第十一章 技术革新，追赶世界

 

第八节 凿岩台车全断面掘进——隧道施工的新纪元

 

　　一、既是工期的需要，也是我国隧道施工的革命
 

　　成昆铁路在中国铁路建设史上创造了许多个第一。在长隧道施工中采用凿岩台车全断面掘进，改变分部作业的方法，对我国隧道施工具有划时代的意义。

　　隧道是铁路线下部分的工程，成昆铁路在隧道施工中采用的新技术有16项，其中，隧道凿岩台车全断面掘进，是一个开创隧道施工的新纪元事件。

　　我国的隧道施工，一直采用分部开挖，机具要求不高，但施工复杂，作业环境差，进度很慢。在世界铁路建筑同行中，一直处在落后的状态。

　　为了突破隧道关，除了从计划安排、物资供应、人力机具优先保证外，“西工指”还特别采取了以下两项措施：

　　一是集中科研、设计、施工的优势技术力量，组成三结合战斗组，到重点隧道(如关村坝、沙木拉打、碧鸡关、赵坪1号等)钻研、总结隧道快速施工的先进技术和施工方法，实行重点突破，取得经验。并请煤炭部、冶金部的先进掘进队到成昆线参加施工，传经送宝。

　　二是引进全断面开挖的机械设备，进行全断面开挖试点。引进的新装备有：全断面凿岩台车、槽式列车、大容量高效率的装碴机械和斗车，以及喷射混凝土机械等配套设备，组织试用，摸索经验。

　　引进国际上先进的隧道掘进机械——全断面凿岩台车，以及与其配套的机械设备，既是实现三线战略决策、当好先锋的需要，也是中国铁路建设施工方式革命的需要。

　　当时，国际上隧道施工有两种先进方式。一是盾构掘进法，属切削法施工，但主要用于软质土层或深埋隧道，成本极高。另一是全断面开挖方法，它与分部开挖同为钻爆法施工，属于同一施工性质，而且使用较普遍。

　　引进工作组认为，引进隧道施工机械的目的之一，是采用先进的开挖方法，改变我国沿用已久的分部开挖法，加快铁路建设速度。因此，决定从国外引进全断面施工方法的机械，并拟在开挖、清碴、衬砌三条主要作业线上实现施工机械化。引进的样机有：用于开挖工序上的全断面凿岩台车和装药器;用于清碴工序上的大型装碴机、自卸式大斗车、槽式列车和大型牵引机车;用于衬砌工序上的混凝土拌合塔、混凝土输送车、混凝土输送泵、自动捣固衬砌模板台车;用于支护衬砌上的混凝土喷射机。

　　为了试验和推广凿岩台车全断面掘进新技术，西南铁路建设总指挥部技术委员会于1966年组织了全断面掘进战斗组，由施工、设计、科研和有关厂、院校等单位参加。

　　蜜蜂箐2号隧道昆端是全断面开挖的试点。隧道全长1342米，使用日本进口的ZC—419型液压钻臂式凿岩台车。

 

 

　　(ZC—419型凿岩台车进行钻眼操作·选自《成昆铁路·6·画册》)

 

　　全断面掘进操作，在计划安排上，要求尽量做到平行作业和流水作业。

　　一个循环作业的程序为：钻眼→装药、起爆→通风、出碴→铺轨→钻眼准备。

　　1966年7月中旬操作练兵，8月1日正式掘进，全月完成115.4米。首次使用凿岩台车，就取得百米成洞的好成绩，指战员十分高兴。但是，战斗组的工程技术人员却不满意这个进度。因为没有达到目标。

　　在凿岩台车全断面掘进的循环中，钻眼、爆破、通风、出碴、延伸出碴轨道等工序都是按顺序作业的。为加快掘进速度，就要求最大限度地压缩各工序的时间。

　　通过现场分析，主要原因是机械配套出了问题。在出碴作业中，装运机械槽式列车和牵引机车配置数量不足，只能用 0.75立方米的小斗车出碴。一台装岩机为几十辆小斗车装碴太慢了。

　　有人提出，能否用两台装岩机装碴?

　　战斗组与营、连干部立马到掌子面开会研究，现场测量，办法来了!可以在开挖面铺设三股轨距为762毫米的轨道(中间一线为空车道)，用双向平移调车器调车，使用2台RS-85型装岩机(铲斗容量0.34立方米)同时装碴。配小斗车120辆，由3台BL-10-M电瓶车牵引出碴。由于双向平移器调换空车轻便灵活，每小时的出碴能力从17.0立方米提高到22.0立方米。

　　解决了出碴环节中的问题后，战斗组又向钻眼环节挑战!

　　女技术员胡清碧负责布置炮眼与爆破工作。钻孔前她精心布置炮眼，爆破后，不等烟雾散去，第一个冲进去查看进尺深度。

　　有同志提出：从整个循环组织来考虑，若能提高掘进深度，又可使其他辅助时间的比例减小，为此，提出拟增加炮眼深度的建议。

　　胡清碧打开她的记录本，提出了更加具体的意见：炮眼深度的具体确定，还要看钻眼操作技术水平和地质条件。从钻眼操作技术方面来说，每当熟练的钻眼操作手当班时，卡钎、断钎、钻头损坏和停机等故障就少，可以满足要求。从地质条件来说，当遇到节理裂隙发育、围岩较破碎时，不能钻得太深，一是钻眼、装药有困难，二是爆破可能引起坍塌。因此，要安排操作手水平接近者同组为好，再视地质条件决定钻眼深度，其最小深度可用到2.5～2.0米;最大深度定在4.5米。

　　这就是“具体情况作具体分析”的灵活运用!

