成昆铁路:勇闯“地质博物馆”

来源:本站原创  作者:张英智 周福荣   时间:2023-08-02 【字体:

成昆铁路是西南“三线”建设的重点工程之一,北起四川成都,南抵云南昆明,全长 1083公里。成昆铁路北接宝成、成渝铁路,南联贵昆、昆河铁路,是我国西南地区新建Ι级铁路干线。全线除成都、昆明外共设车站122个,有42个车站设在桥上或隧道内。

成昆铁路全线有700多公里穿过川西南和滇北山地,河流峡谷两岸分布着数百米高的陡岩峭壁,所经地区由于历次地质构造运动影响,断裂发育程度高,全线有500多公里位于地震烈度7至9度地区,滑坡、危岩落石、崩塌、岩堆、泥石流、山体错落、岩溶、岩爆、有害气体、软土、粉砂等不良地质现象不仅种类繁多、且发生频繁。据记载,线路较大的滑坡有183处、危岩落石近500处、泥石流沟249条、崩塌100多处、岩堆200多处。前苏联专家考察时曾惊叹当地恶劣的地质条件,称之为“修路禁区”。尤其是在当时国力薄弱、生产力落后、技术人员短缺,铁路施工基本以人力劳动为主的中国,建设成昆铁路被西方世界认为是一件不可能办到的事情。

成昆铁路是新中国成立以来工程量最大的铁路建设项目,全线修建各种桥梁991座,总延长92.7公里,占线路长度的8.5%;隧道427座,总延长341公里,占线路长度的31.5%;桥梁、隧道总延长433.7公里,占线路长度的40%,在桥隧密集的地段,桥隧比达到80%以上。为建好成昆铁路,先后进行了1500平方公里的地质测绘,地质钻探21.2万米,挖探1.3万米,经过11000公里的比较线勘测、大小300多个方案的比选,历时13年才确定了规划线路。建设过程中,成昆铁路13跨牛日河、8跨安宁河、49次跨龙川江及其支流,4处越岭,7处大的盘山展线,以克服巨大的地形高差和绕避重大不良地质地段,先后投入各类材料、物资4000余万吨,运输总周转量超过16亿公里。

成昆铁路隧道开挖(张英智、周福荣 供图)

成昆铁路也是一条当时的高技术、高标准、高质量的山区铁路干线,中国铁路在这里实现了从“人海战术”的人力劳动向到机械化施工的初步转变。在绵延1000多公里的成昆铁路上,既有用原始农业铁锹、畚箕、手推车筑造的路基,也有以现代机械技术(辅助爆破)建成的路堤、路堑及车站;既有中国传统技术修建的石拱桥,也有半机械化建造的钢筋混凝土桥梁,还有当时世界先进水平的栓焊梁大跨度钢桥。经过1200多名科研及工程技术人员的努力,成昆铁路在牵引动力、通信信号、上部建筑、桥隧土石方工程等领域取得了突破性进展,推动我国铁路修建水平迈上了新台阶。

奋战在悬崖峭壁(张英智、周福荣 供图)

1970年,成昆铁路正式建成通车,令世界为之侧目。成昆铁路与同时代的苏联人造地球卫星上天、美国阿波罗登月一同被联合国评为“人类征服大自然的典范”。1992年5月召开的国际隧道学术会议上,成昆铁路被各国隧道专家一致称为“地下铁道”“世界一大壮举”。

勇闯“地质博物馆”

1964年7月2日,周恩来总理在中央军委秘书长罗瑞卿提交的报告上批示:“修成昆路,主席同意,朱委员长提议,使用铁道兵修。”8月21日,毛泽东主席在中央会议上强调:“三线要着手搞,搞晚了不利。以攀枝花为重点,下决心搞起来。如果大家(想)不通,下次会议到成都去开,然后骑毛驴到西昌去!”8月,党中央发出“成昆铁路要快修”的号召。在西南铁路建设工地指挥部的统一领导下,铁道兵第一、五、七、八、十师及独立机械团、独立汽车团挺进西南,开启了成昆铁路建设的大会战。

