深潜地下的交通“长龙”
探访世界第一埋深高速公路隧道
作者： 卢锐 丁杨
打开四川省交通图，一条“长龙”穿越崇山峻岭，蜿蜒在云岭之间，让高速公路通达小凉山腹地。这便是全长达123公里的峨眉至汉源高速公路。目前世界第一埋深高速公路隧道就镶嵌在这条大动脉之中，即最大埋深达到1944米的峨汉高速公路大峡谷隧道。
近日，历经6年多时间艰苦施工，大峡谷隧道主体工程顺利完工，为峨汉高速公路今年年底全线通车运营打下坚实基础。
建设这样的“世界第一”，攻克了怎样的困难和挑战？又该如何保障通车后的运营安全？让我们一起走近这条世界第一埋深高速公路隧道，探访深藏地下的交通“长龙”。
1 高地温、瓦斯、溶洞等不良地质如影随形 掘进“最大埋深”风险高、困难重重
江河纵横，山高谷深。峨汉高速公路位于最高海拔4000米的小凉山腹地，当地特殊的地理环境，催生了“世界第一埋深高速公路隧道”。
峨汉高速公路项目起于四川省峨眉山市，经峨边彝族自治县、乐山市金口河区、凉山州甘洛县，止于雅安市汉源县，项目总投资概算为205.21亿元，是目前四川省在建高速公路中施工难度最大、每公里造价最高的山区高速公路之一，桥隧比达87.4%。其中，大峡谷隧道处在峡谷与河谷线地段，隧址处地势崎岖、地质构造复杂，是全线控制性工程，由蜀道集团所属蜀道高速集团投资、四川路桥承建。
“埋深，是指隧道开挖断面的顶部至自然地面的垂直距离。”蜀道高速集团乐汉公司总工程师李华明说，“峨汉高速公路大峡谷隧道最大埋深1944米，这个‘世界第一埋深’不是有意选择的，而是受隧道进出口两端的金口河互通和乌史大桥互通的高程控制。”
角峰如林、峡谷深切，恶劣的地质地形条件，给项目团队带来了不小的困难和挑战，岩爆、高地温、瓦斯、溶洞等多种不良地质难题如影随形。
自2017年初开工建设以来，大峡谷隧道在掘进过程中出现了不同程度的岩爆、大型溶洞、水平岩层掉块、高地温等地质和环境灾害，施工安全风险高，施工难度极大。
“隧道埋深大，意味着隧道岩层原始地应力较大，加之大峡谷隧道围岩大部分为3级围岩，岩石强度高，极易发生不同程度的岩爆。”李华明解释说，洞内围岩地温高，最高温度达40℃，也给施工作业环境和施工效率造成严重影响。
为成功打通这个“世界第一”，项目一线团队成立技术攻关小组、科研小组，集中力量研究从设计到施工各个环节的新工艺、新技术，同时邀请包括中国工程院院士在内的多位业内知名专家赴现场指导，成功扫除建设进程中的诸多“拦路虎”。
2 岩爆频发，岩石弹射如子弹 “一躲二防三治”应对世界级施工难题
“轰……”不久前，随着一声炮响，峨汉高速公路大峡谷隧道左线最后几米岩壁被打通，实现双洞贯通。
距离大峡谷隧道2017年12月开建，艰苦施工已历经1991个日夜。
“这条隧道从设计到贯通用了12年、最大埋深达1944米、全长12.1公里，12、1944、12.1这3个数字写进了我的人生，成为了我的骄傲。”四川路桥峨汉高速公路2标7分部项目经理叶少波感慨道。
最大的施工“拦路虎”是什么？“岩爆！”叶少波脱口而出。
岩爆，是世界隧道建设中较常遇到的一种现象，而大峡谷隧道的岩爆现象极为突出。
“岩爆是世界级施工难题，难以完全杜绝，理论是理论，实践中还是会有岩爆的风险。”叶少波坦言，尽管在前期勘察中，已经对隧道岩爆做足了功课，但由于埋深较大，隧道开挖过程中的岩爆依然频发。
叶少波清楚地记得，掘进了将近1年时间时，隧道内开始出现弱岩爆，“走进洞就能听到阵阵闷响，好像打闷雷一样，不是炸雷”。
2019年3月以来，大峡谷隧道出口端的岩爆难题更加明显。
越往里掘进、埋深越大，岩爆程度也越来越强，掌子面(即隧道掘进的工作面)正面、拱腰围岩频繁出现岩石弹射现象。“拳头大的石块，就像子弹一样弹出来，站在40米外被打中都疼得厉害。”谈及自己被岩石“击中”小腿的经历，叶少波记忆犹新。
突出的岩爆，伴随着垮塌，最大方量甚至达到31立方米。好几次，初支和开挖的施工用台车直接损坏，施工面临极大的安全风险。最难的时候，一个月掘进仅48米，正常情况下一个月掘进进尺应为120米左右。
