昌赣高铁线路运行图上,有一段小小的折线引人关注:列车自北向南从万安西站引出后,没有径直南下,而是向东延伸90度拐入兴国县,由此产生了全线最长的两座隧道。2017年11月16日,经过1000多个日夜的艰苦奋战,昌赣高铁首座万米隧道——兴国隧道顺利贯通。这座全长10345.1米的单洞双线隧道,是赣南老区人民的圆梦工程,也是昌赣高铁赣州段最长隧道、全线第二长隧道。为了把共和国将军县纳入高铁版图,国家不惜增资11亿元延长线路,打通了这座横亘于罗霄山脉的“Ⅱ级风险”隧道。兴国隧道的贯通,为昌赣高铁2019年全线通车奠定了坚实基础,使南昌至赣州的列车运行时间由5小时缩短至2小时。
一、工程概况:罗霄山脉深处的10.4公里“Ⅱ级风险”隧道
兴国隧道位于江西省赣州市兴国县隆坪乡境内,全长10345.1米,是昌赣客专赣州段最长隧道、全线第二长隧道。隧道为单洞双线高速铁路隧道,设计时速350公里。作为昌赣高铁全线控制性工程,兴国隧道穿越12条断层破碎带、3条围岩接触带以及13条节理密集带,节理裂隙发育、导水性强,地质极其复杂,属于Ⅱ级风险隧道。
兴国隧道所在的昌赣高铁,是京港高铁的重要组成部分。线路全长415.7公里,设计时速350公里。兴国隧道作为昌赣高铁先期开工的控制性工程,于2014年12月率先开工建设。
二、建设历程:1000多个日夜凿通“将军县”首座万米长隧
2014年12月,兴国隧道作为昌赣高铁先期工程率先开工。2015年1月,项目正式进场施工。隧道位于赣南罗霄山脉深处,施工便道长、交通运输难、电力供应严重不足,建设条件极为艰苦。
自2015年1月进场以来,建设者先后克服了征地拆迁标准不统一、围岩变化频繁、电力严重不足、交通运输困难等不利因素。2016年8月起,项目连续多个月实现隧道开挖超500米的佳绩。2016年10月8日,隧道累计开挖突破5000米大关。2017年8月22日,斜井与进口顺利贯通。2017年11月16日,历经1000多个日夜的艰苦奋战,兴国隧道提前顺利贯通。
隧道的贯通,标志着昌赣高铁赣州段45座隧道全部贯通,为2019年全线通车打下了坚实基础。2019年12月26日,昌赣高铁正式开通运营。
三、攻坚难点:Ⅱ级风险隧道的“三大封锁”
兴国隧道被列为Ⅱ级风险隧道,其建设面临三大核心挑战的高度叠加。
(一)12条断层破碎带与13条节理密集带——“断裂带上的步步惊心”
隧道穿越12条断层破碎带、13条节理密集带,并有多处围岩接触带。断层破碎带内岩体破碎、地下水极为发育,每穿越一条断层都面临坍塌和涌水的高风险。13条节理密集带使围岩条件变化极为频繁。节理裂隙发育、有很强的导水性,施工中突水突泥风险极高。
(二)罗霄山脉复杂地质——“地质博物馆”的生死穿越
隧道位于赣南罗霄山脉,地质条件复杂多变,围岩变化频繁。岩石破碎严重、岩体强度差异较大,极易发生大变形和塌方。Ⅱ级、Ⅲ级围岩比例较大,施工难度大。
(三)施工便道长、交通运输难、电力不足——建设条件的“三重困局”
隧道地处深山,施工便道长、交通运输极为困难。电力严重不足制约施工进度。加之征地拆迁标准不统一等外部因素,施工组织难度远超普通隧道。
四、技术创新:从“机械化配套”到“光面爆破”的系统突破
面对“12条断层+13条节理密集带”的封锁,中铁隧道局的建设者与科研团队展开了一系列技术创新。
(一)机械化配套与标准化施工——全线观摩的标杆工程
项目大力推进机械化配套施工,标准化落地得到了业主多次推广观摩。通过机械化配套与标准化施工的深度融合,有效提升了施工效率和质量。
(二)光面爆破与“先探测、管超前、短进尺、强支护、快封闭”——软弱围岩的精准工法
建设者严格执行“先探测、管超前、短进尺、强支护、快封闭”的施工方针。先探测通过超前地质预报提前探明前方围岩状况;管超前在开挖前对掌子面前方围岩进行预加固;短进尺严格控制每循环开挖长度;强支护在开挖后立即施作快速封闭围岩;快封闭尽快形成承载结构。施工中不断优化光面爆破方法,有效控制了软弱围岩的变形和地质灾害风险。
(三)专项施工方案与安全应急方案——Ⅱ级风险隧道的“双保险”
针对隧道断层破碎带、强富水段和浅埋段等特殊地质条件,制定了专项施工方案和安全应急方案。这一“双保险”体系有效保障了隧道在1000多个日夜中的安全掘进,实现了提前顺利贯通。
五、战略价值:京港高铁的“兴国弯”与老区的“振兴之路”
兴国隧道是为“将军县”兴国绕弯而生的。昌赣高铁的“兴国弯”使线路延长了40多公里,产生了两座超过10公里的长大隧道。为了把江西赣州兴国县纳入高铁版图,惠及老区人民,昌赣高铁不惜增资11亿元,打通两座长大隧道。
兴国,是我国著名的将军县。中央苏区时期,全县23万人口中,参军参战的就达9.3万人,为国捐躯的达5万多人,孕育了萧华等56位共和国开国将军。兴国隧道的贯通,使这座“将军县”正式接入全国高铁网。2019年12月26日,昌赣高铁正式开通运营。南昌至赣州的列车运行时间由5小时缩短至2小时。依托高铁带来的人流、物流、资金流、信息流,兴国县逐步建立起产业链条,47家电子信息公司先后入驻。兴国隧道以10345.1米的长度和全线控制性工程的殊荣,成为这条纵贯赣南的钢铁大动脉上最关键的节点工程之一。
