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矿山反井开创中国铁路隧道通风竖井施工先河

发布时间:2018-04-07



引风来

 

       随着隧道深处传来的一声爆破声响,全国在建最长的单线、单洞、单面坡隧道—敦(煌)格(尔木)铁路甘肃段当金山隧道平导胜利贯通,为隧道正洞贯通及全线通车提供了有效保障。敦格铁路是“一带一路”沿线的重要交通大动脉,对拉动沿线经济发展、优化铁路网布局和加强民族团结等具有重要意义。当金山隧道正洞全长20.1公里,平导全长12.6公里,属于重难点控制性工程。岩体结构破碎,工程地质条件差,尤其隧道独头掘进距离长,达到8528米,一举创下了国内高原施工最难通风的纪录,如何在含氧量比青藏铁路还低的当金山腹地加强通风,保证作业人员和机械设备正常施工,是一个必须要攻克的技术性难题。

        为了安全、快速、高效、环境友好的满足隧道内通风需求,经过对目前常用的施工方法进行优劣性分析,综合当金山隧道具体地质地形情况,多位专家讨论决定采用增加竖井的方法加强通风。竖井垂直于地面设置在隧道平导和正洞之间,犹如隧道上方的一个大型“天窗”,缩短了洞内送、排风距离。竖井建成后,隧道内的新鲜风自洞外引入,污风通过竖井排出,形成循环通风系统,极大的改善了隧道内空气质量,也可在隧道出现火灾险情时及时排除洞内烟雾。

       中国煤炭科工集团天地科技建井研究院钻井技术研究所承建的当金山隧道竖井工程深度442米,成井直径3米,这是铁路隧道采用反井钻机钻进一次直径最大深度最深的井筒使用自主研发的BMC600反井钻机进行施工。目前,反井钻机在煤炭、水电、非煤矿山等领域得到广泛使用,钻凿竖井和斜井的施工技术日趋成熟,但在国内铁路隧道采用反井钻井法一次成井施工大直径大深度竖井尚属首次,经过项目部人员的技术攻关,攻克了深竖井导孔偏斜精度控制、硬岩特殊滚刀研制、大直径扩孔钻头优化布置等一系列技术难题,保证了竖井的顺利施工。

       戈壁滩上的恶劣环境是难以想象的。竖井施工所在位置海拔3600米,方圆数百公里都是戈壁滩上的无人区,初到现场不少人都出现严重的高原反应,每一个项目部成员都经历了“走路两分钟休息一分钟”的适应高原的过程,山顶一年四季气候变化无常,风雪更是家常便饭,但就是在这样的艰苦条件下,项目部全体人员没有被困难吓倒,为了如期完成隧道施工节点,平均年龄只有32岁的项目部成员加班加点,科学、合理的安排生活和组织生产,战严寒战高原,发挥了党员的先锋模范作用,就连新年都坚守在工地现场,持续关注机械设备工况和钻进参数,终于完成了竖井的施工,偏斜小,成井质量好,完全满足隧道的使用要求,加快了隧道施工步伐。

        当金山隧道通风竖井采用反井钻机反井法一次成井技术施工,打井不下井,具有安全系数高、工作效率快、环境保护好等特点。综合月成井速度120米/月。形成了铁路隧道反井钻机一次成井的建井新工艺,成为我国铁路隧道深竖井领域采用反井法施工的一项重要尝试和示范性工程。项目的顺利完成得到了多方的认可,并在敦煌召开了反井法施工技术研讨和表彰会,进一步扩大了中国煤科天地建井院在铁路隧道通风竖井施工方面的影响力,开拓了非煤市场。目前,在蒙华铁路和京张高铁的隧道竖井建设中,也有天地建井院钻井所年轻建设者的身影。

      敦格铁路位于丝绸之路经济带中心线上,是沟通甘、青、新、藏四省区的一条最便捷通道,反井法帮当金山隧道自下而上插入442米深的“通风吸管”,开创了铁路隧道通风竖井的工法先河,通风缺氧的困局由此解决,由“等风来”到“引风来”的转变,使最大埋深780米的独头掘进隧道的通风问题迎刃而解。铁路建成后将改变新疆、西藏乃至中亚国家之间铁路运输迂回绕行的历史,对助推“一带一路”建设具有重要意义。








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