程為3323.58),延肯德隆溝接入察汗諾。線路在此段一次取直,區(qū)間長度39.084公里,廢棄了既有關(guān)角隧道,新建關(guān)角隧道為兩座平行的單線隧道。隧道進(jìn)口端里程為DK280+570,出口端里程為DK313+175。
建設(shè)地點(diǎn):青海省。
規(guī)模:隧道全長32.605公里/座(兩座單線隧道)。
2011年9月1日,世界高海拔第一長隧--關(guān)角隧道進(jìn)口段1號斜井與2號斜井I線正洞順利貫通。
全長32.645公里、雙線雙洞的關(guān)角隧道是青藏鐵路西(寧)至格(爾木)鐵路增建第二線工程的控制性工程,十六局集團(tuán)承建進(jìn)口段17.372公里,管段工程、水文地質(zhì)極其復(fù)雜,不僅存在連續(xù)砂層段、長大段巖溶、斷層,而且地下涌水量之大極為罕見,全管段日涌水最大可達(dá)32萬立方米。
關(guān)角隧道進(jìn)口段共分成7個(gè)斜井和1個(gè)進(jìn)口正洞作業(yè)區(qū)施工,最長斜井2808米,其余斜井均在千米以上,平均坡度11%。這種長距離大水量持續(xù)反坡隧道施工排水技術(shù)目前為國內(nèi)外首例。建設(shè)者們在斜井內(nèi)每300米設(shè)置雙連拱式固定泵站,兩個(gè)洞室相互連通,一個(gè)洞室作為沉淀池,另一個(gè)洞室安裝經(jīng)過比選的大功率進(jìn)口水泵,實(shí)現(xiàn)接力排水,曾創(chuàng)下了一個(gè)斜井日排水量超17萬立方米的國內(nèi)高原鐵路隧道建設(shè)新記錄。
與此同時(shí),建設(shè)者們結(jié)合出水特點(diǎn),靈活運(yùn)用帷幕注漿、徑向注漿、頂水注漿等施工工藝,并采用了馬麗散、高分子材料(HCH-Ⅰ型高分子水膠固結(jié)材料、跨越2000HCH-Ⅲ型無機(jī)堵漏材料和跨越2000型錨噴搶險(xiǎn)材料)、水泥漿、水玻璃、氯化鈣等材料,合理控制漿液凝固時(shí)間,嚴(yán)格控制注漿范圍,確保了注漿止水效果,對保護(hù)高原地下水起到了重要的作用。
關(guān)角隧道正洞進(jìn)口有550米的風(fēng)積砂層段,覆蓋層2-23米,如此長距離連續(xù)、淺埋風(fēng)積砂層段施工在國內(nèi)尚屬首次。建設(shè)者們在施工中結(jié)合以往短距離砂層施工經(jīng)驗(yàn),經(jīng)過不斷的施工實(shí)踐及摸索,采用五臺階+擴(kuò)大拱腳與臨時(shí)橫支撐方案施工,開挖后立即鋪設(shè)孔隙為1.5毫米的篩子網(wǎng)片,防止貧水區(qū)風(fēng)積砂的滑溜;超前支護(hù)采用管棚+導(dǎo)管注漿支護(hù),并嚴(yán)格控制安全步距。經(jīng)過一年多的施工,安全優(yōu)質(zhì)地完成了主洞Ⅰ、Ⅱ線550米長貧水區(qū)風(fēng)積砂層施工。
在艱苦的工作環(huán)境中,有一對年輕人在高原施展專長,他們的愛情也終于在高原開花盛放。
關(guān)角山,在藏語里的意思是“登天的梯”,也是內(nèi)陸通往拉薩的必經(jīng)之路。夏末秋初,山坡上牧草青青、牛羊成群。但在群山間,進(jìn)入正一點(diǎn)點(diǎn)打通的鐵路隧道,完全是另一番場景。隧道里的海拔高度從3400米一路上升到3800米。
熱戀中的范井琢,在男朋友小錢到工地幾個(gè)月后,2008年也申請把工作調(diào)到關(guān)角隧道,成為這里的第一位女員工,當(dāng)時(shí)周圍環(huán)境的嚴(yán)酷完全超過她的想象。
范井琢說她第一天來的時(shí)候,感覺這里很荒涼,心里有一種難受的感覺吧,而且印象最深刻的是第一天晚上睡覺的時(shí)候特別冷,因?yàn)檫@里的房子才剛剛建上,然后暖氣還好像那個(gè),我住的那間房子還不太通,我睡覺的時(shí)候蓋了兩床被子,然后一直就蜷著腿睡覺。
原本以為拉近了距離,兩個(gè)人就在一起了,但是讓小范沒想到的是,即使在一個(gè)工程,她和小錢竟然連見面也很困難。
那時(shí)候范井琢在指揮部,小錢在工區(qū),交通也不太方便,平時(shí)的話就要靠電話來聯(lián)系了。
小范的選擇,對當(dāng)時(shí)在高原倍感寂寞的小錢來說,是最好的精神鼓勵(lì)。又經(jīng)過一年的高原之戀,這對年輕人終于在2009年喜結(jié)連理。走進(jìn)他們安在工地板房里的家,簡單的家具、唯一的鏡子掛在門口,廢煙盒用來放梳子,幾張放大的婚紗照是看上去最奢侈的裝飾了。來關(guān)角之后,愛美的小范甚至都很少買新衣服。
范井琢說,在這個(gè)工地上,大家都這樣,然后大家都穿工作服,我覺得穿著打扮,美麗可以在任何時(shí)候,但是在關(guān)角工作只有在這一段時(shí)間之內(nèi),能參與到這樣一個(gè)工程中,一個(gè)工程的建設(shè),我和我老公都感到很自豪。
關(guān)角隧道建成通車后,青藏鐵路列車通過關(guān)角山的時(shí)間將從現(xiàn)在的2個(gè)小時(shí)縮短為20分鐘。小范說,他們還沒到過西藏,希望有天能坐火車,經(jīng)過和同伴們一起修起來的關(guān)角隧道,到拉薩去看一看。