2021年1月26日,历经1600多个日夜的艰苦奋战,中老铁路全线重难点控制性工程——西双版纳隧道安全贯通。这座全长约10.7公里的双线隧道,是穿越“象”往之地的中老铁路国内段最后一座双线隧道。全隧98%为高风险Ⅴ级围岩,集高地应力、高地热于一体,溜塌、突涌、大变形等不良地质灾害频发。施工人员顶着40℃的“火焰山”高温、冒着3天一小塌7天一大塌的围岩“变脸”,用1600天的坚守,在热带雨林深处凿通了一条连接中国与老挝的钢铁通道。西双版纳隧道的贯通,为中老铁路2021年12月全线通车运营奠定了坚实基础。
一、工程概况:横亘热带雨林的10.7公里“Ⅰ级高风险”隧道
西双版纳隧道位于云南省西双版纳傣族自治州景洪市境内,是中老铁路国内段(玉溪至磨憨段)93座重点控制隧道之一。隧道的主要技术参数:
| 项目 | 数据 |
|---|---|
| 全长 | 约10.7公里(10680—10700米) |
| 隧道类型 | 双线铁路隧道 |
| 设计时速 | 160公里/小时 |
| 最大埋深 | 约620米 |
| 最小埋深 | 约20米 |
| 高风险围岩占比 | 98% |
| 不良地质 | 断层破碎带、高地应力、高地热、地下水丰富 |
| 风险等级 | Ⅰ级高风险隧道 |
| 贯通时间 | 2021年1月26日 |
| 施工周期 | 1600余天 |
| 参建单位 | 中交二航局(施工长度6532米)、中铁三局等 |
西双版纳隧道所在的玉磨段全长507.4公里,线路等级I级,设计时速160公里/小时,项目总投资516.09亿元。隧道从野象谷车站一路穿山越岭直到景洪市区,进口毗邻亚洲象自然保护区,出口是碧波荡漾的澜沧江。
二、建设历程:1600天凿通“全线双线隧道最后堡垒”
西双版纳隧道于2016年前后开工建设。作为中老铁路重难点、全线控制性工程,其施工进度直接关系到整条铁路的通车节点。
隧道穿越澜沧江断裂带及多条断层,围岩破碎、地下水丰富,施工难度极大。特别是进口段需穿越超过1200米膨胀土软弱大变形地段,最大涌水量达到每小时1300立方米。四年多来,滇南铁路建设指挥部组织各施工单位以动态设计为支撑,创新了软弱围岩隧道快速施工、辅助坑道风险防控技术、信息化设计与施工快速决策等多项新技术。
2021年1月26日,经过1600多天的艰苦奋战,西双版纳隧道安全贯通。至此,中老铁路玉磨段93座隧道已贯通90座,玉溪至景洪双线隧道全部贯通。
三、攻坚难点:“变脸”围岩与“火焰山”的双重绞杀
西双版纳隧道被列为Ⅰ级高风险隧道,其建设面临三大核心挑战的高度叠加。
(一)98%高风险Ⅴ级围岩——“3天一小塌、7天一大塌”的“变脸”魔咒
隧道几乎全为高风险Ⅴ级围岩,岩层稳定性极差且变化快。“施工过程中,围岩变化极为频繁,具有软弱、自稳性差等特点,极易溜坍、变形,平均3天一次小溜坍,7天一次大溜坍,溜坍后至少需要花2天时间来处理,且伴随着围岩急剧变形,初期支护频繁侵限,每向前掘进一米,都要付出艰辛的努力。”承担隧道出口施工任务的中交二航局隧道工区经理钟亚说。
隧道穿越澜沧江断裂带及多条断层。受此影响,围岩破碎、地下水丰富,溜塌、突涌、大变形等不良地质灾害频发。
(二)40℃“火焰山”——地下“桑拿房”的极限坚守
隧道穿越的地层具有高地热特性,随着隧道不断开挖,各种机械、混凝土释放的热量不断涌现,高温、高湿的情况不断加剧。洞内作业温度一度高达40摄氏度,“被大家称为'火焰山'”。
为降低洞内温度,施工单位除了科学设置通风与降温设备、改善作业环境外,每天还运送20多吨冰块进洞。在大功率空调和冰块作用下,掌子面温度可维持在32摄氏度左右。定期发放防暑降温用品,避免人员中暑,提高机械工效。
(三)1200米膨胀土软弱大变形段——每小时1300立方米的突水威胁
隧道进口穿越超过1200米膨胀土软弱大变形地段。突泥突水现象频发,最大涌水量达到每小时1300立方米,一天便可充满近14个奥运会标准游泳池。膨胀土遇水后迅速膨胀崩解,围岩自稳能力几乎为零,每向前掘进一米都面临突泥涌水的致命威胁。
四、技术创新:从“长隧短打”到“四台阶加大锁脚”的系统突破
面对98%高风险围岩与40℃高温的双重封锁,建设者展开了一系列技术创新。
“长隧短打”——4个作业面同时“开花”
为破解10.7公里超长隧道的施工困局,建设者采用“长隧短打”方案。从隧道一侧开挖两条辅助坑道进入隧道正洞,再从正洞内部同时向两头掘进,4个作业面同时“开花”,实现多点开花、多头掘进。通过“快挖、快支、快封闭”,有效控制了围岩变形。
四台阶加大锁脚工法——攻克膨胀土软弱地质
针对膨胀土软弱地质,研发了四台阶加大锁脚的工法,有效控制了软弱围岩的变形。该工法创下高风险Ⅴ级围岩单月掘进106米的施工记录。
综合超前地质预报——“排雷”的科技之眼
采用超前钻探、物探相结合的综合超前地质预报法,及时准确地预报地质结果。通过采用“短进尺、快循环”的开挖工法和机械化全工序作业,实现安全快速掘进。
基于“四化”的标准化管理
项目部纵深推进队伍建设专业化、隧道施工机械化、生产制造工厂化、施工管理信息化,全力打造这条团结路、致富路。通过加强超前地质预报和监控量测,以制度保证标准、以标准保证质量。
五、生态保护:与亚洲象“不打扰”的和谐共处
西双版纳隧道从野象谷车站一路穿山越岭直到景洪市区,进口毗邻亚洲象自然保护区。中老铁路是我国唯一一条和亚洲野象挨得这么近的铁路。
在中老铁路穿越的西双版纳国家级自然保护区实验区约14公里范围内,建设者们采用延长隧道或减少地表出露、调整隧道斜井位置、以桥代路等措施,避开了亚洲象主要栖息活动区域,最大限度降低对其生存环境的影响。西双版纳隧道一端连接野象谷车站,另一端与勐养隧道相连,两座隧道都是10公里以上的长大隧道,相当于一条管道从山体内部穿过,避免了铁路切割亚洲象的迁徙廊道。
六、战略价值:中老铁路的“咽喉”工程
西双版纳隧道是中老铁路全线重难点控制性工程。它的贯通标志着中老铁路玉磨段93座隧道已贯通90座,双线隧道全部贯通。
2021年12月,中老铁路全线通车运营。通车后,昆明至景洪仅需3个多小时,至老挝万象有望夕发朝至。中老铁路全长1000多公里,是第一个以中方为主投资建设、共同运营并与中国铁路网直接连通的境外铁路项目,采用中国技术标准、使用中国设备。西双版纳隧道以10.7公里的长度和Ⅰ级高风险隧道的殊荣,成为这条纵贯中南半岛的钢铁大动脉上最关键的节点工程之一。
