七星峰隧道：我国最北高寒高铁“第一长隧”的3年半攻坚

 2020年7月30日上午8时36分，在黑龙江省佳木斯市桦南县与双鸭山市集贤县交界的完达山深处，随着最后一声炮响，我国在建最北高寒高铁——牡佳客专的控制性工程七星峰隧道顺利贯通。这条全长10291米的双线隧道，最大埋深423.5米，不仅是中国最北高寒高铁的最长隧道，也是黑龙江省在建的最长隧道。自2016年11月8日开工建设以来，中铁一局的建设者们在零下42℃的极寒中鏖战3年7个月，先后突破了8条地质断层、穿越18处物探高风险异常区，在“豆腐块中挖隧道”的极端条件下完成了这条一级风险隧道的贯通。七星峰隧道的贯通，标志着我国最北高寒高铁建设取得了重大突破，为2021年12月牡佳高铁全线通车运营奠定了坚实基础。

一、工程概况：我国最北高寒高铁的“头号工程”

七星峰隧道位于黑龙江省佳木斯市桦南县和双鸭山市集贤县境内，穿越七星峰国家级森林公园和七星峰省级地质公园。作为沈佳高铁牡丹江至佳木斯段（牡佳客专）的控制性工程，隧道的主要技术参数：

七星峰隧道所在的牡佳客专全长371.6公里，途经5个地级市和2个县级行政区。作为我国最东端的高铁线路，全线新建桥梁173座、隧道34座，总长209公里，占线路全长的56.3%。七星峰隧道作为全线最长的隧道和黑龙江省在建第一长隧，其施工进度直接决定了整条铁路的通车节点。列车通过这条10公里的隧道仅需2分30秒，却让山两侧的城市实现了时空穿越。

二、攻坚难点：“豆腐块中挖隧道”的五重封锁

七星峰隧道被列为一级风险隧道，其建设面临五大核心挑战的高度叠加。

（一）高寒极寒——零下42℃的“生命禁区”

牡佳高铁地处高寒地区，全年无霜期仅140天。冬季平均气温零下19℃，最低气温曾达零下42℃。在高寒地区作业，日常隧道挖掘工作都变得极为艰难——冻土层上工具敲上去就是一个白点。东北冬季漫长，白天时间短，有效施工周期短，一年几乎有近一半时间无法作业。地表普遍分布季节性冻土带，路基经受周期性冻融循环作用，极易引起冻胀。在零下三四十摄氏度的极寒中，施工机械启动困难、混凝土养护极为困难，每一项都成为亟待解决的难题。

（二）地质断层与高风险异常区——8条断层与18处“雷区”

隧道地处完达山系，地质年代久远，土质复杂。施工作业中一般按土质优劣分为一至五级，七星峰隧道土质夹有片岩、石墨夹层、大理岩、变粒岩等，属于最差的五级围岩。自2016年11月开工建设以来，施工建设者突破了8条地质断层，穿越18处物探高风险异常区。“土质等级几乎一天一个变化，”中铁一局牡佳客专项目部副经理贾贵宝说，“刚开始作业时发现土层属于三级土质，可是再往下挖一会儿就变成四级了，土质忽软忽硬，这样的变数很多”。围岩变更较多、工法转换频繁，施工组织难度极大。

（三）特大涌水——最高日涌8万立方米的“地下水库”

隧道涌水量极大，属于一级风险隧道。最高日涌水量达8万立方米——相当于不到5分钟就能填满一座国际标准游泳池，四年大概涌出近四个西湖的水量。富水围岩导致施工中伴有突泥、突水，初支变形大，局部流塌频发。每向前掘进一米，都可能遭遇突涌灾害。下穿哈达默河段由于埋深浅、河道四季流水、围岩软弱，85米的长度，正常情况下一个月足可以完成，实际施工用时将近8个月。

（四）穿越国家级森林公园与东北虎保护区——生态红线的“双重约束”

隧道穿越七星峰国家级森林公园和七星峰省级地质公园以及东北虎自然保护区。在国家级生态保护区内进行大断面开挖，任何施工扰动都可能影响地表生态和野生动物栖息地。隧道口被设计到东北虎保护区外。施工过程中的环境保护、森林防火、污水排放、噪音粉尘管控，每一项都必须达到国家最高标准。

（五）3年7个月工期与高风险管理的极限考验

隧道全长超过10公里，仅靠进出口两端掘进远远不够。从2016年11月8日开工建设到2020年7月30日贯通，建设者在3年7个月中，始终与极寒、断层、涌水、生态红线展开持续的地下鏖战。有效施工周期短、冬期施工时间长、混凝土保温难度大，“相当于在豆腐块中挖掘隧道”。

三、技术创新：从“BIM首例”到“工厂化生产”的系统突破

面对“极寒+断层+涌水+生态”的多重封锁，中铁一局的建设者与科研团队展开了一系列技术创新。

（一）BIM三维信息化设计——高纬度严寒地区高铁设计“全国首例”

