西渝高铁关键控制性工程碾子塝隧道贯通 技术创新破解复杂地质施工难题

问题:作为西渝高铁重要控制性工程之一,碾子塝隧道施工难点集中在地质条件复杂与安全风险叠加。

隧道位于四川达州宣汉县境内,单洞双线结构对开挖稳定、支护闭合和衬砌成型提出更高要求;最大埋深约300米,围岩以Ⅳ级软弱为主,且需穿越膨胀性泥岩、浅埋段等不良地质。

软弱围岩易出现变形大、收敛快等特征,浅埋段对地表沉降控制敏感,若应对不当,易引发坍塌、涌水、变形超限等风险,工程组织和安全管控压力较大。

原因:隧道风险突出,既源于自然地质的客观制约,也与工程结构和工序耦合紧密相关。

一方面,膨胀性泥岩受水影响易软化胀缩,导致围岩稳定性下降、支护受力复杂;软弱围岩整体强度不足,使得开挖扰动后的变形发展更快,对支护时效性提出更严格要求。

另一方面,单洞双线断面相对更大,开挖跨度增加,围岩自稳能力不足时更易产生失稳;同时隧道施工贯穿勘察预报、开挖支护、衬砌成型等多工序,任何环节控制偏差都可能放大为质量与安全问题。

由此,科学工法选择、超前预报与动态调整成为决定性因素。

影响:碾子塝隧道贯通,标志着该标段又一关键节点完成,对西渝高铁建设具有多重意义。

其一,隧道贯通为后续仰拱、二衬、附属工程及铺轨等工序创造连续作业条件,有利于压缩转换时间、提升整体组织效率。

其二,复杂地质条件下的安全穿越与质量控制经验,可为同线类似地质段施工提供可复制的技术路径与管理样本。

其三,从区域发展看,西渝高铁作为联通成渝地区与西北地区的重要通道之一,工程节点持续突破,有助于稳定建设预期,为沿线城市完善综合交通体系、促进要素流动与产业协同提供支撑。

对策:面对风险集中、工况多变的特点,建设团队坚持以“可预判、可监测、可调整”为主线,强化全过程安全与质量管控。

施工组织上,针对全段暗洞施工特点,采用台阶法开挖工艺,分步成形、及时闭合,有效降低一次开挖对围岩稳定的不利影响;管理措施上,严格落实超前地质预报、地表沉降观测和围岩监控量测,形成“预报—验证—反馈—优化”的闭环机制,确保参数与工序匹配现场实际;支护体系上,强化超前支护与锁脚锚管等关键工序,提升初期支护承载能力与整体稳定性,降低变形速率,守住安全底线。

同时,技术创新贯穿建设全过程,成为提升效率与质量的重要抓手。

围绕“精度、质量、可控”目标,项目引入拱架安装激光校准仪,减少钢拱架安装误差,提高装配效率;针对止水与衬砌关键细部控制,自主研发“矮边墙混凝土收面控制装置”,以工装化手段保障止水带预留位置精确,降低渗漏隐患;在喷射混凝土工艺方面,推行“三喷两刮一扫面”等作业流程,提升喷层密实度与成型质量;并应用智能浇筑振捣、3D断面扫描等设备,对衬砌厚度、成型线形等关键指标进行辅助控制与过程校核,推动质量管控从“事后验收”向“过程可视、即时纠偏”转变。

前景:随着碾子塝隧道贯通,下一阶段工作重心将转向衬砌结构体系完善、附属设施施工以及与相邻工点的协同推进。

预计在类似软弱围岩与浅埋段施工中,超前预报精细化、监控量测数字化与工装设备智能化的融合应用将更为普遍,工程管理也将更加注重风险分级管控与动态资源配置。

面向全线通车目标,各参建单位仍需在安全、质量、进度之间保持均衡,持续强化关键工序首件制、隐蔽工程验收和质量追溯机制,确保节点推进与工程耐久性同步达标。

碾子塝隧道的贯通凝聚了建设者们的智慧与汗水,更充分体现了在复杂工程地质条件下,通过科学决策、严格管理和持续创新,完全可以克服看似不可逾越的难题。

这种精神品质和工作方法,对于推进国家重大基础设施建设具有重要启示意义。

随着西渝高铁逐步推进,这条承载着发展希望的铁路干线必将为中西部地区带来新的发展机遇。