2023年12月7日上午10时,随着最后一次爆破在武隆区的大山深处响起,历经1155天建设,由中铁二院设计、中铁十一局承建的渝湘高铁重庆至黔江段桂花园隧道顺利贯通。这座全长10944米的单洞双线隧道,是渝厦高铁重庆至黔江段全线首座贯通的万米长隧,也是全线第三长隧道。隧道为Ⅰ级高风险隧道,全隧共有5段煤系地层的高瓦斯段落,并集岩溶、富水洼地、断层、软岩、岩爆及煤矿采空区等多种不良地质于一身。自2020年5月1日开工建设以来,建设者在武隆的崇山峻岭间攻克了高瓦斯、特大涌水、溶腔、岩爆等重重难关,较计划提前1个月实现贯通,为渝厦高铁重庆至黔江段全线通车铺平了关键道路。
一、工程概况:横亘武隆群山的10.944公里“Ⅰ级风险”隧道
桂花园隧道位于重庆市武隆区长坝镇,跨越平桥镇、和顺镇和长坝镇,是渝厦高铁重庆至黔江段(重黔铁路)的重难点控制性工程。该隧道的主要技术参数:
| 项目 | 数据 |
|---|---|
| 全长 | 10944米(约10.94公里) |
| 全线排名 | 第三长隧道 |
| 隧道类型 | 单洞双线 |
| 设计时速 | 350公里/小时 |
| 最大埋深 | 625米 |
| 设计单位 | 中铁二院 |
| 施工单位 | 中铁十一局 |
| 风险等级 | Ⅰ级高风险隧道 |
| 开工时间 | 2020年5月1日 |
| 贯通时间 | 2023年12月7日 |
| 施工周期 | 1155天 |
桂花园隧道所在的渝厦高铁重庆至黔江段,是国家《中长期铁路网规划》“八纵八横”高速铁路网中厦渝通道的重要组成部分,正线全长269.5公里,设计时速350公里。全线共有7座10公里以上的隧道,桂花园隧道是其中率先贯通的一座。
二、建设历程:1155天凿通“全线首座万米长隧”
桂花园隧道自2020年5月1日开工建设以来,中铁十一局的建设者们便扎根于武隆的群山之中。工程面临的第一个挑战来自复杂的地形——隧道跨越武隆区三个乡镇,山高谷深,施工便道修筑极为困难。
2023年5月12日,桂花园隧道进口平导率先贯通,为正洞施工奠定了坚实基础。
2023年12月7日10时,随着最后一次爆破声响,历经1155天的艰苦鏖战,桂花园隧道顺利贯通。作为渝厦高铁重庆至黔江段全线首座贯通的万米长隧,它的贯通标志着全线建设取得了阶段性重大突破。隧道贯通较计划提前1个月。
隧道贯通后,于2024年11月完成无砟轨道施工。随着后续工程的推进,渝厦高铁重庆至黔江段于2025年6月正式通车运营。重庆至黔江的旅行时间由4小时缩短至1小时以内。
三、攻坚难点:Ⅰ级高风险隧道的“六重地质封锁”
桂花园隧道被列为Ⅰ级高风险隧道,其建设面临六重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)5段高瓦斯——煤系地层的“隐形炸弹”
全隧共有5段煤系地层的高瓦斯段落。2023年9月,隧道开挖到3200多米时,项目部用超前水平钻孔对前方35米的地质进行探测,发现该地质段瓦斯最大浓度达到4.2%,远远超出1%这一安全规范所允许的最高值。项目部第一时间组织所有人员紧急撤离,并迅速采取相应技术措施,在排除风险后恢复施工。瓦斯积聚风险对通风防爆管理提出了最为严格的要求。
(二)岩溶与富水洼地——“地下蜂巢”的致命风险
