中交一公局集團有限公司承擔蘭海高速公路重慶至遵義段（貴州境）擴容工程專案第T8合同段（桐梓隧道出口段） 建設任務。王林芳/攝

中國經濟導報 中國發展網 記者 | 吳承坤

治瓦斯

憑膽魄更憑冷靜和技術

勘探表明，桐梓隧道是非煤系地層瓦斯隧道，是瓦斯突出隧道。令貴州省公路工程集團公司重遵擴容專案第T7合同段專案部工程技術人員沒有想到的是，儘管採取了嚴密的防範措施和準備，但是桐梓隧道進口端瓦斯的遭遇還是以極其危險的形式出現了。

2019年11月1日早上8：20左右，當施工人員在從斜井進入主洞100米處施工時，鑽進過程中出現卡鑽現象，並有瓦斯噴孔現象。

當天中午，第T7合同段專案部採集氣體送至有關專業機構進行氣體檢測，其中，甲烷（瓦斯主要自燃氣體）高達5。68（10-2mo1/mo1），濃度較高。

2019年11月9日，施工繼續推進，第T7合同段專案部施工人員在立架焊接時，左側拱腳發生瓦斯引燃現象。經檢測，拱腳處瓦斯平均濃度2。1%左右，最高濃度達3。5%。

在與瓦斯的遭遇中，第T7合同段專案部採取了立即撤離人員、果斷封閉掌子面並加強通風等應急處置措施，作出了有效、成功地應對。在透過採用高壓氣管吹排瓦斯，並噴射混凝土封閉後，拱腳部位瓦斯濃度降低。

為全面查清瓦斯儲存情況，第T7合同段專案部工程技術人員分5個鑽點，進行超前水平鑽探。鑽探中，鑽點均出現頂鑽、噴孔等動力現象。鑽孔結果表明，孔內瓦斯濃度達到1。8%~10%，濃度較高。

第T7合同段桐梓隧道進口段瓦斯突出的情況，引起專案建設單位貴州高速公路集團重遵擴容專案辦、總監辦的高度重視。2019年11月20日，貴州高速公路集團公司重遵擴容專案辦、總監辦在第T7合同段專案部召開該合同段1、2號斜井背斜段瓦斯施工研討會。

經專案辦、總監辦、駐地辦、諮詢單位、設計單位、第T7合同段專案部等參建方及有關專業機構3位專家共同研討後，定義第T7合同段1、2號斜井進入主洞後為瓦斯突出區，應採用封閉和排放相結合的方式進行處治。

工程技術人員告訴中國經濟導報記者，桐梓隧道穿越非煤層炭質泥岩富含瓦斯，主要存在四個方面的巨大風險：瓦斯突出風險，瓦斯爆炸風險，瓦斯突息風險，瓦斯燃燒風險。

為處理各種風險，確保施工安全，第T7合同段專案部經過深入、系統調查研究後，在貴州高速公路集團有限公司編制的《貴州省高速公路瓦斯隧道施工技術指南》等規範、規程的指導下，於2019年11月底編制完成《桐梓隧道非煤系地層瓦斯突出專項施工方案》，結合實際提出九大系統方案指導施工。

《專項施工方案》提出了瓦斯隧道的總原則、指導方針和基本原則。總原則是“控火源，防突出，強通風，勤監測”；指導方針是“先測後進，有疑必測，不明不進”；基本原則是“加強通風，勤測瓦斯，嚴禁火源，工序緊跟，勤於量測”。

《專項施工方案》還就施工總體安排、施工總體工藝流程、隧道開挖方案、隧道通風方案、供電方案、洞渣運輸方式、瓦斯自動監控與檢測、瓦斯防突及安全培訓、管理制度、作業機械配置及防爆改裝、供電系統與電氣裝置配置、通風設計與通風管理、瓦斯監測監控系統與防突預警機制、瓦斯地層超前地質預報、隧道監控測量、非煤系地層鑽爆法開挖設計及施工作業、非煤系地層瓦斯防突方案、防塵防火治水等施工事項，進行了全面、系統、結合實際的規範和明確。