中国铁设在牡佳客专工程设计中，全线采用了基于铁路三维信息模型的BIM设计，这也是高纬度严寒地区高速铁路设计中首例。BIM应用突破了二维图纸的视觉局限，实现了工程的三维虚拟化设计、可视化决策、协同化建造，提高了多专业系统性设计质量。施工中应用BIM隧道全断面影像扫描技术，通过点云数据快速构建场景轮廓，对施工现场进行“实景复制”，自动校正误差，有效提高现场断面测量速度和精度。

（二）工厂化生产组织模式——“订单式”配送的钢构件革命

针对隧道地处偏远、施工条件恶劣的难题，中铁一局采用工厂化生产组织模式。将隧道施工的钢构件在数控钢结构加工中心制作完成后，统一配送至作业现场。这一模式不仅保证了工程建设质量，更大幅度提高了施工效率。

（三）极寒环境施工保障体系——从防寒防冻到混凝土保温的系统方案

中国铁设隧道专业技术人员通过总结哈牡高铁、哈佳铁路的建设和运营经验，细化了深埋排水设施为主体的隧道防寒防排水系统设计，保证隧道防寒抗冻要求。针对极寒环境下的混凝土浇筑，采用冬施保温技术和工厂化钢构件配送等综合手段，确保了冬季施工质量。

（四）绿色施工体系——6座三级沉淀池与“国家一级排放标准”

施工过程中践行绿色发展理念，严格执行国家森林地质公园和东北虎自然保护区管理要求。项目部在隧道口和拌合站共设置6个高规格三级沉淀池，应用油水分离技术，采取气浮、投药等除油降解措施，确保工程建设污水排放达到国家一级标准。施工设备运转过程中严格噪音管控、粉尘监控。

（五）先进工装设备集群——湿喷机械手与衬砌防脱空装置的全面应用

隧道作业面普及了混凝土湿喷机械手、防水板电磁焊接技术、隧道衬砌防脱空装置、隧道成套施工工艺技术应用、二衬分窗浇筑技术等先进工艺。引进了锚杆钻机、初支拱架安装三臂台车、液压仰拱栈桥、雾炮养生等一大批先进施工生产设备及机具。“以科技提高效率”贯穿了建设全过程。

四、生态保护：“绿水青山就是金山银山”的施工实践

七星峰隧道地处三江平原东部地区规模最大的森林公园——七星峰国家森林公园（总面积65.13平方公里，森林覆盖率达85%）。项目部从入场伊始就确定了建设景观工程的目标。

零污染排放。 项目部主动提出变更，在隧道口和拌合站共设置6个高规格三级沉淀池，进行施工作业废水和油水分离，定期检测，确保污水排放达到国家一级标准，避免施工用水造成环境污染。

噪音与粉尘管控。 施工设备运转过程中，严格噪音管控、粉尘监控。分离后的废弃物专门回收，营造绿色无污染施工环境。

生态红线坚守。 隧道口被设计到东北虎保护区外。隧道穿越国家级森林公园和东北虎自然保护区时，施工的生态环境保护和森林防火成为了重中之重。

五、战略价值：黑龙江省东部“2至3小时经济圈”的咽喉工程

七星峰隧道是牡佳客专全线控制性工程。牡佳客专是国家中长期铁路网规划“沈阳至佳木斯客专”的重要路段，也是全国高速铁路网的重要组成部分。

七星峰隧道的贯通，标志着牡佳客专建设取得了重大阶段性进展。隧道贯通后，牡佳客专于2021年12月正式开通运营。牡佳高铁与哈牡高铁和哈佳铁路共同构成黑龙江省东部快速铁路环线。这条环线将鸡西、七台河、双鸭山等地市全部纳入与省会哈尔滨的 “2至3小时经济圈” 。黑龙江省东部5座重要城市被紧密串联，拉近了黑龙江省东、中、西部的时空距离。

七星峰隧道以10291米的长度和我国最北高寒高铁最长隧道的殊荣，成为这条纵贯黑龙江省东部的钢铁大动脉上最关键的节点工程之一。从2016年11月的开工建设到2020年7月的胜利贯通，再到2021年12月牡佳高铁的全线通车运营，这座完达山深处地下长龙的每一米掘进，都是中国工程团队在极端高寒与复杂地质双重封锁下“攻坚克难、敢为人先”的生动写照。如今，当你乘坐高铁以250公里的时速穿越七星峰隧道，窗外零下三四十摄氏度的冰天雪地与车厢内的温暖如春形成鲜明对比——而隧道内每一寸混凝土、每一根钢拱架，都浸透着建设者在极寒中鏖战1300多个日夜的汗水与智慧。通车运营4年多来，这条“豆腐块中挖出”的地下长龙，正以最坚韧的姿态，守护着黑龙江省东部快速铁路环线的每一次脉动。