2018年4月9日凌晨1时18分,随着最后一次爆破在江西省宜春市境内的九岭山深处响起,浩吉铁路全线单洞双线第一长隧——九岭山隧道全线贯通。这座全长15.39公里的隧道共穿越6条断层破碎带、4条节理密集带,隧道围岩以花岗岩和花岗闪长岩为主,岩体节理裂隙发育,穿越富水地段,高应力、高地温区域范围大,施工难度极高。历时36个月建设,建设者创新采用三臂凿岩台车技术、长距离仰拱栈桥、超前地质预报、地应力测试、监控量测等先进技术,既提升了施工科技含量,又有效提高了施工效率,确保了隧道建设质量。九岭山隧道的贯通,为浩吉铁路这条世界最长重载铁路的如期开通扫清了又一道难关。
一、基本概况与工程数据
九岭山隧道位于江西省宜春市境内,是浩吉铁路全线单洞双线第一长隧道,也是全线第四长隧道(含单、双线)。以下是该隧道的主要技术参数:
| 项目 | 数据 |
|---|---|
| 全长 | 15.39公里(另有记录15.371公里) |
| 隧道类型 | 单洞双线重载铁路隧道 |
| 铁路等级 | 国铁Ⅰ级 |
| 设计时速 | 120公里 |
| 工程总投资 | 7.88亿元 |
| 穿越断层破碎带 | 6条(另有记录为8条) |
| 穿越节理密集带 | 4条(另有记录为6条) |
| 围岩类型 | 花岗岩和花岗闪长岩为主 |
| 主要地质风险 | 岩体节理裂隙发育、富水地段、高应力、高地温 |
| 施工周期 | 36个月 |
| 进场时间 | 2015年3月 |
| 贯通时间 | 2018年4月9日 |
| 所属线路 | 浩吉铁路(原蒙华铁路),全长1813.5公里 |
| 承建单位 | 中铁十九局集团一公司 |
浩吉铁路全长1813.5公里,跨越蒙、陕、晋、豫、鄂、湘、赣7省区,连接蒙陕甘宁能源“金三角”地区,贯穿长江中游城市群,衔接多条煤炭集疏运线路,是点网结合、铁水联运的大能力、高效煤炭运输系统,是“北煤南运”新的国家战略运输通道。九岭山隧道是浩吉铁路七大控制性长隧之一,它的施工进度直接关系到整条铁路的按期通车节点。
二、建设历程:36个月的安全领跑
中铁十九局集团一公司承建的浩吉铁路MHSS-7标段主要工程为九岭山隧道一座,自2015年3月份进场以来,项目部全体建设者历经36个月的艰苦鏖战,于2018年4月9日凌晨1时18分实现九岭山隧道全线贯通。在长达三年的施工过程中,建设者始终坚持高标准、严要求,弘扬“铁军”精神,将安全、质量和进度管理贯穿施工全过程。九岭山隧道按节点安全顺利贯通。
在施工过程中,建设者创新采用三臂凿岩台车技术、长距离仰拱栈桥、超前地质预报、地应力测试、监控量测等先进技术,既提升了施工科技含量,又有效提高了施工效率,同时确保了隧道建设质量。为了确保地基稳定性,建设者创新采用长距离仰拱栈桥进行地面混凝土浇筑,一次作业长度达到24米,大大高于普通铁路一次浇筑6米的施工长度。
三、攻坚难点:六条断层破碎带与花岗岩地层的综合挑战
九岭山隧道所面临的挑战集中在地质条件、施工组织和生态保护等多个层面。
在密集的断层破碎带与节理密集带方面,隧道共穿越6条断层破碎带和4条节理密集带,岩体极为破碎,围岩稳定性极差,每穿越一条断裂带都面临坍塌和涌水的高风险。隧道围岩以花岗岩和花岗闪长岩为主,岩体节理裂隙发育。
在富水地层方面,隧道穿越富水地段,地下水极为丰富,涌水风险极大。富水地层加上破碎的节理裂隙,突水突泥风险极高。
在高应力与高地温方面,隧道深埋段存在高地应力集中现象,岩爆风险突出,同时高地温导致施工环境恶劣,增加了作业难度。
在长距离多作业面协同方面,作为全长超过15公里的单洞双线特长隧道,需要设置多处辅助坑道和多个作业面同步推进,施工组织和调度协调的难度极大。
面对复杂的地质条件,建设者构建了“超前预报、动态设计、精准施工”的技术体系。采用钻探、物探等综合手段,坚持TSP203超前地质预报,每150米进行一次断层、地下水探测,提前探明断裂带的位置、走向和破碎程度。开展地应力测试,准确掌握深埋段的地应力分布规律,为岩爆防治和支护参数优化提供科学依据。实施严密的围岩监控量测,实时掌握拱顶沉降和周边收敛数据。
四、技术创新:24米长距离仰拱栈桥的“速度革命”
九岭山隧道的最大技术创新之一体现在仰拱栈桥技术的突破应用上。传统铁路隧道混凝土浇筑一般采用分段浇筑方式,每段长度约6米。这种模式的优点是对设备要求低,但缺点是工序衔接慢、整体施工效率不高。而在九岭山隧道施工中,建设者创新采用24米长距离仰拱栈桥进行地面混凝土浇筑,一次作业长度达到24米。
长距离仰拱栈桥的核心优势体现在三个方面:一是施工速度成倍提升,单次浇筑长度从6米跃升至24米,大幅减少了工序转换次数。二是地基稳定性显著增强,大跨度整体浇筑形成了更加完整、均匀的衬砌结构。三是有利于机械化作业的连续推进,为三臂凿岩台车等大型设备提供了更充裕的作业空间。
五、浩吉铁路的整体意义
浩吉铁路建成后,年运输能力超过两亿吨。九岭山隧道作为浩吉铁路单洞双线第一长隧,它的安全贯通为浩吉铁路2019年9月28日正式开通运营提供了有力保障。浩吉铁路的开通,标志着我国新增了一条纵贯南北的能源运输大通道,对保障华中地区能源供应、促进蒙陕甘宁能源“金三角”地区资源开发、推动区域经济社会协调发展具有重要意义。
