血泪情怀隧道溶洞传奇

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本文归结一些岩溶隧道的突泥涌水事件,有些传奇,有些震憾,虽有些长,但带点知识带点感言,决不负你此行。

岩溶突泥涌水之威

最近在建的贵南高铁荔波段发生了一起透水事件震动了天下!震动天下者视频震憾,据说两小时涌水量万立方。三万方什么概念,16个标准游泳池的水量。

威力多大?摧枯拉朽!但这还不算大,因为曾经还有一条隧道的突泥涌水震憾世界,与之相比朝阳隧道只不过是小巫见大巫。

宜万高铁马鹿菁隧道

12年前,年的1月21日,宜万铁路马鹿菁隧道发生突泥涌水,倾刻间天崩地裂,山呼海啸,专家当时预测说瞬时涌水量达到了惊人的81万方每小时。

81万方每小时什么概念?黄河之水天上来,壶口瀑布倾刻间崩塌。要知道西湖的水量万方,在此涌水量的加持下,17个小时就可以灌满。

隧道施工中遭遇突泥涌水,会有多惊心附上一段小视频。

惊心吗?曾经的马鹿菁隧道涌水事件那叫惊魂,遇上了就是生死一念之间。附上一段中国建设报上马鹿菁隧道建设纪实中的一段描写。

年1月21日10点50分,马鹿箐隧道平导施工的职工,按照钻孔、探水、监测、开挖、排险的施工程序进行隧道围岩观测,确定无异常情况后,扒渣机司机潘大良、四队副队长付建平和调度张西成等8名职工,在隧道多米的深处准备进行出碴作业。

  然而,就在他们即将接近掌子面时,突然,隧道拱顶出现石块掉落现象。

 “不好,快撤!”潘大良话音刚落,一股强对流气体从隧道拱顶呼啸而下,伴随着沉闷的轰鸣声和刺耳的尖啸声,一阵强烈的“龙卷风”夹杂着纸屑、沙石等物,向潘大良等人扑来。求生的欲望使他们下意识地紧紧抓住梭矿车。付建平立即启动车辆朝洞外飞驰,30多吨重的梭矿车在突水的剧烈撞击下,竟轻若无物地摇摆晃动着,随波逐流地“飘”出了隧道,眼看着就要被巨浪卷下山崖。不知谁喊了一声:“跳!”几乎在同一瞬间,8个人一起跳下梭矿车,紧接着“轰”的一声巨响,重达30多吨的梭矿车被巨浪推下了悬崖峭壁……

发生时会有什么样的响动?以下是马鹿菁隧道现场人员的亲历:

“哗啦啦——”这是危石塌落在钢拱架上的的声音;

  “嘎嘎嘎——”这是钢拱架,承受不了沉重的负荷,倾斜着、下沉着……

  “呼隆隆——”随着山呼海啸、天崩地裂之声,夹杂着泥沙的洪水以泰山压顶之势,瞬间将掌子面击溃,整个洞内顿时被震耳欲聋的巨大水声所淹没……

避无可避的风险

今天朝阳隧道的透水事件,并非偶然,其实必然。

因为在建设这条高铁时,百度百科上就说在建的贵南高铁要穿越『黔桂高原过渡带及桂西岩溶峰丛洼地、峰林平原区,地质条件复杂,特别是岩溶不良地质特别突出。』

什么叫岩溶不良地质特别突出?什么叫峰林洼地,峰林平原?