如此大的岩爆威力，弹射出来要伤人，施工人员安全成了首要问题。项目部采取了一躲、二防、三治的方法。
躲，即每一段开挖后都留出1到7个小时时间等待岩爆，等能量释放得差不多了，再进行下一步施工；防，包括采用喷射混凝土对岩体进行封闭、初期支护加设钢架、增加机械设备减人等措施，保证施工安全；治，是指通过微震监测仪检测岩爆等级后，再通过系统性打孔、反复找顶等方式，帮助岩体释放能量。
48米、80米、120米……一系列创新措施叠加，大峡谷隧道的掘进进尺逐步提高。攻克大峡谷隧道中应用的部分技术，成为“超长埋深高风险公路隧道建设关键技术及应用”科技成果的一部分，获得2022年度四川省科学技术进步奖一等奖；建设中应用的“一种防岩爆的台车”已获得发明专利。
不仅是岩爆，在施工过程中项目团队还面临大型溶洞、暴雨、瓦斯，以及高地温的挑战。
“在掘进过程中，大峡谷隧道(汉源端)主线右洞掌子面发现溶洞，其溶腔长30米、高35米、底宽28米，并存在大量有害气体，环境危险性高。”叶少波说，为保障施工顺利推进，项目团队邀请专家组，经过详细踏勘和论证，决定采用通风换气、气体检测、底部回填、结构调整、增设挡墙等措施，顺利穿越溶洞。
3 长隧被横洞“分割”成了多个短隧 科学运营设计保障桥隧通行安全
峨汉高速公路分段建成、分段通车，目前仅剩大峡谷隧道及两端共18公里路段未通车。大峡谷隧道的贯通，标志着峨汉高速公路打通了最后的“肠梗阻”，全线通车进入“倒计时”。
超过10公里的高速公路隧道，运营后的安全保障同样备受关注。
“虽然埋深大与隧道运营难度没有直接关系，但是大峡谷隧道长达12.1公里，且位于峨汉高速公路隧道群密集段落，运营过程中的应急救援保障是一大难题。”李华明说。
在交通运输部批复四川省开展的交通强国建设试点任务中，智慧高速公路建设试点便是任务之一。峨汉高速公路正在开展以隧道场景为主的智慧高速公路建设，针对运营阶段突发应急事件的预警处置设计了一套完整的流程和方案。
通车后的应急救援保障，大峡谷隧道设计建设之初便同步进行了精心考量。
大峡谷隧道设计是双向4车道，但是在隧道单洞的出口端、进口端4公里位置，分别专门设置了交通转换带，每条转换带长约120米，单向宽度就达到4车道。
“不仅如此，在隧道左洞右洞之间，每隔700米开设一处30米长的横洞。”叶少波说，这些横洞将长隧“分割”成了多个短隧，一旦洞内发生意外事故，车辆可通过横洞转换变道，便于救援车辆进入，也可避免洞内长时间拥堵。
运营“利器”正在亮相。“大峡谷隧道平均120米左右，会安装一个‘智慧杆’。”李华明说，“智慧杆”里的电子设备，相当于“千里眼”“顺风耳”，可实现对全路段的24小时监控，一旦公路上发生意外，系统可在数秒钟之内自动识别，并自动通知应急人员处置。
隧道行车的舒适感也将得到提升。一般的隧道不用设风机房，而大峡谷隧道属于特长隧道，仅靠进出口的自然风，无法确保隧道内空气清新。项目团队在隧道进口端和出口端都设置了一个地下风机房。
“隧道左洞出口端的地下风机房内有15个交叉口，交叉口之间设置了联络风道。新风从地面的一个斜井进风口灌入，带动洞内污浊空气经过风机房后，再从出风斜井排出。”叶少波介绍，地下风机房是定制台车一次性浇筑而成的，相较于传统风机房更平整光滑，也更美观。隧道建成运营后，将在主风机房位置设置大功率风机，随时抽取废气，并吹送新鲜空气，使隧道内随时保持空气清新，没有污浊感。
更深远的影响值得期待。“峨汉高速公路是交通大通道、旅游大动脉。”李华明表示，峨汉高速公路把峨眉山、黑竹沟、大峡谷、汉源湖等知名旅游景点串联成线，接入高速公路网，将显著改善沿线通行条件，带动旅游经济发展。全线建成通车后，从峨眉到汉源仅需1个多小时，这将显著改善峨边彝族自治县、甘洛县民族地区交通基础设施，提升通行质量，对促进民族地区经济社会发展、助推民族团结进步、实施乡村振兴战略具有重要意义。
数据显示，2022年年底，四川全省高速公路通车里程达9179公里、居全国第三，建成高速公路进出川大通道达27条，正全力推进39个、3500公里在建高速公路项目建设，预计到今年底将有12个项目(路段)建成通车，高速公路总里程将达到9800公里。