恒山隧道：穿越18条断层破碎带的集大原“最大工程”

 2024年6月4日17时48分，随着一声炮响在山西朔州与忻州交界处的恒山山脉腹地回荡，集大原高铁施工难度最大的控制性工程——恒山隧道胜利贯通。这条全长14.76公里的单洞双线隧道，穿越断层破碎带及影响带18条，Ⅳ、Ⅴ级围岩占比近80%，围岩完整性和稳定性极差，是地质条件极为复杂的Ⅰ级高风险隧道。自2020年6月开工以来，中铁隧道局按照5座斜井、6个区间、12个作业面进行组织，采用超前钻探、加深炮孔、瞬变电磁等多种超前地质预报手段，配合周边注浆、帷幕注浆等措施，克服了上百次溜塌和频繁涌水等困难。恒山隧道的贯通，为集大原高铁全线建成通车扫清了最大障碍。

一、基本概况与工程数据

恒山隧道位于山西省朔州、忻州两市交界处，地处恒山山脉腹地，是集大原高铁全线施工难度最大的控制性工程。以下是该隧道的主要技术参数：

集大原高铁北接内蒙古自治区乌兰察布市，途经山西省大同市、朔州市、忻州市，并入大西高铁，与张大、郑太及在建的雄忻高铁连接，是我国“八纵八横”高铁网呼南通道的重要组成部分。全线新建线路约270.808公里，其中山西段约197.134公里，线路设计时速250公里。

二、建设历程：5座斜井12个作业面的“长隧短打”

恒山隧道于2020年6月开工建设。据国铁太原局大西客专公司集大原指挥部指挥长刘海江介绍，恒山隧道穿越断层破碎带及影响带18条，Ⅳ、Ⅴ级围岩占比近80%，围岩完整性和稳定性极差。隧道施工采取“长隧短打”模式，中铁隧道局按照5座斜井、6个区间、12个作业面进行组织，保证施工科学安全推进。

中铁隧道局恒山隧道项目总工程师王峰介绍，针对复杂多变的地质环境，参建人员通过超前钻探、加深炮孔、瞬变电磁、30米综合地质预报等手段，提前探明围岩状况，及时调整开挖参数和支护参数。施工中采取周边注浆、帷幕注浆、径向注浆、增设临时横撑等措施，改善原有地质，最大限度降低施工风险，克服了上百次溜塌和频繁涌水等困难。

2024年6月4日17时48分，恒山隧道实现胜利贯通，给后续铺轨等施工打通了最后瓶颈，为线路年底具备通车条件奠定重要基础。

三、攻坚难点：18条断层与80%软弱围岩的密集叠加

恒山隧道面临的挑战集中体现在两个方面：

• 18条断层破碎带的密集穿越：隧道穿越18条断层破碎带及影响带，断层区围岩极度破碎，地下水发育，每穿越一处断层都面临坍塌和涌水的高风险。断层带密度之大在国内高铁隧道中极为罕见。

• 80%的Ⅳ、Ⅴ级软弱围岩：Ⅳ、Ⅴ级围岩占比近80%，意味着隧道四分之三以上的段落属于软弱破碎围岩，自稳能力极差。软弱围岩在高地应力作用下极易发生塑性流变，常规支护结构面临严峻考验。

面对如此密集的地质风险叠加，施工团队构建了从超前预报到注浆加固的完整技术体系。采用超前钻探、加深炮孔、瞬变电磁、30米综合地质预报等手段，提前掌握断层位置、走向和破碎程度。根据预报结果，对破碎带采取周边注浆、帷幕注浆、径向注浆等综合措施，改善围岩力学性能。在断层软弱围岩段通过增设临时横撑，增强初期支护的整体刚度，有效控制了围岩变形。

四、集大原高铁的整体意义

恒山隧道胜利贯通后，集大原高铁全线桥隧建设告一段落，轨道铺设、接触网架设等工程将全面加速，力争年底具备通车条件。集大原高铁于2021年11月全线开工建设，由山西省与国铁集团共同出资，预计2024年年底具备开通条件。届时，集大原高铁将成为连接南北、承接东西的又一条快速通道，为晋、蒙加强与京津冀、长三角、粤港澳大湾区深度对接，推进黄河流域生态保护和高质量发展提供有力的现代交通运输体系支撑。