挺進龍骨坡

文 重慶建工集團股份有限公司 陳利 圖 重慶交通建設(集團)有限責任公司奉建高速TJ09工區(qū)項目部

在重慶巫山與湖北建始之間，橫亙著一座從山頂?shù)缴侥_落差超過300米、名為龍骨坡的山峰，其地質(zhì)條件極為復雜，不僅是富水、巖溶地貌區(qū)，還是地質(zhì)災害易發(fā)區(qū)，都成為奉建高速項目建設過程中的難題。2021年9月，重慶交通建設(集團)有限責任公司進駐建始并啟動龍骨坡特長隧道項目施工，誓要掃除這個阻礙奉建高速南下北上的“攔路虎”，力爭確保奉建高速到2025年如期通車。

濕噴車操作手正在噴射混凝土

奉建高速，即G6911陜西安康至湖北來鳳高速公路重慶奉節(jié)至湖北建始段，起于奉節(jié)至巫溪高速公路孫家崖隧道南進口，經(jīng)永樂、大溪、廟宇，止于巫山縣紅椿鄉(xiāng)飛播林場附近（渝鄂界），全長48.477公里。項目采用雙向四車道高速公路標準建設，設計時速80公里，項目估算投資約137億元，建設工期6年，計劃于2025年建成通車，建成后將對完善重慶市高速公路網(wǎng)、增強渝陜鄂三地間的聯(lián)系及構建西部綜合交通樞紐具有重要意義。

自2019年2月19日開工建設至今，奉建高速整體建設進度已經(jīng)過半。但在破壁渝鄂界的過程中，遭遇橫亙在湖北省恩施土家族苗族自治州建始縣長梁鎮(zhèn)沙壩村與重慶市巫山縣廟宇鎮(zhèn)小營村之間的龍骨坡阻扼。

2021年9月，重慶交通建設(集團)有限責任公司（以下簡稱“重慶交建集團”）進駐建始，啟動龍骨坡特長隧道項目施工，誓要掃除這個影響奉建高速南下北上的“攔路虎”。

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龍骨坡的由來

1984年，中國古人類與舊石器專家黃萬波、李宣民等首先發(fā)現(xiàn)巫山猿人遺址，后將其命名為龍骨坡遺址。1985年至1986年，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所等單位組成長江三峽科學考察隊，在工程所在地——巫山縣廟宇鎮(zhèn)龍坪村西南坡先后多次發(fā)現(xiàn)“巫山人”化石，填補了中國早期人類化石空白，并將人類起源時間向前推進了100多萬年。

五大工程特點

主跨900米的懸索橋白帝城長江大橋、主跨650米的鋼混組合斜拉橋大溪河大橋，以及全長3.054公里的關田隧道、3.689公里的廟埡合隧道、3.708公里的永安隧道、5.446公里的白帝城隧道……奉建高速名義上是路，實際上卻基本由橋梁和隧道構成。奉建高速橋隧比高達91%，其中隧道獨占67%。而作為奉建高速重點控制性工程的龍骨坡特長隧道，無疑是眾多隧道集群施工中“最難啃的一塊骨頭”。

工程量大

龍骨坡特長隧道左線全長12.38公里，右線全長12.32公里。為保證特長隧道通風順暢，項目方在隧道上方打造了兩眼超長通風井，即位于重慶境內(nèi)長1.8公里的奉節(jié)通風井和位于湖北境內(nèi)長2.8公里的建始通風井，以保證人員在洞內(nèi)施工期間的健康與安全。

地質(zhì)災害多

經(jīng)初步探測，龍骨坡屬于富水、巖溶地貌區(qū)，山體內(nèi)的地質(zhì)水文條件極其復雜，不僅有巖溶富水、斷層破碎帶、軟巖大變形、巖爆等不良地質(zhì)發(fā)育，還分布有含煤層、石膏層，以及瓦斯、天然氣等地質(zhì)災害易發(fā)區(qū)。

施工難度大

龍骨坡特長隧道出口與主便道高差近15米，周邊地形狹窄，洞口便道及洞口場地施工難度大；隧道最大埋深約991米，屬沉積巖區(qū)域，受地球內(nèi)力擠壓，極易造成巖層支離破碎，進而引發(fā)塌方風險；在此種惡劣的地質(zhì)條件下，采取鉆爆法及地質(zhì)監(jiān)測、鉆探、爆破、支護、防水等施工手段，難度極大。