隧道全隧位于岩溶发育区,岩溶水极为丰富,最大日涌水量达15.5万立方米。15.5万立方米的日涌水量,相当于每天涌出约74个标准游泳池的水量。溶洞、溶蚀裂隙密布,施工中稍有不慎就可能遭遇巨型溶洞,引发突泥涌水甚至隧道塌陷。
(三)断层与背斜核部——断裂带上的“步步惊心”
隧道共有3处断层、2处背斜核部。断裂破碎带内岩体破碎、地下水极为发育,每穿越一处断层都面临坍塌和涌水的高风险。背斜核部则是地质应力最为集中的区域,围岩稳定性极差。
(四)软岩与岩爆——高地应力下的“变形魔咒”与“地下炮弹”
隧道穿越软岩地层并面临岩爆风险。在高地应力作用下,软弱围岩发生剧烈塑性流变,钢拱架扭曲变形问题突出;岩爆则使岩石在高应力下突然弹射而出,对施工人员安全构成致命威胁。
(五)煤矿采空区——“地下空洞”的塌陷风险
隧道穿越煤矿采空区。采空区地下存在大量未充填的空洞,施工中稍有不慎就可能引发大规模塌陷,对施工安全构成致命威胁。
(六)特长隧道施工——通风与排水的双重极限
隧道全长近11公里,仅靠进出口两端掘进远远不够。加之瓦斯通风要求极高,施工通风和排水成为贯穿施工全过程的重大难题。
四、技术创新:从“双横洞长隧短打”到“瓦斯自动监控”的系统突破
面对“六重地质封锁”的极限挑战,中铁十一局的建设者与科研团队展开了一系列技术创新。
(一)双横洞“长隧短打”——破解超长隧道的施工困局
为破解11公里超长隧道的施工困局,项目部在隧道中部设置了双横洞。双横洞的设置使建设者能够在多个作业面同步推进,实现了长隧短打、巷道式通风、顺坡排水及防灾救援等多重功能。这一“长隧短打”的组织模式有效破解了超长隧道的施工困局,保障了工期和施工质量。
(二)瓦斯自动化监测与人工检测相结合——“隐形杀手”的24小时防控
针对5段高瓦斯区段的极端风险,项目部建立了瓦斯自动化监测与人工检测相结合的双重防控体系。自动化监测系统对作业区域的有毒有害气体浓度实现远距离、定点、长期、连续的自动监测;同时建立声、光报警系统,实现了自动报警和自动断电。人工检测方面,设置专职瓦斯检测人员,进洞时携带光学瓦斯检定器、四合一气体检测仪,对整个隧道甲烷、一氧化碳、硫化氢、氮氧化合物进行全面检测。严格执行动火作业管理和门禁管理制度,有效地保证了作业安全。
(三)设备防爆改装与涌水专家会诊——全方位保障施工安全
项目部对隧道所有设备进行了防爆改装。针对最大日涌水量15.5万立方米的特大涌水威胁,项目部请来业内专家把脉问诊,多次商讨,最终化解了“拦路虎”。
(四)隧道衬砌防脱空施工技术——质量管控的精细化创新
项目部群策群力、科技攻关,深入研究隧道衬砌防脱空施工技术和标准化建设。这一技术通过精细化施工管控,有效解决了衬砌空洞这一隧道质量通病,全力提升了工程建设质量。
五、战略价值:渝厦高铁的“咽喉”工程
桂花园隧道是渝厦高铁重庆至黔江段全线首座贯通的万米长隧。它的贯通,标志着全线建设取得了重大突破。隧道贯通后,重庆至黔江段全线于2025年6月正式通车运营。重庆中心城区至黔江的旅行时间从4小时缩短至1小时以内。
渝厦高铁重庆至黔江段是国家《中长期铁路网规划》“八纵八横”高速铁路网中厦渝通道的重要组成部分。建成通车后,将进一步加强沿线地区与海峡西岸经济区、长江中游城市群等经济发达地区间的相互联系,对于整合沿线旅游资源,加快推进沿线地区“大旅游经济”发展,促进区域社会经济快速发展具有重要意义。桂花园隧道以10944米的长度和全线首座万米长隧的殊荣,成为这条连接重庆与东南沿海的钢铁大动脉上最关键的节点工程之一。
