黃土高原隧道建設的“金點子”

7月1日，在中鐵二十局建設的西延高鐵洛川隧道內，一場針對“有毒有害氣體超標”的隧道安全應急救援演練拉開帷幕。短短20分鐘內，數十名“被困人員”被成功救援、轉移、就醫。這次演練中採用的鐵路隧道新型逃生系統，是中鐵二十局保障安全施工的創新。

西延高鐵線路全長約300公里，規劃建設途經洛川縣至延安市，需要在我國最典型的黃土高原地區建設隧道。這裡的黃土層厚，溝深坡陡，如何做到既保證隧道施工不塌方，又確保施工人員的生命安全？2021年4月，中鐵二十局西延高鐵項目剛進場，創新工作室的10名“科學家”便走進黃土高原深溝之處，從保障隧道安全施工到維護生態環保系統，針對各個方面有可能遇到的問題開啟了科研之路。

“在黃土高原建設隧道，保證隧道施工人員的安全，是施工的關鍵！”在該項目隧道位移監測監控室內，創新工作室負責人賈偉正和研究團隊展開討論。“在黃土地層施工，土質結構變化複雜且迅速，極易發生變形、坍塌。”為了從根本上解決這一問題，賈偉與科研小隊成員開展了無數次“隧道圍岩物理力學參數試驗”與“圍岩全位移監測、地表建（構）築物變形監測”等方面的相關研究。

“我們結合監測隧道變形數據，搭建黃土隧道數值模型，模擬出隧道開挖對圍岩的擾動範圍，建立最準確的岩石脫落模擬演算，給施工現場人員制定出最佳的逃生預案。”賈偉和研究團隊第二十次討論時説。

“一旦發生隧道塌陷，鐵路隧道新型逃生系統的逃生艙、逃生管道、液壓棧橋等設備能確保施工人員安全。”在洛川隧道出口前，中鐵二十局西延高鐵項目總工程師姜函介紹，鐵路隧道新型逃生系統是西成鐵路客運專線公司研究的重點科研課題，針對的隧道類型多為淺埋大斷面軟塑黃土隧道。大斷面黃土體呈軟塑狀，承載力低，極易發生變形。隧道內新設置的逃生管道具有移動便捷、材質韌性好、抗衝擊強度高等優勢，能為險情發生後的及時救援提供良好保障。

在黃土高原建設隧道，如何保障噴漿的混凝土在濕陷性黃土中不脫落，凝固好？在西延高鐵安民隧道初期混凝土澆築中，作為試驗室主任的賈志榮發現，工人們使用的傳統配合比的混凝土需要大量的水泥才能保障噴漿品質，並且施工進度緩慢。回到工作室後，賈志榮開始思索，西延高鐵項目的隧道均是濕陷性黃土隧道，是否可以針對這種特殊地質的隧道專項試驗出一個混凝土配合比，在降低施工成本的同時提升建設進度。

説幹就幹。他帶著兩名試驗員和數名現場工人，展開了濕陷性黃土隧道支護混凝土配合比的研究。查閱資料，了解地質狀況，現場配比測試，根據檢驗結果不斷修改完善……短短數月，賈志榮帶頭設計的新配合比混凝土，成功改善了與濕陷性黃土黏度不強的問題。

如何減輕項目建設中隧道施工、橋墩施工、道路遷改産生的氣體粉塵？“我們將動態監測和預警同步接入資訊化監測系統中，一旦現場環保指標超標，警報就會被觸發。項目部便派出機動小隊負責消除不良因素。”該項目黨支部書記馬鵬説，經過優化後的氣體粉塵監控系統，將施工對環境的擾動降到了最低。

6月23日，西延高鐵項目承建的安民隧道正洞掌子面累計掘進3000米，距離貫通已不足200米。該隧道建設時，不僅下穿洛川縣的民宅小區，還穿越210國道及地方果品冷庫。“建設團隊運用資訊化手段，強化隧道圍岩監控，同步研發軟塑性黃土隧道快速施工技術，確保了當地百姓正常生活與施工進度穩步進行。”姜函介紹説。

從安全到品質，從進度到環保……“科學家”們鑽山越水，用科技保障西延高鐵的智慧建造。自建設以來，西延高鐵的建設者們先後研發了多項科技成果，確保西延高鐵全線施工安全。