環(huán)保要求高

根據(jù)規(guī)劃，龍骨坡特長隧道建設過程中會穿越國家級江南自然保護區(qū)的核心區(qū)和實驗區(qū)，因此會給施工爆破、地下水的導排與堵塞等作業(yè)帶來不少的影響。

施工周期長

由于奉建高速建設工期長達6年，對廣大建設者的心理承受能力、心理抗壓能力提出極大考驗，也對施工工藝和方法提出了更高的要求。

三大理念創(chuàng)新

面對上述“兩大一長一多一高”的工程特點，重慶交建集團奉建高速TJ09工區(qū)項目部（以下簡稱“項目部”）為更快速、高效地推進龍骨坡特長隧道施工，創(chuàng)新性提出了“機械化換人、自動化減人、信息化助人”理念。

機械化換人

“我們在施工中，將根據(jù)隧道長度、圍巖情況及工程特點，在圍巖穩(wěn)定的情況下采用鑿巖臺車進行全斷面法施工，從而達到機械化換人的目的?！表椖坎拷?jīng)理李建介紹道。

目前，項目部已購入大量設備，并應用于各個施工環(huán)節(jié)。據(jù)了解，項目部為實現(xiàn)地質(zhì)超前預報，引入了多功能鉆機；為提升開挖效率和安全系數(shù)，計劃投入三臂鑿巖臺車；為提高混凝土噴射效率、減少材料損耗、提高隧道壁施工質(zhì)量，將使用全電腦控制的濕噴機械手作業(yè)，還會在隧道仰拱架設作業(yè)、防水板掛設上，通過自行式液壓仰拱棧橋及多功能防水作業(yè)臺車、二襯臺車、二襯養(yǎng)護智能噴淋養(yǎng)生臺車等機械設備，把施工人員從繁重的隧道作業(yè)中解放出來。

測量員正在精準復核隧道施工數(shù)據(jù)

施工人員正在進行全斷面施工作業(yè)

自動化減人

“自動化讓我們的施工效率提升了20%。過去，我們通過人工風槍鉆孔需要作業(yè)人員18人，而現(xiàn)在只需要13個人就足夠了。不僅如此，自動化施工還讓洞內(nèi)作業(yè)環(huán)境、空氣質(zhì)量及工程安全系數(shù)都得到了顯著改善與提升?！睋?jù)李建介紹，龍骨坡特長隧道采用自動化施工后，可確保操作人員與開挖掌子面之間保持10米的安全距離，極大降低了安全風險；將超深炮孔施鉆、隧道錨桿等作業(yè)同步進行，提高安全保障和施工效率；應用三臂鑿巖臺車后，能夠?qū)崿F(xiàn)自動測量圍巖和精確定位鉆孔，從而極大提高超欠挖控制水平和光爆效果。

信息化助人

隧道通風井管道

信息化在龍骨坡特長隧道施工過程中同樣發(fā)揮著舉足輕重的作用。項目部依托5G傳輸網(wǎng)絡,使視頻監(jiān)控、氣體監(jiān)測、人員定位、人車分流等系統(tǒng)協(xié)同融合并形成一套符合龍骨坡特長隧道施工特點的智慧隧道信息化管理系統(tǒng)。通過將各個系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)匯至云端平臺,項目部不僅實現(xiàn)了對施工質(zhì)量、安全、環(huán)保等方面的動態(tài)管控，還能實時掌控人員安全、機器運轉、工程進度，極大地提高了管理效率。

八大系統(tǒng)應用

2021年，項目部在廟埡合隧道建成西南地區(qū)首個5G信號全覆蓋的智慧工地，為龍骨坡特長隧道全面推進“智慧建造”，做出了有效探索。據(jù)李建介紹，項目部接下來將加快推進龍骨坡特長隧道智慧工地建設，并依托八大系統(tǒng)，為進洞施工按下“快進鍵”。

5G傳輸系統(tǒng)

這是龍骨坡特長隧道智慧工地建設的核心要素。龍骨坡特長隧道內(nèi)部環(huán)境復雜，布設傳統(tǒng)網(wǎng)絡，信號極不穩(wěn)定且線路雜亂。為此，項目部充分依托華為5G傳輸網(wǎng)絡低時延、大帶寬的特性，并結合物聯(lián)網(wǎng)、云計算、人工智能、大數(shù)據(jù)等技術手段，實現(xiàn)對施工全過程的可視化管理。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)

