坡录元隧道:南昆高铁11.9公里的“隧道车站”奇观

 2015年10月20日上午9时许,随着两声炮响在百色市右江区阳圩镇的群山深处回荡,南昆客运专线广西段第一长隧道——坡录元隧道顺利贯通。这座全长11926米的单洞双线隧道,是南昆客专广西段最长的隧道,也是全线重难点控制性工程。隧道最大埋深450米,夏季施工温度高达52℃,建设者们克服了极端高温、复杂地质等多重挑战。更令人称奇的是,设计中的阳圩站有600米位于隧道内,形成了“隧道车站”的独特景观。坡录元隧道的贯通,为南昆客专这条连接西南贫困地区的高铁大动脉全线通车铺平了道路。

一、基本概况与工程数据

坡录元隧道位于广西百色市右江区阳圩镇境内,是南昆客运专线(又称云桂铁路)广西段第一长隧道。隧道的主要技术参数:

 
 
项目 数据
全长 11926米(约11.9公里)
隧道类型 进口三线、出口双线
最大埋深 450米
最大开挖断面 255平方米
断面最大宽度 20.46米
断面最大高度 15.6米
辅助坑道 816米辅助坑道
施工承建 中铁十八局集团(进口6577米)
贯通时间 2015年10月20日

南昆客专东起广西南宁,西至云南昆明,正线全长710公里,是国家《中长期铁路网规划》的重要干线铁路,也是广西、云南两省区之间的首条高铁。坡录元隧道是这条连接西南贫困地区的干线铁路上最关键的节点工程之一。

二、建设历程:从洞门浇筑到全线贯通

坡录元隧道由中铁十八局集团四公司承建。早在2011年12月,隧道出口洞门就已顺利浇筑完毕,攻克了大面积混凝土浇筑的难题。洞门施工采用了“缓浇多震”的方针,两侧对称浇筑,增加振捣时间和洒水养护次数,避免了大面积混凝土施工产生胀模和开裂的风险。

2013年1月22日,随着进口三线大跨段内一声炮响,坡录元隧道进口三线大跨段与平导正洞胜利贯通。平导正洞段通过816米的辅助坑道进入正洞,穿越“阳圩—平圩”平移断层,施工难度极大。

2015年10月20日上午9时许,随着两声炮响,坡录元隧道与南昆客专广西段第二大隧道——全长8673米的孟合山隧道同时贯通,实现了“一炮双响”。两座隧道同处阳圩镇境内,最大埋深均达450米。

三、攻坚难点:52℃高温的“桑拿房”掘进

坡录元隧道的建设面临两大核心挑战。

难点一:52℃极端高温——地下“桑拿房”的极限坚守。 夏季施工时,隧道内温度常常高达40℃以上,犹如一个巨大的桑拿房。尤其是在隧道内进行初喷作业及打二衬混凝土作业时,温度甚至高达52℃,“人仅站在隧道口就可以感觉到滚滚热浪扑面而来”。极端的高温环境加上复杂的地质条件,有时候一整天施工作业下来,也只能掘进不到一米的距离。

为应对高温难题,施工单位在隧道内安装了20多台排风设备和多台温度、湿度、空气含氧量全天候监控仪器,并为进场施工人员配发了特制的冰衣和防暑降温药品。通过以上措施,隧道内温度、湿度及空气含氧量得到有效控制,改善了施工作业人员的作业环境。

难点二:Ⅳ、Ⅴ级围岩与超大断面——在“豆腐渣”里打洞。 坡录元隧道进口三线车站段是施工难点。隧道围岩极差,全部为Ⅳ、Ⅴ级围岩。断面尺寸最大宽度达20.46米、高度达15.6米,最大开挖断面达255平方米。在如此极差的围岩中进行超大断面施工,每向前推进一米都面临坍塌的高风险。

四、技术创新:从工法变更到防水板台车

面对极端高温与复杂地质的双重挑战,建设者进行了一系列技术创新。

工法变更——双侧壁导坑法变三台阶七步法。 进口三线车站段原设计采用双侧壁导坑法施工,项目部根据现场实际情况,向设计院提出工法变更,将双侧壁导坑法变更为三台阶七步法,既加快了施工进度,又减少了施工成本。

“弱爆破、短进尺、强支护、勤测量”的施工原则。 在隧道挖掘过程中,施工方坚持“弱爆破、短进尺、强支护、勤测量”的原则。每次爆破后,施工人员首先对裸露出来的岩石进行加固,安装钢拱架。上台阶每循环进尺0.8米,中、下台阶每循环进尺1.6米。

缓浇多震”的混凝土浇筑工艺。 每挖通1米,立即采用“缓浇多震”的方法进行混凝土浇筑,两侧对称浇筑,增加振捣时间,使混凝土散热均匀。浇筑完毕后增加洒水养护次数,使混凝土加快散热,避免了大面积混凝土施工产生胀模和开裂的风险。

新型防水板铺装工艺。 坡录元隧道施工中采用新型防水板-钢筋自动化安装一体化台车进行挂铺作业,并通过三焊缝爬焊-电磁焊机联合焊接新工艺结合热熔垫圈敷设、固定防水板。二次衬砌环向结构缝通过设置可伸缩固定止水带模具,确保止水带的平顺性。这些措施降低了劳动强度,提升了隧道防水质量。

五、“隧道车站”——阳圩站的独特景观

坡录元隧道最引人注目的特点,在于它将阳圩车站“藏”在了隧道里。设计中的阳圩站有600米位于坡录元隧道内,建成后形成“隧道车站”的独特景观。

阳圩站作为南昆客专百色至普者黑段广西境内站点之一,其车站结构全部在隧道内部完成。这种“站中有隧、隧中有站”的设计,在中国高铁建设中极为罕见。车站段的超大断面施工(最大开挖断面255平方米、最大宽度20.46米)正是为容纳车站结构而设计的,这进一步增加了施工难度。

六、战略价值:西南贫困地区的高铁动脉

坡录元隧道是南昆客专全线重难点控制性工程。南昆客专东起广西南宁,西至云南昆明,正线全长710公里,于2009年12月开工建设。它是广西、云南两省区之间的首条高铁,也是连接西南贫困地区的干线铁路。

坡录元隧道贯通后,南昆客专南宁至百色段223公里于2015年12月底开通运营,南宁与百色间的旅行时间由原来3个多小时缩短至1个多小时。2016年底,南昆客专全线通车,南宁至昆明的铁路运行时间由原来的12小时大幅缩短至5小时左右。坡录元隧道以11.9公里的长度和“隧道车站”的独特景观,成为这条连接西南贫困地区与华南沿海的钢铁大动脉上最关键的节点工程。