铁道兵书刊

成昆铁路大会战【纪实连载】之九十一

2020-10-15 作者：洪承惠浏览：

第十章勘测设计，克敌尖兵

第五节采用隧道、明洞战胜不良地质

　　一、查清地质不良现象，滑坡居首

　　成昆铁路沿线有多少不良地质现象?这是需要付出巨大代价才能勘测清楚的问题。

　　新中国从1952年开始，就对成昆铁路进行了地质勘测。在历次勘测设计与施工中，都做过大量工程地质工作，不良地质现象众多，是一个共识。

　　1964年大会战开始后，根据线路标准的提高，为了取得战胜不良地质的主动权，设计出建设蓝图，急需要进一步查明沿线复杂的工程地质条件。

　　国务院决定，地质部要全力支援成昆铁路地质勘测工作。铁道部也调派力量支援成昆铁路勘测工作。一时间，工程地质工作的干部、职工增至5000人左右，其中，铁二院约2000人，地质部3000人。投入勘探的钻机共有123台，地质部73台，二院50台。

　　还成立了“红层”、“昔格达层”、“龙街层”、“含盐层”、“泥石流”、“滑坡”、“隧道围岩”、“山体压力”、“水平钻机”、“不良地质隧道开挖”等10个专题战斗组。

　　目的只有一个——查清地质秘密。

　　经过艰巨的勘测工作，地质工作者们取得了丰硕的成果：

　　在地质测绘方面，重视了大面积区域地质工作。测绘了1万4千8百余平方公里，平均每公里线路(铁路)测绘13.68公里。

　　在工程地质勘探中，以钻探为主，综合使用钻探、挖探、物探等手段，各种测绘与勘探资料综合分析，互相印证，正确判断。钻探21万2千7百余米，平均每公里线路钻探196.35米。挖探1万3千7百余米，平均每公里线路挖探12.66米。物探523处，平均每公里线路物探0.48处。物探，是地球物理勘探简称，通过研究和观测各种地球物理场的变化来探测地层岩性、地质构造等地质条件。在工程地质试验方面，有室内试验、野外大面积剪切试验、大面积截荷试验、土与混凝土摩擦系数试验，现场边坡、路堤、隧道的工程地质模拟试验等等。还开展了红层边坡岩石风化剥落、地下水流量变化规律、滑坡变形与位移量、弃碴作路堤填料沉落量、水库地区铁路坍岸变形等观测工作。工程地质试验共1万零4百余组(件)，平均每公里线路试验9.6组(件)。

　　“西工指”司令部总工程师谭葆宪归纳了地质部南、北江大队、第二勘测设计院对地质勘测的资料，向吕正操、郭维城、彭敏等核心领导作专题汇报。

　　谭葆宪汇报说：据不完全统计，全线在勘测阶段，避开了大量不良地质，但直接通过或局部绕避不良地质现象仍有许多。其中，较大滑坡183处，泥石流沟200余条，危岩落石近500处，崩塌约100处，岩堆200多处。此外，还有河岸冲刷、山体开裂与错落、水侵蚀、岩溶、流砂、岩爆、有害气体、软土等不良地质现象。

　　吕正操问：“这些不良地质的数字，都是线路要必须经过的吗?”

　　“是的，可以绕避的不良地质，不在其中。”谭葆宪答道。副总指挥、技术委员会主任彭敏补充说：查明这些不良地质与病害工点的工程地质特征，给比选线路方案和工程设计提供地质资料，在各个阶段都做过不少的钻探工作，仅北段用于查明不良地质与病害的钻孔就有1673孔，计2万5千余米。其中用于滑坡的钻探量占69.1﹪，用于泥石流的钻探量约占15.4﹪。

　　(滑坡造成的破坏·选自《成昆铁路·6·画册》)

　　吕正操指出：“面对这么多的地质障碍，我看，还按毛主席教导的，抓主要矛盾!对成昆线建设危害最大的，就先攻破它，由此来带动战胜其他不良地质。”

　　谭葆宪继续说：从危害程度、危害面积、处理难度等方面分析，要算滑坡和泥石流对铁路建设的破坏性最大。过去和近代曾发生过滑体有几千方的大滑坡;几十万方到几亿方的大山崩;以及流量达每秒几百至千方的泥石流;有的大规模崩坍体还曾堵断过江河;有的地段滑坡成群。滑坡与泥石流两者相比，危害是一样的，有时甚至是“毁灭性”的，但滑坡的范围与治理难度更大。因而，应该将滑坡排在第一，泥石流作为第二的地质不良现象来治理。

　　吕正操司令员手一挥，大声说：“那就先从滑坡着手!”