項目部在隧道內(nèi)及防水板臺車、二襯臺車、隧道進洞口位置安裝、使用紅外網(wǎng)絡高清攝像機，確保管理人員通過手機App實時掌握洞內(nèi)、洞外情況。

氣體檢測系統(tǒng)

依據(jù)《隧道安全規(guī)程》《公路隧道施工規(guī)范》要求，項目部在有毒有害氣體聚集區(qū)安裝了氣體監(jiān)測探頭，以實時監(jiān)測隧道掌子面甲烷、一氧化碳、二氧化碳、硫化氫等氣體的動態(tài)變化。一旦洞內(nèi)有害氣體超過安全線，即會觸發(fā)報警器，并根據(jù)監(jiān)測到的有毒有害氣體數(shù)據(jù)，聯(lián)動觸發(fā)壓入式通風機，加大功率通風，直至數(shù)據(jù)恢復至安全線范圍以內(nèi)，不僅能夠保證施工人員的人身安全，還可有效預防毒氣泄漏、爆炸等安全事故的發(fā)生。

人員定位系統(tǒng)

項目部在二襯臺車和隧道洞口安裝傳感器，通過接收施工人員隨身攜帶的身份識別卡發(fā)出的信號，可對洞內(nèi)施工人員實現(xiàn)高精度厘米級定位。管理人員以此可實時查看施工人數(shù)、人員信息和人員所處位置等信息，或根據(jù)工程進度和施工需要，隨時調(diào)配現(xiàn)場作業(yè)人員，從而提高施工作業(yè)效率。

人車分流系統(tǒng)

該系統(tǒng)包括施工車輛藍牙自動識別、人員通道翼閘和門禁系統(tǒng)。其中門禁系統(tǒng)通過刷卡、人臉識別兩種模式，收集入洞施工人員信息并將其存入數(shù)據(jù)庫。此系統(tǒng)可有效防止外來車輛和非施工人員進入隧道，杜絕由此引發(fā)的相關事故。此外，該系統(tǒng)還可作為考勤系統(tǒng)，根據(jù)施工人員當天刷卡進洞和出洞信息，實現(xiàn)精準考勤。

應急通話系統(tǒng)

龍骨坡特長隧道施工現(xiàn)場

應急通話系統(tǒng)主要由網(wǎng)絡電話服務器、值班室電話（主機）、隧道防爆電話（分機）、揚聲器等組成。隧道緊急電話及廣播可為洞內(nèi)施工人員實時提供穩(wěn)定的通訊保障。

揚塵噪聲監(jiān)測系統(tǒng)

揚塵和噪聲是隧道施工的主要職業(yè)危害源，項目部為此設置了一套揚塵噪聲監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)內(nèi)置了多種高精度傳感器，能夠?qū)崟r、準確地監(jiān)測施工環(huán)境中PM2.5、PM10、總懸浮顆粒物（Tsp），以及溫度、濕度、噪聲、風速、風向、風力、氣壓等數(shù)值，以數(shù)據(jù)化的方式加強對影響施工現(xiàn)場環(huán)境因素的管理，在保證施工人員身體健康的同時，也起到環(huán)境保護的作用。

多功能顯示系統(tǒng)

多功能顯示系統(tǒng)分為室內(nèi)液晶屏顯示系統(tǒng)和室外LED顯示屏系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包含顯示矩陣、視頻處理器、液晶拼接屏、LED全彩屏等設備，主要用于顯示隧道內(nèi)視頻監(jiān)控、氣體監(jiān)測等監(jiān)測數(shù)據(jù)和安全教育宣傳。項目部通過多功能顯示系統(tǒng)，可實時掌握洞內(nèi)生產(chǎn)及人員情況，利于在安全的前提下高效開展施工作業(yè)。

掘進龍骨坡，打通特長隧道。截至今年3月9日，龍骨坡特長隧道開挖及支護已累計完成2307米，仰拱、調(diào)平層、基層累計完成2154米，二襯累計完成1977米。待奉建高速建成通車后，從奉節(jié)到建始的車程將由現(xiàn)在的3小時縮短至1小時，對進一步加強陜鄂渝三地的經(jīng)濟內(nèi)循環(huán)、構建中西部地區(qū)綜合交通樞紐具有重要意義。