小三峡隧道:亚洲最长350公里时速单洞双线高铁隧道

 在三峡库区腹地巫山与奉节县交界的大山深处,一条全长约18.9公里的超级地下工程——小三峡隧道横亘于齐耀山背斜之下。作为郑万高铁最长隧道,它也是目前亚洲在建时速350公里单洞双线最长高铁隧道。2020年7月26日,小三峡隧道历经1255个昼夜的攻坚,较原计划提前285天安全精准贯通。这条隧道不仅是郑万高铁全线的控制性工程,更因穿越岩溶发育区而面临岩溶突泥涌水、软岩大变形等极端风险,施工团队在隧道内架设桥梁跨越巨型溶洞的创新之举,堪称中国高铁隧道建设史上的经典工程案例。

一、基本概况与工程数据

小三峡隧道位于重庆市奉节县与巫山县交界处,是郑万高铁全线最长隧道和控制性工程。以下是该隧道的主要技术参数:

 
 
项目 数据
全长 约18.9公里
隧道类型 单洞双线高铁隧道
设计时速 350公里/小时
最大埋深 890米
施工天数 1255天(提前285天贯通)
开工时间 2017年2月
贯通时间 2020年7月26日
辅助坑道总长 约15.44公里(3个横洞+2个斜井)
风险等级 Ⅰ级高风险隧道
设计单位 中铁二院
承建单位 中铁隧道局
不良地质 岩溶、突泥涌水、软岩大变形、穿越水库、高水压

二、建设历程:从“四个一”条件验收提前285天贯通

小三峡隧道所处位置地形地质条件极为复杂,面临岩溶、突泥涌水、软岩大变形等风险,属Ⅰ级高风险隧道,隧道设计和施工难度极大。该隧道位于三峡库区腹地,隧道进出口为河道及悬崖峭壁,正洞进出口不具备进洞施工条件,设计只能采取“3个横洞+2个斜井”辅助坑道进洞以及岩溶地段以平导先行方式施工。

2016年11月19日,项目首批人员“跑步”进场,快速挺进小三峡。2016年12月14日征拆工作基本结束,临建工程全面展开;主体工程小三峡隧道共5个辅助坑道于2017年2月16日至3月8日期间分阶段全部通过开工条件验收,于2017年2月17日实现全线率先进洞施工。

在项目管理方面,项目部提出了“五个郑万”的建设目标,即“绿色郑万、精品郑万、创新郑万、信息郑万、安全郑万”,强化“四化”建设——机械化、工厂化、专业化、信息化,确保安全、优质、高效建设亚洲最长单洞双线高铁隧道。

三、攻坚难点:溶洞内架桥突破岩溶天险

小三峡隧道穿越齐耀山背斜等不良地质构造带,存在岩溶、角砾岩、膨胀岩、顺层偏压、浅埋下穿河道、穿越可能含天然气地层等不良复杂地质。岩溶发育成为最大的技术挑战。中铁二院采用地质调查法、物探法和超前钻探法等方式进行超前地质预报,对30余处各类型溶洞采取了特殊设计方案。其中最为惊险的是,隧址区发育一处纵向长度超10米、深度超55米的大型溶洞,设计团队大胆创新,在隧道内修建了一座长24米的桥梁,以跨越该巨型溶洞,避免了隧道因地基不稳而沉降。

此外,小三峡隧道还面临长达7公里的软岩大变形不良地质段,以及每日最大涌水量达15.7万方的多突泥涌水问题。承建单位中铁隧道局采取疏导堵结合的方式,通过修建横洞平导、注浆堵水、强化隧道结构支护以及修建污水处理站,既保证了工程有序推进,也避免了施工排水对小三峡风景区水体的破坏。隧道还采用Ⅰ级机械化配套施工,以三臂凿岩台车为龙头,配备湿喷机组、液压自行移动仰拱栈桥、自动浇筑模板台车等现代化设备,实现了高效率、高标准的施工。

四、工程意义与交通价值

小三峡隧道的贯通为郑万高铁全线建成通车奠定了坚实基础。郑万高铁起于河南省郑州市,向西南经平顶山市、南阳市、湖北省襄阳市至重庆市万州区,新建线路全长约818公里,设计速度350公里/小时,估算投资总额1040亿元。开通后郑州到重庆由绕行襄渝线的十几个小时压缩至最快4小时直达,重庆坐火车到北京也只需要8小时。

郑万高铁位于豫、鄂、渝三省市境内,在郑州枢纽北接京广、徐兰高铁,在万州通过渝万高铁与成渝、渝昆高铁相连,是我国“八纵八横”高速铁路网中沿江通道和呼南通道的重要组成部分。它将实现京郑渝昆高速铁路全线贯通,并与京广、陇海、兰渝等铁路大通道联网,极大地缩短重庆及三峡库区与西南、西北、华中、华北等地的时空距离,对完善区域路网布局、加快沿线旅游资源开发和城镇化进程、推动西部大开发战略实施具有重要意义。