秦岭终南山公路大隧道,竖立着三座巨大的通风竖井,分别以190.4米、661米、391米的高度,成为中国通风竖井之最,三座竖井像三座高大巍峨的丰碑,隐藏在秦岭深处,铭记着隧道通风竖井建设者的不朽功绩……
―― 采访手记
一
巍峨秦岭,龙脉延绵。穿越秦岭的终南山公路大隧道,是国家高速公路网包(头)至茂(名)的关键控制性工程,也是陕西省“三纵四横五辐射”高速公路西安至安康高速公路的重要的组成部分。隧道单洞长18.02公里,双洞全长36.04公里,建设规模世界第一,中国公路隧道之最。投资2.64亿元的终南山公路隧道竖井通风系统既是世界难题,也是世界级工程。
纵观世界级的大隧道工程,如奥地利的阿尔贝隧道,1978年建成,隧道两竖井中阿尔贝纳竖井深736米、直径却只有7.37米。因而,终南山公路大隧道,在其创造的6项世界之最中,有一项即2号竖井直径11.2米,当之无愧的成为了“目前世界直径最大的竖井通风工程”。
今天,当人们驱车在终南山大隧道,一路明灯像镶嵌着星星的长廊,引人一程程地进入秦岭山腹。尽管车辆行驶在大山之下厚重的岩层包围之中,但人们却感觉不到一点气闷或者缺氧,车旁仿佛还时时有一阵阵凉风吹过,空气流通,新鲜宜人,这正是隧道的通风竖井在发挥着良好的效能,在地心深处所创造的巨大奇迹。
像终南山大隧道这样世界级的超长的公路大隧道,解决隧道通风问题,是保证隧道平安运行的关键的一环,这也是当前世界性的难题之一。换一句话说,就算是隧道可以打通,如果隧道的通风没有保障,这条隧道的安全运营就得不到充分保障。早日建成通风竖井是陕西省交通厅、陕西省交通集团的迫切期望,也是进一步强化隧道运营安全的有力保障。
作为大隧道竖井工程的业主和管理单位陕西省交通建设集团及终南山公路隧道分公司,始终坚持业已形成的“爱岗敬业、忠于职守、规范精细、高效有序”和“高度负责、严防紧守、快速反应、果断处置”的隧道管理理念,全面实行军事化管理,科学管理,真抓实干,把隧道通风竖井工程后续建设,作为隧道分公司的一项重要任务,从各个方面高度重视,充分保障,不断加大工作力度,管理人员长期深入一线,强化管理,加快建设进度,保证工程质量,确保了秦岭终南山公路隧道的安全通畅和竖井工程建设的顺利完成,让竖井成为大隧道“呼吸”的生命线。
现在就让我们看看三座竖井的“庐山真面目”。
在隧道设计之初,设计者就采用了“纵向分段式通风”的技术,特意为这座世界级的终南山公路大隧道设计了三座同样是世界级通风竖井,每个竖井上方的山上,设一个送风口、一个排风口、竖井通过送、排风道和主隧道相连。让大隧道通过“呼吸”和“换气”,以解决大隧道的通风问题。而竖井下方有浩大的地下工事:地下大型风机房和高压配电房,送、排风道和搬运通道、抢修通道、避难通道、辅助风道等各种设施。
一号竖井位于大隧道的北口不远处,井深190.4米,内径达10.8米。换句话说,就等于为隧道装上了一个像竖起来的200米跑道那么高,像一个直径近11米的大喷水池那么粗的大烟囱。这个“烟囱”要求笔直笔直,中间还要有一到隔墙,从上到下均匀的把“烟囱”内部的空间一分为二,分成了两个半圆形部分,分别用以送风和排风。隧道下方有大型机房和各种通道,隧道上方还要建风塔,其工程量之大、之难可想而知。
相比二号竖井,这一号竖井就又成了“小巫见大巫”,因为二号竖井的高度是661米、内径11.2米,比三个一号竖井加起来还要高出个近100米,相当于200层楼房的高度。由于二号竖井的位置位于隧道的中部,竖井的上口位于秦岭海拔1700米的高山之上,荒无人烟,远离山下,山道崎岖,给施工、运输、工作人员的生活都带来了巨大的困难。由于竖井的直径、井下的机房、通风道也都大于和长于一号竖井,施工的难度和工程量也成倍的增大。
