2014年7月16日凌晨,随着最后一循环爆破的完成,全长15.851公里的二青山隧道全线贯通。这条位于吕梁山脉北段的单线铁路隧道,是山西太(原)兴(县)铁路全线最长的隧道,也是当时国内在建最长的单线铁路隧道。从2010年开工建设,历时四年多,建设者在吕梁大山里打了一场艰苦的“地道战”:先后战胜大小塌方上千次,处理地下涌水和断层等级差地质上百次,安全通过了近3公里的岩爆地段。隧道的如期贯通,为太兴铁路全线铺通运营奠定了坚实基础,也为山西省中部煤炭外运打通了最为关键的“地下通道”。
一、基本概况与工程数据
二青山隧道位于山西省吕梁山脉北段,全长15.851公里,是太兴铁路全线控制性工程,属于一级风险隧道工程。以下是该隧道的主要技术参数:
| 项目 | 数据 |
|---|---|
| 全长 | 15.851公里(约15.85公里) |
| 隧道类型 | 单线铁路隧道 |
| 四五级围岩占比 | 正洞44.42%,辅助坑道51% |
| 主要断层 | 5个较大的断层 |
| 岩爆地段长度 | 近3公里 |
| 斜井数量 | 4座 |
| 斜井总长度 | 约5620米 |
| 实际开挖长度 | 约22公里(含辅助通道) |
| 弹性支承块数量 | 5.57万块 |
| 开工时间 | 2010年 |
| 贯通时间 | 2014年7月16日 |
| 建设周期 | 4年多 |
| 所属线路 | 太兴铁路(全长164.16公里) |
| 承建单位 | 中国铁建二十二局 |
太兴铁路东端通过太原枢纽与南同蒲线、北同蒲线、太焦线、石太线、石太客专连通,西端与山西中南部铁路通道连接,是山西省中部煤炭的外运通道。二青山隧道贯穿吕梁山脉北段,具有里程长、断面小、斜井长、坡度大、涌水大、通风难、地质难、特长隧道精测、湿陷性黄土地段长等特点。
二、建设历程:四年“地道战”的地下坚守
二青山隧道自2010年开工建设以来,建设者面临着隧道埋深大、地质复杂、施工环境恶劣等多重挑战。为确保隧道工期,中国铁建采取了“长隧短打”和“新奥法”开挖的方法,沿线增加了4个斜井,斜井总长度约5620米,整座隧道开挖实际约22公里。由于隧道地质极为复杂,大都是强膨化五类围岩和风化土,在实际开挖中面临了诸多困难。建设方根据隧道地质实际情况加大调研力度,采取新方案不断创新,加快开挖进度。
建设者发扬不畏艰难、顽强拼搏、永不言败、奋勇争先的“铁兵”精神,无节假日,苦战四年多,在吕梁大山里打了一场艰苦的“地道战”。四年间,他们先后战胜大小塌方上千次,处理地下涌水和断层等级差地质上百次,安全通过近3公里的岩爆地段,循序渐进,稳扎稳打,有效攻克了围岩不良地质,实现了隧道开挖无安全事故的好成绩。
三、攻坚难点:岩爆、塌方与涌水的“三重封锁”
二青山隧道的建设面临三项严峻挑战的叠加。
在岩爆防治方面,隧道有近3公里的岩爆地段,高地应力条件下围岩在开挖卸荷后突然破裂弹射,对施工人员和设备构成致命威胁。岩爆的突发性和不可预测性要求施工团队必须采取严密的防护措施,包括超前应力释放孔、加强支护和人员防护装备的配备。
在塌方治理方面,隧道穿越5个大断层,断层破碎带岩体稳定性极差,施工中先后遭遇大小塌方上千次,塌方的频发严重影响了施工进度和作业安全。针对塌方问题,建设方采用了“大管棚超前支护注浆和小导管径向注浆相结合”的方式支撑塌体,有效控制了塌方灾害。该技术为围岩破碎、地下水发育的隧道塌方处理提供了宝贵的经验。
在涌水治理方面,隧道地下水丰富,涌水问题突出。辅助坑道四五级围岩占51%,涌水风险极大。建设方采取了综合排水和注浆堵水措施,在保证施工安全的同时最大限度减少了对地下水环境的影响。
四、技术创新与工艺突破
二青山隧道在施工技术创新方面取得了多项突破。
在整体道床施工方面,隧道底部开挖施工需要5.57万块弹性支承块,科技人员加班加点自行成功攻克关键技术,并采用单线隧道整体道床新工艺,提高功效,有力地加快了隧道整体施工进度,积累了宝贵的特长隧道施工开挖技术。
在长隧短打方面,通过增设4座斜井、总长度约5620米,将全长近16公里的隧道分割成多个相对独立、同步推进的施工区段,大幅压缩了总工期。各作业面之间通过科学调度实现高效协同,确保了隧道如期贯通。
在标准化建设方面,项目团队严格执行施工规范,坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤测量”的原则,在Ⅳ、Ⅴ级软弱围岩中稳步推进,在岩爆频发的高应力区段采取了加强支护和应力释放措施,有效保障了施工质量和安全。
五、交通便利性与区域意义
二青山隧道的贯通为太兴铁路全线铺通运营奠定了坚实基础。太兴铁路于2014年底建成投入运营。铁路建成后,东端通过太原枢纽与多条干线铁路连通,西端与山西中南部铁路通道连接,成为山西省中部煤炭的外运通道。这条铁路对于改善晋西北老区落后的交通状况,带动沿线地区经济社会发展具有重要作用。