贵州的万峰林

这就叫峰林,基本出现在贵州广西一带。因为这里的地表岩石覆盖的是一层厚厚的石灰岩,而这种岩石相对渗透性好,遇水可以溶解。于是在雨水河流千万年的洗礼下,石灰岩会在软弱解理裂隙发育面崩塌消解,最终一座连片的群山被雨水河流侵蚀成峰林洼地,峰林平原。

可以想像一下在上图的峰林之间原来很可能是由一些没有崩塌的溶洞群连系在一起,后来这些溶洞有流水的侵蚀下慢慢扩张,积万之力,终于溶洞群的顶部塌陷,最后形成峰林平原,峰林洼地。

实际上我国的岩溶地区是由西向东,由高到低分为三个层次的。

第一个层次应该在滇川两省,这里的岩溶总体来说相对离地表要深些。

第二个层次应在湖北(如恩施)、湖南(张家界)贵州段,地势在走低,降雨量也在增高,地下的暗河溪流由高往低流经此地,岩溶就比滇川要发育的多,于是这一地区的地下可以发育成超级大溶洞,而且大小溶洞成群,地下暗河涌动。

湖北恩施腾龙洞,洞内面积69平方公里,藏着5座峰,地下暗河涌动却不知所终,洞瀑布飞流十余处,洞身最高处米,相当于74层楼那么高。

第三个层次就是到了广西,水流的更加发育,让这一地区的岩溶发育已经走到了老年,许多溶洞已塌穿,地下河露出地表,所以这一带地区的岩溶往往被流水侵蚀成为峰林平原,峰林洼地,造就了千姿百态,山水甲天下的桂林山水。

桂林山水尤如上天遗落在人间的巨型盆景,曼妙的同景仍时常可见残留没有风化干净的溶腔。

所以在岩溶极发育地区的第二层级修造铁路,岩溶透水是再正常不过的事情了,特别是修造高铁,事关国家动脉,列车运行的速度又很快,线路的弯度就很小,不像公路那样可以灵便的转弯,所以建设之初往往明知地下岩溶发育,也是无奈何的要必经此地,因为绕无可绕。

神鬼莫测,鬼见愁的岩溶

而溶洞的发育按目前的科学水平也不是想探测就能探测出的,岩溶的神奇走向,发育的鬼斧神工比不测风云的天气预报还要难测,而云计算的今天,积累了天量数据的天气预报仍然缕缕犯错。

因为岩溶的神鬼难测,所以岩溶的超前地质预报往往是综采用合探测的方法,如TSP、地质雷达、红外探水,超前水平钻,外侧角加深炮孔,开挖围岩揭露地质素描,几乎能用的手段悉数上阵,但是岩溶的走向如常常不知何来又不知所终的地下暗河一样神龙见首不见尾。

岩溶的形状发育神鬼难测

在神鬼难测,岩溶极度发育的地区,隧道施工碰上岩溶是正常的,没碰上才是反常的。宜万铁路的齐岳山隧道在米的进口段,就碰上了处岩溶,平均每20米就有一处。

在岩溶极度发育地区,碰上了溶洞也许就碰上了水,就拿齐岳山隧道的处溶岩处处突水。

而岩溶地区的地下水往往是暗河涌动,卧龙吞江,如宜万铁路的马鹿菁隧道就坐落于纵横交错的清江暗河、油竹暗河、凉风洞暗河等多条水量丰富、走向不明的地下暗河之上。

而溶洞里又何止暗河,还有奔流的瀑布

溶洞何止有暗河瀑布,还可能藏有广没阔的大湖。

所以隧道遇上溶洞,再遇上奔腾的暗河并非巧合,她们也许本就是郎情妾意,天作之和。

马鹿菁隧道泄洪

隧道施工,封印万年的溶洞一旦打开,面对奔涌欲见天日的暗河湖泊,也只能是望洋兴叹。齐岳山隧道曾单日排水74.3万方,相当于一个中型水库的蓄水量。

这样丰富的水量,你可能并不到需要承受多大的水压,因为隧道有可能在一条暗河或是暗湖的底部,比如齐岳山隧道实测水压达2.3兆帕,相当于米的水头高度,可以将水送到70层楼的高度。

