三阳隧道:兴泉铁路11.41公里“Ⅰ级高风险”的四年鏖战

 2021年12月9日上午8时,随着最后一声炮响在福建大田县石牌镇的群山深处回荡,兴泉铁路全线唯一Ⅰ级高风险隧道——三阳隧道实现全隧贯通。这座全长11.41公里的单线隧道,最大埋深375米,穿越7条断裂破碎带,下穿省道、泉南高速、河谷及居民区,地质条件复杂多变。自2017年开工以来,中铁隧道局的建设者们历经四年多艰苦鏖战,以5个作业工区、8个掌子面的宏大布局,在闽中群山深处凿通了一条连接赣南与闽南的钢铁通道,为兴泉铁路这条串联8个革命老区的“振兴之路”铺平了最后一段道路。

一、工程概况:横亘闽中群山的11.41公里“Ⅰ级高风险隧道”

三阳隧道位于福建省三明市大田县石牌镇小湖村境内,是兴泉铁路全线重点控制性工程,也是全线唯一一座Ⅰ级高风险隧道。隧道的主要技术参数:

 
 
项目 数据
全长 11410米(约11.41公里)
最大埋深 375米
穿越断裂破碎带 7条
作业工区 5个
掌子面数量 8个
辅助斜井 3座
设计时速 160公里/小时
贯通时间 2021年12月9日

兴泉铁路北起江西兴国,经宁都、石城进入福建境内,终至福建泉州,为国家Ⅰ级单线电气化、客货兼顾的区域干线铁路。线路全长约461公里,设计行车速度160公里/小时。三阳隧道是这条铁路线上施工难度最大、风险最高的控制性工程。

二、攻坚难点:Ⅰ级高风险隧道的“四大封锁”

三阳隧道被列为兴泉铁路全线唯一一座Ⅰ级高风险隧道。隧道地质岩体破碎,复杂多变,存在透水、瓦斯泄露等情况。其建设面临四大核心挑战的高度叠加。

(一)7条断裂破碎带——“断裂带上的步步惊心”

隧道穿越7条断裂破碎带。断裂破碎带内岩体破碎、地下水发育,每穿越一条断层都面临坍塌和涌水的高风险。7条断裂带意味着建设者平均每掘进约1.6公里就要穿越一条断层。项目总工程师袁金宝表示,隧道地质条件比较复杂,对施工团队考验不小。

(二)穿越高速、省道、河谷与居民区——毫米级沉降的极限控制

三阳隧道下穿省道、泉南高速、河谷及居民区。隧道下穿泉南高速等路段时,任何地表沉降超标都可能影响高速公路运营安全。施工如履薄冰,对爆破参数和沉降控制提出了毫米级的精度要求。

(三)富含瓦斯与透水风险——地下“隐形炸弹”的生死排险

隧道地质岩体破碎、复杂多变,存在透水、瓦斯泄露等情况。瓦斯积聚风险对通风防爆管理提出了严格要求。施工中随时面临瓦斯积聚和突水突泥的双重威胁。针对低瓦斯隧道施工中的安全管理,技术人员以三阳隧道为依托开展了专项研究。

(四)四年工期与高风险管理的极限考验

自2017年开工以来,三阳隧道的建设贯穿了兴泉铁路全线施工周期。四年间,建设者克服了地质突变频繁、下穿敏感区域、施工通风与排水困难等施工难度大、安全风险高的技术难题。2020年初新冠疫情的冲击进一步增加了工期压力,复工以来,中铁隧道局发扬“铁军”精神,克服种种困难,努力把受疫情影响的工程进度补回来。

三、技术创新:从“5工区8掌子面”到“3座斜井6个工作面”的系统突破

面对“7条断裂带+下穿高速+瓦斯透水”的多重封锁,中铁隧道局的建设者展开了一系列技术创新。

“5工区8掌子面”——“长隧短打”的施工组织模式。 为破解11.41公里超长隧道的施工困局,三阳隧道分为5个作业工区,设置8个掌子面同步掘进。这一“长隧短打”的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。

3座斜井增加6个工作面——多点协同的攻坚布局。 隧道设置了3座斜井,增加了6个工作面。斜井的设置为正洞施工开辟了更多作业面,既为超前地质预报提供了通道,又兼做排水、通风、运输通道。

“多点推进、轮班作业”——全天候的攻坚节奏。 项目方采用了多点推进、轮班作业的施工模式,并提前对地质进行勘探,保障施工安全。整个隧道共有施工工人260人,分六组进行施工,每个工作面可实现日掘进3.5米。

综合超前地质预报体系——精准“排雷”的科技之眼。 针对断裂破碎带、瓦斯、透水等不良地质的密集分布,施工团队建立了以超前地质预报为先导的施工管理体系,提前探明前方地质状况。这一体系使建设者能够在不良地质来临前提前预判,有效降低了地质灾害风险。针对低瓦斯隧道施工中的安全管理,技术人员以三阳隧道为依托开展了专项研究。

科学合理配置资源——工期与质量的双重保障。 面对诸多难题,项目方上足人力机械,科学合理配置资源,各项工作有序衔接,确保隧道如期贯通。项目方抢抓黄金施工期,科学组织,推进项目有序建设。

四、战略价值:兴泉铁路的“咽喉”工程

三阳隧道是兴泉铁路全线唯一一座Ⅰ级高风险隧道,也是全线重点控制性工程、建设单位主要负责人包保工点。

兴泉铁路北起江西兴国,终至福建泉州,为国家Ⅰ级单线电气化铁路。三阳隧道的贯通,为兴泉铁路全线通车扫清了最大障碍。2022年5月11日,随着最后一组500米长钢轨铺设完成,兴泉铁路全线铺轨贯通。

兴泉铁路全线建成通车后,将彻底结束江西东部的宁都、石城和福建西部的宁化、清流、明溪、大田、德化、永春等8个革命老区不通火车的历史。这条铁路对完善区域路网布局,提高路网密度,促进赣闽粤原中央苏区振兴发展,形成连接海西经济区与华中、赣、湘及西南、西北等内陆地区的铁路通道具有重要的意义和作用。

三阳隧道以11.41公里的长度和全线唯一Ⅰ级高风险隧道的殊荣,成为这条串联8个革命老区的钢铁大动脉上最关键的节点工程。