中國經濟導報記者在採訪中瞭解到，第T8合同段專案部還結合實際編制完成了《桐梓隧道（出口端）瓦斯施工方案》《桐梓隧道揭煤防突專項施工方案》等專項施工方案。經過不懈努力和規範施工，桐梓隧道瓦斯災害治理取得了巨大成功，隧道施工實現了安全高效地掘進。

破解長距離獨頭通風困難

桐梓隧道既是高瓦斯隧道，也是分進口、出口端獨頭掘進施工的隧道。長距離獨頭通風困難，對施工安全、進度產生嚴重影響。

工程技術人員告訴中國經濟導報記者，除了瓦斯威脅外，桐梓隧道內施工中的內燃作業、無軌運輸，都會對隧道內的空氣產生嚴重的影響，要想達到安全、快速施工的目標，必須從通風方案、通風裝置、通風管理3個方面著手解決，如果計算風量準確，通風方式先進，又採用了當前國內先進裝置，再加上嚴格的通風管理，長距離施工通風困難是能夠克服的，瓦斯隧道施工也會變得更加安全。

為此，第T7合同段專案部工程技術人員結合桐梓隧道實際，編制了《桐梓隧道通風專項設計方案》。《方案》分通風方案、施工通風設計、風機風管射流風機佈置、隧道通風檢測、隧道通風管理制度及安全技術措施、通風應急預案等內容，並對這些事項做了詳盡規範。

該《方案》明確提出，主洞進口端獨頭掘進，設計採用壓入式通風。斜井端通風則分四個階段，分別採用壓入式通風和巷道式通風。

中國經濟導報記者瞭解到，在通風裝置上，第T7合同段專案部採用了當前國內最為先進的新型高效節能葉片風機和氣密性好的螺旋風管。在管理上，第T7合同段專案部將總漏風率控制在50%之內，使平均百米漏風率保持在1。5%左右，長距離隧道施工通風困難得到了克服，瓦斯隧道實現了安全施工。同時，第T8合同段專案部也結合施工實際編制了《高瓦斯通風專項施工方案》，長距離隧道施工通風困難也得到了解決，同樣實現了安全施工。

攻關創新

解決施工難點痛點

除了高瓦斯、大涌水等特殊、重大困難外，桐梓隧道在實際施工中還面臨著一系列前所未有的施工難點和痛點。

如第T7合同段在隧道進尺僅100多米的時候發現長60多米、最寬處達30多米的大型溶洞；如第T8合同段的反坡獨頭掘進施工；如隧道進、出口端施工中都出現高地應力、區域性巖爆現象等困難。

為克服施工中遇到的前所未有的痛點和難點以及意想不到的施工困難，在貴州高速公路集團公司重遵擴容專案辦公室的牽頭組織下，第T7和T8合同段專案部全面開展了課題科研，用創新技術解決施工中的難題。

貴州高速公路集團公司重遵擴容專案辦公室組建了強有力的科研團隊。專案辦公室主任、專案總監理工程師辦公室總監理工程師、專案法人蔣亮，專案辦公室黨支部書記石揚釗，專案總監理工程師辦公室副總監冉隆舉，專案辦公室副主任、專案總監理工程師辦公室副總監柴勇、專案總監理工程師辦公室總工程師賈勝東，專案辦公室高階工程師何國華等領頭開展課題科研並指導施工單位開展課題科研。

貴州省公路工程集團公司重遵擴容專案第T7合同段專案部組建了強有力的科研團隊，喻興洪（專案部負責人）、楊勇（專案黨支部書記）、劉江（專案部常務副總工）、黃林洋（專案部成本副經理）及安全、機械隧道、測量、實驗等方面的工程師、令狐昌軍（專案部安全副經理）、陳治宏（專案部生產副經理）、黃才明（專案部副總工）、陳奎（專案部機料科科長）、陸成福（專案部安全科科長）、覃嶺（專案部質檢科科長）、楊智成（專案部工程科科長）、覃君強（專案部實驗室主任）、何柯瑤（專案部財務科科長）、謝進濤（專案部工區長）、宋飛（專案部工區長）等技術骨幹全力開展課題科研。

