上田岭隧道:池黄高铁“黄金旅游线”上的10.8公里“地质禁区”突围

2023年2月20日,随着际上棚横洞大里程最后一声爆破的巨响在黄山腹地回荡,池黄高铁全线首条10公里以上单洞双线长大隧道——上田岭隧道顺利贯通。这座全长约10.8公里的单洞双线隧道,起于黄山市黟县一心村西侧,向南穿越塔川国家地质森林公园至西递镇鸳鸯谷景区而出。隧道洞身横穿黄山山脉,最大埋深约500米、最小埋深仅6米,需穿越1处断层带、9处节理密集带和1处岩性接触带。自开工建设以来,中交路建的建设者在皖南的崇山峻岭间鏖战990个日夜,以“单作业面机械化施工长度最长”的突破性实践,攻克了断层破碎带、浅埋偏压、高地温等重重难关,为2024年4月池黄高铁全线通车运营铺平了关键道路。上田岭隧道以全线第二长隧道的殊荣,成为这条串联皖南“两山一湖”黄金旅游线路的钢铁大动脉上最关键的节点工程之一。

一、工程概况:穿越世界遗产地的10.8公里“地下长廊”

上田岭隧道位于安徽省黄山市黟县境内,是池黄高铁全线重难点控制性工程。隧道的主要技术参数:

 
 
项目 数据
全长 约10.8公里(10846米)
全线排名 池黄高铁全线第二长隧道
隧道类型 单洞双线高铁隧道
设计时速 350公里/小时
最大埋深 约500米
最小埋深 仅6米
穿越断层带 1处
穿越节理密集带 9处
穿越岩性接触带 1处
施工周期 990个日夜
贯通时间 2023年2月20日
通车运营 2024年4月

上田岭隧道所在的池黄高铁正线全长约125公里,设计时速350公里,是武汉至杭州高速铁路通道的重要组成部分。线路从池州站至黄山北站,全线设池州、九华山、黄山西、黟县东、黄山北等5座车站。项目建成通车后,将成为串联皖南“两山一湖”(九华山、黄山、太平湖)核心景点的黄金旅游线路。

隧道设置际上棚横洞和坪口横洞两座辅助坑道。际上棚横洞长1440至1485米,采用双车道无轨运输;坪口横洞长950至980米,采用单车道无轨运输。按进口、横洞、出口4个工区、6个工作面组织施工。其中坪口横洞小里程工作面单向掘进长度达3320米。

二、建设历程:990个日夜的“黄金旅游线”攻坚

上田岭隧道自开工建设以来,中交路建的建设者们便扎根于黄山腹地。隧道起于黟县一心村西侧,向南穿越塔川国家地质森林公园至西递镇潭口村鸳鸯谷景区。工程面临的第一道难关来自地形——隧道穿越的塔川国家地质森林公园是黄山世界遗产地的重要组成部分,生态环境极为敏感,施工中必须严格保护地表植被和地下水资源,环保水保要求极高。

为破解10.8公里超长隧道的施工困局,隧道设置了两座横洞。项目部根据地貌特征优化调整辅助坑道洞口位置,因地制宜制定各个洞口进洞方案。提前对挑顶钢架结构进行洞外试拼,改进挑顶工艺。

2023年2月20日,随着际上棚横洞大里程顺利贯通,历经990个日夜的艰苦鏖战,上田岭隧道实现全隧贯通。作为池黄高铁全线首条10公里以上单洞双线长大隧道,它的贯通标志着池黄高铁建设取得阶段性重大进展。2023年5月28日,随着棠棣岭隧道贯通,池黄高铁全线34座隧道全部贯通。2024年4月,池黄高铁正式通车运营。

三、攻坚难点:“地质博物馆”的三重封锁

上田岭隧道地处黄山山脉腹地,地质条件极为复杂。其建设面临三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)断层带与节理密集带——“断裂带上的步步惊心”

隧道需穿越1处断层带、9处节理密集带和1处岩性接触带。断层破碎带内岩体破碎、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。9处节理密集带的密集分布使围岩条件变化极为频繁。岩体节理裂隙发育,开挖后极易发生掉块和塌方。断层与节理的叠加,使施工安全风险呈几何级数增加。