三号竖井位于秦岭的南坡,离隧道的南口较近,井深391.6米,内径11.5米,略高于两个一号竖井的高程。三个竖井的内部结构以及工作原理都相同。
这样的三座竖井,把大隧道分成4个自成体系的送排风区间,这种通风模式能够充分利用车辆的活塞作用,在发生火灾等紧急情况时,可利用竖井及时地从最便捷的路径向隧道外强制排烟,增强隧道防灾救援能力。
在中国公路隧道的建设史上,像这样的建设规模之宏大、技术要求之高和建设环境之困难的竖井工程,可以说是史无前例。
二
2008年的金秋季节,当我们又一次来到秦岭终南山公路大隧道,走进了一个个竖井的机房,在巨大的风机旁,零距离的感受大隧道“呼吸”系统的正常运行,心中不禁想到,这样大的世界级的竖井工程,这样高达数百米的笔直笔直的大“烟囱”,究竟是怎么样建成的?采访中,精明强干的陕西交通集团秦岭终南山公路隧道分公司的黄会奇经理娓娓而谈,深入浅出,以丰富的专业知识,把隧道竖井的方方面面讲述得通俗明了,从而回答了我们的疑问。
修筑终南山大隧道的1号和3号竖井,施工中采用了“反井法”的施工。这种施工方法就是首先在隧道上方的秦岭山坡上,确定在竖井上口所在的准确位置,在地面上利用反井钻机,自上而下用小钻头,先钻出一个20多个厘米的小孔,一直钻到井底隧道计算好的位置。再在井底用1.4米的钻头,自下而上的开凿导洞。尔后利用提升设备,人工打眼爆破扩大导洞至3.5米,最后自上而下扩挖到设计断面。
这样的施工,首先是钻孔一定要准确无误。尽管施工队伍拥有现代的科学技术和先进的施工设备,但由于钻孔过深(分别为190多米和390多米),山体岩石不均匀,钻孔时一不小心钻头就会跑偏,发生移位。如果钻孔方位失之毫厘,等钻到要求的深度时就会产生巨大的偏差。所以能不能当钻机钻到指定深度,在下方已经开掘好的通道顶部,顺利地出现钻头,就成为大家共同关注焦点。担负一号竖井施工重任的中铁21局3公司和3号竖井施工的中铁20局2公司,精心测量,严密施工,随着山上钻机的开钻,钻头飞旋,一根根钻杆的相继接连,人们的心情也越来越紧张。终于,当钻头准确地从地下通道的顶端钻出,欢呼声顿时回荡在秦岭山腹,同时也回荡在峰巅。
1号和3号钻井的钻孔都是一次到位,最初的成功极大地鼓舞了施工队伍的热情和干劲,他们一鼓作气,又开始了1.5米大钻头的反钻施工。当开始进行人工扩孔时,工程的难度和劳动强度都不断加大,工人们要坐在特制的吊斗中,由钢丝绳提升到需要的高度,在钻孔中打炮眼,装炸药,然后施工人员撤离现场,点火放炮。以每次3到5米的进度,不断升高,就这样,在吊篮一次次的升起和落下、一次次隆隆爆破声的响起、一次次的装车出渣中,竖井在不断地升高,不断地扩大。
在三个竖井中,个头最高的2号竖井,采取的是全断面正向钻爆法施工。这种施工方法说通俗点,就是从上往下一次到位成型的挖掘。在二号竖井施工的中交隧道工程局有限公司,采用了液压“伞钻”等先进设备,循环采用了“一掘一喷”,从海拔1700多米的秦岭山巅,一直掘进到660多米,到达地心山腹。
在以前国内的全断面竖井施工的记录中,最深的纪录是400米,2号竖井的600米,无疑又创造了一个中国之最的新纪录。当然,施工的难度也可想而知。首先在秦岭山巅的竖井口装置井口盘,这是一个封闭井口的活门,用大型绞车控制的吊斗是联系井上井下唯一的设施。吊斗用来把施工人员送到工作面或升上地面,也作为出渣的工具。井口盘的活门仅在吊斗出入时打开,平常关闭。
