阳山隧道:浩吉铁路11.668公里“黄土高原”上的1180天攻坚

 2018年8月10日,在陕北黄土高原的千沟万壑深处,由中铁二十局二公司承建的浩吉铁路(原蒙华铁路)阳山隧道顺利贯通。这座全长11.668公里的单洞双线隧道,位于陕西省延安市延长县与宝塔区境内,集浅埋富水段、高地应力水平岩层、低瓦斯等不良地质因素于一身,是全线的重点控制性工程之一。自2015年5月开工建设以来,建设者们历经1180个日夜的艰苦鏖战,成功攻克了高地应力水平岩层初支变形开裂、低瓦斯及土石界面渗水溜塌等多项技术难题。阳山隧道的贯通,为这条世界上一次性建成并开通运营里程最长的重载铁路在2019年9月28日全线通车铺平了道路。

一、工程概况:横亘陕北黄土高原的11.668公里地下长龙

阳山隧道位于陕西省延安市延长县与宝塔区境内,是浩吉铁路全线的重点控制性工程。作为全线“特长隧道”之一,它在陕北黄土高原的腹地穿行而过,将延长县与宝塔区紧密相连。

 
 
项目 数据
全长 11.668公里(约11.6公里)
隧道类型 单洞双线隧道
所属线路 浩吉铁路(原蒙华铁路)
开工时间 2015年5月
贯通时间 2018年8月10日
施工周期 1180天
承建单位 中铁二十局二公司

二、建设历程:1180天凿通“黄土高原”上的控制性工程

2015年5月,阳山隧道正式开工建设。工程所在的陕北黄土高原沟壑纵横、地形狭小,软弱围岩密集,施工条件极为恶劣。建设者们扎根深山,在黄土高原的千沟万壑间展开了一场持续1180个日夜的地下鏖战。

隧道全长超过11公里,地质条件复杂多变。浅埋富水段、高地应力水平岩层、低瓦斯等不良地质因素交织叠加,施工如履薄冰。更棘手的是,出口段为黄土围岩,初支变形开裂问题突出;2号斜井正洞则面临高地应力水平岩层变形开裂的“病害”。

2018年8月10日,经过建设者1180个日夜的连续奋战,阳山隧道顺利贯通。来自宝鸡的一线工人刘建涛在贯通现场感慨道:“1180个日夜,中间确实出现过一些困难,但是我们迎难而上,今天终于打通了这条隧道。”

三、攻坚难点:浅埋富水、高地应力与低瓦斯的“三重封锁”

阳山隧道地处陕北黄土高原,其建设面临三大核心挑战的高度叠加。

浅埋富水段与土石界面渗水溜塌。 隧道穿越浅埋富水段,黄土覆盖层薄、地下水丰富。土石界面处渗水严重,极易引发溜塌灾害。施工中稍有不慎,就可能造成拱顶坍塌和地表沉陷。

高地应力水平岩层初支变形开裂。 隧道穿越高地应力水平岩层段。水平层状岩层在开挖卸荷后极易发生层间错动,导致初期支护变形开裂。常规支护手段难以奏效,钢拱架扭曲变形、支护开裂问题频发。

低瓦斯风险。 隧道为低瓦斯隧道,瓦斯积聚风险对通风防爆管理提出了严格要求。施工中必须严防瓦斯积聚,确保通风系统24小时不间断运行。

四、技术创新:从“限阻器”到“养护台架”的精准突破

面对“浅埋富水+高地应力+低瓦斯”的三重封锁,中铁二十局的建设者展开了一系列技术创新。

“限阻器”技术方案遏制变形开裂。 针对出口黄土围岩初支变形开裂和2号斜井正洞高地应力水平岩层变形开裂等“病害”,阳山隧道项目部采用了 “限阻器”可行性技术方案,有效地遏制了隧道初期支护变形开裂问题。“限阻器”通过在支护结构中设置可控变形节点,允许围岩在可控范围内释放应力,避免应力集中导致的结构破坏。

雾炮机与养护台架保障施工质量。 为提升施工质量,该项目还采用了养护台架安装雾化器和轻型可移动式雾炮机等工装对隧道进行养护。这些设备通过对已浇筑混凝土进行持续喷雾养护,有效防止了混凝土开裂,确保了衬砌质量。

低瓦斯施工的安全管控。 针对低瓦斯风险,施工团队严格执行瓦斯监测和通风管理制度,确保低瓦斯环境下施工的绝对安全。

五、浩吉铁路的整体战略意义

阳山隧道是浩吉铁路全线229座隧道之一。浩吉铁路全长1813.5公里,北起内蒙古鄂尔多斯乌审旗浩勒报吉站,途经内蒙古、陕西、山西、河南、湖北、湖南、江西等7省区,终至江西吉安。它是世界上一次性建成并开通运营里程最长的铁路,设计年输送能力2亿吨以上。

2019年9月28日,浩吉铁路正式开通运营。这条纵贯中国南北的“北煤南运”国家战略运输通道,对于扩大煤炭“公转铁”运量、助力打赢蓝天保卫战、促进区域经济社会协调发展具有十分重要的意义。阳山隧道以11.668公里的长度和全线重点控制性工程的殊荣,成为这条纵贯南北的能源大动脉上最关键的节点工程之一。