大瑶山隧道的建设是隧道历史的丰碑,实现了隧道设计与施工新技术的变迁。大瑶山隧道是我国首先采用新奥法施工的最长的双线铁路隧道。我们在建设中,创造了许多技术成就与奇迹,获得了国家科技进步特等奖,我有幸成为获奖者之一。四十年前在隧道中的许多人与事都值得回忆和怀念。
我于1978年12月从铁二局调入四五零一工程指挥部科研所,分配我到结构室,其时王梦恕工程师任主任。我报到时,陈原所长和王梦恕主任征求工作意见。我向他们自我介绍,自己经历简单,大学毕业后十八年一直都在铁二局九处工程队打眼放炮木支撑修隧道。陈原所长说,你来得正好,正需要从施工单位来的技术人员,我们就是搞施工科研的。王梦恕主任说,打隧道打眼放炮木支撑也得改一改,我们要研究新方法,我们还要学习,现在知识分子有用了,处处都要人,可以发挥作用大有作为了。他们决定让我担任钻爆课题工作并让我带两位技校毕业生。我听了他们的一席话之后感到“科学技术的春天”到来了,自己信心十足,暗暗地下定决心要好好地干它一场,干出成绩来。
1979年7-8月四五零一工程指挥部为了技术储备派出科研所、施工处和驻扎在黄河南北两岸的一、二处十多名技术干部参加铁道部基建总局爆破工程设计与施工培训班学习。当时,参加的人员有我和曹增福、郭陕云、韩世藩、曹洪福、李永志等。我们十多人编成一小组,大家学习都很认真,从实际提高到理论,学习和掌握了爆破理论和全新的爆破器材以及爆破新技术,尤其是隧道光面爆破技术。经过考试我们全体都取得好成绩,得到“铁道部爆破工程设计与施工证书”。这就是大瑶山隧道首创深孔光面爆破的技术准备。
不久,四五零一工程指挥部改组为隧道工程局。为更快更好地建设大瑶山隧道实现隧道施工机械化,隧道局引进挖、装、运、卸大型机械,作为隧道施工龙头的开挖设备就是引进瑞典的四臂全液压钻孔台车,用它取代风钻解除笨重的体力劳动。这就是隧道首创深孔光面爆破的打眼设备,也是关键的设备。
如何才能掌握好用好管好钻孔台车,当时没有经验,局机械处组织钻孔台车培训班,以六十多岁的戴根发老机械工程师(大家尊称他为老戴工,退休前评为铁道部劳动模范)和机电工程师林永祯等以及一些大学毕业生当教员和英文口译笔译。瑞典阿特拉斯柯普科公司随机派来爱列克逊等专家做现场技术服务配合培训班。局一、三处钻孔台车操作工人和机电工以及大瑶山隧道进出口的部分技术干部、局科研所、局施工处等参加培训学习约一个月,我作为学员又作为钻爆教员参加培训班。我记得三处有周世祥工程师等参加。几十名操作工大多数是二老工人,当时大家感到学习和掌握大型机械设备很高兴很荣耀,但是由于文化程度低学习理论困难大又感到压力很大。根据这一实际情况,教学采用“现场教学,实物教学,互教互学,理论联系实际,学了就用”的方式。二老工人的学习热情很高,他们课后晚上手里拿着课本在钻孔台车上爬上爬下对照学习,终于大家都过了关。学习完毕,全体学员也都要参加考试,我也参加考试得了98分,也是最高分,受到局科研所的表扬。
接着,铁道部立项并成立以隧道局科研所为主体,有铁科院、西南隧道研究所、第四设计院等单位参加的大瑶山隧道科研项目组。这样,我在王梦恕主任的直接领导下担任其中的钻爆课题组长,我局有局科研所王金瑞、钟筠筠工程师和大学毕业实习生吴建湘、万姜林、施工处曹增福工程师等参。,我负责主持钻爆科研计划与实施、成果总结等工作,同时局科研所承担全局技术服务任务,我们钻爆课题组则负责参与由局一、三处、队组织的钻爆学习班的讲课和新型爆破器材与光面爆破实际操作训练工作,负责推广应用非电起爆系统以代替火雷管。局教育处也参加培训班的组织工作。
