穿越11條斷裂帶，頭頂8條河流，湖北最長(zhǎng)隧道為何選定這條難走的路

湖北日?qǐng)?bào)全媒記者 戴輝 張燦 通訊員 趙旭光 朱華軍

5月14日，爬上一座小山坡，38歲的韓凱挽著紅藍(lán)相間的測(cè)線(xiàn)，接入到一個(gè)大屏幕上，接收10公里外發(fā)射機(jī)的電磁波信號(hào)。

“我們的腳下就是巴東隧道，通過(guò)廣域電磁法，能將1公里地下的地貌特征‘看’清楚，這種用于地質(zhì)勘測(cè)的技術(shù)，首次用在湖北的交通工程上?！敝袊?guó)地調(diào)局巖溶所物探室副主任韓凱從桂林馳援湖北，踏遍巴東縣信陵鎮(zhèn)的山谷溝壑，只為巴張高速巴東隧道制作一張地下物探圖。

當(dāng)天，這座湖北最長(zhǎng)的公路隧道從8個(gè)方案中，最終確定線(xiàn)路走向。

技術(shù)人員為巴東隧道建立物探圖。（湖北日?qǐng)?bào)全媒記者 張燦攝）

斷裂帶猶如“三明治”，溶洞如同“龍宮”

由湖北交投集團(tuán)投資186.63億元建設(shè)的巴東至湖南張家界高速公路滬蓉滬渝連接段，全長(zhǎng)67公里。因穿越地質(zhì)條件極其復(fù)雜的“巴東組”，被稱(chēng)作湖北交通設(shè)計(jì)、施工難度“天花板”項(xiàng)目。其中，全長(zhǎng)約13公里的巴東隧道選線(xiàn)方案一直困擾專(zhuān)家。

歷時(shí)兩年踏勘，為何方案一直未選定？原來(lái)，延綿壯美的武陵山脈，延伸到巴東地區(qū)，形成一道世界性難題。在這里，滑坡、巖溶、崩塌及危巖等地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，成為“工程禁區(qū)”。

到底有多難？一個(gè)例子可窺一斑。2014年通車(chē)的滬蓉高速宜昌至巴東段核桃樹(shù)大橋，通車(chē)不久，就因山體蠕變導(dǎo)致大橋出現(xiàn)橋墩墩臺(tái)偏位、橋面沉降等病害。后經(jīng)院士專(zhuān)家把脈，歷時(shí)5年才完成橋梁加固工程，而這座大橋，還只是穿越了“巴東組軟巖地層”的邊緣。

巴東隧道，則要穿越“巴東組軟巖地層”核心區(qū)，難度可想而知。它集巴東組滑坡、巖溶和峽谷堆積體、危巖體三個(gè)世界級(jí)工程地質(zhì)問(wèn)題于一體。

隧道里有多復(fù)雜？初步勘測(cè)顯示，地層以三疊系巴東組泥灰?guī)r、夾泥巖、紫紅色泥質(zhì)粉砂巖等組成，有11條斷裂帶，像一個(gè)軟硬不一的“三明治”。

還有大小不一的溶洞。湖北交投巴楚建設(shè)公司副總唐守峰笑稱(chēng)，如果有人穿越進(jìn)去，像住在龍宮里，8條暗河、10個(gè)大溶洞，每天產(chǎn)生81萬(wàn)立方米的水量，相當(dāng)于一個(gè)500萬(wàn)人口的城市一天的用水量。后線(xiàn)路不斷優(yōu)化，經(jīng)過(guò)的溶洞每天水流量仍達(dá)41萬(wàn)立方米。

巴東隧道出口是懸崖峭壁。（湖北日?qǐng)?bào)全媒記者 張燦攝）

累計(jì)鉆了6萬(wàn)米，做了8個(gè)選線(xiàn)方案

“每一次鉆探，都是一次冒險(xiǎn)。”站在海拔千米的茶店子鎮(zhèn)深山，中南勘察設(shè)計(jì)院項(xiàng)目負(fù)責(zé)人李松博士說(shuō)。湖北日?qǐng)?bào)全媒記者看到，對(duì)面是幾乎垂直的懸崖峭壁，這也是巴東隧道的出口。最新方案繞開(kāi)了面積達(dá)4平方公里的東南峽古堆積體。

他稱(chēng)，為摸清隱伏地下溶洞的位置，他們采用先進(jìn)的物探技術(shù)和鉆探手段，累計(jì)鉆孔深度超過(guò)6萬(wàn)米，繪制出詳盡的地質(zhì)剖面圖。

“8個(gè)選線(xiàn)方案歷時(shí)兩年，前后召開(kāi)30多次包括多位院士在內(nèi)的專(zhuān)家評(píng)審會(huì)，是以審慎的科學(xué)態(tài)度不斷趨利避害?！碧剖胤逭f(shuō)，項(xiàng)目專(zhuān)門(mén)為解決地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題、優(yōu)化選線(xiàn)方案成立專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)“巴張智庫(kù)”。該智庫(kù)在交通建設(shè)中首次引入地質(zhì)災(zāi)害、隧道施工等咨詢(xún)單位，擁有包括兩位院士、10多位博士在內(nèi)的豪華陣容。方案不斷優(yōu)中選優(yōu)，避大治小，主要盡量避開(kāi)滑坡體、大溶洞等地質(zhì)帶，避免盲目施工出現(xiàn)的重大險(xiǎn)情，或建成后返工的現(xiàn)象。

汪斌博士講解巴東隧道內(nèi)部構(gòu)造難點(diǎn)。（湖北日?qǐng)?bào)全媒記者 張燦攝）

最先進(jìn)的技術(shù)，給予了建設(shè)者們做出“最優(yōu)解”的底氣。

長(zhǎng)江科學(xué)院汪斌博士介紹，隧道勘測(cè)匯集國(guó)內(nèi)最先進(jìn)技術(shù)，包括大功率充電法、音頻大地電磁法等，采用最新空、天、地、內(nèi)一體化的地質(zhì)災(zāi)害隱患識(shí)別方式，開(kāi)展深部巖溶隧道詳勘，精準(zhǔn)劃分風(fēng)險(xiǎn)區(qū)段，猶如一雙雙“千里眼”，識(shí)別出119個(gè)地災(zāi)點(diǎn)。

有了“千里眼”，專(zhuān)家對(duì)大山里的構(gòu)造摸得更清楚，對(duì)巴東隧道年內(nèi)動(dòng)工也充滿(mǎn)信心。據(jù)悉，最新方案中，天坑、暗河等“攔路虎”不斷減少，也成功繞開(kāi)堆積體。在物探技術(shù)精準(zhǔn)識(shí)別下，他們還提前鉆出5.8公里的引水洞。目前正進(jìn)行隧道三維地質(zhì)建模，搭建涌突水量數(shù)字化預(yù)警平臺(tái)，為巴東隧道后期的安全施工及運(yùn)營(yíng)提供技術(shù)支撐。