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天堑变通途!解码森林里的超级动脉
来源:水电四局 作者:李占科、花毛措、李建军 时间:2025-04-29 字体:[ ] 分享:

天堑变通途!4月27日,在祖国青藏高原与黄土高原过渡区、祁连山南麓、互助北山国家地质公园深处传来阵阵欢呼声,水电四局承建的青海最长高速公路隧道——互助北山特长隧道全线贯通!意味着此后穿越北龙山仅需10分钟,青海东部出省通道也即将形成。

复杂特性增建设难题

互助北山特长隧道工程呈现出“三高两特一敏感”的复杂特性,建设过程中面临严峻挑战。该工程地处青藏高原东北部,处于“高寒高海拔”环境,隧道区域海拔跨度达2815米至3699米,年均气温仅-0.3℃至3.5℃,极端低温低至-33.1℃,冬季长达8个月,低气压与严寒气候致使机械设备效率大幅降低,施工周期被迫延长,能耗成本显著增加。

同时,工程还遭遇“地质条件复杂”的难题,隧道穿越青藏高原与黄土高原过渡带,地质构造错综复杂,挤压断层、韧性剪切带与蚀变带相互交织,岩体破碎且遇水软化,围岩稳定性极差,极易发生涌水、岩爆等灾害。

此外,“高安全风险”的叠加效应进一步加剧了施工难度,极端环境与复杂地质条件相互叠加,使得隧道施工面临塌方、突水、瓦斯聚集等多重风险,安全管控工作不仅要兼顾动态监测,还需具备高效的应急响应能力,技术要求与成本投入远超常规工程。

“两特”特性更是让施工难度呈指数级增长,隧道总长11.15公里(左线11177米、右线11126米),是青海省最长的公路隧道,最大埋深达798米,超500米埋深段长达6.4公里,深埋区破碎带、软岩大变形现象频现。

更为关键的是,“生态敏感”的红线约束让工程建设与生态保护之间的矛盾十分突出,隧址位于互助北山国家森林公园与地质公园内,森林覆盖率超过80%,大通河等水系密布,这就要求工程建设必须通过零开挖、植被修复等一系列措施严格把控对生态环境的扰动。

面对“三高两特一敏感”特性相互叠加所形成的复杂艰难局面,项目公司联合党支部充分发挥党建引领核心作用,创新构建“党建 + 工程”协同机制,有效凝聚各方力量,全力破局攻坚。在攻坚过程中,联合党支部以党建联建凝聚起强大的攻坚合力,联合业主、设计、施工和监理共同成立“青海加西公路党建共建委员会”,精心构建“1 + N”组织体系,为工程顺利推进提供了保障。

多维创新克设计难关

互助北山特长隧道在设计时,于选线、长大下坡、复杂围岩及通风等多方面进行全面且细致的考量。选线设计兼顾生态保护与地质安全。隧道区路线走廊带穿越互助北山国家森林公园与地质公园,园区内高原原始森林生态环境敏感,设计方案采用特长隧道方案穿越,最大程度减少对生态的扰动。同时,隧址处于黄土高原向青藏高原过渡区,地质活动剧烈、构造复杂,设计综合运用长距离物探和超深钻探等手段,查明地质情况,规避不良地质,选取最优隧道线位。

长大下坡设计保障行车安全。隧道全长达11.15千米,进出口高差达220米,左线为长大下坡段落。设计统筹隧道前后40公里范围路线纵坡,合理调整进出口高程,减小隧道内纵坡,采用分段限坡与避险系统协同控制,将连续长下坡长度和坡度控制在安全范围内,并设置避险车道,提升行车安全性。复杂围岩设计实现精准应对。隧道地处特殊地理位置,围岩因挤压破碎,分布7处断层破碎带且富水,最大埋深798米,受围岩自重和构造应力影响显著。设计采用精细化预设计与动态设计结合的方式,优化超前支护和衬砌参数、加强断层支护及富水段预注浆保障安全,同时根据施工掌子面围岩情况动态调整设计参数,实现结构精准设计。

通风设计采用创新模式。作为青海省第一公路长隧,设计采用分段式纵向通风模式,首次在省内应用该技术,设置2座通风斜井,利用烟囱效应优化通风设备配置,最大限度减少运营通风能耗。

科技赋能破地质迷障

在互助北山特长隧道建设进程中,面对超长大埋深隧道地质条件难以精准判定的难题,项目参建各方秉持“动态设计、信息化施工”原则,开展施工技术管控。每次钻爆作业后,参建各方迅速踏勘现场围岩状况,综合超前地质预报、监控量测结论及岩石试验指标,及时动态调整超前支护参数与初期支护形式,在保障安全的基础上,确定最优复合式衬砌结构。此举使隧道施工更安全、质量更可靠、作业更便捷。

为保障工程质量、安全与进度,项目采取多项科技举措。一是运用基于BIM技术的隧道信息化管理手段,重点管控安全、质量、进度等目标,并研发“隧道安全步距自动检测仪”,实现安全布局自动化监控与预警。二是面对断层、涌水、软岩大变形等地质挑战,加大科技攻关力度,采用《基于BIM技术应用的公路隧道地下复杂空间结构“导坑挑顶法 + 新奥法”开挖施工工法》,成功解决复杂地下空间衔接段开挖支护难题,为特长隧道主洞施工提供技术保障。三是在隧道加跨段、大埋深高应力区段安装“安全自动防坍塌监测预警系统”,实时监测围岩变形,依据监测结果及时调整施工组织与采取技术措施。四是采用数控湿喷等技术装备与机械化施工设备,减少危险区域作业人员,提升隧道安全施工的技术保障。五是针对极寒环境施工,建立冬季施工温控体系,对材料运输、拌合、浇筑全程保温,确保混凝土入模温度达标。

