2019年7月6日,在“天下黄土第一塬”董志塬的纵横沟壑深处,银西铁路甘宁段第二长隧——贾塬隧道经过建设者995个日夜的艰苦奋战,实现安全顺利贯通。这座全长11.865公里的单洞双线隧道,位于甘肃省庆城县境内,穿越第四系溜塌砂质黄土、第三系红黏土、白垩系砂岩等复杂地层,最浅埋深仅14米。作为全线重难点控制性工程,贾塬隧道施工存在坍塌、冒顶、变形、涌水突泥、掉块等多重风险。在董志塬这座“世界级黄土实验室”中,中铁一局的建设者们与极强湿陷性深厚富水黄土地质展开了一场持续近三年的地下鏖战。2020年底,银西高铁全线通车,银川至西安的运行时间由15个小时缩短至3个小时。贾塬隧道以11.865公里的长度和银西铁路甘宁段第二长隧的殊荣,成为这条穿越世界最大黄土塬的钢铁大动脉上最关键的节点工程。
一、基本概况:横亘董志塬的Ⅱ级风险隧道
贾塬隧道位于甘肃省庆城县葛崾岘办事处贾塬村,是银西铁路甘宁段3座10公里以上隧道之一。隧道的主要技术参数:
| 项目 | 数据 |
|---|---|
| 全长 | 11865.92米(约11.87公里) |
| 隧道类型 | 单洞双线 |
| 设计时速 | 250公里/小时 |
| 风险等级 | Ⅱ级风险隧道 |
| 最浅埋深 | 14米 |
| 围岩构成 | Ⅳ级、Ⅴ级围岩 |
| 辅助坑道 | 3座斜井(1号760米、2号579.7米、3号363.52米) |
| 开工时间 | 2016年8月 |
| 贯通时间 | 2019年7月6日 |
| 施工周期 | 995天 |
| 无砟轨道长度 | 23651.84米 |
| 承建单位 | 中铁一局五公司 |
银西铁路全长约617公里,是国家《中长期铁路网规划》中“八纵八横”高速铁路福银高铁的重要组成部分。全线共分银吴段、甘宁段、陕西段三部分,甘肃段全部在庆阳境内,全长272公里。贾塬隧道所在的甘宁段4标横跨甘肃、宁夏两省区,正线全长30.331公里。作为甘宁段第二长隧,贾塬隧道是全线重难点工程之一,也是控制该标段施工工期的关键性因素。
隧道设置有进口、出口和3座斜井辅助正洞施工。1号斜井全长760米,是3座斜井中最长的一座;2号斜井长579.7米;3号斜井长363.52米。3座斜井全部转入正洞后,形成了8个正洞工作面同时施工的格局,为隧道早日贯通赢得了时间。
二、建设历程:995天凿通“黄土禁区”
2016年8月23日,贾塬隧道正式开工建设。彼时的庆城董志塬,沟壑纵横,坡陡谷深,施工条件极为艰苦。建设者面临的第一道难关,就是如何在“天下黄土第一塬”的深沟险壑中站稳脚跟。
2017年6月19日,全长760米的1号斜井顺利竣工,标志着贾塬隧道全面转入正洞开挖掘进阶段。至此,3座斜井全部贯通,8个正洞工作面全面形成。隧道进口承担1836.86米的施工任务,洞身主要穿越第四系全新统溜塌砂质黄土、第三系红黏土、白垩系砂岩,线路通过滑坡群,地质条件差,围岩变化快。
2018年4月21日,进口开挖突破千米大关。同年6月,单口月掘进达107米,创下开工以来新高。2019年4月9日,2号斜井与3号斜井正洞最后2米成功爆破,标志着该段正式贯通。2019年7月6日,在995个日夜的艰苦奋战后,贾塬隧道全隧贯通。贯通后,项目转入无砟轨道施工阶段,无砟轨道整体道床施工长度为23651.84米,日进度保持在430米。2020年3月10日,铺轨工程全面复工。2020年底,银西高铁全线通车。