为满足成昆铁路建设需要,1965年2月,铁七师由2万人扩编至3.6万人,新组建、扩建了建筑给水营、发电营、汽车营、修理营及师医院等。1965年夏,铁七师先遣队进入管区,此后陆续参建了蜜(蜂箐)空(心山)段、庆(门口)新(江)段等工程。其中,蜜空段长44.6公里,1966年1月开工,同年9月底主体工程完成;庆新段长34.8公里,1966年11月开工,1969年9月25日铺轨完成。

开工建设后,横亘在铁七师面前的不仅是极度险恶的自然环境,还有不少前所未有的技术难题。据统计,铁七师管段内有隧道37座,其中千米以上隧道13座,4千米以上超大隧道2座(莲地隧道、浮漂隧道)。《图说铁道兵》记载,“在龙川江峡谷,有一段17公里的线路上要开凿15座隧道,总延长14公里。”隧道也有多种形态:灯泡形、S形、麻花形、楼上楼形,著名的巴格勒隧道在山里绕了一个两公里多长的大圆圈,进口和出口在同一个方向,高低却相差了几十米……即使放在技术进步的今天看,也是颠覆想象和认知的。

空中索道运送施工物资(张英智、周福荣 供图)

成昆铁路施工多以人力为主,部分难度较大的隧道才配备风枪。风枪手是开挖隧道的先锋,在掌子面打炮眼,上下左右前都是石头,战士们戏称“五块石头夹一块肉”。隧洞里空气浑浊,粉尘多、氧气少,闷热中霉味夹杂着硝烟气味,大多数人只穿背心,有的干脆赤膊上阵,口干舌燥时候,拔下风枪上的供水管就往嘴里灌。在人工开挖的隧道内,战士们一人掌钢钎、一人挥霸王锤,凭一股子力气向大山深处掘进。扒碴的一锹一铲地把石碴铲到筐里,再一筐筐传到铁斗车,推到洞外倒掉。立排架时,两三个人才能抬起一根直径20厘米粗的圆木,再把二、三百斤的帽木(横梁)托举过头顶,送到立柱顶端。坑道每延伸1米就要搭排架,然后用1米左右长的树枝将上方空隙严严实实填塞,防止坍方发生。部队每天四班倒,昼夜不停施工,一班六个小时下来,战士们手抖得连饭碗都端不住。

在极端困难的条件下,战士们却越干越欢、愈战愈勇。据成昆铁路施工资料统计,铁七师负责施工的隧道月进度有41个口次突破百米,2个口次突破300米,工效和进度连创全线纪录。原铁一师战士洪承惠在其著作《成昆铁路大会战——成昆铁路纪实》中,详细记录了铁七师32团莲地隧道的施工情况。

莲地隧道所经地区长期受区域性地震和深大断裂影响,历经多次地壳升降,不同地质年代的岩层齐聚,地质复杂多变,地质专家们称为“地质博物馆”。勘测设计过程中,为规避不良地质,线路曾三次内移。为加强隧道施工组织指挥,铁七师党委决定由副师长刘明江亲自组织有关工程技术、政工、后勤干部参加的工作组,长期在隧道工地蹲点,随时处理施工中遇到的各种问题。

第一道难关是“烂洞子”。由于地震频发,山体不断错动,年深月久把碎石泥沙淤积挤压到一起,形成破碎带地层。隧道正洞进去不远,就遇到了碎石和泥沙,战士们用钢钎一捅就塌,越塌面积越来越大,石质破碎得像豆腐渣。面对难题,师、团领导和工程技术人员与战士们反复研究尝试,采取上下导坑六步开挖,先上后下、先拱后墙的施工程序,一米一米地前进以控制坍塌。施工中采用放小炮、人工挖、钢钎捅等办法,有节奏地局部掘进,边开挖、边衬砌。战士们挖拱顶时仰卧在导坑中,小心翼翼地挖掘或打眼放炮,好似虎口拔牙一样,每开挖一段就及时支撑和衬砌,扫除了前进障碍。

