兰渝铁路工程将攻克多项山地铁路隧道建设“世界难题”

   近日，兰渝铁路西秦岭特长隧道创造了隧道出渣连续皮带突破7000米和隧道内掘进同步衬砌超3000米的两项全国纪录。由铁一院总体设计的兰渝铁路将以创新的技术手段，一举填补国内山地铁路隧道建设领域的多项空白。

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兰渝铁路是目前我国在建的连接西南和西北地区的又一条高标准大能力运输大动脉。线路所经区域堪称中国山区的“地质博物馆”，不但穿越青藏高原、秦岭山地、四川盆地，还要经过在“5.12汶川大地震”中造成巨大破坏的龙门山断裂带，该区域地层普遍较差，褶皱、断裂等构造异常发育，面临着滑坡、涌水、泥石流等诸多地质灾害，国内山地铁路建设中遇到的所有难题，在兰渝铁路都有集中体现。“只要修通兰渝铁路，中国就没有修不通的山区铁路”，业内曾以此形容兰渝铁路的设计建设难度，它也是铁一院勘察设计的地质地形条件最为复杂的山地铁路。

        兰渝铁路隧道设计负责人、铁一院桥隧处副总工程师杨木高介绍：“兰渝铁路兰州至广元段线路全长493公里，共分布着66座隧道，隧道总长度343公里，占线路总长度的70%，其中大于10公里的特长隧道就有9座，总长为143公里。哈达铺到沙湾、陇南到广元段均采用隧道群集中通过方式，隧道比例超过95%，这一比例在目前我国已开工建设的客货共线山区铁路中首屈一指”。

        由于特殊的地质条件，兰渝铁路在隧道修建方面面临着诸多世界级难题。兰渝铁路全线重点控制工程之一的西秦岭隧道全长28.238公里，不但是全线最长的隧道，还是目前国内仅次于新关角隧道的第二长隧，为目前国内断面尺寸最大、TBM掘进长度最长的隧道，其同步衬砌技术为世界首创，创造了亚洲山岭隧道大断面TBM硬岩掘进的新纪录。兰渝铁路全线有近6.5公里区域通过富水弱胶结粉系砂岩地层区，这是一种特殊工程性质的岩层，其显著特点就是在原始状态下密实度高，隧道开挖后，砂土遇水后将在极短的时间内软化，桃树坪隧道、胡麻岭隧道就是其中的典型代表。开挖此类隧道犹如“在豆腐中打洞”，这一特性对隧道开挖极为不利，极易造成围岩坍塌、流沙、拱顶下沉和收敛变形加大等现象，支护结构很难成型。此外，沿途隧道要穿越80多公里长的板岩及炭质板岩、炭质千枚岩等软岩地层，由于这一地区岩性较软，处于极高地应力区，地质构造复杂，再加上地下水软化作用，具有隧道开挖后前期变形发展较快，总变形量大，后期变形难以稳定等特点，严重影响隧道施工安全、质量和进度。

        针对兰渝铁路软岩大变形隧道控制技术，铁一院联合高校及科研院所积极展开科技攻关，如兰渝线高地应力软岩地段大变形控制技术研究；木寨岭隧道大战沟斜井和毛羽山隧道出口高地应力软岩隧道应力释放及支护结构优化试验研究；同寨、毛羽山、天池坪、两水等隧道支护参数优化调整等现场工程试验研究，以上科研及工程试验研究均取得了较好的效果，并及时在施工中推广应用。经过以上科研及工程试验，铁一院对软岩隧道变形规律及控制措施等有了进一步认识，软岩变形的综合控制措施渐趋成熟和完善，基本杜绝了由于变形较大导致的大范围初期支护破坏拆换、塌方等情况，确保了工程顺利推进，为彻底解决这一世界难题打下了坚实的基础.