三年苦累皆收获——黔张常超前地质预报项目部工作纪实
时间:2018-07-09 浏览次数:

2018年5月28日凌晨2点18分,辗转难眠的黔张常铁路超前地质预报项目部的全体人员终于等来喜讯:“黔张常铁路黄家台隧道顺利贯通!”这是黔张常铁路修建中顺利贯通的第100座隧道。

大家悬着的心终于放下,相互庆祝欢呼着,项目经理范春林、副经理周晓光喜极而泣,因为项目部兄弟们三年的坚守,因为1245个超前地质预报的日日夜夜,因为这是属于黔张常超前地质预报项目部的胜利时刻。

临危受命,不怕山高水险

黔张常铁路作为国家铁路网规划中“渝长厦”(重庆至长沙至厦门)快速通道的重要组成部分,途经重庆黔江,湖北咸丰、来凤,湖南龙山、永顺、桑植、张家界、慈利、常德等地,是连接中、西部地区的运输干线。

线路主要走行于湘西北、鄂西南和渝东南山岭地区,沿线断层密集,灰岩分布广泛,岩溶强烈发育,地下暗河系统复杂多变,地质条件异常复杂。全长约340公里,隧道长度170公里,占线路长度的50%;其中可溶岩隧道长度达85公里,占到隧道总里程的一半,一级风险隧道达到6座,二级风险隧道达15座之多。

复杂的山区地形、难以预测的地质环境,给工程施工带来巨大的风险和困难,被称作“第二条宜万铁路”。

正是在这种背景下,地路处果断成立地路处黔张常超前地质预报项目部,抽调成都地铁5号线勇挑重担的项目总工范春林,带着地路处年轻的技术骨干,带着沉甸甸的责任,奔赴超前地质预报一线。

项目开展以来,先后组建了以院副总孟祥连带队的专家顾问组,成立了超前地质预报项目经理部以及三个分部,同时设置完善了后勤保障组、安全管理组、质量监督组等组织机构,保证预报技术工作合理分工、有效推进。

预报工作高峰时期,参与投入人员多达60余人,投入物探设备TSP303plus一套、TSP203两套、GPR-SIR3000三套,越野车辆7部。人员和设备的大力投入,极大地保障了预报工作的顺利开展。

初遇挫折,标准化管理来破题

超前地质预报工作的开展,对施工中正确选择开挖断面、支护设计参数和优化施工方案提供了依据,为预防隧洞涌水、突泥、突气等可能形成的灾害性事故及时提供了准确的信息,保证了本线隧道工程的施工安全;同时,准确的超前预报成果能提高施工效率,缩短施工周期,避免事故造成的损失,为项目节省投资,实现经济效益和社会效益的双丰收。

项目初期,由于刚刚接触如此复杂的岩溶地质环境,即便做了充分的前期规划和准备工作,也出现了预报协调工作和预报准确率较低的问题,甚至出现了大型溶洞预报失误的情况,这反映出现有预报工作方法和理念存在一定缺陷和盲区,以及未能很好地实施预报手段动态调整的原则,受到建设单位高度重视,甚至对预报项目部开出了第一张“罚单”,整个预报部管理和技术团队承受了巨大压力。

面对被动的现实,范春林、周晓光、李有能等人没有气馁,经过认真反思后,大家快速形成统一认识,黔张常超前地质预报工作远比想象中复杂,必须不断地总结、创新和提升,着手建立标准化管理。

项目部组织技术人员借鉴以往南方岩溶山区铁路的设计施工经验,预判可能出现的预报重难点问题,精心研究各项预报方法,提出整改和优化的预报方案,并形成技术文件全线执行。

同时,结合黔张常项目的自身特点和各参建方要求,项目部还将预报工作管理流程进行了细化和优化,形成了一级风险隧道超前地质预报项目部详细工作流程、二级及普通风险隧道超前地质预报项目部详细工作流程、岩溶异常上报流程、预报方法加强流程、常规预报分项流程、不良地质分项流程等。加强了参建各方紧密且高效的联络机制,提升各方的预报沟通效率。

攻坚克难,高科技手段来助推

为更好地发挥国外先进物探设备TSP303在预报工作中的技术优势和预报作用,预报部于2016年4月邀请瑞士安伯格公司Thomas Dickmann博士到张家界进行了为期3天的技术培训交流,提高了物探人员整体的理论水平以及准确预测岩溶发育情况的能力。

项目部首次建立大规模专业的水文监测系统,降雨量监测仪、隧道洞口流量监测仪、深孔水位监测仪等27套设备遍布全线一、二级风险隧道。水文监测系统收集和积累了长期连续的大量水文数据,为分析隧道涌水量与地表降水、地下水位之间的动态关系提供了数据支持,对分析预测隧道涌水量意义十分重大。但由于监测设备多数位于山区密林之中,平时的维护保养和读取数据也成了一项不轻松的挑战,植被茂密、荆棘丛生,现场工作中摔倒扎伤是常事,但大家乐在其中,从不叫苦。