第二道难关是“特坚石”。“烂洞子”突破后,单口月成洞超过百米已不在话下。这时,掘进的掌子面上出现了一种铁青钢硬的“特坚石”,打炮眼时合金钻头碰到这种石头火星四溅、打不进去。经过大家集思广益、多次尝试,最后改用“十字型”合金钻头打眼,取得了比较好的效果。但在爆破时问题又出现了,1.5米深的炮眼只能爆破掉 70%-80%,后来采用打浅眼(1米左右)、打多眼(20个炮眼增至30个)并加大药量的办法解决了这个问题。战士们连续奋战3个月,攻克了100多米长的“特坚石”地段,啃下了这块硬骨头。

第三个难关是“火焰山”。“特坚石”地段通过后,单口月成洞超过了200米。这时再次出现了新情况:爆破声响过后,热浪伴随着弥漫的硝烟向洞口扑来,地层下的热能从炸裂的石缝中喷涌而出,洞内气温迅速上升到40摄氏度以上,如同来到“火焰山”。战士们冒着酷热往前冲,热得头晕了,水冲一冲继续干;闷得喘不过气,喝口凉茶坚持干下去。一个工班下来,每个人穿在身上的衣服都是湿淋淋的。靠着指战员们的不畏艰难,成功闯过了“火焰山”地段。

第四个难关是“水帘洞”。一阵爆破过后,隧道石缝里喷出冰冷透骨的水流,头上大雨倾盆、脚下水深没膝,隧道出口每昼夜要流出9000多吨水,已打通的隧道变成了一条长河。指挥组调来80多台抽水机,配合人力昼夜不停地排水。战士们脚上穿的水靴灌满了水,时间一久长了溃疡,疼痛难忍。师政委杨旭初下令:脚上有溃疡的同志强制换下去用药物治疗,用红外线照射,到洞外晒太阳,短期休息后再干。面对工作面涌水导致炮点不响的问题,在工程技术干部指导下,采用蜡密封炸药、电雷管爆破代替引线点火爆破,解决了水中爆破的难题。同时,在已成型的导坑加强堵漏与排水,及时灌注拱墙,步步为营、循序渐进,终于征服了这条肆虐的地下“蛟龙”。

成昆铁路通车仪式(张英智、周福荣 供图)

为加快施工进度、实现高产优质,莲地隧道采取了平导先行,再开挖平行导坑与正洞之间的横向通道,进入正洞施工的施工方法。平行导坑总长4081.4米,其中成都端长1680.7米、昆明端长2400.7米。利用平导已突入纵深的有利条件,平行导坑与正洞间总共开了32个横向通道,新增64个作业面。通过把长隧道“化整为零”分割成若干短段,多作业面同时进行施工,有效提高工效。1967年1月至7月,担任莲地隧道施工的铁七师32团创造了平均月成洞502米的高产纪录,每米成洞由预计150个工天降为120个工天,降低20%。

勇闯“地质博物馆”,除了“苦干”更需要“巧干”。“巧干”就是狠抓技术革新,通过推广应用新技术破解难题。据统计,铁七师在成昆线革新技术69项,节约投资106万元,相关技术节约水泥250吨、钢材320吨、木料6240立方米、劳力3.22万工天。在全师应用的新技术主要有:平行导坑快速掘进技术、隧道通风技术、钻孔桩技术、栓焊梁技术、串联梁技术、拼装式桥墩、空心桥墩等,这些都为铁七师突破“修路禁区”提供了有力武器。

大山巍巍,铁流滚滚。铁七师在红军走过的地方逢山凿路、遇水架桥,以“红军不怕远征难”的革命精神斩关夺隘、奋勇攻坚,终于在1969年5月成功打通了“地质博物馆”,为成昆铁路全线贯通立下了汗马功劳,向党和人民交出了一份合格答卷。

创造世界纪录的大桥

在联合国总部大厅里,存放着3件象征人类征服自然的伟大精神的特别礼物:1件是美国从月球上带回的岩石,1件是苏联第一颗人造卫星的模型,还有1件就是中国的成昆铁路牙雕。这件牙雕是1971年新中国恢复联合国席位后送给联合国的第1件国礼。雕塑高1.1米、宽1.95米,其中一座桥梁就取材于铁七师修建的迎水河大桥。

