2020年8月19日上午9时16分,在江西赣州全南县与龙南市交界的九连山余脉深处,随着最后一声炮响,京港高铁赣深段全线最长隧道——龙南隧道顺利贯通。这座全长10.24公里的单洞双线隧道,最大埋深580米,穿越12条断层破碎带,最大日涌水量达1.8万立方米。自2016年底开工建设以来,中铁十六局的建设者在Ⅰ级高风险隧道的极端环境中鏖战1330个日夜,以“智慧工地”和机械化配套施工攻克了高水压、软岩大变形、涌水突泥等重重难关。龙南隧道的贯通,为2021年12月京港高铁赣深段全线通车扫清了最大障碍,使赣州至深圳的铁路运行时间由7小时压缩至2小时。
一、工程概况:九连山腹地的10.24公里“头号工程”
龙南隧道位于江西省赣州市全南县与龙南市境内,穿越九连山余脉。作为京港高铁赣深段(赣深高铁)全线最长的隧道,隧道的主要技术参数:
| 项目 | 数据 |
|---|---|
| 全长 | 10.24公里(10240米) |
| 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580米 |
| 穿越断层破碎带 | 12条 |
| 最高水压 | 0.5MPa |
| 最大日涌水量 | 1.8万立方米 |
| 地质风险 | 高水压、软岩大变形、涌水突泥 |
| 风险等级 | Ⅰ级高风险隧道 |
| 开工时间 | 约2016年底 |
| 贯通时间 | 2020年8月19日 |
| 施工周期 | 1330天 |
| 勘察设计 | 中国铁建铁四院 |
| 施工单位 | 中铁十六局 |
龙南隧道所在的赣深高铁全长436.37公里,北起江西省赣州市赣州西站,经广东省河源市、惠州市和东莞市,终抵深圳市深圳北站,设计时速350公里,全线共设14个车站。作为京港高铁的重要组成部分,赣深高铁是国家“八纵八横”高铁主通道京港(台)大通道的关键段落。
二、建设历程:1330天凿通“赣南第一隧”
龙南隧道自2016年底开工建设以来,中铁十六局的建设者们便扎根于赣南九连山腹地。作为赣深高铁全线“头号”重难点工程,其施工进度直接关系到整条铁路的通车节点。
为破解10.24公里超长隧道的施工困局,隧道设两个斜井,分段开挖,实现“长隧短打”,整个隧道分5个工作面同步开展施工作业。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,有效破解了超长隧道的施工困局。
2020年8月19日上午9时16分,历经1330个日夜的艰苦鏖战,龙南隧道顺利贯通。隧道的贯通,标志着赣深高铁工程建设取得重大突破性进展。2021年12月10日,京港高铁赣深段正式开通运营。时速350公里的列车通过龙南隧道时只需几分钟,而对建设者来说,修建这座隧道却花费了3年多时间。
三、攻坚难点:Ⅰ级高风险隧道的“四重地质封锁”
龙南隧道被列为Ⅰ级高风险隧道,是赣深高铁江西段唯一一座一级高风险隧道。其建设面临四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)12条断层破碎带——“断层规模国内罕见”的密集穿越
隧道沿线穿越12条断层破碎带。断层规模国内罕见,安全风险极大,是赣深高铁“卡脖子”工程。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。12条断层的密集分布使围岩条件变化极为频繁,施工如履薄冰。
(二)最大埋深580米与高水压0.5MPa——“千米深海”般的极限压力
隧道最大埋深约580米。在如此巨大的埋深下,地应力高度集中,岩爆和软岩大变形风险突出。最高水压达0.5MPa——相当于在50米深的水下承受的压力,地下水从岩层裂隙中喷涌而出的冲击力极为惊人。
(三)日涌水1.8万立方米——“水帘洞”中的极限排险
隧道最大日涌水量达1.8万立方米——相当于每天涌出约8.5个标准游泳池的水量。在如此巨大的涌水量面前,每一次突水都可能瞬间淹没作业面。地质条件差、高水压、软岩大变形、涌水突泥等不良地质重大风险交织叠加。
(四)高地热——“地下火炉”的极限坚守
隧道属于长、大隧道,富集高地热。在高温高湿的环境中,施工人员每工作一段时间就必须轮换休息。高地热对施工人员的体力和机械设备运行构成严峻挑战。
四、技术创新:从“智慧工地”到“机器人冢族”的系统突破
面对“12条断层+580米埋深+1.8万立方米涌水”的多重封锁,铁四院与中铁十六局的建设者与科研团队展开了一系列技术创新。
(一)“智慧工地”与机械化配套施工——“机器人冢族”的科技大片
龙南隧道着力打造 “智慧工地” ,全面实行机械化配套施工。建设者配备运用了三臂凿岩台车、湿喷机械手、全液压自行式仰拱栈桥等成套设备。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;全液压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。多种设备各显神通,为龙南隧道的建设开启了“科技大片”的既视感。
(二)“长隧短打”——2个斜井5个工作面的高效协同
为确保工程建设有序推进,龙南隧道设两个斜井,分段开挖,实现“长隧短打”,整个隧道分5个工作面同步开展施工作业。这一组织模式使建设者能够在多个作业面同步推进,有效破解了超长隧道的施工困局。
(三)综合超前地质预报体系——精准“排雷”的科技之眼
针对围岩地质差的特点,建设者采用超前地质预报的方式,掌握围岩地质和水文情况。铁四院在勘察设计过程中综合运用地质雷达、反磁通瞬变电磁法、机动钻探、超前水平钻探等综合勘探手段。这一体系查明重大断裂、岩溶等不良地质的分布及其对隧道的影响,使建设者能够在不良地质来临前提前预判。
(四)综合处理技术——排水降压与地层预加固的“十八般武艺”
根据隧道不同段落的风险等级,设计团队采取了相应的针对性综合防治措施。施工过程中,通过排水降压、地层预加固、优化排水系统、支护体系加强等综合处理方案。采用“增设单洞迂回导坑排水、地表与洞内注浆相结合、加强结构支护强度”等综合处理技术。针对高水压、突泥涌水、软岩大变形等技术难题,这些“十八般武艺”上阵,逐一攻克。
(五)生命保障通道——超高分子逃生管与施工救生舱
龙南隧道将超高分子逃生管和隧道施工救生舱应用于隧道施工中,为施工人员提供“生命保障通道”。一旦发生突水突泥等地质灾害,施工人员可通过逃生管迅速撤离,或进入救生舱等待救援,有效保障了高风险隧道施工中的人员安全。
五、战略价值:赣南融入“粤港澳大湾区”的咽喉工程
龙南隧道是京港高铁赣深段全线“头号”重难点工程。赣深高铁北接昌赣高铁、赣瑞龙、赣韶等铁路,南连广深港高铁、杭深线,是江西联通“粤港澳大湾区”的主要通道。
龙南隧道的贯通,为赣深高铁2021年12月全线通车运营扫清了最大障碍。赣深高铁通车后,赣州至深圳乘坐火车时间将由现在的7小时压缩至2小时。龙南将融入深圳1小时经济圈。上海到深圳将实现全程高铁旅行。
这条高铁对缓解京九铁路南昌至深圳段运输压力、推动赣粤两地深度融合、发挥珠三角地区经济辐射带动作用、落实国家“中部崛起计划”和“赣闽粤原中央苏区振兴发展规划”具有重大战略意义。龙南隧道以10.24公里的长度和Ⅰ级高风险隧道的殊荣,成为这条纵贯赣粤的钢铁大动脉上最关键的节点工程之一。