中交一公局集團有限公司重遵擴容專案第T8合同段專案部也組建了強有力的科研團隊，楊輝（專案部經理）、陳志強（專案黨支部書記）、熊成宇（專案部總工程師）、逯啟凱（專案部安全總監）、寧洪來（專案部機械副經理）、雷唐林（專案部生產副經理）、王永剛（專案部副經理）朱吉斌（專案部副總工）、陳應強（專案部副總工）等技術骨幹全力開展課題科研。

此外，中南大學、長安大學、重慶交通大學、北京交通大學、中國礦業大學、中鐵二院貴陽分院、招商局重慶交通科研設計院有限公司、貴州交通勘察設計院有限公司、貴州高速公路集團有限公司等科研院所、行業權威機構和大型國有企業的科研人員參加了課題科研、方案編制，並給予技術支撐。

貴州省公路工程集團公司重遵擴容專案第T7合同段專案部、中交一公局集團有限公司重遵擴容專案第T8合同段專案部依託桐梓隧道聯合開展了貴州省省級科研課題《複雜地質超長大跨公路隧道高效建造與智慧執行關鍵技術研究及示範》的研究，課題分四個子課題。

子課題一：《複雜環境超長大跨隧道高效安全建設關鍵技術研究》。這一課題結合桐梓隧道重點研究大跨隧道穿越高瓦斯煤系地層、高地應力軟巖、軟弱破碎V級圍巖三種典型區段施工關鍵技術，研究高瓦斯煤系地層瓦斯快速排放新工藝，採用新型纖維材料提高瓦斯密封效果，研究軟弱破碎圍巖大跨度隧道高效施工機械化配套技術措施，達到降低施工安全風險、提高施工效率的目的。

子課題二：《超長大跨隧道節能與環保新技術研究》。這一課題結合桐梓隧道重點研究超長隧道通風通道構築物佈局、連線形式及通風設施主控引數，建立隧道風量精細化預測方法，建立超長隧道斜井-單通道組合式通風節能技術；研究環保型可維護的防排水體系，指導岩溶區段隧道的防排水設計、維護；研究分析桐梓隧道地下水分佈狀況，提出基於超長隧道設計狀況的地下水縱向匯水特徵與關鍵點流量預測方法，開發地下水利用途徑及其引排技術。

子課題三：《超長隧道執行安全監測與防災減災關鍵技術研究》。這一課題結合桐梓隧道重點研究超長隧道運營安全與防災減災控制；研究基於交通安全高精度監測預測、結構長期安全監測與評價、聯動預警與應急救援機制的防災減災控制技術體系。

子課題四：《超長大跨隧道智慧建養關鍵技術及平臺研究》。這一課題重點研究隧道開挖面地質資訊的高精度快速採集方法，結合施工安全風險動態評估與隱患快速排查，提出基於揭露地質資訊的支護引數與施工方案精細化動態反饋方法，建立基於BIM與GIS融合的超長大跨隧道智慧建養關鍵技術，研發智慧建養平臺，開展示範應用。

中交一公局集團有限公司重遵擴容專案第T8合同段專案部組織實施國家級科研課題《複雜地質環境下山嶺隧道工程施工安全預警技術與裝備研究及應用示範》。這一課題以桐梓隧道為依託，著眼考察我國山嶺隧道施工安全災害的特點及其成因規律，透過深入研究，實現在現有的隧道施工管理體系中建立一個高效的安全風險預警體系，使山嶺隧道施工安全風險能夠得到有效預警和預控，特別是如何防止各種人為失誤因素而導致的災害，並透過正確、及時的救助措施將災害損失減少或控制到最小，使山嶺隧道施工安全的經濟效益和社會效益得有效發揮。

中交一公局集團有限公司重遵擴容專案部還在桐梓隧道組織實施了局級科研課題《複雜地質超長大跨公路隧道施工關鍵技術及安全預警技術研究》。

這一科研課題以桐梓隧道施工為依託，結合施工中遇到的困難和問題，重點開展複雜地質條件下特長大跨隧道快速施工技術研究、大跨隧道空間交叉施工關鍵技術研究、超長富水反坡隧道智慧化快速抽水排水技術研究、特長大跨高瓦斯隧道穿煤關鍵技術研究以及複雜地質環境下隧道工程施工安全預警技術研究。