历时五载,青海首条特长隧道顺利贯通。这离不开全体参建者的辛勤付出、各级政府部门的全力支持以及行业主管部门的精心指导。在隧道遭遇大埋深高应力区段及穿越断层破碎带等难题时,行业主管部门多次组织专家团队,运用先进地质扫描仪器全面勘查,精准施策,为解决不良地质问题提供有效方案。

方案优化护生态本真

项目全线坐落于北山国家森林公园内,这片区域拥有世界高海拔地区特殊的森林生态系统,其复杂性与脆弱性并存,生态物种虽丰富却极易受破坏。项目施工区域海拔高、空气稀薄、气候寒冷干旱,生态系统中物质循环与能量转换过程缓慢,生态环境极为脆弱。长期低温与短促生长季节使得寒冷地区植被一旦受损,恢复将异常艰难,还可能加速冻土融化、土壤沙化及水土流失。

为最大程度保护国家地质公园生态环境,减少对森林资源的扰动与破坏,项目各参建单位将生态保护意识贯穿项目建设始终,对互助北山特长隧道建设可能产生的环境影响进行了全面预测评价。

在项目设计方案规划进程中,从施工图设计的精研细琢到项目建设的落地实施,历经多轮严谨论证与多方案深度比选,最终凭借“线路优化”策略,敲定了对自然生态干扰程度最低且施工效率最优的方案。具体而言,就是通过适度延长特长隧道长度、相应缩减路基与桥梁构筑物的规模等举措,实现了资源的高效配置与生态保护的有机统一。

经精确核算,该方案减少永久占用林地约152公顷,降低征地面积达318亩,削减临时用地192亩,并最大程度减少树木砍伐量,成功避免35万余棵树木被砍伐,有效维护了当地的森林资源与生态平衡。

多策并举绘绿色画卷

针对生态敏感区域严禁设置临时用地的政策要求,施工总承包部展现出卓越的创新思维与统筹规划能力。秉持“永临结合”的理念,从设计源头对项目全线的互通立交、服务区等关键设施进行系统性调整与优化。巧妙地将大型临建设施整合至占地面积广阔的主线服务设施内部,既充分利用了现有空间资源,又成功规避了在生态敏感区域设置临时设施可能引发的环境风险,为项目的顺利推进与生态保护找到了完美契合点。

在土石平衡管理领域,鉴于项目区域严禁设置取弃土场的严格规定,建设团队以高度的责任感与严谨的工作态度,严格遵循建设红线范围开展施工作业,全线杜绝取弃土场等设施的设置。

面对全线路基填筑方量高达364万方的艰巨任务,建设团队积极探索创新解决方案,将隧道开挖过程中产生的洞渣进行精细筛分与严格检测。经检测合格的洞渣被广泛应用于路基填筑以及混凝土骨料加工环节,这一举措不仅高效解决了路基填料与混凝土骨料的供应难题,保障了工程建设的顺利推进,更从源头上避免了对周边生态环境造成二次破坏,实现了工程建设与生态保护的良性互动。

在固废处理方面,建设团队构建了一套全方位、多层次的环保管理体系,采取了一系列行之有效的措施。在施工工艺优化层面,积极引入节水型混凝土湿喷技术,通过技术创新降低养生用水量,从源头上减少水资源的消耗与废水排放。在废水处理环节,于隧道洞口精心设置沉淀池,对生产废水进行实时监测与科学处理,确保各项水质指标均达到回用标准,实现生产废水的循环利用。同时,针对砂石加工过程中产生的废水,建设团队采用先进的处理工艺,将其净化后用于隧道降尘与绿化灌溉,既解决了废水排放可能带来的环境污染问题,又实现了水资源的合理利用,为项目的绿色施工与可持续发展提供了有力支撑。

项目建设团队秉持赤诚初心,以高度的使命感与责任感,奏响民族团结与民生福祉的时代最强音。在公益润心方面,项目公司传承雷锋精神,深入民族地区校园开展志愿服务,为莘莘学子捐赠文具用品、铺就求知坦途,为贫困藏族学子点亮求学逐梦的希望之灯。在基建赋能领域,团队勇担央企重任,以通途架设民生之脉、以坦途贯通田间地头,夯实民族地区发展根基;面对洪涝险情与疫情大考,项目员工逆行而上,筑牢守护生命的铜墙铁壁。在灾后重建与乡村振兴一线,团队更是冲锋在前,助力属地山体滑坡受灾群众重建家园、暖心关怀留守儿童群体与孤寡老人脱贫解困、安享晚年。这一系列举措如春风化雨,凝聚起民族团结的磅礴伟力,织就社会和谐稳定的锦绣画卷,为加西公路建设铺就了坚实的民心之路。

当前,项目后续工程正有条不紊地稳步推进,预计于年内全面竣工并实现通车。届时这条钢铁长龙,架起了青海人民通向美好生活的希望之桥。从“天堑”到“通途”,中国水电四局人将以“海拔高、标准更高”的信念,在高原大地上续写传奇。为西部大开发注入新动能,为民族团结进步事业谱写新篇章!

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