2019年10月13日,随着最后一声炮响在秦巴山区的腹地深处回荡,由中铁三局承建的阳安二线增建铁路蒋家山隧道左线,与既有线魏家梁改造隧道实现贯通。这座全长10363米的单洞双线隧道,是阳安二线全线“三处控制性工程”之一。自2015年7月开工建设以来,建设者在Ⅰ级风险管理的极端环境中鏖战4年多,以“五个作业面”同时推进的高效组织,成功攻克了隧道内地质围岩差、断面变化多、作业空间狭小、洞内富水多、外部施工环境恶劣等重重难关。蒋家山隧道的贯通,为阳安二线2019年12月27日全线通车运营扫清了最大障碍,使这条连接宝成与襄渝两大铁路干线的钢铁大动脉在秦巴山区实现了双线贯通。
一、工程概况:秦巴腹地的10.363公里“头号控制工程”
蒋家山隧道位于陕西省汉中市宁强县境内,是阳平关至安康铁路增建第二线工程(阳安二线)的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 | 10363米(约10.36公里) |
| 隧道类型 | 单洞双线铁路隧道 |
| 风险等级 | 按Ⅰ级风险进行管理 |
| 工程定位 | 阳安二线全线三处控制性工程之一 |
| 承建单位 | 中铁三局集团 |
| 开工时间 | 2015年7月 |
| 左线贯通 | 2019年10月13日 |
| 通车运营 | 2019年12月27日 |
蒋家山隧道所在的阳安二线铁路,自宝成铁路阳平关站引出,沿汉江河谷经勉县至汉中盆地,通过汉江低山峡谷区,全长329.87公里。阳安铁路北靠秦岭,南邻大巴山和米仓山,线路多次跨越汉江及其支流,有近四分之一的里程为桥隧。阳安二线全线共有隧道71座、桥梁174座,其中5公里以上的特长隧道就有3座。中铁三局承建的1标段正线长度22.2公里,标段内有隧道9座计17123米,占线路总长的77%。蒋家山隧道作为这条秦巴山区钢铁大动脉上最关键的“头号工程”,其施工进度直接关系到整条铁路的通车节点。
二、攻坚难点:Ⅰ级风险隧道的“五重封锁”
蒋家山隧道被列为全线三处控制性工程之一,施工时风险等级按Ⅰ级风险进行管理。其建设面临五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)地质围岩差与断面变化多——“地质博物馆”的生死穿越
隧道正洞单线部分主要为Ⅲ级围岩,双线部分主要为Ⅳ级围岩。围岩等级变化频繁,Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级围岩交替出现,支护参数和施工工法需要随之动态调整。断面变化多,单线、双线断面交替,施工组织极为复杂。在如此频繁的围岩变化中掘进,每向前推进一米都面临截然不同的地质风险。
(二)洞内富水多与突涌水风险——“水帘洞”中的生死博弈
隧道洞内富水多。施工中主要风险之一表现为突涌水。在富水条件下,软弱围岩稳定性进一步恶化,涌水突泥风险极高。每一次突水都可能瞬间淹没作业面,每一次突泥都可能掩埋掌子面,施工如履薄冰。
(三)高地应力与喇叭口段塌方风险——“变形魔咒”与“地下陷阱”的双重绞杀
隧道施工中另一主要风险为高地应力。在高地应力作用下,软弱围岩发生剧烈塑性流变,常规支护结构面临严峻考验。喇叭口段施工存在塌方、围岩失稳等安全风险。高地应力与喇叭口段复杂结构的叠加,使施工安全风险呈几何级数增加。
(四)作业空间狭小——单线隧道的“空间困局”
隧道作业空间狭小。单线隧道断面狭小,大型机械化设备难以全面施展,物料运输、人员进出、工序交叉全部在有限空间内完成。加之隧道全长超过10公里,独头掘进距离长,施工通风排烟极为困难,施工效率受到严重制约。
(五)外部施工环境恶劣——秦巴山区的“天险”挑战
隧道外部施工环境恶劣。隧道地处秦巴山区腹地,施工便道修筑极为困难,物资运输和设备进场面临严峻挑战。2018年8月,隧道贯通之际恰逢嘉陵江畔持续降雨,上游巨亭水电站泄洪,使秋季防洪防汛形势骤然紧张。外部环境的不可控因素贯穿施工全过程。
三、技术创新:从“5个作业面”到“三台阶法”的系统突破
面对“五重地质封锁”的极限挑战,中铁三局的建设者与科研团队展开了一系列技术创新与管理突破。
“长隧短打”——5个作业面的高效协同
为破解10.363公里超长隧道的施工困局,隧道分为左右线横洞、1号、2号斜井和出口五个作业面同时施工。左右线隧道的单面上坡在11‰以上。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,有效破解了超长单线隧道的施工困局。
“因岩施策”——分级围岩的精准工法
针对不同围岩等级,建设者采用差异化的施工工法:
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Ⅲ级围岩地段:采用台阶法施工
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Ⅳ级围岩地段:采用三台阶法施工
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Ⅴ级围岩地段:采用三台阶留核心土法施工,双线断面上台阶设置临时横撑
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斜井双车道断面:Ⅲ级围岩采用台阶法,Ⅳ级围岩采用三台阶法,Ⅴ级围岩采用三台阶留核心土法
这一“因岩施策”的动态施工理念,使建设者能够在不同围岩条件下精准施策,有效控制了地质灾害风险。
隧道施工成套技术——质量与效率的双重保障
建设者大力推广隧道施工成套技术。成套工装的应用有效弥补了单线小断面隧道人工效率低下的短板,提升了施工效率和工程质量。项目部认真落实铁路总公司质量安全管理红线规定,积极贯彻 “两不一建” 的建设理念。坚持 “知行合一、永争第一” 的企业信条。注重源头防范,强化红线意识,确保安全质量。通过科学的管理方法与手段,努力推进施工进度,实现了隧道施工的工期进度、安全质量、文明施工、技术进步等各项工作的同步推进。
四、战略价值:阳安二线的“秦巴咽喉”
蒋家山隧道是阳安二线全线三处控制性工程之一。2019年12月27日16时50分,随着24002次满载货物的列车缓缓从阳平关站驶出,阳安二线全线贯通。阳安二线的建成通车,使阳安铁路这条连接宝成与襄渝两大铁路干线的钢铁大动脉实现了双线贯通,大幅提升了西南、西北地区与华中、华东地区的铁路运输能力。
蒋家山隧道以10363米的长度和全线“头号工程”的殊荣,成为这条纵贯秦巴山区的钢铁大动脉上最关键的节点工程之一。从2015年7月的开工建设到2018年8月5日的右线贯通,再到2019年10月13日的左线贯通、2019年12月27日的全线通车运营,这座秦巴腹地深处的地下长龙,见证了中国工程团队在Ⅰ级风险隧道极端条件下“攻坚克难、敢为人先”的勇气与智慧。