如何使用最新型的塑料导爆管和乳化炸药,隧道深孔光面爆破如何设计与施工,当时所有干部和工人都没有见过,更不用说操作了。面对这一实际情况,我编写了“光面爆破施工”教材,由局教育处古春海同志负责到韶关去打印和刻图表,印刷300册发到一、三处施工科和各工程队供培训使用。在此同时,我和曹增福工程师亲自到南京火工品制造厂考察塑料导爆管毫秒雷管生产过程和存放、运输、使用方法。而后又到韶关901化工厂考察乳化炸药的生产工艺和产品,并向厂方提出生产大直径特长药卷的要求,厂方非常支持我们立即答应按照我们提供的尺寸生产供应。局物资处按照我们提出的新型爆破器材的品种、规格、雷管配置到工厂订购。这样就把新型爆破器材的问题解决了。有实物在手中,处队的培训就依次开展起来。培训先举办处培训班,而后再到各工程队进行培训爆破工,队长、技术人员都一起参加学习。我的办法是上课讲新型爆破器材的使用原理和操作方法,讲光爆的道理,课后现场对照实物和模拟洞内操作,手把手地进行教学,使学员看得见摸得着记得牢,这样见效快,效果好。由于使用的是大家都未使用过的新型爆破器材和新的光面爆破技术,干部和爆破工认识到学习新技术和学习使用新器材非常必要,认识到如果不学习,今后就不会做了,不学习就不知道怎样打眼装药装雷管放炮了,真的有了危机感。所以,大家学习热情很高,也学得快,掌握快。我们课题成员也不怕苦不怕难,驻扎在工地洞口,与各工程队的干部和爆破工一起在掌子面摸爬滚打,来回在大瑶山隧道“三斜一竖”和其它隧道搞隧道光面爆破,顺利地完成了技术服务的任务。我记得当时参加光爆试验与应用的有一处各队的主管工程师王福柱、王文禄、邹振fu/、吴孔常和实习生张梅等,三处各队的主管工程师刘本、周昌勇、孙昌汉、先积善和实习生李朝忠、杨少林等。
有了人材机,有了技术支持,经过了培训,做好了各种准备工作,当万事俱备时,大瑶山隧道深孔光面爆破试验开始展开。1980年9月12日至11月25日,在三处张滩石场试验洞(坚硬的石英砂岩)和一处雷公尖隧道进口(坚硬的石灰岩)采用四臂全液压台车进行钻孔深度5.15米的深孔光面爆破试验。按照试验安排,第一步进行深孔中空直眼掏槽试验;第二步进行10平方米导坑深孔爆破试验;第三部进行断面面积85平方米的全断面深孔光面爆破试验。我根据隧道爆破理论和瑞典的隧道爆破经验作好爆破设计并向钻爆工人作技术交底,因为是首次试验,不论事情大小我都亲力亲为,课题组技术人员也在掌子面与钻爆工人共同工作,进行布孔、控制外插角、统计等工作,司钻工操作非常认真,做到按图打眼;装药工定人定位,做到按图表装药和雷管“对号入座”。多次试验的结果:掏槽5米一掏到底;深孔导坑炮眼利用率达到95%;全断面一次成型进尺4.75米,轮廓整齐,炮眼利用率90%以上,经过三个多月的实验研究和施工生产,终于在我国首先创造出隧道深孔光面爆破技术方法。
随台车参加试验的有一处孙旭华、韩世藩、郭陕云、翟向理工程师,三处张英育、冯开典、刘昌用、周世祥工程师。
在爆破试验过程中当时的局长宋茨中、许志仁、总工程师刘大春、副总工程师钱焕奎、周秉礼等都经常到试验现场了解和检查试验工作的进展情况。
通过工程试验,设计得到了验证,收集到大量数据,取得了科学合理的技术参数;通过操作,台车钻爆学员和机电保养维修学员积累了经验,都由学员变成了师傅,队伍得到了锻炼。通过工程试验,完成了进军大瑶山隧道开挖掘进的充分准备。
按照施工组织计划的安排,我们钻爆课题组也随着一、三处原班人马的台车专业班组进入大瑶山隧道进、出口主洞继续深孔光面爆破的试验研究工作。1982年6月28日隧道局召开“大瑶山隧道出口钻孔台车进洞誓师大会”,铁道部发来了贺电,广东省副省长李建安出席大会。出口正洞开始采用钻孔台车全断面钻爆开挖,而进口在1982年8月15日开始全断面钻爆开挖。根据大瑶山隧道整体科研计划,在原来试验成功的基础上继续进行验证试验、控制超挖和优化设计与施工参数,同时展开更深入的课题研究。由王梦恕主任组织与主持深孔爆破振动和冲击波对隧道围岩、喷射混凝土、防水板、二衬和对人身安全的影响以确定施工安全距离的研究。在钻爆施工作业中,我们仍然以试验阶段同样的方式方法全程跟班进行试验研究工作。这样的工作一直坚持到进、出口台车钻爆施工走上正规循环、走上进尺和质量稳定时,我们才结束科研与技术服务工作。
