2023年3月31日23时,重庆巫镇高速全线六大特长隧道之一——笔架山隧道实现双洞贯通,为巫镇高速全线通车奠定了坚实基础。这座左洞长4999米、右洞长5000米的双洞四车道隧道,是高瓦斯突出隧道,存在瓦斯、高地应力、大变形、溶洞、断层、采空区等不良地质,地质条件异常复杂。施工需穿越6道煤层以及2个向斜和2个背斜构造,最大埋深达1381米,存在塌方、瓦斯突出、瓦斯燃烧、瓦斯爆炸、突泥涌水、岩爆等极高施工风险。笔架山隧道被列为全线四大控制性工程和六大特长隧道之一,其成功贯通为我国在极端复杂地质条件下修建高瓦斯特长隧道积累了宝贵的工程经验。
一、基本概况与工程数据
笔架山隧道位于重庆市巫溪县白鹿镇境内,进口位于九营村,出口位于中坝村,是重庆巫溪至陕西镇坪高速公路(巫镇高速)全线的六大特长隧道之一。以下是该隧道的主要技术参数:
| 项目 | 数据 |
|---|---|
| 左洞长度 | 4999米(约5公里) |
| 右洞长度 | 5000米(约5公里) |
| 隧道类型 | 双洞双向四车道分离式隧道 |
| 设计时速 | 80公里 |
| 最大埋深 | 1381米 |
| 穿越煤层 | 6道 |
| 穿越构造 | 2个向斜、2个背斜 |
| 不良地质 | 瓦斯、高地应力、大变形、溶洞、断层、采空区 |
| 施工风险 | 塌方、瓦斯突出、瓦斯燃烧、瓦斯爆炸、突泥涌水、岩爆 |
| 内设设施 | 车行横通道6道、人行横通道14道、洞内变电所2座 |
| 开工时间 | 2017年勘察、2020年稳步推进 |
| 双洞贯通时间 | 2023年3月31日 |
| 风险等级 | 高瓦斯突出隧道 |
| 所属线路 | 巫镇高速(重庆巫溪至陕西镇坪) |
巫镇高速是重庆市连接陕西省的重要省际通道,建成后将打通渝东北地区北上陕西的快捷通道,对于完善渝陕两省市高速公路网络、促进沿线经济社会发展具有重要意义。
二、建设历程:从勘察到贯通的六年征程
2017年,地质工程师开始对包括笔架山隧道在内的拟建线路沿线工点进行详细勘察。2020年10月,笔架山隧道建设安全稳步推进。截至2021年11月23日,左洞完成掘进2548米,右洞完成掘进2701米,整体进度完成约61%。2023年2月15日,笔架山隧道右幅(右洞)顺利贯通。2023年3月31日23时,笔架山隧道实现全幅(双洞)贯通。隧道贯通后,巫镇高速土建工程接近尾声,路面、房建等后续工程全面开工,为全线通车奠定了基础。
三、攻坚难点:1381米埋深下的“六重极限挑战”
笔架山隧道属于高瓦斯突出隧道,不良地质类型之丰富、风险等级之高在国内高速公路隧道中极为罕见。
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6道煤层与高瓦斯:隧道穿越6道煤层,煤层瓦斯压力大、含量高,瓦斯突出风险极高。瓦斯积聚遇火源可能引发燃烧甚至爆炸,对施工安全和机械设备防爆等级提出了极高要求。
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1381米最大埋深的高地应力:1381米的超大埋深引发极高地应力集中,高地应力导致软岩大变形,常规支护结构承受巨大压力,钢拱架扭曲变形、支护拆换问题突出。
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2个向斜和2个背斜构造:隧道穿越向斜和背斜构造带,褶皱构造内岩体节理裂隙发育,围岩稳定性极差。
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溶洞与采空区:喀斯特地貌发育,溶洞密布,采空区地下空洞众多,塌陷风险极高。
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突泥涌水:富水地层加上断层破碎带,突泥涌水风险极高,对施工排水和防水衬砌构成严峻挑战。
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岩爆:高地应力条件下,深埋段岩爆频发,对施工人员安全构成致命威胁。
面对高瓦斯这一首要风险,施工团队严格执行“一通三防”管理,设置风电闭锁和瓦电闭锁双重安全系统。在高地应力大变形段采取加强支护措施,在溶洞采空区实施注浆加固和管棚支护,在向斜背斜构造带根据围岩变化动态调整支护参数。
四、巫镇高速的整体意义
笔架山隧道是巫镇高速全线控制性工程之一,被列为全线四大控制性工程和六大特长隧道之一。巫镇高速建成后,重庆巫溪至陕西镇坪的行车时间将由原来的3个多小时缩短至约1小时,打通了渝东北地区北上陕西的快捷通道,对于完善渝陕两省市高速公路网络、促进秦巴山区经济社会发展具有重要意义。
