2020年9月16日上午8时16分,在四川峨边彝族自治县的悬崖峭壁深处,随着最后一声炮响回荡在山谷,由中国中铁五局承建的成昆铁路复线(峨广铁路)重大控制工程——大坪山隧道实现全隧贯通。这座全长11.34公里的单洞双线隧道,进出口均位于半山腰陡峭的悬崖上,全隧共穿越5个断裂带及一个大向斜,集软岩大变形、突泥涌水、低瓦斯、高地热等不良地质于一体。自2016年4月开工以来,建设者历时4年零5个月,克服了1574米软岩大变形段、持续6个月的特大涌水及45℃的高地温,以进口平导及14个横通道、1#横洞、2#横洞同时掘进施工的宏大布局,在大小凉山深处凿通了一条连接成都与昆明的钢铁通道,为峨广铁路全线贯通奠定了坚实基础。
一、工程概况:横亘大小凉山的11.34公里“断裂带禁区”
大坪山隧道位于四川省乐山市峨边彝族自治县境内,是成昆铁路扩能改造工程峨眉至米易段(峨广铁路)的重难点控制性工程。成昆铁路复线(峨广铁路)全长约850公里,起于成都止于昆明,设计时速160公里,是我国西南地区的干线铁路之一,也是中国“三横五纵”干线铁路网的一纵。
| 项目 | 数据 |
|---|---|
| 全长 | 11.34公里 |
| 隧道类型 | 单洞双线 |
| 设计时速 | 160公里/小时 |
| 穿越断裂带 | 5个断裂带及1个大向斜 |
| 软岩大变形段 | 1574米 |
| 最大涌水量 | 32000立方米/天 |
| 洞内最高温度 | 45℃ |
| 开工时间 | 约2016年4月 |
| 贯通时间 | 2020年9月16日 |
| 施工周期 | 4年零5个月 |
二、攻坚难点:悬崖、断裂带与“四大不良地质”的致命组合
大坪山隧道地处大小凉山腹地,其建设面临四大核心挑战的高度叠加,每一项都足以让普通隧道工程望而却步。
(一)悬崖之上的“无路可走”——进出口均在半山腰
大坪山隧道的进出口均位于半山腰陡峭的悬崖上。施工便道修建在悬崖峭壁之上,物资运输和设备进场面临严峻挑战。地震、山洪、泥石流等自然灾害频发,进一步加剧了施工难度。项目部进场后,首要任务便是在悬崖上开辟出一条通往作业面的生命通道。
(二)5个断裂带与1个大向斜——断裂带上的“步步惊心”
全隧共穿越5个断裂带及一个大向斜。断裂破碎带内岩体破碎、地下水极为发育,每穿越一条断层都面临坍塌和涌水的高风险。5条断裂带与向斜构造的交织分布,使围岩条件变化极为频繁,施工如履薄冰。
(三)四大不良地质的叠加——“地质灾害套餐”
大坪山隧道集软岩大变形、突泥涌水、低瓦斯、高地热四大不良地质于一体。四大不良地质的叠加,使施工安全风险呈几何级数增加——软岩在高地应力下剧烈变形,涌水加剧围岩软化,瓦斯与高温相互交织,每向前掘进一米都面临多重威胁。
(四)1574米软岩大变形与6个月特大涌水——生死考验的“双重绞杀”
隧道有软岩大变形段1574米。在地质断层和高地应力区,脆弱的围岩变形量极大,钢拱架扭曲变形、支护拆换问题突出。更棘手的是,涌水前后持续6个月之久,最大涌水量达32000立方米/天——相当于每天涌出约15个标准游泳池的水量。涌水与变形的叠加,使施工人员长期在“水帘洞”中与变形赛跑。
(五)45℃高温与独头掘进5000米——地下“火炉”的极限坚守
隧道进口单口掘进达5000米以上。独头掘进意味着物料运输、通风排烟、人员进出全部依赖单一通道。随着掘进距离增加,通风排烟困难急剧加剧,洞内温度高达45℃。在如此高温高湿的环境中,施工人员每工作不到两小时就必须轮换休息,作业效率大幅下降。
三、技术创新:从“14个横通道”到“微台阶作业台车”的系统突破
面对“悬崖+断裂带+四大不良地质”的多重封锁,中铁五局的建设者展开了一系列技术创新。
“长隧短打”——14个横通道与3个洞室的多点协同。 为破解11.34公里超长隧道的施工困局,线路共设置了进口平导及14个横通道、1#横洞、2#横洞同时掘进施工。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,有效破解了超长隧道的施工困局。
创新工艺工法——研制微台阶作业台车。 针对软岩大变形段的特殊地质条件,建设者创新工艺工法,研制了微台阶作业台车。微台阶作业台车通过在狭窄空间内实现多台阶同步开挖与支护,有效控制了软弱围岩的变形。
党员突击队战涌水。 面对持续6个月的特大涌水,项目部成立党员突击队,日夜坚守在涌水最严重的工作面。通过增加设备投入、合理安排工序节点,建设者保质量保安全地完成了各项节点任务。
四、战略价值:峨广铁路的“咽喉”工程
大坪山隧道是成昆铁路复线(峨广铁路)峨眉至米易段贯通的第二条超10公里的长大隧道。峨眉至米易段是成昆铁路复线全线施工难度最大、里程最长的区段。大坪山隧道隶属于该段四标段,它的顺利贯通为全线贯通奠定了坚实基础。
成昆铁路复线全线通车后,将与成昆铁路旧线实现客货分离,大幅提升西南地区的铁路客货运输能力。通车后,从成都坐火车去攀枝花仅需3个半小时,比现在节约近10个小时;成都至昆明只要7个小时左右。线路途经大小凉山地区,对区域及沿线地区的经济持续发展具有重要的推动作用。
大坪山隧道以11.34公里的长度和“断裂带禁区”的殊荣,成为这条连接成都与昆明的钢铁大动脉上最关键的节点工程之一。从2016年4月开工到2020年9月贯通,4年零5个月间,这座穿越大小凉山深处的地下长龙,见证了中国工程团队在极端复杂地质条件下攻坚克难的勇气与智慧。