　　战斗组采纳了胡清碧的意见，开展了台车钻眼操作的训练和钻眼深度的攻关活动。胡清碧不顾身体瘦弱，亲自上架钻眼，总结经验，将操作的基本要点，归纳为：“掌面平，一条线，一边站，开钻慢，推力匀，勤吹风，看水色，听风响”。

　　工程技术人员还设计了楔形掏槽，从操作上要严格掌握炮眼角度，并从实际出发，自制了三角形测角器，供钻眼时掌握掏槽眼角度之用。

　　通过实践，大部分操作手做到了钻得快、钻得准、钻得深，钻眼时间不断减少。钻眼深度则从2.5米发展到3.5米、4.0米，爆破进尺从2.0米提高到3.5米以上。

　　9月份完成了161.1米，比8月份增加了45.7米。

　　之后，在施工组织上，将钻眼、出碴改为专业班，进一步稳定了队伍，保持较高的效率。

　　钻爆专业班实行两班制作业，每工班53人，全排106人。钻眼工15人;机械工4人;锚杆工6人;安全员1人;爆破工9人;铺轨工7人;管道工6人;开挖避车洞钻眼工5人。

　　出碴专业每工班54人，全排162人。岩机司机3人;清道2人;移车器前调车8人;放重车4人;挂勾2人;移车器司机3人;空车线推车8人;调度员1人;电瓶车司机3人;连结员3人;扳道员5人;卸碴9人;推土机司机1人;安全员2人。

　　钻眼、爆破又有新的突破。隧道全断面开挖的作业面约45平方米，炮眼总数为74～100个，密度介于1.8～2.3个/平方米;实际单位硝铵炸药消耗量介于1.3～1.5公斤/立方米左右。

　　拱部为了获得光面爆破效果，采用“缓冲间隔装药”法，可减少炮眼内炸药爆炸能，采用同段毫秒雷管起爆。爆后，拱顶一般都留有清晰的孔痕，孔痕范围以外的围岩超挖很少。

　　在围岩局部破碎地段采用了支护新技术——锚杆挂网作为临时支护，对保证施工安全起到了一定的效果。

　　通风、装碴准备、铺轨等时间也都有所压缩，到十月下旬已能保持每天完成两个整循环。

　　10月创造了200.58米掘进纪录。

　　11月份平均循环时间减到10时53分，1～17日曾有15次把循环时间压缩在10小时以内，最短一循环时间为8个小时34分。

　　到11月17日与成端下导坑贯通，至25日完成全部开挖工作。

　　自8月份起至11月24日全部贯通，全断面掘进639.42米，3.8个月平均月掘进168.3米，成洞210.21米，超过了日本的掘进水平。

　　

 

　　(蜜蜂箐2号隧道全断面开挖的洞外场景·选自《成昆铁路·6·画册》)
 

　　指战员从当初害怕这个“大家伙”到超过了日本的掘进水平，不能不说，成昆铁路大会战是个实践出能人的大课堂，中国铁道施工落后的茧缚被冲破。

　　二、打破了隧道分部开挖的落后局面

　　在成昆铁路隧道施工中，试验和推广全断面一次开挖，采用的凿岩台车均系门架式，有两种类型。

　　一类是液压钻臂式凿岩台车，有日本ZC一419型，配15台35D重型导轨式凿岩机;另有结构与其相同的ZC一500型。

　　另一类是仿瑞典的梯架式凿岩台车，有SQT-l、2型和自制套管梯架式，配备安置在梯架上19台轻型高频凿岩机，用人工定位，风力自动推进器推进;此外，还设计制造了全断面梯架式电钻台车，配备15台1.7千瓦冲击回转式岩石电钻。

 

 

　　(SQT- 2型凿岩台车进行钻眼准备·选自《成昆铁路·6·画册》)

 

　　上述两类凿岩台车共计10台，先后在15座隧道(口)使用，其掘进长度总计7876.68米。据不完全统计，平均月掘进速度在100米左右，掘进工效40～60工天/米，最高月进度曾达200.58米。同时还具有施工人员少、工效高、劳动强度低，施工组织管理简单等优点，并为我国建立起机械化隧道施工队伍打下了良好的基础。
 

 

　　(全金属模板台车·选自《成昆铁路·6·画册》)
 

　　这是成昆铁路的骄傲!代表先进掘进水准的隧道整体开挖终于在大凉山拉开了大幕。

　　在成昆铁路会战中，首次使用全断面凿岩台车、大型装岩机、大斗车、槽式列车、大功率电瓶车和内燃牵引机车，以及喷射混凝土机械设备，使用“红星一型”混凝土速凝剂，进行全断面一次开挖。这是中国铁路建设史上的革命，打破了分部开挖隧道的传统作业局面，开创了我国隧道施工的新纪元。
 

　　(未完待续)

 

 

　　作者简介

　　作者，洪承惠，1944年7月出生。1962年入伍。铁道兵一师历任战士、班长、干事，参加成昆铁路大会战。1978年转业。历任科员、镇长、街道办主任等职。2004年8月退休后，立志全力写好《成昆铁路大会战》。

 

 

 

 

首发：铁道兵文化网


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编辑：向日葵