都安隧道:创新赋能大瑶山的“智慧名片”

2021年9月2日,随着最后一阵清脆爆破声响起,贵南高铁首座特大型隧道——都安隧道全线贯通。这座全长15152米的隧道位于广西都安瑶族自治县大石山区深处,不良地质发育强烈,岩层主要为向斜、背斜、断层,穿越3条暗河、4条节理密集带及多条岩溶强烈发育段,存在大量岩溶、破碎带等,施工过程中多次出现较大突泥、突水甚至塌方。中铁十一局建设者在此奋战1221天,围绕隧道的建设管理在全路起到了示范引领作用,先后迎接全国各地等高规格现场观摩会达200多次,被誉为鏖战瑶乡的“穿山龙”。项目研发团队累计获得46项国家发明专利和24项实用新型专利,都安隧道不仅是贵南高铁建设的技术标杆,更成为中国山岭隧道智能化建造的一张“智慧名片”。

主体:

一、基本概况与工程数据

都安隧道位于广西河池市都安瑶族自治县境内,是贵南高铁全线6座超过万米的特大型隧道之一。以下是该隧道的主要技术参数:

 
 
项目 数据
全长 15152米(约15.15公里)
隧道类型 特大型铁路隧道
地质特征 向斜、背斜、断层、3条暗河、4条节理密集带、岩溶强烈发育
辅助设施 2条泄水洞+2条横洞
施工天数 1221天
开工时间 2018年5月1日
贯通时间 2021年9月2日
所属线路 贵南高铁(全长482公里,设计时速350公里)
承建单位 中铁十一局集团

贵南高铁是我国“八纵八横”高速铁路主通道包头至海口通道的重要组成部分,是我国西南地区首条时速350公里的高铁。线路起于贵阳北站,终至南宁东站,沿线穿越108座隧道,桥隧比例高。

二、建设历程:大瑶山深处的“鏖战瑶乡”

2018年5月1日,中铁十一局精兵强将挺进都安瑶族自治县大石山深处,承建贵南高铁都安隧道项目。在之后的1221天里,建设者们吃住在群山之间,与突泥、突水、塌方等不可预估的险情周旋。为解决长大隧道施工通风差难题,降低岩溶、地下暗河段施工风险,在施工过程中采用顺坡施工,兼顾防灾救援及排水要求,将都安隧道优化成2条泄水洞加2条横洞同步施工方案,确保了工程顺利推进。

项目在建设过程中表现卓越,国铁集团、中国铁建分别在该项目召开了山岭隧道智能化建造现场观摩会和施工生产现场观摩会。进场以来,项目先后迎接全国各地铁路行业等高规格现场观摩会达200多次,并荣获国务院国资委党委“中央企业基层示范党支部”、中华全国铁路总工会“火车头奖章”、中国铁建“青年文明号”等100多项表彰。

三、攻坚难点:喀斯特地貌的多重叠加

都安隧道所处地段为典型的喀斯特地貌区,不良地质发育强烈,施工中多次出现较大突泥、突水甚至塌方等险情。隧道岩层主要为向斜、背斜、断层,地质构造极为复杂。穿越3条暗河,暗河区域施工中面临突水淹井的高风险。4条节理密集带及多条岩溶强烈发育段,节理密集带内岩体破碎、渗水严重,给支护和衬砌带来极大困难。隧道位于永安龙河大断裂带西侧,喀斯特岩溶发育强烈,对隧道衬砌的混凝土强度和厚度有较高要求。

四、技术创新:70项专利的“智能建造”标杆

都安隧道在技术创新方面堪称中国山岭隧道智能化建造的典范。项目依托集团技术中心,成立“中铁十一局集团贵南高铁技术分中心”和“李俊劳模创新工作室”,自主研发了一系列仰拱、二衬施工工装。

核心技术装备如下:

 
 
创新成果 功能/水平
“光伟”二衬智能信息化浇筑系统 破解隧道二衬拱顶混凝土脱空、不密实、掉块等质量顽疾,被国铁集团评定为国家级工法,已在全路建设进行推广
第四代隧道边墙自行式凿毛机 具备多角度旋转、行走灵活、喷淋降尘等功能,可适用于不同曲面半径和各种工况
隧道多功能数字化雷达检测车 检测速度快、效率高,被评为“2020年全国智慧企业建设最佳实践案例”
隧道仰拱振捣整平机械手 采用激光整平装置,确保混凝土面标高控制便捷且精度高
仰拱边墙自动布料机 有效解决仰拱边墙混凝土离析、强度不均匀、冷缝等质量问题

项目投入全电脑三臂凿岩台车、全自动锚杆台车、拱架安装台车、湿喷机械手、防水板自动挂设台车、液压自行式仰拱栈桥、自动送轨二衬台车、水沟电缆槽整体台车、喷淋养护台车等设备,实现了隧道九条作业线全机械化施工。通过一系列工装的配套使用,隧道内各工序施工人员总数由以往的110人降至50人左右,开挖、仰拱及二衬的月进度指标最高可达到228米,达到了机械化换人、自动化减人的效果。项目建设以来,已获46项国家发明专利和24项实用新型技术专利。