鹫峰山二号隧道:18公里地下掘进的“闽东地质禁区”

 2018年9月7日上午,随着最后一声爆破在福建屏南县的深山峡谷中回荡,全长17.6公里的鹫峰山二号隧道实现全隧贯通,比原计划提前了20天。这条衢宁铁路全线的“第一长隧”穿越新华夏构造体系,埋深达597米,全隧穿越12条富水断层带、17条节理密集带,仅高地应力段长度就超过11000米,是全线唯一的Ⅰ级高风险隧道。600余名建设者历时1000余个日夜,在“动脉血管上做手术”般的精密掘进中,成功攻克了复杂地质、特大涌水和特长隧道通风排烟等世界级难题,为衢宁铁路全线通车打通了最关键的“咽喉”。

一、基本概况与工程数据

鹫峰山二号隧道位于福建省屏南县境内,起于屏城乡大碑村,止于棠口镇龟潭村,是衢宁铁路全线最长的单线单洞隧道。以下是该隧道的主要技术参数:

 
项目 数据
全长 17.596公里(约17.6公里)
隧道类型 单线单洞铁路隧道
最大埋深 597米
设计时速 160公里
风险等级 Ⅰ级高风险隧道
开工时间 2015年10月
贯通时间 2018年9月7日
施工周期 38个月(提前20天)
参建人数 606人
辅助坑道长度 6044米
最大综合坡度 9.83%
反坡排水管线 11000余米
通风管道 近30000米
所属线路 衢宁铁路(全长约379公里)
承建单位 中铁十二局集团

衢宁铁路北起浙江衢州,横跨浙、闽两省,终至福建宁德,全长约379公里,设计时速160公里,为国铁Ⅰ级单线客货共线铁路。

二、建设历程:山区铁路的“极限挑战”

鹫峰山二号隧道所处地区山高水险,地势绵延起伏,是典型的山区铁路隧道。线路途经地区交通不便,人员、机械、物料运输极为困难,仅借道及新修便道就超过了16公里。为确保工程施工进度,隧道共设进口、出口、下凤斜井、屏城斜井和后垄斜井,分5个工区同步组织作业,斜井转正洞后,最多时全隧有8个作业面同步施工。

隧址区域位于新华夏构造体系,地层岩性复杂,含有高地温、高地应力、突泥涌水等多种不良地质。全隧共穿越12条富水断层带、17条节理密集带,仅高地应力段长度就超过了11000米,加之狭小的作业环境,使得隧道掘进施工的一分一毫如同在“动脉血管上做手术”。

三、攻坚难点:涌水、高地应力与特长隧道通风的三重封锁

鹫峰山二号隧道面临的挑战集中在三个层面。

  • 特大涌水灾害:隧道沿途范围内共有四座水库,其中总库容9450万立方米的金造桥水库距离正线仅有一公里。2016年6月18日,下凤斜井突发涌水,日涌水量超过40000立方米,相当于每天有16个标准游泳池的水涌进作业面,斜井积水区间长度近300米,现场作业人员耗时20余天才将涌水抽排完毕。

  • 高地应力变形:高地应力段长度超过11000米,占隧道全长三分之二以上。在极高应力作用下,常规支护结构面临严峻考验。

  • 特长隧道通风排烟:辅助坑道全长6044米,且均与正洞正交,洞内反坡排水、通风排烟作业难度较大。全隧排水作业采用多级泵站接力抽水装置,共设置反坡排水管线11000余米,设置通风管道近30000米。

为确保隧道安全顺利地穿越断层破碎带、节理密集带等地段,现场作业人员综合利用雷达、钻探、成像、素描等先进手段对地质状况进行预测。对富水断层破碎带段,则采用超前预注浆或开挖后径向注浆、补注浆、局部注浆等措施,对地下水进行封堵。

四、技术创新与安全管控

面对复杂地质条件,施工团队在技术创新方面取得多项突破。在超前地质预报方面,综合利用雷达、钻探、成像、素描等先进手段对地质状况进行精确预测,变“被动应对”为“主动预防”。在富水断层破碎带治理方面,采用超前预注浆、径向注浆、补注浆、局部注浆等综合性注浆措施,构建了“先探后掘、先堵后排”的水害治理体系。在排水作业方面,采用多级泵站接力抽水装置,共设置反坡排水管线11000余米。在通风排烟方面,设置通风管道近30000米,有效提升了隧道通、排能力。在安全管理方面,606名建设者经过1000余个日夜的奋勇掘进,最终保证了施工安全、质量和进度。工程总历时38个月。

五、交通便利性与线路意义

鹫峰山二号隧道的贯通为衢宁铁路下一步保铺架施工赢得了宝贵时间。衢宁铁路北承沪昆、九景衢铁路,南连杭深线,是福建省规划建设“三纵六横九环”海西铁路网的重要组成部分。衢宁铁路建成后,将填补闽东北、浙西南地区路网空白,有效促进沿线地区资源开发和经济社会发展。