富县隧道:穿越复杂地层的世界最长重载铁路线

 在浩吉铁路这条世界上一次性建成并开通运营里程最长的重载铁路线上,一座全长约16.8公里的隧道穿越陕西延安富县的黄土塬区——这便是浩吉铁路全线重点控制性工程富县隧道。这条隧道穿越陕北黄土高原复杂地质区,围岩以黄土、泥岩夹砂岩为主,软硬交替频繁,施工中面临坍塌、变形、涌水等多重风险。它的贯通为浩吉铁路2019年9月28日全线开通运营作出了重要贡献,是我国重载铁路隧道建设中的又一典范工程。

一、基本概况与工程数据

富县隧道位于陕西省延安市富县境内,地处陕北黄土高原腹地,是浩吉铁路全线最长隧道之一(全线第三长隧),也是重难点控制性工程之一。以下是该隧道的主要技术参数:

 
 
项目 数据
全长 约16.8公里
隧道类型 重载铁路单线隧道
设计时速 120公里
围岩类型 黄土、泥岩夹砂岩
地质特征 黄土塬区、软硬交替、中等富水
所属线路 浩吉铁路(原蒙华铁路)
线路全长 1813.544公里
通车时间 2019年9月28日
规划年运能 2亿吨以上

浩吉铁路北起内蒙古浩勒报吉南站,终点位于江西省吉安市境内,横跨内蒙古、陕西、山西、河南、湖北、湖南、江西七个省区,是世界上一次性建成并开通运营里程最长的重载铁路。线路纵贯中国南北,一跨长江,两跨黄河,共有229座隧道、770座桥梁。

二、建设历程:重载铁路线上的一环

浩吉铁路于2015年开工建设,2019年9月28日正式开通运营。富县隧道作为全线重点控制性工程,在建设过程中采用“长隧短打”模式设置多个辅助坑道和施工作业面同步推进。

富县隧道位于富县交道便民服务中心与洛川县凤栖镇境内,隧道穿越陕北黄土高原沟壑区,地表沟深梁长,地形起伏较大。洞身穿越地层主要为第四系上更新统风积新黄土、冲洪积砂质黄土,以及下伏侏罗系下统富县组泥岩夹砂岩等。部分地段存在软岩大变形、浅埋段塌方及涌水等施工风险。

三、攻坚难点:黄土塬区的综合地质挑战

富县隧道地处陕北黄土高原腹地,黄土塬区地表沟深梁长、地形起伏大,黄土厚度大、自稳能力差,隧道洞口浅埋段极易发生坍塌。隧道下穿黄土层与基岩接触带,软硬交替频繁,围岩稳定性变化剧烈,对支护参数的动态调整提出了极高要求。隧道部分区段穿越富水地层,地下水发育,施工排水任务繁重,涌水风险加大了施工难度。隧道单线断面较小,大型机械化设备难以完全施展,一定程度上依赖传统钻爆法和人力支护相结合的方式推进。

四、浩吉铁路的整体意义

浩吉铁路是继大秦线之后国内又一条超长距离的运煤大通道,规划年运输能力为2亿吨以上。全线共有229座隧道,770座桥梁,桥隧比例高。从毛乌素沙漠、陕北黄土高原、吕梁山脉、中条山脉、秦岭山脉一路走来,这条横贯南北的重载铁路通道,将黄河、汉江、长江、洞庭湖和赣江串连在一起。富县隧道的贯通,为浩吉铁路全线开通扫清了障碍。浩吉铁路的建成通车,对国家“北煤南运”战略的实施、保障华中地区能源供应、促进陕甘宁能源“金三角”地区资源开发具有重要意义。