三、攻坚难点:董志塬的“四重封锁”
贾塬隧道地处世界规模最大的黄土塬——董志塬腹地。董志塬黄土厚度深达数百米,地下水潜水径流,地质复杂,极易渗水坍塌。隧道被列为Ⅱ级风险隧道,其建设面临四重核心挑战的高度叠加。
难点一:极强湿陷性黄土——遇水即塌的“豆腐渣地层”。 隧道穿越第四系全新统溜塌砂质黄土。湿陷性黄土遇水后结构迅速破坏,产生显著的附加沉降,极易引发地表沉陷和洞顶坍塌。施工人员形容在这种地层中掘进,如同在水豆腐上打洞。隧道最浅埋深仅14米。
难点二:围岩变化快——Ⅳ、Ⅴ级围岩的密集分布。 隧道全由Ⅳ级、Ⅴ级围岩构成。Ⅳ、Ⅴ级围岩是围岩分级中稳定性最差的类别,自稳能力极差。
难点三:滑坡群与复杂地形——沟壑纵横的施工困局。 隧道线路通过滑坡群。庆城县地处董志塬,沟壑纵横、地形复杂。施工便道修筑极为困难,材料运输和设备进场面临严峻挑战。
难点四:多种地质风险叠加——坍塌、冒顶、变形、涌水突泥。 施工存在坍塌、冒顶、变形、涌水突泥、掉块等多重风险,洞口附近陷穴发育。
面对四重挑战,项目团队纵深推进标准化管理,积极采用新工装、新工艺。在隧道防水上,优先采用瓷焊技术和三块防水板爬焊技术。同时采用液压移动栈桥、半自动防水板铺挂平台、带模注浆等先进技术。推行仰拱移动栈桥、湿喷机械手、二衬台车等全程自动化操作。
四、技术创新:黄土隧道施工的“贾塬方案”
面对董志塬黄土地质的极端挑战,中铁一局的建设者展开了一系列技术创新。
“六位一体”管理要求。 项目部严格按照质量、安全、工期、投资、环保、创新的“六位一体”管理要求组织施工。
八项新工艺、工法的推广应用。 在贾塬隧道施工中,推广应用了八项新工艺、工法。在隧道防水上,优先采用瓷焊技术和三块防水板爬焊技术。采用液压移动栈桥、半自动防水板铺挂平台、带模注浆等先进技术。推行仰拱移动栈桥、湿喷机械手、二衬台车、水沟电缆槽台车等全程自动化操作。
“以工装保工艺”的标准化施工。 纵深推进机械化、工厂化、专业化、信息化的标准化施工。以工装保工艺,以工艺保质量,以质量促进度。狠抓隧道施工循环作业卡控,全面落实铁路建设项目质量安全红线管理规定。
穿越不同岩性接触带的修建技术。 基于贾塬隧道的工程实践,采用模型试验、数值模拟和现场监测相结合的方法,研究了穿越不同岩性接触带隧道中支护结构力学特性、合理施工工法和关键施工参数。
五、战略价值:银西高铁的“庆阳咽喉”
贾塬隧道是银西铁路甘宁段第二长隧。银西铁路贯通陕甘宁三省区,是一条连接南北的重要交通枢纽。作为国家《中长期铁路网规划》中“八纵八横”高速铁路福银高铁的重要组成部分,银西铁路是连接陕甘宁三省区的一条发展路、民生路和旅游路。
贾塬隧道的贯通,为银西铁路全线通车扫清了关键障碍。2020年底,银西高铁全线通车,银川至西安的运行时间由15个小时缩短至3个小时。贾塬隧道以11.865公里的长度和银西铁路甘宁段第二长隧的殊荣,成为这条穿越“天下黄土第一塬”的钢铁大动脉上最关键的节点工程。