2016年5月,项目部举办了“黔张常铁路超前地质预报工作研讨会”,邀请了国内地质专业及预报行业的权威专家,以及建设、监理、施工单位、设计指挥部代表参加,对我院黔张常铁路超前地质预报工作进行深入地探讨和交流。项目部代表周晓光、李有能、罗文艺、付伟分别就预报工作情况、物探工作难点、水文监测技术、岩溶案例分析进行专题报告。我院黔张常铁路超前地质预报得到与会专家的高度评价和认可,肯定了我院预报工作在隧道安全施工中的积极作用。

黔张常铁路超前地质预报所面临的工作重难点主要是大型岩溶的突水突泥预测、大型断层预测、瓦斯监测以及水文监测等。通过不断的探索和努力,预报部形成了一套完整且成熟的预报工作管理流程,采用综合超前地质预报方法和专项超前地质预报方案相结合,实时动态调整超前地质预报的方案和实施计划,为预报工作顺利开展提供了方法保障。

通过攻坚克难,项目部在技术创新方面也得到了长足的提升和改进。大力丰富地质素描的内容,采用不同方法对比验证地质雷达的探测位置,使用TSP获取岩溶区域参数特征,对水文监测系统的应用和维护等,为超前预报工作质量提供了技术保障,极大提高了超前地质预报的准确率,有效规避了岩溶隧道施工中的重大地质灾害。

黔张常超前地质预报项目部坚持“综合预报,有疑必探,补充强化”的预报原则,遵循初步探查、初步解译、逐步探查、逐步解译的动态过程,既可以规避各种预报手段的缺陷和局限性,又可以综合分析、动态调整。项目部成立以来,成功预报和预警8处重大突水突泥风险,有高山隧道巨型溶洞、桑植隧道岩性接触带岩溶及涌水、高村隧道岩溶突泥等,综合预报准确率高达87%,真正做到了超前预报与配合施工的密切融合,最大限度地保证了隧道施工安全。

三年砥砺,不忘初心唯坚守

2015年1月29日至2018年5月28日,共1245个日夜;项目部车辆行驶里程近76万公里,相当于绕赤道19圈;地质素描近5万幅,平均每天40幅;隧道基底岩溶雷达探测累计长度近56万米,水平钻探总进尺达37万米,TSP探测长度14.4万米,地质雷达探测长度7.5万米。这些扎实的工作,积累了大量的原始数据与基础资料,成功预报率达到87%,为项目的安全实施创造了良好的外部条件。

岩溶突水突泥是时刻威胁着岩溶隧道施工安全的“野兽”。周晓光经常说的一句话就是:“这三年来,只要一下雨,我就睡不着!”不是因为风雨声,而是担心隧道突涌水。高村隧道是一座二级风险隧道,但是岩溶及岩溶水极其发育,程度不弱于一级风险隧道。一次,遇到充水溶腔,规模不大,但水量不小,加之遇上暴雨,涌水量急剧增大。超前预报组第一时间赶往现场,在洞内开展连续的水文监测工作,待水量衰减至正常流量后大家才返回项目部,此时已经是第二天清晨。

春华秋实,勋章荣誉满华南

2018年5月28日凌晨,黔张常铁路全线的最后一座隧道顺利贯通。这标志着我院承担的黔张常铁路隧道超前地质预报现场工作顺利完成,进入后续成果资料整理阶段。

在本项目中,我们创造性地建立和完善了超前地质预报工作流程体系,修订编制了《隧道超前地质预报项目部标准化管理》文件;组织召开了业内权威的超前地质预报专家研讨会;参与并完成科研课题三项,其中获院科学技术一等奖、二等奖各一项,获省级QC一等奖一项,完成相关学术论文4篇,其他技术成果也正在陆续整理完成。

黔张常铁路超前地质预报项目部不仅多次受到院的表扬,更受到参建各方、广州质监站的褒奖和赞许,多位项目成员受到了院、建设单位及湖南省总工会的表彰。我院超前地质预报工作也得到了业内的高度评价和赞誉。

如果说拉日铁路、西成客专、宝兰客专等超前地质预报项目是我院超前地质预报的起点,为超前预报工作奠定了基础,那么黔张常铁路预报项目则完成了该项工作的标准化体系建设,实现了管理、技术、经营“三位一体”的全面升级,积累了大量宝贵的实践经验,为超前地质预报树立了标杆,因此也极大地提升了我院的整体预报水平。尤其是在南方山区的岩溶及岩溶水超前预报方面,我院已经跻身于国内领先行列。


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