　　成昆线如何战胜滑坡?国内外业内专家对这个难题极为关注。

　　二、吕正操拍板大量采用隧道、明洞

　　隧道，是埋置于地层内的工程建筑物，成昆铁路隧道均为山岭隧道，是在山体的基岩中建筑的一个结构牢固的线路通道。

　　明洞，是一种明挖的、结构类似的隧道;分为拱式明洞和棚式明洞两大类。明洞作为整治落石滑坡等病害的有效手段之一，主要用于坍方、落石或流石、流泥危害的隧道洞口或路堑地段。在山区，明洞与隧道相接，通常是通向基岩过渡性建筑。

　　(抗滑坡明洞 ·选自《成昆铁路•6•画册》)

　　隧道和桥梁是逢山开路遇水架桥的产物。但成昆铁路的设计中，科技人员又把隧道与桥梁作为对应不良地形与地质的工程措施，作为战胜大自然的“武器”。在滑坡、泥石流地段做设计时，选用隧道、明洞通过，对线路的安全性来说是非常有效的、可靠的。

　　然而，长期以来，无论是设计人员和施工人员，都怕建隧道。为什么怕隧道?是因为隧道工程投资巨大、施工艰难、工期漫长。

　　经过设计革命的洗礼，设计人员解放思想，充分发挥隧道工程在复杂地形、地质中的优势，敢于设计隧道、善于利用隧道，将隧道作为克服地形高差，避免滑坡、泥石流、落石等不良地质的工程措施，还能使线路顺直，缩短线路。

　　“西工指”司令部总工程师谭葆宪召集地质部南、北江大队、第二勘测设计院等单位的领导、专家开会，专题讨论对付滑坡办法。

　　地质部的同志说：线路遇到滑坡，一是外移修桥梁，二是靠里修隧道。桥梁与隧道相比，桥梁不一定挡得住大滑体的冲击;而隧道在山体基岩里面穿过，滑坡就无可奈何了。

　　铁路隧道专家们补充说：隧道比桥梁更安全，更可靠。而且一定要“早进晚出”!

　　所谓“早进”，就是不要在滑坡边缘区域才进洞，而要在地质条件好的地方提前进洞。所谓“晚出”，就是选择在远离滑坡的地方出洞。

　　之前，山区隧道有过许多洞口塌方的教训，原因就是为了缩短隧道长度、节约成本、争取工期，而采取了“晚进早出”方法。现在要改为“早进晚出”!

　　隧道专家蔡报瑷说：我补充一个问题，隧道还有个洞口的难题!隧道由洞口和洞身组成。洞口长度很短，但必须穿“山皮”后才进入洞身。这个“山皮”不好穿!

　　松散岩类和软弱岩石类占了全线的三分之二，都是引起坍塌的地层。在贯彻“早进晚出”原则的时候，一定要反复比选洞口位置，并结合地形、地质条件，设计好洞门，以保证洞口的稳定;有些还要适当设置明洞。

　　谭葆宪说：对，隧道设计要“早进晚出”，洞口的难题要重视，必须加强洞门防护。

　　谭葆宪召集的这次会议，毫无悬念地结束了。

　　但是，令谭葆宪不安的，是大大增加了隧道的数量，大大增加了建设的成本，大大增加了施工的难度。

　　吕正操司令员多次强调，成昆铁路大会战，要以快为核心，这个坎过得去吗?

　　吕正操司令员看了专题讨论的报告后，大口大口地吸着香烟，沉默了许久，然后将手中的烟头往烟缸里一摁，出人意料地嘣出一句：“只要能战胜滑坡，保证线路安全，再多的隧道也要修!”

　　三、洞口、明洞的设计是“早进晚出”的关键

　　在山谷地段，绝大部分的线路是沿江、沿河走的。滑坡似乎与隧道“不离不弃”。选择隧道位置，洞口、明洞的设计是首先要考虑的。基岩则成为勘测设计工作者们最大的钟爱!

　　对于沿河绕行地段，傍山线路，地质不良地段，隧道、明洞设计贯彻了“宁里勿外”的原则，用较长隧道穿越基岩，如大火夹、白熊沟等地段的线路内移，既避开了不良地质，又减少了洞外相应工程的工作量和施工干扰。

　　在隧道战胜滑坡的设计中，“早进晚出”也是隧道设计的重要原则，隧道早入基岩，线路就早得安全。但是，基岩往往需要穿过地坡或“地皮”才能到达。选定洞口位置是贯彻“早进晚出”原则的重要环节，因而明洞也与洞口“携手同行”。

