兴山隧道:郑渝高铁的“开路先锋”

 在湖北西部的崇山峻岭间,一座全长约10.1公里的隧道横贯山体,将兴山与外界紧密相连——这就是郑渝高铁(原郑万高铁)湖北兴山段的关键控制性工程兴山隧道。这座一级风险隧道,地处喀斯特地貌发育区,穿越多处断层破碎带、顺层偏压、浅埋及岩溶等不良地质。自开工建设以来,中国铁建大桥局的建设者们在复杂地质条件下鏖战近5年,通过技术创新攻克了重重难关。2021年4月,随着兴山段最后一座隧道贯通,兴山隧道为郑渝高铁2022年全线通车运营扫清了关键障碍。兴山隧道的贯通,使这座昭君故里正式接入全国高铁网,兴山到宜昌仅需18分钟,到北上广仅需4小时。

一、工程概况:郑渝高铁兴山段的“头号工程”

兴山隧道位于湖北省宜昌市兴山县境内,是郑渝高铁(郑州至重庆)湖北兴山段的重难点控制性工程之一。隧道的主要技术参数:

 
 
项目 数据
全长 10085米(约10.1公里)
隧道类型 单洞双线高铁隧道
设计时速 350公里/小时
不良地质 断层破碎带、顺层偏压、浅埋、岩溶等
风险等级 一级风险隧道
所属线路 郑渝高铁(原郑万高铁)

兴山隧道所在的郑万高铁(后纳入郑渝高铁)全长818公里,是我国“八纵八横”高铁网中京昆通道的重要组成部分。兴山段全长53公里,项目自2016年9月28日开工,沿线共设“6隧6桥1站”。兴山隧道作为其中最重要的控制性工程之一,其施工进度直接关系到整条线路的通车节点。

二、攻坚难点:一级风险隧道的“四重地质封锁”

兴山隧道地处喀斯特地貌发育区,被列为一级风险隧道。其建设面临四大核心挑战的高度叠加。

(一)多处断层破碎带——“断裂带上的步步惊心”

兴山隧道地处溶蚀、构造剥蚀中低山河河谷地貌区,围岩整体情况差,涉及多处断层破碎带。断层破碎带内岩体破碎、地下水极为发育,每穿越一处断层都面临坍塌和涌水的高风险。施工团队必须面对新华大断裂等重大地质风险。

(二)顺层偏压与浅埋——“变形魔咒”与“头顶悬土”的双重绞杀

隧道存在顺层偏压和浅埋等不良地质情况。顺层偏压使围岩受力不均,支护难度成倍增加。浅埋段则意味着隧道顶部覆盖岩层极薄,地表沉降控制要求达到毫米级精度,稍有不慎就可能引发地表塌陷。

(三)岩溶发育区——“地下蜂巢”的致命威胁

隧道位于喀斯特地貌区,岩溶发育。溶洞、溶蚀裂隙密布,施工中稍有不慎就可能遭遇突泥涌水。施工期间,隧道穿越各种大小岩溶、溶腔、突泥涌水等不良地质高达8次。每一次穿越都是一场与地下水的生死博弈。

(四)复杂地质与I级风险——高风险管理的极限考验

隧道围岩整体情况差,多处断层破碎带、顺层偏压、浅埋、岩溶等不良地质交织叠加。在如此复杂的地质条件下进行大断面开挖,施工如履薄冰,安全风险贯穿施工全过程。

三、技术创新:从“岩变我变”到“YE锚杆”的系统突破

面对“一级风险隧道”的极限挑战,建设者与科研团队展开了一系列技术创新,在复杂地质中实现了安全高效掘进。

“岩变我变”的动态施工原则。 针对隧道内围岩变化大、施工风险高的问题,建设者按照 “岩变我变” 的动态施工原则组织施工。根据围岩实际变化及时变更施工方案,有效解决了复杂地质条件下的施工难题,确保了隧道安全推进。

YE涨壳式锚杆——“先锚后注”的主动加固。 项目团队采用YE涨壳式锚杆施工,按照 “先锚后注” 的原则进行。钻孔完成后快速安装锚杆,并对锚杆施加预应力,确保在未注浆之前锚杆即可“锁住”周围岩体,使隧道内很快形成稳定应力拱,保证隧道后续施工安全。这一主动加固技术有效控制了软弱围岩的变形。

普通型机械化配套全断面开挖试验。 项目承担了普通型机械化配套全断面开挖试验工作。通过精心的钻爆设计,严格控制爆破作业,减少了对地层的扰动次数。这一试验为后续类似地质条件下的隧道施工积累了宝贵经验。

“短进尺、强支护、弱爆破”工法体系。 施工中采取 “短进尺、强支护、弱爆破” 的施工工法。短进尺严格控制每循环开挖长度;强支护在开挖后立即施作快速封闭围岩;弱爆破最大限度减少对围岩的扰动。同时加强超前地质预报和监控量测,顺利穿过了新华大断裂,有效保障了隧道内的施工与结构安全。

单工作面月掘进150米的速度突破。 在如此复杂的地质条件下,建设者仍创造了单工作面月掘进150米、双工作面308米的纪录。这一速度在同类地质条件下处于领先水平,为隧道按期贯通提供了根本保障。

劳动竞赛与科学管理——建设进度的“加速器”。 项目部先后开展“战疫大干争先锋,百亿产值立新功”“大干90天”劳动竞赛及“抗疫情、保增长、大干100天”专项劳动竞赛活动,激发全体参建员工的工作积极性和工作热情。通过科学管理和竞赛激励,确保了施工进度的有序稳步推进。

四、战略价值:昭君故里接入全国高铁网

兴山隧道是郑万高铁兴山段的重难点控制性工程。2021年4月6日晚21时,随着郑万高铁9标香炉坪隧道贯通,郑万高铁湖北兴山段实现所有隧道全线贯通。兴山隧道的贯通,标志着兴山段“6隧6桥”建设取得了决定性胜利。

2022年,郑渝高铁全线通车运营。这条高铁的开通,使兴山到宜昌仅需18分钟,到襄阳、万州等城市仅需1小时左右,到北上广仅需4小时。郑渝高铁全线通车后,郑州至重庆的列车运行时间由原来的8小时缩短至4小时左右,北京至重庆最快仅需7小时。兴山隧道以10085米的长度和一级风险隧道的殊荣,成为这条纵贯豫鄂渝的钢铁大动脉上最关键的节点工程之一。

兴山隧道的成功建设,为后续更大的工程——宜兴高铁兴山东隧道(全长16.88公里)的建设积累了宝贵经验。兴山东隧道穿越7条断层破碎带,最大埋深达1256.25米,同样采用了“锚索+钢带牵引”围岩“缝合”与双层支护等创新技术。2026年1月21日,兴山东隧道历经1900余天攻坚贯通。宜兴高铁通车后,兴山至宜昌车程将由2小时缩短至20分钟。兴山将从交通“过境地”跨越为区域“枢纽县”,成为全国少数坐拥两条350公里时速高铁干线的县域枢纽。