2021年4月8日下午,随着一声炮响在福建永安与大田交界的群山深处回荡,兴泉铁路全线重难点控制性工程——将军寨隧道顺利贯通。这座全长10077米的单双线混合隧道,最大埋深375米,全隧穿越断层带、岩性接触带及节理密集带,被列为极高风险隧道。自2017年开工建设以来,中铁十七局的建设者们在1397个日夜中,先后攻克了掌子面溜塌、变形、涌水等重重难关,经历了一次惊心动魄的特大涌水险情。将军寨隧道的贯通,标志着兴泉铁路全线重难点控制性工程全部完工,为2022年12月兴泉铁路全线开通运营扫清了最大障碍,使赣闽粤8个原中央苏区县告别了不通铁路的历史。
一、工程概况:横亘闽中山区的10077米“极高风险”隧道
将军寨隧道位于福建省三明市永安市与大田县交界处,是兴泉铁路全线重难点控制性工程。隧道的主要技术参数:
| 项目 | 数据 |
|---|---|
| 全长 | 10077米(约10.08公里) |
| 单线隧道长 | 9014米 |
| 双线隧道长 | 1063米 |
| 最大埋深 | 375米 |
| 隧道类型 | 单双线混合隧道 |
| 地质构成 | 砂岩、凝灰岩、花岗岩 |
| 风险等级 | 极高风险隧道 |
| 贯通时间 | 2021年4月8日 |
| 施工周期 | 1397天 |
| 承建单位 | 中铁十七局集团 |
将军寨隧道所在的兴泉铁路是国家I级单线电气化铁路,全长496公里,设计时速160公里,全线由京九铁路江西兴国站引出,经江西于都、宁都、石城等县市,进入福建三明境内,途经宁化、清流、明溪、永安、大田、德化、永春等县市,终至福建泉州。兴泉铁路是海西经济区通往中西南地区铁路通道的重要组成部分,也是服务革命老区、苏区的重要铁路干线。
二、建设历程:从“2017年开工”到“2021年贯通”的1397天鏖战
将军寨隧道自2017年开工建设以来,中铁十七局的建设者们便扎根于闽中山区深处。
隧道施工过程中,经历了多次地质条件骤变,掌子面溜塌、变形、涌水等风险事件频发。2020年3月13日,隧道掘进时突发特大涌水。最高涌水面至一号斜井3号泵站,涌水高度达50米,最大涌水量可达6100立方米/小时,总涌水量达281万立方米。险情发生后,项目部紧急组织人员和设备撤离,并立即成立突发涌水处理攻关小组。历经一个月昼夜不息的抽水作业,抽水工作圆满完成。
2021年4月8日下午,随着一声炮响,将军寨隧道顺利贯通。至此,兴泉铁路全线重难点控制性工程全部完工。2022年12月30日,兴泉铁路全线开通运营。这条铁路结束了江西宁都、石城和福建宁化、清流、明溪、大田、德化、永春8个原中央苏区县不通铁路的历史。
三、攻坚难点:极高风险隧道的“三重封锁”
将军寨隧道被列为极高风险隧道。其建设面临三大核心挑战的高度叠加,每一项都足以让普通隧道工程望而却步。
(一)复杂地质条件——砂岩、凝灰岩、花岗岩的“地质迷宫”
隧道所处地质主要由砂岩、凝灰岩、花岗岩组成,地形、地质条件极为复杂。全隧穿越断层带、岩性接触带及节理密集带。岩体破碎、节理发育,含水。在如此破碎的围岩中掘进,每向前推进一米都面临坍塌和涌水的极高风险。
(二)单双线混合结构——断面突变的“空间困局”
隧道由单线隧道(9014米)和双线隧道(1063米)混合组成。单双线断面的交替变化,使支护参数和施工工法需要随之动态调整。断面突变带来的应力集中、支护结构转换等技术难题,使施工组织难度远超常规单线隧道。
(三)特大涌水——50米水头、281万立方米的“地下水库”泄洪
2020年3月13日,隧道掘进时突发特大涌水。最高涌水面至一号斜井3号泵站,涌水高度达50米,最大涌水量可达6100立方米/小时,总涌水量达281万立方米。50米的涌水高度,相当于17层楼高的水柱压力。281万立方米的总涌水量,相当于超过1400个标准游泳池的水量。如此巨大的涌水量,在铁路隧道建设中极为罕见。
四、技术创新:从“迂回导坑”到“机械化作业线”的系统突破
面对“复杂地质+混合断面+特大涌水”的多重封锁,中铁十七局的建设者与科研团队展开了一系列技术创新。
增设迂回导坑与超前周边注浆——特大涌水的“组合拳”。 针对隧道复杂的地质条件和特大涌水风险,建设与施工单位采用增设迂回导坑、超前周边注浆、加强超前支护及初期支护等措施,保证了隧道施工顺利完成。迂回导坑在正洞遭遇涌水时绕行通过,为正洞施工提供了地质预报和排水通道;超前周边注浆在开挖前对掌子面前方围岩进行系统加固,有效改善了围岩力学性能。
机械化配套作业生产线——“四化”建设的全面突破。 兴泉铁路项目全面提高隧道施工机械化、专业化、工厂化和信息化建设水平。在将军寨隧道进口配置2台三臂凿岩台车,并与之配套了湿喷机械手、多功能作业台车、自行式液压仰拱栈桥、水沟电缆槽移动模架等配套设备。这些设备形成了超前地质预报、钻爆开挖、喷锚支护、仰拱、二次衬砌等机械化配套作业生产线。三臂凿岩台车实现了钻孔作业的自动化和精准化;湿喷机械手提高了喷射混凝土的效率和质量;自行式液压仰拱栈桥实现了仰拱施工与开挖作业的平行流水作业。
科学管理与技术攻关——“万米高风险长隧”的系统突围。 面对工期告急、阶段性亏损等严峻挑战,建设者通过科学管理和技术攻关,最终实现了隧道的胜利贯通。将军寨隧道的“难”,曾牵动着中铁十七局二公司全体干部职工的心。经过建设者1397天的艰苦拼搏,隧道终于胜利贯通。
五、战略价值:8个原中央苏区县的“圆梦之路”
将军寨隧道是兴泉铁路全线重难点控制性工程。兴泉铁路是国家一级铁路,也是服务革命老区、苏区的重要铁路干线。
兴泉铁路北起江西兴国,经宁都、石城进入福建境内,终至福建泉州,为国家Ⅰ级单线电气化、客货兼顾的区域干线铁路。这条铁路是东南沿海通往中西南地区铁路通道的重要组成部分,通车后将结束江西宁都、石城和福建宁化、清流、明溪、大田、德化、永春8个原中央苏区县不通铁路的历史。对于完善区域路网布局、提高路网密度,联通浩吉铁路煤运通道与泉州港更好地融入“一带一路”,形成连接海西经济区与华中、西南、西北等内陆地区的铁路通道具有重要的意义和作用。
将军寨隧道以10077米的长度和极高风险隧道的殊荣,成为这条纵贯赣闽粤的钢铁大动脉上最关键的节点工程之一。从2017年的开工建设到2021年4月的胜利贯通,再到2022年12月兴泉铁路的全线开通运营,这座闽中山区深处地下长龙的每一米掘进,都是中国工程团队在极端复杂地质条件下“攻坚克难、敢为人先”的生动写照。
