西武岭隧道:昌景黄高铁最长隧道的944天攻坚

 2021年12月6日8时18分,随着一声炮响在安徽黄山深处的群山间回荡,昌景黄高铁全线最长隧道——西武岭隧道实现全线贯通。这座全长12.63公里的单洞双线隧道,是安徽省目前在建项目中最长隧道,也是一级高风险隧道。隧道穿越8条断层破碎带、13处节理密集发育带、12段岩性接触带、21段强富水区,地质情况复杂多变。自2019年5月7日开工以来,944个日夜的攻坚克难,中铁八局的建设者们以5座辅助坑道、11个作业面的宏大布局,在皖南的崇山峻岭间凿通了一条连接赣中与长三角的钢铁大动脉。

一、基本概况与工程数据

西武岭隧道位于安徽省黄山市黟县与祁门县交界处,东起黟县西递镇,西至祁门县柏溪乡与金字牌镇交界,是昌景黄高速铁路的全线最长隧道和重点控制性工程。隧道的主要技术参数:

 
 
项目 数据
全长 12628.8米(约12.63公里)
隧道类型 单洞双线高速铁路隧道
设计时速 350公里/小时
最大埋深 515米
最小埋深 5米
辅助坑道 5座(3座斜井+2座横洞),总长2596米
作业面数量 11个
开工时间 2019年5月7日
贯通时间 2021年12月6日
施工周期 944天
通车运营时间 2023年12月27日
风险等级 一级高风险隧道
所属线路 昌景黄高速铁路(全长289千米)

二、建设历程:944天凿通皖南“第一长隧”

西武岭隧道于2019年5月7日正式开工建设。当天,陶家岭斜井、竹林下斜井及石山横洞同时进洞施工,在全线范围内率先进入开挖作业施工阶段。作为安徽省目前在建项目中最长隧道,西武岭隧道从一开始就面临着时间紧、任务重、难度大的多重压力。为保证掘进速度,隧道采用“长隧短打”的作业方式,共设置了5座辅助坑道,包括陶家岭斜井、竹林下斜井、桃园斜井3座斜井,以及新庄横洞、石山横洞2座横洞。

5座辅助坑道共设置11个作业面同时施工,形成了多点突破、全面开花的高效施工格局。2020年5月7日,隧道在全线率先进入开挖作业施工阶段,实现了良好开局。2021年6月9日,西武岭隧道祁门段全部贯通,比计划工期提前了21天。2021年12月6日8时18分,随着桃园斜井大里程作业面至竹林下斜井3#作业面的最后一个作业段贯通,西武岭隧道全线贯通,较工期提前了10天。2023年12月27日,西武岭隧道随昌景黄高速铁路正式通车运营。

三、攻坚难点:穿越“地质博物馆”的一级高风险隧道

西武岭隧道被列为一级高风险隧道,其地质条件之复杂在安徽省高铁隧道建设中极为罕见。隧道共穿越8条断层破碎带、13处节理密集发育带、12段岩性接触带、21段强富水区、3处向斜核部、4处背斜核部及个别岩溶区域。如此密集的不良地质分布,使施工面临多重挑战的高度叠加。

在富水与岩溶方面,隧道穿越21段强富水区,施工中多次遭遇涌水险情。2020年5月,竹林下斜井转入正洞施工后,开挖揭示洞身围岩变差,溶蚀现象严重,裂隙呈张开状,并伴有股状水涌出。围岩较差且地下水发育,严重威胁施工安全。在断层与节理密集带方面,8条断层破碎带与13处节理密集发育带交织分布,围岩破碎、稳定性极差。各级围岩反复交替变化,给支护参数的动态调整带来了极大难度。在浅埋方面,隧道最小埋深仅5米,地表沉降控制要求极为苛刻,施工稍有不慎就可能引发地表塌陷。在岩溶方面,个别岩溶区域的发育使突泥涌水风险进一步加大。

隧道贯通前最紧张的时刻,是2021年11月初最后80米。全风化岩层导致掌子面稳定性降低,掉渣险情频发。建设者迎难而上,采取掌子面反压回填、喷射混凝土封闭、改变开挖工法、增强支护类型、调整开挖方式及缩短开挖进尺等综合措施,最终安全度过了最后一段高风险区。

四、技术创新:机械化大断面施工的全国标杆

西武岭隧道的成功建设,离不开一系列技术创新的支撑,为全国隧道施工向机械化大断面转型提供了宝贵经验。

大型机械化配套作业。 隧道陶家岭斜井和新庄横洞采用I级大型机械化配套作业施工。中铁八局成立了隧机作业队,配备全电脑三臂凿岩台车、拱架安装台车、锚杆台车、湿喷机械手、自行式仰拱栈桥、智能化衬砌台车、自动化衬砌养护台车等大型机械化配套设施。这些设备的全面应用,使钻孔、支护、喷锚、衬砌等全工序实现了机械化作业。

BIM技术与“四新技术”应用。 以BIM技术提前对隧道挑顶施工进行VR复杂工序模拟,通过新技术、新工艺、新设备、新材料的“四新技术”应用,确保施工安全。根据不同地形地貌条件,因地制宜制定各个洞口进洞方案。

精细化爆破与围岩控制。 以光面爆破为突破口,以“PDCA循环模式”作为提高隧道光面爆破管理的基本方法,不断调整和优化爆破参数。结合各类地质情况,采用相适应的开挖工法。

不良地质综合处治技术。 针对坍方、岩溶等不良地质,采用超前帷幕注浆、超前周边注浆、施做超前管棚等加强支护的方式度过涌水及围岩破碎段落。针对竹下斜井的涌水问题,二分部总工程师李得峰带领技术人员连续10余天现场踏勘,最终制定了采用超前周边注浆解决涌水问题并对围岩进行加固的处理方案,历时2个月安全完成该段围岩较差区段的施工任务。

五、昌景黄高铁的整体意义

昌景黄高铁西起江西省南昌市,途经上饶市、景德镇市,东至安徽省黄山市,全长289千米,设计时速350公里,是构建赣中地区至长三角地区的重要快速客运通道。西武岭隧道作为昌景黄高铁全线最长的隧道和控制性工程,其贯通为昌景黄高铁2023年底开通运营赢得了先决条件。

2023年12月27日,昌景黄高铁正式通车运营。这条高铁线路的开通,将南昌至黄山的列车运行时间大幅缩短,对于完善国家高速铁路网布局、推动赣皖两省经济社会发展具有重要意义。西武岭隧道以12.63公里的长度和944天的攻坚历程,成为这条连接赣中与长三角的钢铁大动脉上最关键的节点工程。