智能化设备为隧道安全“把脉”·重庆科技报数字报

铁路东环线回龙湾隧道全线贯通。（受访者供图）

　　本报讯（重庆日报记者杨永芹）2019年12月26日下午，随着最后一声巨响，重庆铁路枢纽东环线（简称铁路东环线）项目巴南回龙湾隧道全线贯通。这是铁路东环线全线首座贯通的特长隧道，这也为全线2021年建成赢得了时间。

　　隧道就像“水帘洞”

　　四台污水泵24小时不间断排水

　　负责承建中铁二十局集团三公司称，回龙湾隧道位于巴南区一品镇和界石镇境内，为双线铁路隧道，设计时速160km/h，全长4350米，最大埋深196米。

　　回龙湾隧道下穿刚通车不久的龙洲湾2号公路隧道，垂直距离龙洲湾2号公路隧道路面仅4.3米多，施工风险大。同时，隧道内地质多为Ⅳ、Ⅴ级围岩，即粉质黏土、泥岩、泥岩夹砂岩，岩体自稳能力差。隧道内还有1公里长的煤层，且隧道内涌水量大。

　　据介绍，隧道在设计时，预计日涌水在4000方左右，可开挖时发现，日最大涌水量在1.2万方左右，隧道就像“水帘洞”。

　　中铁二十局集团三公司称，为不影响隧道掘进施工，首先要把隧道的涌水排出洞外，而排出这些水需要四台120方/小时的污水泵，且24小时不间断排水，方可进行隧道掘进施工。

　　“红外线激光定位”确保防水效果

　　“双重支护”让隧道不变形不垮陷

　　如此大的涌水量，如何确保隧道施工安全？

　　中铁二十局集团三公司，他们创新施工技术和施工设备，用机械化和智能化施工将隧道施工风险降到最低，提升施工质量。

　　为确保洞内正常施工，中铁二十局集团三公司在现场安装工程5级泵站，洞外建有三个3级沉淀池，对涌入水进行过滤，确保达标排放。

　　在隧道防排水施工时，中铁二十局集团三公司采用了“红外线激光定位”装置。

　　据介绍，以前防水板安装完全靠人工，在安装盲区可能会出现防水板安装间距不均，导致防水效果不好。

　　为此，施工方采用“红外线激光定位”装置，通过激光灯发射投影光斑，调节激光发射位置，确认光斑间距，实现热融垫片精准定痊。同时，防水板固定采用“磁焊枪”进行焊接固定通过感应加热焊接，提高焊接质量，确保防水板更牢固。

　　施工方对隧道施工方式也进行了创新。

　　目前隧道施工有多种施工方式，地质好的隧道施工方式选择比较灵活，但地质差的隧道相对受限。软弱地层的隧道施工方法通常采用CRD施工。但针对该隧道来说，CRD不太适用。为此，施工方将CRD施工法改进为三台阶加临时仰拱法，且配备了自进式76管棚超前支护技术。

　　“该方式相当于给隧道增加了双重支护，即开挖断面前后各设一层支护，让开挖断面更小，隧道不变形和垮陷。”现场负责人表示。

　　隧道内设微震监测警示仪

　　可实时提供风险预警

　　在铁路建设中，隧道建设较桥梁和路基相比，施工更复杂，建设难度最大。原因是隧道地质复杂，较易发生突发事件，且隧道施工和监测盲点多。

　　中铁二十局集团三公司将大数据、高科技手段运用到回龙湾隧道建设中。即在隧道进口工区埋设数据采集设备，实时监测施工时隧道围岩内部应力、微断裂和岩爆等物理变化产生的微震信号等，并根据这些信号类别、数量、能量大小、时间分布、波形时频等特征，推测微震与围岩稳定性关系，提前探测前方或施工段的地质灾害。

　　“微震监测警示仪以直观的形式监测隧道建设全过程，为施工提供现场风险预警，大大降低了隧道施工中可能发生的安全事故，提高隧道质量。”现场负责人表示。

　　多种智能化系统

　　确保二衬台车施工更安全

　　隧道开挖，混凝土浇筑是最后一个施工环节，也是最重要的工序。它的施工质量好坏直接关系着整个隧道施工安全和质量。

　　为确保混凝土浇筑质量，中铁二十局集团三公司根据地质结构复杂、围岩变化大的特点，隧道喷浆采用机械手湿喷工艺，二衬台车配置防顶裂系统、脱空预警系统和振捣监控系统等多种智能化系统，可以实时对施工过程发出预警，确保施工更安全。

　　如二衬台车配置防顶裂系统，当二衬台车车臂靠近已浇筑的区域5厘米范围内时，系统会自动报警，确保施工不会影响已浇筑的混凝土区域。