在燕山山脉的崇山峻岭深处,一座全长11.72公里的双线单洞隧道横贯山体,将承德滦平与丰宁两县紧密相连——这就是张唐铁路全线重点控制性工程五道梁隧道。作为张唐铁路ZTSG-4标段28座隧道中最长的一座,五道梁隧道于2010年9月开工建设,建设工期42个月。隧道最大埋深260米,正洞Ⅱ、Ⅲ级围岩占比高达88.4%。自开工以来,中铁三局四公司的建设者们与围岩变化、冬施严寒、地质复杂等重重困难展开了一场持续三年多的地下鏖战。2014年8月,随着张唐铁路ZTSG-4标段28座隧道全部安全贯通,五道梁隧道作为全线重点控制工程之一圆满完成施工任务。2015年12月30日,张唐铁路全线建成通车。五道梁隧道以11.72公里的长度和张唐铁路重点控制工程的殊荣,成为这条“西煤东运”能源大通道上最关键的节点工程之一。
一、基本概况:横亘燕山山脉的11.72公里地下长龙
五道梁隧道位于河北省承德市境内,线路经过滦平县与丰宁县。作为张唐铁路ZTSG-4标段的控制性工程,五道梁隧道是全线28座隧道中最长的一座。隧道的主要技术参数:
| 项目 | 数据 |
|---|---|
| 全长 | 11720米(约11.72公里) |
| 隧道类型 | 双线单洞无砟隧道 |
| 最大埋深 | 260米 |
| 明洞长度 | 进口21米、出口12米 |
| 1号斜井 | 长度733米,坡度8.84% |
| 2号斜井 | 长度925米,坡度10.7% |
| Ⅱ级围岩占比 | 35.9% |
| Ⅲ级围岩占比 | 52.5% |
| Ⅳ级围岩占比 | 9.2% |
| Ⅴ级围岩占比 | 2.5% |
| 双块式整体道床 | 11660米 |
| 开工时间 | 2010年9月 |
| 建设工期 | 42个月 |
张唐铁路ZTSG-4标段全长86.574公里,其中隧道28座,共55.104公里,占线路长度的64.05%。四公里以上的隧道就有4座,五道梁隧道以其11.72公里的长度位列其中之首。标段管段隧道比例高,安全风险大,施工条件差,临时工程设置困难,建设工期紧张。
二、攻坚难点:燕山山脉的“三大封锁”
五道梁隧道地处燕山山脉,地质条件复杂,施工难度大。隧道技术标准高,是全线重点控制工程之一。其建设面临三大核心挑战的高度叠加。
第一重:地质复杂与围岩变化——燕山山脉的“地质迷宫”。 隧道穿越地区地质条件复杂。正洞围岩情况:Ⅴ级围岩占2.5%,Ⅳ级围岩占9.2%,Ⅲ级围岩占52.5%,Ⅱ级围岩占35.9%。围岩等级变化频繁,不同围岩段落的支护参数和施工工法需要随之动态调整,对施工组织的灵活性提出了极高要求。虽然Ⅱ、Ⅲ级围岩占比高达88.4%,围岩整体条件相对较好,但Ⅳ、Ⅴ级围岩段仍需面对坍塌和变形风险。
第二重:冬施时间长——严寒气候的极限考验。 承德地区地处燕山北麓,冬季漫长且气温极低。低温环境下混凝土养护周期延长,机械设备运行效率下降,施工人员作业条件恶劣。建设者克服了冬施时间长等困难,在严寒中保证了工程进度和质量。
第三重:长大隧道施工——斜井与多作业面的极限组织。 隧道全长11720米,仅靠进出口两端掘进远远不够。为此,线路左侧分别设置1号、2号斜井,平面夹角分别为52°、51°,井身长度分别为733米和925米。1号斜井坡度8.84%,2号斜井坡度10.7%。大坡度斜井运输风险高,物料运输和人员通行效率受到极大制约。全隧分四个工区同时掘进施工,施工组织和物流调配难度极大。此外,张唐铁路为国家重载Ⅰ级铁路,设计时速120公里/小时,重载铁路隧道对衬砌结构的承载力和耐久性要求远高于普通铁路隧道。
三、技术创新:从“四个工区”到“无砟道床”的系统突破
面对“地质复杂+冬施严寒+长大隧道”的三重封锁,中铁三局四公司展开了一系列技术创新与管理突破。
“四个工区同时掘进”的长隧短打方案。 隧道分四个工区同时掘进施工,1号、2号斜井的设置为正洞施工开辟了多个作业面,有效破解了11.72公里超长隧道的施工困局。这一施工组织模式使建设者能够在多个作业面同步推进,大幅缩短了施工周期。
双块式无砟轨道技术。 五道梁隧道采用无砟道床,双块式整体道床长度达11660米。张唐铁路设计大于等于6公里的隧道均采用双块式无砟轨道。无砟轨道具有整体性强、稳定性高、耐久性好等优点,能满足重载铁路运行更快、更稳、更安全、维修更简单的要求。在重载铁路隧道中大规模应用无砟轨道,在我国铁路建设中尚属探索性实践。
科技创新与精细化管理。 张唐项目经理部以科技创新为龙头,精细化管理为抓手。大力开展劳动竞赛,不断掀起施工高潮,在全线创出了诸多第一,信用评价多次名列前茅。2014年3月,五道梁隧道1号斜井与2号斜井间、2号斜井与隧道出口间顺利贯通,标志着隧道施工取得阶段性胜利,展现了公司长大隧道施工技术水平和管理水平。
明挖段施工技术。 针对隧道DK232+935~DK232+955段位于沟壑内的实际情况,该段隧道工程采用顶部明作套拱施工方案。这一因地制宜的施工方案有效解决了沟壑地形条件下的进洞难题。
四、战略价值:张唐铁路的“咽喉”工程
五道梁隧道是张唐铁路ZTSG-4标段28座隧道中最长的一座,也是全线重点控制工程之一。张唐铁路西起河北省张家口市,东至唐山市曹妃甸港,正线全长525.1公里,为国铁Ⅰ级双线电气化铁路。
作为中国第四条能源大通道(鄂尔多斯至唐山曹妃甸港)的一期工程,张唐铁路主要承担晋北、蒙西和陕西北部的能源输出任务,年运输能力达2亿吨。2014年8月24日,随着五道梁隧道等28座隧道全部安全贯通,张唐铁路建设取得决定性突破。2015年12月30日,张唐铁路全线建成通车。
五道梁隧道以11.72公里的长度和张唐铁路重点控制工程的殊荣,成为这条“西煤东运”能源大动脉上最关键的节点工程之一。自2015年通车运营以来,这条铁路将承德至唐山的铁路里程缩短至186公里,为蒙西、晋北的煤炭资源提供了便捷的出海通道。
