木匪岭隧道:杭温高铁“头号工程”10.24公里的655天攻坚

 2023年3月26日10时18分,在浙江桐庐与浦江交界的群山深处,随着最后一声炮响回荡在山谷,杭温高铁全线最长隧道——木匪岭隧道顺利实现全隧贯通。这座全长10240.34米的单洞双线隧道,是浙江省首条省方全资建设高铁项目的“收官之作”。自开工以来,建设者历时655天艰苦鏖战,先后穿越5条断层带、11条节理密集带,攻克了高地温、岩爆、突水等重重难关。木匪岭隧道的贯通,标志着杭温铁路二期21座隧道全部贯通,为2024年9月杭温高铁全线通车运营扫清了最大障碍,使杭州至温州的通行时间缩短至1小时左右。

一、工程概况:横跨桐庐浦江的10.24公里“头号工程”

木匪岭隧道起于浙江省杭州市桐庐县西毛村附近,止于金华市浦江县罗家村附近,横穿杭州市桐庐县、金华市浦江县两地。作为杭温高铁全线最长的隧道和控制性工程,隧道的主要技术参数:

 
 
项目 数据
全长 10240.34米(约10.24公里)
隧道类型 单洞双线
设计时速 350公里/小时
最大埋深 约619米
穿越断层带 5条
穿越节理密集带 11条
开工时间 2021年
贯通时间 2023年3月26日
施工周期 655天

木匪岭隧道所在的杭温铁路二期项目,是浙江省首条省方全资建设的高铁项目,由浙江省交通集团主导投资建设。项目新建正线全长59公里,设计行车时速350公里,总投资94.8亿元。隧道所在的浦江段正线全长33.19公里,桥隧占比高达94.5%。木匪岭隧道作为全线21座隧道中最长的一座,也是杭温高铁全线最后贯通的隧道。2020年12月30日,杭温高铁二期开工仪式正是在木匪岭隧道出口处隆重举行。

二、攻坚难点:5条断层与11条节理密集带的“五重封锁”

木匪岭隧道被列为全线重难点控制性工程。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)5条断层带与11条节理密集带——“断裂带上的步步惊心”

隧道穿越5条断层带及11条节理密集带。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。11条节理密集带使围岩条件变化极为频繁,存在岩体破碎、岩爆等施工风险。全线Ⅳ、Ⅴ级围岩占比10.5%,地质条件复杂多变。

(二)最大埋深619米与局部高地应力——“千米深海”般的极限压力

隧道最大埋深约619米。在如此巨大的埋深下,地应力高度集中,局部地段为高地应力区。高地应力引发岩爆和软岩大变形风险突出,常规支护结构面临严峻考验。岩爆段施工中,岩石在高应力下突然破裂弹射而出,对施工人员安全构成致命威胁。

(三)近45℃高地温——地下“火炉”的极限坚守

隧道内存在近45℃的高地温。在如此高温高湿的环境中,施工人员每工作一段时间就必须轮换休息。建设者除了在斜井口安装风机加强通风外,还在隧道里安装了可移动的风机加强散热,并购置了制冰机制作冰块降温。即便如此,恶劣的作业环境仍然是隧道施工中的重大挑战。

(四)地下水丰富与突水风险——“水帘洞”中的生死博弈

隧道地下水丰富。在富水条件下,软弱围岩稳定性进一步恶化,突水风险极高。每一次突水都可能瞬间淹没作业面,施工如履薄冰。针对突水风险,建设者采取超前探孔、地质雷达、注浆堵水等综合措施,确保洞内排水通畅。

(五)生态保护区与环保要求——“绿水青山”的生态红线

隧道位于生态保护区。在生态敏感区域内进行大断面开挖,任何施工扰动都可能影响地表生态。施工过程中的环境保护、污水排放、噪音粉尘管控,每一项都必须达到国家最高标准。技术标准高、环保要求严,综合施工难度巨大。

