兴旺峁隧道：太中银铁路11公里“全软弱围岩”的极速攻坚

 2009年10月18日，随着太中银铁路SJS-V标兴旺峁隧道2号与3号斜井安全顺利贯通，这座全长11公里的单洞双线特长隧道实现了全隧贯通。作为全国隧道施工中极为罕见的全隧均为Ⅳ、Ⅴ级软弱围岩的长大隧道，兴旺峁隧道面临着富水全强风化砂岩、含水砂层、湿陷性黄土等“五毒俱全”的极端地质条件，更需下穿在建青银高速公路。自2007年3月18日开工以来，中铁隧道集团的建设者仅用两年半时间便攻克了这座“长、大、难、高”的控制性工程，为太中银铁路这条横贯东西的钢铁大动脉铺平了关键道路。

一、工程概况：横亘毛乌素边缘的11公里“全软弱围岩”禁区

兴旺峁隧道位于陕西省榆林市横山县与靖边县交界处，地处毛乌素沙漠南缘的黄土梁峁区。隧道的主要技术参数：

太中银铁路东起山西太原，西至宁夏中卫和银川，是国家I级双线电气化铁路，也是西北地区通往东部地区的便捷通道。兴旺峁隧道作为全线六座10公里以上隧道之一，其施工进度直接关系到整条铁路的通车节点。

二、攻坚难点：全国罕见的“全软弱围岩”五重封锁

兴旺峁隧道被业内称为“全国隧道施工中罕见的全隧全部是Ⅳ、Ⅴ级围岩的长大隧道”。软弱围岩（Ⅳ、Ⅴ级）占隧道全长的75%，其建设面临五大核心挑战的高度叠加。

（一）全强风化富水砂岩——“遇水成砂”的致命魔咒

隧道所在区段围岩具有特殊的工程性质：富水全、强风化砂岩初期软化速度极快，伴随地下水软化成流砂状，围岩自稳能力极差。砂岩风化程度高，开挖后如同在流沙中掘进，施工风险极高。

（二）含水砂层与砂层透镜体——“地下流沙河”的步步惊心

隧道洞身穿越含水砂层，拱部存在大范围不规则砂层透镜体。含水砂层结构松散、颗粒间无胶结，开挖后极易发生大面积涌砂坍塌。砂层透镜体的不规则分布使超前地质预报难度成倍增加。

（三）湿陷性黄土与砂泥岩互层——遇水即塌的“变形魔咒”

隧道通过区表层新黄土具湿陷性，湿陷系数δs=0.016～0.033。隧道通过基岩为砂泥岩，产状平缓，层理及节理较发育，易产生冒顶塌落现象。泥岩与砂岩互层交替出现，围岩条件变化极为频繁。

（四）全隧位于地下水位以下——75%富水第三纪地层的极限挑战

隧道整体位于地下水位以下，富水第三纪地层的累计长度占隧道全长的75%。如此大段落的地下水位以下施工，使涌水、涌砂风险贯穿施工全过程。隧道地下水文参数复杂，涌水量预测成为施工前的关键课题。

（五）下穿在建青银高速公路——毫米级沉降的极限控制

隧道下穿在建青银高速公路。在高速公路下方进行隧道施工，任何地表沉降超标都可能影响路面安全，对爆破参数和施工精度提出了极高要求。这一特殊风险使施工如履薄冰。

三、建设历程：从“长隧短打”到“两年半贯通”的速度奇迹

面对“全软弱围岩+富水砂层+下穿高速”的多重封锁，中铁隧道集团的建设者展开了一场持续两年半的地下攻坚战。

“长隧短打”——3座斜井的多点协同。 为破解11公里超长隧道的施工困局，隧道设置了3座斜井辅助施工。1号斜井和2号斜井分别于2007年9月25日和12月25日到达井底并开始正洞相向施工。2008年12月9日，1号斜井与2号斜井之间2300米正洞安全顺利贯通。2009年10月18日，2号与3号斜井贯通，实现了全隧贯通。

“以质量保安全，以规范促形象”的科学管理。 项目部不断优化施工组织，搞好资源配置，强化过程控制，提高支护质量，加强地质预报，规范监控量测。正是这套科学管理体系，使项目成功克服了全风化-强风化砂岩富水、长距离软弱围岩施工等重重困难，实现了安全顺利贯通。

冬季不停工的坚守。 隧道施工区域地处陕北高原，冬季严寒漫长。2008年12月，1号与2号斜井贯通之际，建设者在零下十几摄氏度的严寒中坚持作业。

四、技术创新：从“三台阶六步法”到“水平旋喷桩”的系统突破

面对全国罕见的全软弱围岩地质条件，中铁隧道集团的建设者与科研团队展开了一系列技术创新。

“短进尺、多循环”的开挖原则。 针对富水风化砂岩区段，施工中采用短进尺、多循环的开挖方法，减少了一次爆破装药量，有效保护了围岩。三台阶六步法施工技术确保了隧道施工安全。IV、V级围岩均采用台阶法施工，台阶长度35米。黄土段Ⅴ级围岩则采用三台阶预留核心土法，人工风镐配合机械开挖，尽量减少对围岩的扰动。

“以堵为主、堵排结合”的地下水处治。 针对地下水丰富的特点，项目团队对地下水的处治采取以堵为主、堵排结合的策略。对富水全-强风化砂岩及含水砂层地段，研究选择合理的开挖方法、分部高度和台阶长度。对裂隙水采取注浆封堵技术，对涌泥进行专项治理。

水平旋喷桩超前预支护——攻克砂层的“定海神针”。 针对砂层中土质颗粒相对均匀、极易与水泥浆液混合形成类似混凝土的刚性固结体的特点，隧道采用水平旋喷桩进行开挖前的预支护。这一技术通过在开挖面前方打入高压旋喷桩并注浆固化，有效控制了砂层的涌砂坍塌风险。

科研攻关的丰硕成果。 针对全~强风化砂岩的遇水软化、开挖卸荷变形、爆破扰动影响等特殊岩性，课题组进行了系统的实验室研究。通过对砂岩颗粒分析和化学分析，研究其对强度、浸水泥化变形的影响。依托兴旺峁隧道的施工实践，相关研究形成了《兴旺峁隧道施工关键技术》《兴旺峁隧道富水全、强风化砂岩和含水砂层施工关键技术》等多项科研成果。

五、工程意义：太中银铁路的“咽喉”工程

兴旺峁隧道是太中银铁路全线六座10公里以上隧道之一。太中银铁路途经陕西吴堡、绥德、子洲、横山、靖边、定边等6县，是西北地区通往东部地区的便捷通道。2011年1月11日，太中银铁路全线通车运营，形成了一条贯穿东部和西部的现代化铁路大通道。

兴旺峁隧道以11公里的长度和全国罕见的全软弱围岩挑战，成为这条横贯东西的钢铁大动脉上最关键的节点工程之一。从2007年3月18日开工到2009年10月18日贯通，两年半间，这座毛乌素沙漠南缘的地下长龙，见证了中国工程团队在全软弱围岩极端地质条件下攻坚克难的勇气与智慧。