水流在隧道短短的径高里可以喷射出数十米远

所以隧道施工掌子面的那堵墙不能轻易打开,因为里面很可能困着一头洪荒孽龙,这已是超前地质预报,超前水平钻探孔的功劳啦。

既然不敢打开一次性泄洪,打开就是灾难性的后果,所以只能钻孔泄洪。

而面对地下暗河或是湖泊,也许只有泄洪,泄洪,不停的泄洪,但又可能旷日持久,一泄就是数月之久。

隧道打开的往往可能不是一个溶洞,惊动的可能是一个溶洞群,所以当一个溶洞刚刚将积累万年溶腔里的水排泄干净,溶腔的岩壁却因此失去平衡而坍塌,于是就惊扰连通了与之一墙之隔的溶洞,而这个溶洞里也积累着万年的水,与是又次生出新的一场泄洪。

齐岳山隧道就经历了这样一场,排了小半年好不容易排干,正你准备打扫战场大干一场呢,结果新的洪流又沽沽冒出,滚滚而来,让建设者的精神都差点崩溃,仿佛看不到头。

在岩溶极度发育的地区打隧道,你并不清楚前方会有多少重困难等着你,宜万铁路的野三关隧道就发生突泥涌水88次,比唐僧取经的81难还要多。

你也许并不知道头顶是否盘着一条远古孽龙,正在睁着眼看人类的一举一动。你也许并不知道一条隧道会遭遇数条暗河,比地面的河流还要密集,白云山隧道3条,齐岳山5条,野三关隧道6条。

这一条条暗河就相当于西天取径路上的流沙河,通天河啊!『鹅毛浮不起,流沙见底沉』。

何止是突泥涌水

对于岩溶极度发育地区修隧道,困难从不禁足于突泥涌水,往往还会遇上煤系瓦斯,或是一条条的山体大断层。

就算是遇上旱溶洞,但是如果规模大了,仍会令建设者十分头痛。龙鳞宫隧道就遇上特大溶洞,长米,宽50米,相当于好几个足球场。而五爪观隧道更为夸张,长多米,宽米,高30米,几十辆重型卡车在里面跑,不会堵车。

这样的溶洞,令人担忧穹顶在以后的行车中是否会塌,于是工人们在五爪观隧道里打下的个巨型水泥柱撑起龙宫的穹顶。

遇上这样大型的溶洞,建设者还要担忧隧道的底板下面是否也隐伏着溶洞,而底板的厚度又是否能承载火车的驰骋。齐岳山隧道遇上一个深潭,每天抽排出几十万立方米的水,仍不见底,于是工人乘着皮划艇,向潭中放钢丝绳。放了米,还没探到底。

隧道遇上大溶腔

防不胜防踪迹难觅的溶腔透水

所以在岩溶地区打隧道又何止是九九八十一难,可以说是处处坚辛,如履薄冰。

在溶岩极度发育的地区打隧道,就象行走在高危的悬崖边,参建者可以说提心吊胆,胆颤心惊。

他们对于安全的敏感要远超任何局外人,因为这一切都关乎他们自身的性命、前途与责任,他们付出的不仅是身体与智慧的压力,更多可能是精神上的压力。

面对神鬼莫测的岩溶探测,科学的触角也会失去他的灵敏,建设者唯有心里一边装着工期的紧迫,一边仍是小心翼翼的探查。

贵南高铁发生的透水事件就是这样,结果不好但过程坚辛。建设四方小心翼翼在悬崖边上行走了十天,试图以科学求真的思想去寻求解决之道的,但是仍然防不胜防。简要过程如下:

从5月30日凌晨4点30分隧道底板出现涌水后隧道就处于停工状态,各方一直努力想搞清隧道前方的地质情况,于是在隧道涌水由浊变清,停止出水,无水压的表象下,进行水平钻探测,探测未果,掌子面爆破进一步揭露,仍未果,于是清碴靠近掌子面观察,还未果,于是再进行水平地质钻探明,仍未果,于是决定进行雷达检查,而雷达检测需对凹凸不平的底板进行整平作业,而整平作业应对隧道无多大的震动影响,但是此时巨大的突泥涌水突然出现了。

从5月30钻孔出水到6月3日停水,参建各方也疑虑洞内涌水可能与地表连通,会受天气降雨补给的影响,但是隧道经历了6月1日的中雨,6月4日的暴雨之后,隧道仍是有近6天的风平浪静。其间只是发现一些无压力的细水缓缓流出。

所以自第一次涌水后,隧道的表象还算平稳,但是参建各方的态度却是很谨慎,并且在承担和冒着一定风险的压力下(这是个人职责和生命的压力)对隧道前方采到的态度也是进行地质情况的探测,可以说是很负责很担当的了。

那么之前呢?我敢肯定的是之前也是经过了超前地质预报的,开玩笑,这样的隧道谁会拿自已的生命和职责开玩笑,但为什么就判断不准,防不胜防?

