珠江口盾尾腐蚀的阴霾尚未完全驱散,一份来自东北的加急电报,裹挟着北国凛冽的寒气,重重砸在周远的案头。电文简短,字字如冰锥刺骨:
“沈阳一号线北陵公园段,深埋花岗岩隧道掘进面突发剧烈岩爆!瞬间能量释放!已造成支护钢架扭曲、喷层大面积剥落飞射、数名工人受伤!掘进停滞!岩爆烈度及频次持续升级!请求火速支援!”
岩爆!深埋硬岩隧道工程中最凶险、最不可预测的“幽灵杀手”!周远眼前瞬间浮现出那可怕的景象:坚如磐石的花岗岩体,在巨大的地应力囚禁下积蓄着恐怖的能量,一旦掘进扰动了那脆弱的平衡,岩体便会如同压抑到极致的弹簧,瞬间崩裂、爆炸!高速飞射的岩石碎片如同炮弹,足以摧毁一切!他抓起电话,手指因用力而微微发白:
“我是周远!详细报告!埋深?岩性?应力监测数据?伤情?现场视频和照片,立刻传过来!”
几个小时后,沈阳发来的资料堆满了桌子。照片触目惊心:新开挖的隧道拱顶和侧壁,原本光滑的花岗岩面上,布满了蛛网般的放射状裂缝和巨大的、如同被巨兽啃噬过的V形凹坑!扭曲变形的钢拱架如同被揉捏过的铁丝,深深嵌进崩落的岩块中。喷射混凝土层大面积剥落,露出狰狞的岩体。报告里的数据更令人窒息:埋深**-380米**,实测最大主应力**58兆帕**(接近花岗岩单轴抗压强度的70%!),岩爆烈度已达**中等强度(II级)**,且最近一次岩爆的破坏范围已逼近作业人员撤离的安全红线!
电话里,沈阳副总工老马的声音嘶哑、疲惫,带着劫后余生的惊悸:“周总工,太突然了!前一秒还正常掘进,爆破清渣刚完,支护队刚上去…轰隆一声!像地底下炸了个雷!石头像雨点一样砸下来!要不是安全员反应快…后果不堪设想!现在掌子面前方几十米,没人敢靠近!听…听那岩体内部,像炒豆子一样噼啪响,是新的岩爆在孕育啊!”
深埋、高应力、坚硬而脆性的花岗岩、爆破扰动… 所有诱发剧烈岩爆的条件,沈阳北陵段都占全了!周远站在巨大的沈阳地质构造图前,目光死死锁定北陵公园下方那条代表隧道轴线的红线。这里地处长白山余脉与辽河平原的过渡带,古老的地质构造运动在花岗岩体内留下了错综复杂的应力场,如同一个被强行压缩到极限的、布满裂纹的钢瓶。每一次爆破,每一次开挖卸荷,都是在拧松这个钢瓶的阀门!
“必须‘泄压’!把瓶子里的‘高压气’放出来!”周远的声音带着一种穿透寒冰的决绝,“但不是蛮干!要‘精准疏导’,‘以柔克刚’!”
他迅速勾勒出作战方案:
“**第一,‘地音探雷’——建立全方位微震监测预警网!**”
* 立刻在隧道已开挖段和掌子面前方未扰动岩体,布设**高灵敏度、三维阵列的微震传感器**!捕捉岩体内部微破裂产生的声发射信号(AE信号)。
* **构建实时微震监测系统**:分析AE事件的**定位(震源)、能量、频率、聚集模式(b值)**。目标是**提前捕捉岩体破裂从稳定微破裂向失稳宏观破裂(岩爆)演化的临界前兆信号**!如同给隧道装上监听大地心跳的“听诊器”!
* **划定动态危险区域**:根据微震事件的空间聚集度、能量释放速率和b值变化,实时绘制掌子面前方的“岩爆风险云图”,划分红(高危)、黄(警戒)、绿(相对安全)区,指导人员设备规避。
“**第二,‘水刀伏波’——高压水力割缝与深孔爆破协同卸压!**”
* **‘水刀割缝’:** 在掌子面前方高应力集中区(根据微震监测和数值模拟确定),利用**超高压(>100兆帕)水射流钻机**,钻入岩体深处,进行**定向、定深的扇形水力切割**!形成一系列平行的、细长的“水缝”。这些水缝如同“泄压阀”,能有效**切断应力传递路径,转移集中应力,并让高压水渗入微裂隙,起到弱化岩体、促进应力平缓释放(水力劈裂)的作用**!
* **‘深孔爆破’:** 在“水刀割缝”形成的弱化带基础上,在割缝之间或应力转移后的次高应力区,钻设**大直径、深孔(远超出常规爆破孔)**,进行**小药量、分散装药、毫秒微差松动爆破**!这种“深孔卸压爆破”不再是破碎岩石,而是**利用爆炸冲击波和气体膨胀,在岩体深部人为制造一个更大范围的、可控的破碎松动区(卸压带)**,如同在高压钢瓶内部制造一个“缓冲气囊”,吸收、耗散后续开挖可能诱发的巨大能量。
“**第三,‘柔骨护身’——吸能支护体系升级!**”
* **初支革新:** 喷射混凝土中加入**高强度合成纤维(如钢纤维、聚丙烯纤维)**和**柔性聚合物添加剂**,大幅提升喷层的**抗冲击韧性和变形能力**,使其能像“韧性皮肤”一样吸收岩爆碎片的冲击能量,减少剥落飞射。
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