三、技术创新:从“三维激光扫描”到“智能建造”的系统突破

面对“5条断层+11条节理密集带+619米埋深+45℃高地温”的多重封锁,杭温铁路二期建设指挥部与中铁上海工程局的建设者以“智能建造技术”为突破口,展开了一系列技术创新。

(一)三维激光扫描仪——“告别皮尺量角器”的测量革命

作为全线应用“智能建造技术”最具代表性的隧道,木匪岭隧道率先引入了三维激光扫描仪。这台相机大小的设备,让拿着皮尺、量角器、测距仪去测量隧道尺寸的人工时代一去不复返。测量人员依托该设备就能完成对隧道的快速扫描,并将采集的各项数据同步上传至后台进行三维建模。这一技术为优化开挖钻爆方案、调整预留变形量、杜绝二衬欠厚等质量通病提供了准确、可靠的依据。

(二)成套化工装设备与机械化施工——效率与安全的双重保障

建设者积极应用三臂凿岩台车、湿喷机械手、智能布料系统二衬台车、全自动智能喷淋养护台车等成套化工装设备。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;智能布料二衬台车确保了衬砌质量的全过程管控。这些设备使隧道施工实现了机械化、信息化、专业化作业。

(三)综合超前地质预报体系——精准“排雷”的科技之眼

项目建设管理单位建立视频监控、围岩监控量测、综合超前地质预报等信息化控制系统。通过超前地质预报提前探明前方断层、富水区和不良地质的位置和规模,为动态调整施工方案提供了科学依据。这一体系使建设者能够在不良地质来临前提前预判,有效降低了地质灾害风险。

(四)45℃高地温综合降温方案——“地下火炉”的科学应对

为应对近45℃的高地温,项目部采取多管齐下的综合降温措施。在斜井口安装大功率风机加强通风;在隧道里安装可移动的风机加强散热;购置制冰机制作冰块降温;常备藿香正气水等防中暑药物;引入雾炮机等排烟降尘设备。这一系列措施有效改善了隧道内施工环境,确保了施工人员的健康安全。

(五)隧道混凝土自动喷淋养护系统——质量管控的精细化保障

项目引入隧道混凝土自动喷淋养护系统等科技设备。这一系统通过对已浇筑混凝土进行持续喷雾养护,有效防止了混凝土开裂,确保了衬砌质量,为隧道工程的整体质量提供了可靠保障。

四、生态保护:绿水青山间的“绿色高铁”

木匪岭隧道位于生态保护区,建设者始终将生态保护置于重要位置。施工过程中,环境保护、污水排放、噪音粉尘管控贯穿全过程。隧道位于国家级生态敏感区域,施工标准化程度和生态环保要求极高,是建设绿色杭温高铁的重难点控制性工程。

五、战略价值:浙江省域“1小时交通圈”的咽喉工程

木匪岭隧道是杭温高铁全线最后一座贯通的隧道。杭温高铁北起杭州市桐庐东站,向南经过金华市、台州市,到达温州市,引入改建后的温州南站,线路全长260公里,设计时速350公里。全线设桐庐东、浦江、义乌、横店、磐安、仙居、楠溪江、温州北、温州南等9个车站。

木匪岭隧道的贯通,为2024年9月6日杭温高铁全线开通运营扫清了最大障碍。杭温高铁是长三角高速铁路网的重要组成部分,也是浙江省内实现杭州、金华-义乌和温州三大都市圈1小时到达的最快捷通道。这条铁路建成运营后,杭州、金华、台州、温州等地丰富的旅游资源将串联成线,沿线仙居、磐安、东阳、浦江等地正式迈入高铁时代。杭温高铁开通初期,每日开行动车组列车最高达38列,杭州西至温州北最快87分钟可达。木匪岭隧道以10240.34米的长度和全线控制性工程的殊荣,成为这条纵贯浙江中部的钢铁大动脉上最关键的节点工程之一。