目前，這些科研課題已經取得階段性研究成果，形成的關鍵技術有效地解決了施工中出現的困難。

貴州省公路工程集團公司重遵擴容專案第T7合同段專案部也開展了大量的課題攻關研究。第T7合同段專案部依託桐梓隧道的施工，組織開展的《中心溝液壓支模控制技術研究》課題研究成果，成功地解決了長期困擾隧道施工的難題。

第T7合同段桐梓隧道進口段主洞左幅右中心排水溝尺寸採用120釐米×85釐米（寬×高），長即為桐梓隧道進口端左右幅全長。由於桐梓隧道中心排水溝較長且斷面較大，傳統的隧道中心排水溝施工方法是採用小塊鋼模板拼裝成組合鋼模進行分段施工，即施工時所用的各部件都是零散的，每次使用都要把各部件組裝和拆卸一次，施工工序複雜、繁鎖，迴圈時間長，所採用的加固支撐多，模板工程施工成本高且整體性差，外觀質量難以控制，主要是溝槽整體線型難以控制，易形成“S”輪廓線，板縫多，錯臺易超限，作業現場凌亂，文明施工程度較差，對工人的專業技能要求高，人工花費大，勞動強度大，工作效率低。

工程技術人員著眼於這些困難和問題，重點研究如何透過液壓撐杆調節模板，將模板與模架安裝完成，在澆築混凝土凝期到達後，透過行走軌道進行下一施工部位的施工。

經過艱苦地努力和頑強地拼搏，目前，工程技術人員已經創新開發了一種結構簡單、投入成本低、使用簡便並且效果好的高速公路隧道中心溝排水溝施工用移動模板。這一裝置既能簡便、快速且高質量完成隧道中心排水溝施工任務，又能保證所施工成型的隧道水溝電纜質量，還能控制成本，滿足施工進度要求。

工程技術人員表示，目前隧道中心溝支模已經在第T7合同段桐梓隧道進口端投入應用。透過應用這一創新裝置，能有效控制施工質量，混凝土能均勻地進行振搗密實。在外觀上，因減少了接頭處理，外觀上得到控制，砼表面平整，無蜂窩麻面，連線處無錯臺現象，線型流暢平順；在安裝拆除模板上，從以前單塊模板變成整體安裝，透過自行式移動功能，施工功效得以快速提升。

隧道中心溝支模機第T7合同段桐梓隧道進口端的應用效果得到了貴州高速公路集團有限公司重遵擴容專案辦公室的高度認可。專案辦公室要求專案其他合同段施工單位學習採用，目前已在專案全面推廣。

據悉，工程技術人員在課題攻關中還編制完成了《隧道中心溝移動模架作業指導書》。桐梓隧道為高速公路雙向六車道桐梓隧道，洞身斷面大。在施工中，隧道二次襯砌堵頭模板的材料、工藝使用在傳統工法中都是採用木板加工拼裝，木模做檔頭模板，加工、安裝、操作都十分不便，而且不利於止水帶的固定。拆模後，止水帶經常會出現位置不正、埋深超標等情況。過去，部分已經建成的其他隧道在運營中就出現了因止水帶止水效果不良，造成隧道不同程度滲漏水的現象。為解決傳統施工中存在的缺陷，第T7合同段專案部工程技術人員開展了《二襯臺車堵頭施工技術研究的應用研究》課題研究。

值得一提的是，工程技術人員還開發出“隧道二襯臺車堵頭定型模板”裝置，並在課題攻關中編制完成了《隧道二襯臺車定型模板作業指導書》。

目前，隧道二襯臺車定型模板已經在桐梓隧道進口端使用。使用結果表明，該裝置能有效解決堵頭模板不易加固、跑模等長期困擾隧道施工的難題，且操作簡便。同時，可以提高襯砌週轉材料利用率及滿足施工進度要求，保證了隧道施工中防排水質量，使得止水帶安裝更為準確有效，無論是質量還是進度都得到了有效提升。