1983年周世祥工程师发表在【隧道建设】期刊中列出的大瑶山隧道出口的全断面深孔光面爆破的成绩:平均循环进尺4.85米,平均月进尺187米,最高月进尺283米。
我还清楚记得的台车进山的一件事。这就是三处四臂全液压钻孔台车从乐昌出发驶向大瑶山隧道出口时的热闹情景!由于乐昌到洞口汽车便道路窄坡弯道半径小,披红挂彩的钻孔台车长大重行驶困难,为了安全起见,台车由当时的三处方维鹏总工程师坐吉普车亲自引导指挥进山,足足花了将近一天时间,傍晚时分才安全抵达洞口,此时鞭炮齐鸣,队领导和干部职工五六百人在洞口迎接即将进洞大显身手的台车。
隧道施工最大浪费就是超挖。为了控制隧道超欠挖,需要准确在掌子面标出开挖轮廓线。当时没有全站仪,没有断面仪,测工都是采用“五寸台”的老方法画轮廓线,误差大又费事、费时间。为了解决这一问题,我们想变一变方法,采用管式激光指向仪来控制开挖轮廓线。我们在大瑶山隧道进口试点,购买了五台激光指向仪。一天,为了安装指向仪,洞内停止作业,由队长翟向理和我带领队测量组测工整整花了八小时才安装好五台激光指向仪用来控制开挖轮廓线。安装完毕后,大家又累又饿。回到食堂,翟队长还幽默了一下,他说“今天炒回锅肉招待大家,这是我的最大权限了”,说得大家都笑起来了。激光安装后,立即见效,并在全局推广使用。
我不能忘记的一位领导是不断关心我鼓励我的陈原所长。陈原所长年纪大,他同我们一样在张滩住工棚,经常甚至深夜都到试验洞和大瑶山隧道现场指导、检查钻爆科研试验和技术服务工作。他是一位老革命干部,原是北京首期地铁的勘察设计处处长,他很有眼光。在1978年四五零一工程指挥部建科研所时,他把原来参加北京地铁首期工程的王梦恕、刘明元、王汝澄、蒋国泰等十多位工程师从成都、西安、武汉等铁路局调到科研所。这些工程师一上来就能在隧道掌子面工作,成为骨干活跃在科研第一线。陈原所长针对隧道施工的需要,组建专业研究室并创办“隧道建设”期刊。这些都为隧道局开展科研工作起到了重要作用。
大瑶山隧道建设期间,我在局科研所完成科研任务之后,调局施工处工作。两个单位都分配给我带大学毕业实习生的任务,我回想起这些实习生中有吴建湘、万姜林、郑大榕、张建华、赵德刚、范国文、华波、杨盛双等。我总是以高标准严格要求他们,有计划地安排他们到隧道掌子面去实习。他们都会记得我的两句话,就是“掌子面的人和事是我们最好的老师”和“掌子面出人才”。事实证明,通过他们自己的努力,个个都成才。
大瑶山隧道就是一座大学,一本巨著。从大瑶山隧道掌子面培养出了一大批局处领导干部,培养出了工程院院士,培养出了一大批专家和工程师,培养出了一大批能攻善战的工人和技师。
大瑶山隧道掘进在全断面深孔钻爆技术方面开创了我国施工技术的先河,创造的主要成果有:创造隧道大中空孔直眼掏槽技术;大直径乳化炸药卷与小直径岩石硝銨炸药卷匹配,使用多段塑料导爆管毫秒雷管起爆的综合设计施工技术,实现全断面深孔光面爆破开挖成型。根据大瑶山隧道竣工统计,进、出口全断面深孔光面爆破开挖平均循环进尺为4.85米,月进尺为144米,平均炮眼利用率90%以上,平均炮眼痕迹保持率为70%。
在庆祝隧道局建局四十周年的时候,我怀念着与我一起实现隧道深孔光面爆破的有名和无名英雄。
值得我们隧道局引以为自豪的是大瑶山隧道建设作为隧道施工新技术的发源地永远记载在我国隧道史册上,首创深孔光面爆破的最高纪录仍然保持到今天,其技术仍然影响到今天,其技术成果仍然还在我国隧道与地下工程矿山法施工中应用。
让我们记住历史,开创未来!
当年王梦恕主任现在的中国工程院院士
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