(二)500米最大埋深与6米极限浅埋——“上天入地”的极端反差

隧道最大埋深约500米。在如此巨大的埋深下,地应力高度集中,开挖卸荷后极易发生岩爆和围岩大变形。而隧道最浅处埋深仅6米——6米的覆盖层厚度在隧道工程中属于极限浅埋范畴,意味着隧道顶部几乎紧贴地表。在如此浅的埋深下进行大断面开挖,地表沉降控制要求极为苛刻,稍有不慎就可能引发地表塌陷。“上天入地”般的极端埋深反差,使隧道在不同区段面临截然不同的施工风险。

(三)990天工期与高风险管理的极限考验

隧道全长超过10公里,作业面较多、单洞掘进长,施工组织和隧道通风都较为困难。加之隧道穿越国家地质森林公园,环保水保要求极为严格。如何在确保世界遗产地生态安全的前提下按期完成隧道掘进,成为贯穿施工全过程的重大课题。

四、技术创新:从“单作业面机械化施工”到“动态优化”的系统突破

面对“地质博物馆”的三重封锁,中交路建的建设者与科研团队展开了一系列技术创新,多项成果填补国内空白。

(一)大型机械化配套施工——“机械化换人”的装备革命

项目团队采用全电脑三臂凿岩台车、湿喷机械手、自行式仰拱栈桥、智能化衬砌台车等大型机械配套施工。全电脑三臂凿岩台车实现了钻孔作业的自动化和精准化;湿喷机械手提高了喷射混凝土的效率和质量;自行式仰拱栈桥实现了仰拱施工与开挖作业的平行流水作业;智能化衬砌台车确保了衬砌质量的全过程管控。这一成套机械化施工体系,使隧道施工从传统的人工作业转向机械化、智能化作业,大幅提升了施工效率和安全水平。上田岭隧道因此成为池黄高铁单作业面机械化施工长度最长的隧道。

(二)负压风袋+风机接力通风——破解长距离通风困局

针对10.8公里超长隧道施工通风困难的共性难题,项目团队创新采用负压风袋+风机接力方式进行通风。这一通风方案通过负压风袋的吸排作用和风机的接力送风,有效缓解了洞内高温、改善了作业环境,为施工人员提供了安全、舒适的工作条件。

(三)洞内声光报警与应急消防系统——国内首创的安全防线

项目团队创新研发了洞内声光报警系统和二衬作业区应急消防系统。声光报警系统在洞内异常情况发生时立即发出声光警报,确保作业人员第一时间知晓险情、迅速撤离;二衬作业区应急消防系统则针对衬砌施工中可能出现的火灾风险进行专项防控。这一国内首创的安全管控体系,为隧道施工安全提供了“双保险”。

(四)动态优化开挖工法与支护参数——“岩变我变”的精准施策

项目团队根据掌子面地质及超前预报情况,动态优化开挖工法及支护参数。通过超前地质预报提前探明前方地质状况,实时跟踪围岩变化,针对不同围岩条件灵活调整施工方案。这一“岩变我变”的动态施工理念,有效降低了地质灾害风险,为隧道安全贯通提供了技术保障。

五、战略价值:皖南“黄金旅游线”的咽喉工程

上田岭隧道是池黄高铁全线重难点控制性工程。池黄高铁是武汉至杭州高速铁路通道的重要组成部分,正线全长约125公里,设计时速350公里。上田岭隧道的贯通,标志着池黄高铁建设取得决定性突破。

2024年4月,池黄高铁正式通车运营。这条高铁将串联起九华山、黄山、太平湖等皖南“两山一湖”核心景点,成为一条世界级的黄金旅游线路。项目建成通车后,对于完善区域铁路网布局、加快皖南国际文化旅游示范区建设、促进沿线经济社会协调发展具有重要意义。

上田岭隧道以10.8公里的长度和池黄高铁第二长隧的殊荣,成为这条纵贯皖南群山的钢铁大动脉上最关键的节点工程之一。从开工建设到2023年2月20日贯通,再到2024年4月全线通车,这座黄山腹地深处的地下长龙,见证了中国工程团队在世界遗产地极端复杂地质条件下“攻坚克难、敢为人先”的勇气与智慧。