随着竖井的一天天加深,井中装置了大功率绞车和多用途稳车,操纵着更多的施工盘、安全盘,32根钢丝绳分别固定和拉动吊斗和不同的工作盘,几个盘相互移动,从事不同的工作。工作面上装备有先进的伞钻,一次可以钻成6个炮眼,工人们采用人工打钻和伞钻相结合,大大地加快了工程的进度。
正向钻爆施工出渣是一大难题,所有石渣都要用吊斗吊出井口运走,而井下工作面上用抓岩机装渣,往往抓不干净,效率低。经过研究,施工队伍干脆把一部小型装载机吊到井下工作面,大大加快了装渣速度,提高了效率。这台装载机在竖井中一直工作到工程结束,被大家称之为2号竖井的“功臣”。
而井下工作面的环境更是艰苦。一年到头不见天日,人们一到工作面,就如同到了黑咕隆咚的地下洞窟,没有了白天黑夜的时间概念,天天在暗黄的灯光下施工,施工采用两班倒,每个班12个小时,吃饭在井下,人换班机器不停顿,24小时连续作业。由于地质状况复杂,不时出现石质破碎、断裂带、岩爆等地质灾害,威胁着施工人员的安全。有时地下水喷涌,工人们不得不穿着雨衣在水中干活。井下的工作面温度高、湿度大,闷热异常,再加因为竖井超深,有时通风和排烟不畅,施工时就发生过工人晕倒在井下的紧急情况。可以说,工人们天天都在战胜自我,天天都在向极限挑战。打竖井的难度,远远地超过了打隧道的难度。
在竖井井壁和横隔板的施工中,项目部采用了滑模工艺,解决了一个个技术难题,保证了又好又快地完成施工任务。
井下施工的安全也是一个重中之重的大问题。且不说施工人员的上上下下,吊斗出渣所包含的巨大安全隐患,哪怕是有一粒小小的石子从井口落下,几百米的高度,由于重力加速度,一旦落到井下的工作面上,其威力就变成一颗威力巨大的子弹头,可能造成巨大的安全事故。所以这里的井口盘和井口周围要打扫得没有一个小石块,施工现场从领导到全体工作人员,视安全生产为第一要务。丝毫不敢粗心大意。
中交隧道工程局有限公司的竖井建设者不畏艰难,勇于拼搏,发扬特别能吃苦、特别能战斗的精神,24小时循环施工,在工程最紧张的时刻,施工人员曾创下过72个小时没有出洞的纪录,2号竖井还创造了“大直径深竖井全断面开挖月进尺80米”的全国纪录,中国企业联合会和中国企业家协会认定,并于2007年11月26日在人民大会堂发布。2号竖井井壁及横隔板滑模最快每天达10米、月进度达230多米。
在2号竖井建设施工的日子里,隧道分公司采取超常规管理措施,及时协调解决施工中遇到问题,协调解决排风风机到场安装进度过慢等问题。在竖井施工只能有一个施工作业面的困难条件下,为了确保施工安全,更要加快施工进度。隧道分公司和施工单位协商,确定施工中采用了伞钻打孔、挖掘机装渣等有效方法,大大缩短了每个工作循环的时间,创造了一个个全国最高记录,终于克服了人们难以想象的重重困难,在2008年8月底按计划安全圆满地完成建设任务。
三
隧道竖井的建设工程,几乎和大隧道的建设同期进行。记得在2006年的深秋,我们在采访大隧道的建设时,就专门赶到了位于秦岭北麓的一号竖井工地,采访了当时的工程负责责人,并把其时的情景写进了报告文学《梦圆中国第一隧》,现在,让我们再次走回那时的场景:
