2020年5月1日上午,在湘西武陵山脉的崇山峻岭深处,随着最后一声炮响在洞内回荡,张吉怀高铁全线第一长隧——吉首隧道顺利贯通。这座全长12.162公里的单洞双线隧道,位于湖南省湘西州古丈县与吉首市交界处,是张吉怀高铁全线重点控制性工程,也是全线最长的隧道。工程于2016年12月18日开工建设,由中铁隧道局集团承建。隧道穿越4条断层和不整合接触带,IV级、V级围岩占比高达94%以上,属I级高风险隧道。历经3年半艰苦鏖战,建设者在湘西武陵山脉深处凿通了一条12公里的地下长龙,为张吉怀高铁2021年12月6日正式开通运营扫清了最大障碍。
一、基本概况与工程数据
吉首隧道位于湖南省湘西土家族苗族自治州境内,进口位于古丈县默戎镇九龙村,出口位于吉首市马颈坳镇着落村。隧道的主要技术参数:
| 项目 | 数据 |
|---|---|
| 全长 | 12.162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 |
| 铁路等级 | 高速铁路 |
| 开工时间 | 2016年12月18日 |
| 贯通时间 | 2020年5月1日 |
| 施工周期 | 约3年半 |
| 承建单位 | 中铁隧道局集团 |
| 设计单位 | 中铁第四勘察设计院 |
| 风险等级 | Ⅰ级高风险隧道 |
吉首隧道是张吉怀高铁全线最长的单洞双线隧道,也是全线先期开工的控制性工程。隧道进口位于古丈县默戎镇,出口位于吉首市马颈坳镇,横跨两县市。隧道穿越区域地形起伏大,多为山岭重丘地区,桥隧比达90%以上。
二、建设历程:从率先进场到3年半贯通
2016年12月18日,吉首隧道正式开工建设。作为全线先期开工的控制性工程,吉首隧道的施工进度直接决定了张吉怀高铁全线的通车节点。
2019年7月,隧道建设进入火热推进阶段。隧道内断层多、涌水量大,施工难度极高,但建设者始终保持着高效的掘进节奏。
2020年初,隧道施工进入最后攻坚阶段,却遭遇了突如其来的新冠肺炎疫情。施工组织遇到极大困难,人力资源极为缺乏。为了确保重点工程有序推进,项目第一时间积极响应中央复工复产要求,投入超额资金购买防疫物资,采用专车、专线接送务工人员,进场全员核酸检测等措施进行科学筹划,于2月10日在全线率先实现了复工生产。这一果断决策,为隧道按期贯通奠定了坚实基础。
2020年5月1日上午,吉首隧道顺利贯通。在贯通仪式现场,建设者们欢呼庆祝,为五一国际劳动节献上了一份特殊的节日礼物。吉首隧道的贯通,标志着张吉怀高铁建设取得了决定性突破,为2021年全线通车运营按下了“快进键”。
2021年3月26日凌晨2时左右,一组500米长轨缓缓铺入吉首隧道内的无砟轨道板上,吉首段正式进入铺轨和工程建设冲刺阶段。2021年12月6日,张吉怀高铁正式开通运营。
三、攻坚难点:Ⅰ级高风险隧道的“三重封锁”
吉首隧道地处湘西武陵山脉,地质条件极为复杂,被列为全线控制性工程和I级风险隧道。其建设面临三重核心挑战的高度叠加。
难点一:94%软弱围岩——在“豆腐渣”里打洞。 吉首隧道IV级、V级围岩占比高达94%以上。IV级、V级围岩是围岩分级中稳定性最差的类别,岩体破碎、自稳能力极差。在如此高比例的软弱围岩中掘进,每向前推进一米都面临坍塌和变形的极高风险。隧道洞身穿越灰岩、泥质灰岩、泥质粉砂岩等强、弱风化地层,岩层变化极为频繁。
难点二:4条断层与不整合接触带——断裂带上的“生死穿越”。 全隧穿越4条断层和不整合接触带。进口段穿越灰岩及灰岩与红层不整合带。断层破碎带内岩体破碎、地下水发育,每穿越一条断层都面临坍塌和涌水的高风险。不整合接触带则是不同地质年代岩层的交界面,岩性突变频繁,围岩稳定性极差。
难点三:岩溶、暗河与高地应力——地下“三重险境”的叠加。 隧道所处区域岩溶和岩溶水极为发育。地下暗河纵横交错,稍有不慎就可能遭遇突水突泥灾害。高地应力环境下,软弱围岩在高地应力作用下发生剧烈塑性流变。多重不良地质的叠加,使施工安全风险呈几何级数增加。
面对“94%软弱围岩+4条断层+岩溶暗河高地应力”的三重封锁,建设者克服了重重困难,在I级高风险隧道中实现了安全施工。建设过程中,项目团队将超前地质预报纳入施工工序,综合运用多种探测手段提前探明前方地质状况;针对软弱围岩段,严格控制开挖进尺,做到“管超前、短开挖、强支护、勤测量、早封闭”;针对断层破碎带和岩溶发育区,采取注浆加固和综合排水措施,有效控制了地质灾害风险。
四、技术创新:九条机械化作业线的“智慧隧道”
吉首隧道的成功建设,离不开一系列技术创新与管理突破。
全工序机械化作业线。 建设者积极引进运用隧道工装设备,形成了超前地质预报、钻爆、锚喷支护、装渣运输、仰拱铺底、衬砌防排水铺设安装、衬砌、敲击检测养护、水沟电缆槽等九条机械化作业线,实现了隧道施工全工序机械化作业。
全断面3D自动扫描系统。 全线率先采用全断面3D自动扫描系统解决隧道超欠挖问题。这一技术通过高精度三维扫描,实时获取隧道开挖断面的精确数据,有效控制了超欠挖,大幅提升了施工精度和效率。
智能化设备改造。 对液压式移动栈桥、二衬台车、自动喷淋养护设备等进行智能化改造,提高工程质量。智能化改造使传统设备具备了自动控制和数据采集功能,确保了衬砌施工的高质量。
信息化管理系统。 引进了13套软件系统,建立了项目信息化系统,实现了现场全覆盖、施工过程全监控。信息化系统使项目管理者能够实时掌握施工现场的动态数据,及时调度资源、管控风险。
五、战略价值:湘西“黄金旅游通道”的咽喉工程
吉首隧道是张吉怀高铁全线最长的隧道,也是全线先期开工的控制性工程。它的贯通为张吉怀高铁2021年12月6日正式开通运营扫清了最大障碍。
张吉怀高铁位于湖南西部,全长约246.6公里,总投资约382.4亿元,设计时速350公里,共设8个站点。北起张家界市,经湘西州吉首市,南接怀化市,衔接黔张常铁路、焦柳线、渝怀二线、沪昆高速铁路、怀邵衡铁路等多条铁路。它是大湘西交通中枢神经,北可连接郑州,南可连接桂林,将郑州、西安、襄阳、荆州、张家界、湘西、凤凰、桂林阳朔等多个世界著名的文化遗产地和自然遗产地串联起来。
吉首隧道贯通后,张吉怀高铁通车运营,从怀化到张家界的时间由原来的3.5小时缩短至1小时。吉首到长沙2小时以内,到广州5小时以内,到上海8小时以内。这条高铁将张家界、凤凰古城等著名风景旅游区串联起来,沿线风光秀丽,被誉为“中国最美的铁路之一”。
