堡镇隧道：沪汉蓉通道“头号工程”的高地应力软岩突围

在鄂西武陵山脉的崇山峻岭深处，一座全长近12公里的双线隧道横贯山体，将湖北宜昌与重庆万州紧密相连——这就是宜万铁路（现宁蓉铁路组成部分）的第二长隧道堡镇隧道。2007年9月9日，堡镇隧道左线比施组节点工期提前21天贯通；2008年，右线也顺利实现贯通。这座隧道地处高地应力区，穿越软岩地层，多次遭遇大变形灾害。建设者们在“先柔后刚、先放后抗”的科学理念指导下，与高地应力软岩大变形展开了一场持续数年的地下鏖战。堡镇隧道的贯通，为宜万铁路这条沪汉蓉快速通道的关键组成部分铺平了道路，也为中国在高地应力软岩地区修建长大隧道积累了宝贵的技术经验。

一、工程概况：穿越武陵山脉的11.6公里“地质雷区”

堡镇隧道位于湖北省宜昌市长阳土家族自治县贺家坪镇与榔坪镇之间，是宜万铁路的重难点和控制性工程。隧道的主要技术参数：

堡镇隧道是宜万铁路全线第二长大隧道。宜万铁路东起湖北宜昌，西至重庆万州，全长377公里，是我国“四纵四横”快速铁路网中沪汉蓉快速通道的重要组成部分。线路穿越鄂西武陵山区，地质条件极为复杂，全线共有隧道159座，其中10公里以上隧道4座，堡镇隧道位居第二。

二、攻坚难点：高地应力软岩大变形的“三大特征”

堡镇隧道地处鄂西山区，穿越区域地质条件极其复杂。其建设面临的核心挑战——高地应力软岩大变形，具有三大突出特征。

（一）变形速度快——每天以“肉眼可见”的速度侵入

堡镇隧道围岩变形具有变形速度快的显著特征。在高地应力的持续作用下，软弱围岩在开挖后迅速发生塑性流变，变形以肉眼可见的速度发展。

（二）变形量大且破坏严重——钢拱架被“拧成麻花”

堡镇隧道围岩变形的另一突出特征是变形量大且破坏严重。初期支护结构在巨大的围岩压力下严重扭曲变形，钢拱架被拧成“麻花”状，喷射混凝土开裂剥落。施工中多次出现开挖地质情况与设计不符的困境。

（三）持续时间长——变形“没完没了”

堡镇隧道围岩变形还具有持续时间长的特征。软弱围岩的流变特性使变形在开挖后持续很长时间，给施工带来了极大的困扰。

三、技术创新：“先柔后刚、先放后抗”的变形控制体系

面对高地应力软岩大变形的极限挑战，中铁五局、中铁十四局的建设者与科研团队展开了一系列技术创新。

“超前支护、初支加强”的主动防控。 在对国内外高地应力软岩隧道施工技术研究的基础上，建设者制定了 “超前支护、初支加强、合理变形、先放后抗、先柔后刚、刚柔并济、及时封闭、底部加强、改善结构、地质预报” 的快速施工原则和总体方案。所谓“先柔后刚、先放后抗”，是指在初期支护中采用柔性结构允许围岩在可控范围内释放部分应力，待应力释放到一定程度后再施作刚性结构抵抗剩余变形。

多重支护与超短台阶工法。 针对高地应力软岩大变形，施工中采用了 “多重支护” 体系，通过多层支护结构的协同工作有效控制围岩变形。同时采用 “超短台阶法” 开挖，最大限度减少对软弱围岩的扰动，缩短开挖面暴露时间。

变形预测与动态设计。 为了更好地控制变形，施工中采用了变形预测程序。通过对预测值和实测值的比较，证实了预测软件具有较好的可靠性。通过变形量测资料及时调整支护参数，顺利通过了高地应力软岩段。中国地质大学（武汉）以堡镇隧道为依托，对软岩大变形的机理及整治措施进行了深入研究，用大型通用非线性有限元软件ADINA进行数值计算，计算结果与现场监测吻合较好。

四、工程意义：沪汉蓉通道的“咽喉”工程

堡镇隧道是宜万铁路全线第二长大隧道。宜万铁路是我国“四纵四横”快速铁路网中沪汉蓉快速通道的重要组成部分。2009年12月10日，宜万铁路高风险隧道全面贯通。2010年12月22日，宜万铁路正式通车运营。2012年7月1日，随着汉宜铁路通车，沪汉蓉快速通道（宁蓉铁路）全线建成。

堡镇隧道以近12公里的长度和宜万铁路第二长隧的殊荣，成为这条连接东、中、西部的钢铁大动脉上最关键的节点工程之一。堡镇隧道在施工中遇到的软岩大变形问题，以及在此基础上形成的“先柔后刚、先放后抗”等技术成果，为后续类似地质条件下的隧道建设提供了宝贵的工程经验。