迎水河大桥是成昆铁路建设的重难点工程之一,大桥位于群峰之间,地形陡峻,谷深72米,桥长203.4米,主跨采用112米系杆拱,跨度超过当时美苏同类桥梁最大跨度的109米,成为当时世界上最大的系杆拱桥工程。迎水河大桥也是新中国栓焊梁施工技术的首个试点工程,是国内首次以栓焊技术取代铆接施工的“试验田”。而这样一座技术和成就世界领先的大桥,是由铁七师33团13连这样一个普通连队建设完成的。

栓焊钢梁是一种新型桥梁结构,在当时的中国尚无工程应用。迎水河大桥栓焊梁由2600多根大小不同的钢质杆件和3.5万多颗高强度螺栓连接组成。面对前所未见、更无案例参照的技术,铁七师战士们刻苦钻研,先学施工组织设计,再学拼装技术,看不懂的就强记硬背下来。经过1周左右的学习,不少战士不需要看图纸就能说出全桥82个结点需要的各种型号的钢杆件、螺栓和连接钣;又经过10天的高强度培训,多数战士都掌握了1至2个工种技术。

拧高强螺栓是保证大桥质量的关键工序,拇指粗的一颗螺栓要承受21吨的拉力,拧紧了会变形、断裂,拧松了承受不了拉力。劳动中,不少战士练就了“敲螺栓、听声音”判断螺栓松紧程度的过硬功夫。不到一个月的时间里,工程进度就由原先5天拼架1节钢梁提高到1天拼架1节钢梁,工效得到了突破性提升,最终以提前41天高质量建成的优异成绩,攻克了这座技术难、精度高的桥梁。

迎水河大桥(张英智、周福荣 供图)

87岁的曹志道是原铁道兵第七师技术委员会副主任,1946年毕业于唐山交通大学(西南交通大学前身)土木工程专业。作为现场技术人员,他对迎水河大桥架桥的场景记忆犹新。

“别看当时条件不好,成昆铁路开启了中国铁路建设新的一页。”曹志道记得很清楚,当时的铁七师师长是位老红军,语重心长地对他说:“成昆铁路建设要推广新技术,你可不能保守,这是命令!”

“架桥有两种方法”,曹志道说,最常用的是用架桥机来架梁。但如果桥梁跨度大,或是钢梁,或者要抢工期,就必须就地架梁。成昆铁路上的架桥机是专门设计的,之前使用的架桥机都是单摇臂,但迎水河大桥周边都是深山峡谷,两侧高山陡峭,下面水流湍急,单摇臂的普通架桥机根本不行。“于是,我们把架桥机的单摇臂创新改进成双摇臂,前面还长出了两条‘腿’,这样就稳定安全了!”

按照当时的架桥机性能,单孔跨度不能超过32米,但迎水河大桥最大跨达到了112米,无法使用架桥机。怎么办?部队大胆使用新材料,把碳素钢换成合金钢,不仅完成了施工任务,更使迎水河大桥成为结构轻巧的一座系杆拱栓焊钢桥。

经此,曹志道深感新技术、新材料、新工艺在铁路建设上广泛应用带来的重大价值。当时,“每个师只有一辆苏式吉普,供师长、政委使用”。但在铁七师,曹志道与科研设计人员要到工地现场解决技术问题,首长的苏式吉普便供他们使用。

在铁七师全体指战员的共同努力下,迎水河大桥自1966年6月26日开始拼装,9月25日建成,工期提前41天。其中,主跨仅用6天零13小时就完成了拼装架设。工程建设中总结制定了我国首个《栓焊钢桥高强度螺栓工地安装工艺规则》;1985年,“112米系杆拱桥”获评国家科技进步特等奖。

英魂永在、浩气长存。成昆铁路建设过程中,总计有2500余名铁道兵牺牲。据统计,铁七师在成昆铁路建设期间牺牲的指战员有:向启万,31团5连战士,1966年8月18日因抢救6名战友牺牲,被铁道兵西南铁路建设工地指挥部追记一等功;董泽林,32团2连班长,1966年11月9日因抢救战友牺牲,被铁道兵追记一等功;杨小毛,33团9连战士,1970年1月19日因抢救民工牺牲,被铁道兵西南指挥部党委追记一等功……

【编辑:钊伦】