这就如同今年我4月底查5月份福建某地的天气(工程人的职业病),在当今科学云计算的加持下预报三省的5月份的天气几首整月都是雨,但实际上五月的天气很是惹人爱。所以有时候在风险隧道的施工中,尽人事有时还得听天命。

而我们参与岩溶隧道的建设者,当前会备受外界的指责,实际上他们在日常的工作不仅承受着来自身体智力的考验,更受精神的担忧煎熬,他们才是这个时代的英雄。

这种奉献精神在曾经的成昆线,南昆线,包括十年前宜万线都是被礼赞的(可以看看相应的记录片)。当然随着社会的发展,科学的进步,祖国生产力的突飞猛进,以及追求生命至上,人文关怀的今天,今天隧道施工的要求已是今非昔比,但我们还是客观理性的礼待英雄,否则以后这样的地区,这样的隧道还有谁来担当呢?

我们国家需要这样的英雄,我们中国的梦想需要这样的英雄,因为还有遥远的新藏铁路,逆天的川藏铁路(西藏段)在等着我们,等待英雄的脚步去破封印万年的高原之路。

这样的溶岩我们将如何防犯

虽然防不胜防,但依然要努力去防,虽然岩溶隧道施工冥冥间自有天意,但尽人事仍是建设者的职责,而且科学不蛮干的态度其实已是收到很好回报,可以将损失降到最小,包括本次透水事件。

在这里写点建议,但确实有马后炮之嫌,权当是分析和探讨,而且建议还有点站着说话不腰疼的讨人厌,因为没有设身处地的顾虑工期成本的压力,这里只从安全的角度来陈述,所以观者见谅。

针对于岩溶隧道,建议如下:

1、既要重视图纸中对岩溶的预判,又不要迷信图纸对溶腔的估计,对岩溶地区特别是岩溶极发育的地区,要相信溶洞溶腔的发育有神鬼莫测之功。

2、既然神鬼莫测,所以对岩溶地区的探查不要寄希望于单一的超前地质预报手段,要采用综合预报手段进行综合分析。

3、特别要重视全隧的超前水平钻的探测及外轮廓线的加深炮孔的打设,外轮廓线的加深炮孔应有45度角(至少大角度的向外斜插),这样可以探查隧道外围是否存在岩溶。

4、要重视底板厚度的5米钎探,要保证隧道底板能承重列车的运行。

5、对于时而浊水时而清水的隧道要高度重视,有可能惊动了一个溶洞群,有可能一个溶洞的水由浊至清排净了,但也是平衡的水压泄完的时候,于是打破相对封闭的溶洞间腔壁积累万年的平衡,引起一个新的溶洞的穿孔乃至坍塌,于是又由清变浊,周而复始像多骨诺米牌的坍塌,最终轰然坍塌的是远处与之相通的大溶洞,于是一场声势浩大的涌水出现了。

6、对于一开始就喷涌强劲,涌水量大的隧道一定要保持耐心,溶腔里往往沟沟回回,这样的水量可能是连通着暗河,或是外部的河流,受外界的雨水的影响非常大,也许刚排泄完,但一场雨后山洪涌堵于暗河又连通隧道,于是一场大的突泥涌水惊天动地而来。所以要等一场雨,看看两天内的反映。

7、不能光靠等,要走出隧道去,要组织人力翻山越岭的去寻找暗河,峡谷,水流,要将他们与隧道可能发生的关联找出来。要重视设计图纸中提到的周边水库,学校工厂居民用水与隧道的关系与距离。