“驻扎在秦岭高山的竖井工程建设者,生活和工作条件更为艰苦。我们在一号竖井所在的罗汉坪见到了铁21局终南山隧道一号竖井项目部的书记肖立忠和经理马志芳,这里位于东线公路隧道上方的200多米处,海拔高度已经上了1000米,在这里,他们不但要钻出一个直径10.8米、深度达190米的深井,而且要建起一个30米高的风塔。由于各种原因,他们在3月份才进场施工,半年时间,工地已经初现规模。他们正在抢时间、常速度,加快施工。这里山高天寒,虽说还不到11月,早晚都上了冻,要是等到数九时节冰雪封山,简易公路坡陡路滑,工人们上山施工都成了问题。特别是2号竖井,高度达661米,连风塔高度共700米,为中国之最。开挖13米,大直径,工程难度更大。而二号竖井的海拔更高,路程更远,更难走。因为时间关系,我们未能亲自到大二号竖井工地,只能在罗汉坪,向承建二号竖井的建设者,遥致我们的敬意。”
当时,我们只是向大家介绍了一号竖井口施工的环境,2、3号竖井口的施工环境则更加恶劣。2号竖井的井口海拔高,已达1700多米,山高风急,中交隧道工程局有限公司施工队伍搭起的两层活动板房,竟然能被大风吹倒。特别是冬天的秦岭山巅冰天雪地,异常严寒,最低气温达到摄氏零下20多度,真是滴水成冰。工人们身上的工作服都成了坚硬冰冷“盔甲”,生活和施工环境异常艰苦。可工人们,从没有怨言,他们挂在口头上的一句话就是“世界级工程就是要有世界级的热情”。
秦岭山巅没有电台,没有移动通讯信号,手机打不通,施工队不得不配备了“卫星电话”。施工人员一旦到了工地,常常是几个月下不了山。由于工程紧急,节假日加班成了家常便饭,甚至春节都在工地照常施工。山上生活异常艰苦、单调,尽管施工队伍千方百计改善工人生活,但有时冬天冰雪封山,道路不通,在山上施工的400多人的生活就成了大问题。为了保证施工正常开展,项目部一方面组织人员清雪,还要想方设法就、人工肩扛手提将蔬菜、粮油等基本生活用品运送到山上。确保了竖井工程没有因大雪封山而影响了施工进度。
2、3号竖井工地在秦岭深处,原本都是荒无人烟的深山险峰,只有崎岖陡峭的羊肠小道勉强可以通行,就是空人行走都十分艰难,根本不通汽车。为了施工和运输的需要,施工队伍不得不先修筑施工便道,由于便道道路狭窄,弯急坡陡,只够一个车行走的宽度,有时碰上对面来车,都无法错车。路基上石头多且锋利,常常划破轮胎。一条新轮胎,跑不了多久就要报废。为了维护路面,施工队伍不得不专门用一台装载机维护路面。便道路况不好,大车开不到山顶,他们就在半道上建起“中转库房”,从山下运来一车的建材或生活物资,不能直接拉到井口工地,要在这里换装小车,分两次或者三次才能运到工地。这一切都给施工带来极大的困难,也大幅度的增加了工程的成本。
中铁二十一局三公司、中交隧道工程局有限公司、中铁二十局二公司、中铁十二局的建设者,发扬了“明知山有虎,偏向虎山行”的大无畏精神,以高度的责任感和使命感,挑战生命极限,始终保持着旺盛的斗志,各级领导深入基层和施工现场,加强政治思想工作,讲大局,讲奉献。落实安全措施,保证施工安全。开展劳动和技能大赛,岗位练兵活动。千方百计改善工人生活,活跃工人生活,办起了书刊阅览室,举办迎新春茶话会、卡拉OK演唱会、竖井杯篮球赛、羽毛球赛、扑克象棋比赛等丰富多彩的文体娱乐活动,陶冶情操,激励干劲,在极端艰苦的环境中坚持和拼搏,战胜了一个又一个困难,胜利完成了竖井施工的任务。
秦岭是中国南北的气候分界线,被誉为中国人的国家森林公园。而竖井的施工工地正好在秦岭生态保护区范围之内。施工队伍严格遵守保护区的规定,为全体施工人员办理进山手续,防火护林,爱护秦岭的一草一木,施工中千方百计的减少对秦岭生态环境的影响,把工程开挖降低到最小的程度。确实做到建优质竖井工程,保秦岭青山绿水。项目部的施工人员常常自豪地说:我们喝的是矿泉水,走的是风景区,身处大氧吧,天天写历史!