中國經濟導報記者在採訪中瞭解到，桐梓隧道兩家施工單位還開展了大量的“微創新”技術研究並取得技術性突破，其成果已大量運用到施工中，解決了施工過程中的痛點和難點。

貴州省公路工程集團公司重遵擴容專案第T7合同段專案部依託桐梓隧道的施工組織開展了“微創新”《玄武岩纖維氣密性噴射混凝土技術》課題研究，該課題依託桐梓隧道系煤系地層，針對瓦斯、弱鹼水以及高覆蓋層導致高應力段等施工困難，開展“微創新”技術攻關。

工程技術人員在原材料的水泥、骨料、速凝劑、粉煤灰、減水劑、玄武岩纖維等有關引數方面進行攻關，同時對拌和、配色相關技術引數進行攻關，形成了一套完整的玄武岩纖維氣密性噴射混凝土技術。該技術能夠使桐梓隧道在瓦斯、弱鹼水以及高覆蓋層導致高應力段等不利因素下可以施工，把噴射混凝土設計為抗高應力、抗弱鹼水破壞、抗滲漏（漏水漏氣）以及抗燃燒的高效能噴射混凝土。

中交一公局集團有限公司重遵擴容專案第T8合同段專案部結合桐梓隧道的施工實際開展了《隧道鋼拱架連線鋼板焊接定位裝置》課題研究。

工程技術人員發現，在隧道施工過程中，常用到鋼拱架加工用於支撐隧道的開挖，在鋼拱架與連線鋼板的焊接中，通常採用劃線焊接的方式，這種焊接方式存在定位不準的問題，導致連線鋼板與鋼拱架焊接後連線位置一直髮生改變。當隧道在施工中採用鋼拱架拼接，往往存在著兩段鋼拱架上的連線鋼板螺栓孔對不齊，導致鋼拱架無法拼接在一起的施工難點和痛點，嚴重威脅隧道施工質量。

經過潛心研究，工程技術人員創新開發出一種隧道鋼拱架連線鋼板焊接定位裝置——拱架連線板定位模具。該模具由一塊鋼板、兩個限位腳和兩個定位螺栓組成，原理是透過限位腳限位住鋼板，再透過尺寸設計好的定位螺栓來實現鋼板連線孔精準定位，保證了隧道連線鋼板施工過程中螺栓孔對齊，確保了拱架連線質量。

據不完全統計，貴州省公路工程集團公司重遵擴容專案第T7合同段專案部共結合桐梓隧道施工推行多項新技術，開展工法研究1項，申報專利2項。其中，已授權實用新型專利2項，申報著作權4項，在核心刊發表論文4篇，完成“微創新”成果3項，完成指南1項。

中交一公局集團有限公司重遵擴容專案第T8合同段專案部結合桐梓隧道施工推行新技術23項，開展工法研究13項，其中1項已透過鑑定，公開發表。申報專利18項，其中，已授權實用新型專利8項，申報著作權16項，在核心刊發表論文3篇。完成“微創新”成果24項。

經過廣大建設者的艱苦努力和奮力拼搏，桐梓隧道建設在克服各項困難中順利推進。截至2020年11月底，貴州省公路工程集團公司重遵擴容專案第T7合同段專案部共完成形象進度58155萬元，佔總量的49。93%，中交一公局集團有限公司重遵擴容專案第T8合同段專案部共完成形象進度6。26億元，佔總量的61。46%。

桐梓隧道建設取得了重大的階段性成果。桐梓隧道兩家施工單位的建設成果受到了貴州高速公路集團有限公司重遵擴容專案辦公室的充分肯定和高度評價。

貴州省公路工程集團公司重遵擴容專案第T7合同段專案部獲得了專案辦2019度項“先進單位”“平安工地示範單位”“品質工程示範單位”、2019度“品質工程獎”隧道類表彰獎勵。工程技術人員梁遠方獲得了2019年度“十佳質量衛士”稱號，冷聯獲得了2018年度“十佳工匠”稱號。

中交一公局集團有限公司重遵擴容專案第T8合同段專案部獲得了專案辦2019年“品質隧道”、安全生產先進單位表彰獎勵，連續兩年獲得了專案辦“先進單位”“平安工地”示範單位、“品質工程”示範單位表彰獎勵。