　　为什么洞口位置这么重要?因为要尽可避免在滑坡地带进洞。

　　在洞口位置的选择上，提出“早进晚出”的原则，是针对过去“晚进(洞)早出(洞)”的错误做法，造成在洞口施工中发生的不少病害和困难而提出的。广大勘测设计人员学习唯物辨证法的观点分析问题，认真贯彻了“早进晚出”的原则。全线有65%的隧道在洞口加接了明洞，基本上满足了施工运营的要求。

　　铁二院桥隧处的工程师们，以唯物主义“一切从实际出发”的理念，认真收集各类洞口资料，研究了隧道“早进”的各种不同地形、地质、所处的位置，总结了九种“早进”的具体做法，令人敬佩：

　　一、洞口位置避免沿沟进洞。因为一般沟谷地区地下水发育，地质条件差，沿沟进洞，施工与运营均不利。因此要提前在沟前进洞。

　　二、对于洞口线路尽量做到与等高线基本上正交，当地质无不良病害时，其洞口位置以边仰坡高度控制。如地层的坚固性愈好，f值愈高，边仰坡可以设计的高些，反之，则宜低。其高度一般在12～25米之间。

　　三、当线路与地形等高线斜交，其角度大于45度，岩质较完整(f≥3)可设置斜门洞，以节省工程。如花果山隧道出口洞门斜交60度，辛庄隧道出口洞口斜交45度等。

　　四、隧道洞口地质不良，有危岩落石、坍方等危及线路安全的洞口，均考虑接长了明洞。当洞口地基一侧为石质，一侧为土质时采用了棚洞结构延长洞口。如白果2号隧道进口设单侧加固盖板棚洞等。

　　五、地形陡峻，地质较好的陡量峭壁，则贴岩进洞，或作钢筋混凝土悬臂式棚洞结构，以防小量的落石。

　　六、地表自然坡与设计边坡坡度接近时，一般不刷仰坡进洞。(刷坡，是专用名词。削去超陡的部分，使陡坡变成符合设计的缓坡，这种改变坡度的施工方法，简称“刷坡”。洞口上方的坡，称“仰坡”，线路左右的坡，称“边坡”)如白石岩2号隧道进口，碰壁进洞。如有坍塌情况时，洞口还应考虑接长明洞。

　　七、洞口岩层破碎，山体稳定，植被良好时，一般不破坏原地面的植被，采取暗挖进洞，以策安全。

　　八、洞口附近有水沟横跨线路时，以设置桥涵排泄为主，如有困难，则根据地形地质条件采用改沟引排或接长明洞，在洞顶设排水工程。

　　九、洞口位置的选定，还要综合考虑洞口有关工程的干扰、施工场地的需要、给快速施工创造有利的条件等等。

　　(挑檐式悬壁棚洞 ·选自《成昆铁路•6•画册》)

　　此外，还要注意洞口施工场地的布置。由于地形险要，有很多隧道与桥梁相连，隧道洞口施工场地狭窄，设计人员都要从实际情况出发，既要方便施工，又要注意安全。布置设计时，总是离不开栈桥、空中索道。

　　贯彻“早进晚出”的原则，要保证洞口的稳定，适当设置明洞。成昆铁路修建了一些新型的洞门和明洞，如悬臂式洞门、檐式盖板洞门、桁架盖板式洞门、锚杆悬臂明洞，檐式明洞等，结构轻型、美观牢固。明洞总延长为7251米。建成后没有发生过大的洞口坍塌事故。只增建了一座独立明洞和另外6座隧道共接长了明洞420米。

　　勘测设计人员深入调查研究，充分的掌握自然客观规律，利用自然的有利条件，取得了改造自然，战胜自然的主动权。从怕隧道到敢于、善于利用隧道，作为战胜复杂地形、不良地质的工程措施，赢得与大自然斗争的胜利!隧道的数量也因此而越修越多。

　　成昆铁路与众不同的地方太多了!30万大军齐上阵的“人海战术”;边勘设、边准备、边施工的“三边”奇观;七处壮美的集中展线等等。

　　这里，又出现了隧道“越修越多”的希罕现象。

　　依据《成昆铁路》的总结：“会战开始时全线隧道数量为192公里，到1965年2月增加为251公里，全线测定后增至341公里。”增幅达到50%左右!

　　新建铁路的隧道会越修越多，这在世界铁路建设史上也是罕见的。

　　这些增加的隧道，主要是避开滑坡线路内移建隧道和采用“早进晚出”的结果，也是勘测设计者们挑战自我，敢于用隧道向不良地质挑战见证。

　　为了使大部分隧道进入基岩，为了使桥梁的基础落在基岩，为了使种类支挡生根基岩，他们经历了千辛万苦，也成就了基岩一样的品格。