四
在采访大隧道2号竖井的风机房时,汽车沿着终南山大隧道一直开到行程近半,车头一拐离开了主隧道,开进了东侧的一条连接通道,这里灯光顿时暗了下来,从车灯照出的范围,我们发现这里没有装修,建设者把行车的主隧道打扮得那样靓丽,给通行车辆创造一流的行车环境,但留给自己的工作通道竟是如此简陋,顿时让我们感慨不已。
车辆开到风机房,那宽敞高大的地下室顿时让人眼前一亮。各种仪表错落有致的配电房、灿若白昼的灯光、巨大的通风管道和风机,让人感到仿佛是走进了一座地下宫殿,又像是走进了科幻片中的未来世界。
从陪同人员的介绍中,我们得知这里并不是通风竖井的正下方,而是分别通过多条风道,连接着竖井的送风道和排风道。我们顺着铁梯攀上了大约二层楼高的平台,才看清洞中一排横陈的12台风机和管道的全貌。这里的每一台风机都有两人多高,和粗大的管道相连,气势恢宏。风机厂房高14.4米,相当于4层楼的高度,宽10米。这样浩大的工程,就是不介绍,我们也完全可以想象出施工时的难度和巨大的工作量。
从采访中我们得知,其实就在竖井的施工铁军在山上的施工现场和竖井中的掌子面上顽强挺进之时,山下的竖井通道和风机房的施工工地,同样在啃着一块块“硬骨头”。就拿二号竖井来说,因为风机房长达160米,体积格外庞大,仅挖下的岩石都有两万多方。连接竖井、风机房和主隧道的风道总大度达3400米,多数风道为曲线加斜坡线性,其规模之大、构造之复杂,在交通行业尚属首例,被誉为“天字一号竖井”。同样是经过施工队伍的拼搏奋战,才完成了井下部分的风机房、配电房、送风道、排风道、搬运通道、避难通道、检修通道、运营辅助通道和火灾辅助风道的建设任务。
在完成基建任务后,机电队伍又开进现场,开始了紧张的设备安装检修,由英国进口的大型风机性能先进,各种设备均由计算机控制,在隧道监控中心和现场都可以操作,为实现隧道管理的“安全、节能”提供了可靠的技术保障。
在施工过程中,这里天天都有感人的故事,天天都有难以忘记的人物。
在2号竖井开工时,便道尚未畅通,场地尚未平整,水、电、通讯均不完善,山下大隧道中由于多部门施工相互干扰,诸多问题带来常人难以想象的困难。“困难面前有我们,我们面前没困难”,在中交隧道局领导、项目指挥长的带领下,该项目成立了青年突击队,在年轻的副经理胡斌、项目总工王巍、工程部长刘保许等青年骨干的带领下,青年突击队团结协作,通过详细勘查了解情况,制定施工方案,在进场后的第七天就放响了开挖的第一炮,迅速打开了局面。
中交集团隧道局项目经理高崇霖为了改进施工方案,提高建井速度,带领技术人员多次去相关工程场地观摩学习。为了考证利用井底挖掘机施工的可行性,他多次下到井下与技术人员共同研究对策和解决方案,引发高血压病发作,他强忍头痛,坚持完成改进方案的现场操作。待一切都符合规定设计后,才被同事送到医院,在医院连续输了4天液体,才逐渐好转。在滑模衬砌阶段,高崇霖身先士卒带头住在工地,连续几天不下山,在他的带领下,竖井滑模进度始终保持在高水平上,按照预定的工期完成了滑膜任务。
项目总工、党支部副书记王巍不顾家中父亲病重、孩子骨折继续照顾的困难,坚守在工作岗位,把好技术关。副经理胡斌一心扑在工作上,有时几十个小时不出洞口,和工人同甘共苦。
负责竖井的技术人员胡文广、王柳两位新毕业的大学生,从窗明几净的大学校园走出,就一头扎进秦岭深山里。从竖井便道修建开始,一直到竖井主体工程竣工,两年多的时间里,这两位大学生一直在生产第一线,任劳任怨,默默工作,“敢打硬仗,干肯硬度头”,出色地完成了项目部交给的任务。
在竖井工程施工的日子里,项目部3位同志光荣入党,一位同志如期转正,7人次先后被上级党组织授予“优秀共产党员”、“先进工作者”称号,项目党支部被授予先进党支部称号。该项目部被评为2007年度隧道局青年文明号。
五
2008年的10月,随着三座竖井工程的最后竣工,秦岭终南山公路隧道的运营安全有了更进一步的保障,隧道中的行车环境有了全新的提升和改善,竖井工程和大隧道一道,成为名副其实的世界级的工程。
通风技术先进,通风控制理论属国内首创,世界领先。
2号隧道竖井深度达661米,直径11米以上,是世界上最粗最大的通风竖井。
2号竖井施工中创造了月掘进80米的世界纪录。
终南山隧道竖井地下风道长度、竖井及地下风机房和各种通道的工作量,是公路隧道通风竖井中前所未有。
这也是世界上高速公路隧道通风竖井使用大型风机用最多的工程,共有轴流风机32台。
三座竖井隐藏在大山深处,这是三个忠诚的卫士,把安全和优质服务带给每一个从终南山隧道驶过的车辆。
这是三个巨大的1字,象征着这项工程所包含的诸多个世界第一。
这是三个笔直的身影,象征着中国工人顶天立地的伟大形象。
这是三座巨大的丰碑,高竖着终南山大隧道建设者的丰功伟绩……