8、对于线路上可能存在的大溶洞,特别是这个溶洞还可能只是一个溶洞群中的某个溶室,那么在条件许可的情况下,要从顶部打孔灌浆封填隧道路过的溶腔,争取主动以免打开后引起连锁反映,最后搞出个旷日持久的拉锯战。

9、打开溶腔后泄洪也许是唯一正确的途径,所以岩溶发育,富水强的隧道的应设置个平导。这种平导断面小,要抢在正洞的前头打,尤如探险的开路先锋,可以起到最好最直接的超前地质预报的作用。

10,这种隧道和平导肯定是设置成反坡施工的,不至水来了连个缓冲的余地都没有,反坡逆流的设置让透水出现时,时间可以在逃生的脚下长些。

11、隧道内电的使用要十分注意,平时要特别注意检查,电线的破损,漏保,断闸要十分重视。

12、这种隧道应事前做好掌子面素描的培训,洞内的技术员应掌握一定的地质知识,要注意观察围岩,发现异常及时上报。

13,现场带班的,及施工技术人员,安全巡视员应有高度的安全警戒之心,对于钢架发出的异响,围岩的渗水情况,水的变化,喷砼面的开裂,岩石石屑的掉落,围岩的突变都就应该有警戒之心。

14、这种隧道在进场之初就要做应急逃生演练是很有必要的,要让工作的人一开始就自带严肃之心。过程中间隙性的桌面演练可以分析讨论与提高逃生的技能与过程中存在不足的改进,因为突泥涌水的事件可能会是今后的家常便饭,进到山肚子里后也许一次比一次猛的可能也是存在的,这是有历史教训的。

15、隧道掘进中要特别注意以下可能发生突泥涌水的前期征兆:钻孔钻进时突进变快,钻孔出现突然的卡钻,钻孔有浊水污泥流出,掌子面岩石出现石锈(外界风化的渗透痕迹),溶内出现雾化(说不定通着暗河暗湖),有了河水流沙的痕迹(比如拱顶边墙有了砂土淤泥或是卵石等,或中隐隐的水流声),断层烈隙褶皱的出现等。

说起来容易做起来难,这里需要旷日持久的耐心,和长远的警戒之心,不容易当真是不容易。

所有的努力都值得,向时代的英雄致敬!

修这样的隧道的值得吗?设计者可能往往被认为选线错误,但实际上只要想让铁路通过极高岩溶地区,特别是高速铁路,遇上岩溶是避无可避的事情,因为高铁的弯径是很大的线路是很直的,不像公路那样灵便可以绕着走。所以只要想在岩溶地区修铁路就必须承这咱代价。

比如宜万铁路吧!鄂渝湘黔边区24万平方公里铁路空白等在那里,公里无横向铁路需要解决,绕开走了也许永远都是空白。

而我们今天的贵南高铁,这一段岩溶极发育地带,是八纵八横之一的包头至海口的必经之路,一带一路的梦想等在那里,沿线的百姓渴盼公里时速高铁深切的愿望等在那里,怎么可能躲而绕之,只能迎头而上,鲁迅说这是真正的勇士。

再说了,伟大的中华民族的复兴,中国梦的崛起,还有更多更难更艰险的铁路等着我们,如征服喜马拉雅的川藏,和连接天山与喜马拉雅的新藏。崛起中国的今天我们避无可避。

而且这是中国的韧劲也会换来丰硕的回馈,宜万的艰难在建成的当年仅一恩施地区就收获了百亿的增长,而宜万铁路的总总概算为.7亿元。

据百度百科了解建成后的年前10个月,仅宜万铁路途经的恩施就招商引资74.24亿元,同比增长46.71%;而当地的外贸出口增长.84%;工业总产值增长了44.5亿元,增幅30.12%。

而今天的贵南高铁是中国主动脉中重要一段,是衔接“一带一路”陆路南北新通道的重要组成部分,具有不可段是的经济和社会效益。

所以面对透水事件,我们要少一点质疑,多一点理解和



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