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20180502中国最长铁路隧道取得重大进展,世界最难!

 xiaziwa 2021-03-13

4月30日,中国第一铁路长隧高黎贡山隧道出口平导掘进突破1000米大关,标志着由中铁隧道局集团施工的高黎贡山隧道施工建设取得阶段性突破。


高黎贡山隧道全长34.538千米,是国家“一带一路”战略重要通道大瑞铁路的咽喉控制性工程。自2017年11月26日,项目“彩云1号”TBM始发掘进以来,克服了高温热害、断层破碎带、突水突泥、坍塌、高地应力软岩大变形、TBM卡机等技术难题,顺利通过长达120米的F9断层,累计掘进达到1003.68米,成功突破千米大关。

大瑞铁路东起大理,西至瑞丽,全长约331公里,设计时速为140公里,是泛亚铁路(西线)中缅国际铁路通道的重要组成部分。大瑞铁路建成后由大理去往瑞丽,将由现在的六七个小时缩短至三个小时,昆明至瑞丽近700公里的路程可望“朝发夕至”。高黎贡山隧道就是大瑞铁路的头号控制性工程。

▲大瑞铁路走线图

▲高黎贡山隧道建设现场。

高黎贡山隧道全长34.538公里,是中国第一铁路长隧。也是继中国建设者2014年底建成全长32.6公里的青藏铁路新关角隧道后,再次建设30公里以上级的铁路隧道。建成后,不仅刷新中国最长铁路隧道的记录,还将大幅超过中国全部公路隧道,成为中国最长的交通隧道工程、亚洲最长的山岭铁路隧道

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▲TBM即将进入高黎贡山隧道正洞。

这么难的隧道当然是国内顶级单位设计施工的。高黎贡山隧道的建设单位是云桂铁路云南有限责任公司。设计单位是中国中铁二院工程集团有限责任公司。施工单位是中铁隧道集团有限公司(承担28.647公里施工任务)和 中铁十八局集团有限公司(承担5.891公里施工任务)。监理单位是中铁二院(成都)咨询监理有限责任公司。

▲高黎贡山隧道平面布置图。

▲隧道沿线断层分布示意图。

高黎贡山位于喜马拉雅地震带,受印度洋板块与欧亚板块碰撞挤压,地质条件极为复杂具有“三高”(高地热、高地应力和高地震烈度)“四活跃”(活跃的新构造运动、活跃的地热水环境、活跃的外动力地质条件和活跃的岸坡浅表改造过程)的特征,囊括了隧道施工的所有不良地质和重大风险,施工难度在世界隧道修建史上首屈一指。高黎贡山隧道最大埋深1155m,穿越19条断层,被誉“地质博物馆”。

▲高黎贡山隧道一期施工平面示意图(单位:m)。

高黎贡山隧道施工分为两期施工。其中一期为Ⅰ线隧道+辅助坑道(1座贯通平导+1座斜井+2座竖井)施工。二期将贯通平导扩挖为Ⅱ线隧道。由于该项工程地质条件极为复杂,施工难度极高,因此,采用具有国际先进水平的TBM硬岩掘进机施工。

▲整装待发的TBM硬岩掘进机。

高黎贡山隧道的工程工期及进度安排:工程进口工点于2014年12月29日开工,1#斜井、1#竖井、2#竖井及出口工点于2015年12月1日开工。一期工程计划于2022年5月30日竣工,工期为89个月,合同总造价36.28亿元;二期工程平导扩挖计划2018年10月14日开始,2025年11月30日竣工,总工期131个月。总工期长达11年之久。

▲中铁隧道集团整装待发的TBM硬岩掘进机。

高黎贡山隧道建设创造了六项国内第一:隧道设计时规划了24条线路,是中国铁路选线最多的隧道;隧道长34.538公里,是中国铁路第一长隧;1号竖井深764.74米,是中国铁路最深竖井;1号斜井长3870米,是中国铁路隧道最长斜井;“彩云号”TBM直径9.03米,是中国自主研制的国内最大直径TBM;“彩云1号”TBM,是中国第一台再制造TBM。

▲整装待发的TBM硬岩掘进机。

TBM(Tunnel Boring Machine),全称为硬质岩石隧道掘进机,是集开挖、支护、出渣于一体的成套掘进设备,可实现传统钻爆法难以实现的复杂地理地貌深埋长隧洞的施工,掘进速度可以达到人工的十倍,被称为工程机械的“航空母舰”和“掘进机之王”。高黎贡山隧道正洞和平导TBM施工段分别采用1台开挖直径9m和1台开挖直径5.6m的敞开式硬岩掘进机掘进施工。

▲即将进入高黎贡山隧道的“彩云1号”TBM硬岩掘进机。


▲2017年8月28日,“彩云1号”TBM组装调试完毕

▲2017年11月27日“彩云1号”TBM在平导洞内正式掘进

高黎贡山隧道最大埋深达1155米,平均埋深800米,进口段穿越18种岩性、12条断层;出口段穿越8种岩性、7条断层,其中2条为活动断层,其地质条件的复杂多变程度放眼全国也十分罕见。

掘进中的“彩云1号”TBM内部

“彩云1号”TBM曾在城市轨道交通建设中掘进了6.6公里,此次经中铁隧道集团改造后再次挺近高黎贡山隧道,掘进速度平均每天40米。“彩云1号”的掘进,标志着高黎贡山隧道正式进入全面施工阶段。在此后的几年中,“彩云1号”TBM将以月平均不低于300米的速度,顽强钻越高黎贡山,独头掘进超过13公里。想想都令人惊叹!

▲高黎贡山隧道项目外景


2018年2月1日,我国自主研制的最大直径硬岩掘进机(TBM)“彩云号”在大瑞铁路高黎贡山隧道正式开始掘进。

“彩云号”TBM直径9.03米,是我国自主研制的最大直径敞开式TBM“彩云号”整机长度约为230米,整机重量约1900吨,填补了国内9米以上大直径硬岩掘进机的空白,改写了我国铁路长大隧道项目的机械化施工长期受制于人的历史。

“彩云号”TBM的创新可不仅仅体现在外观设计和命名上。这台TBM刀盘开挖直径达到9.03米,设备在满足快速破岩的同时,还在强化辅助工法方面进行了诸多创新,如增设了大尺度扩挖设计、钢筋排支护系统、前区即时喷混机械手系统、全周嵌藏式超前探测和超前注浆系统、在线实时超前地质预报系统、通风制冷系统等,以应对围岩变形、断层破碎带和岩爆、突水突泥、高地热等掘进中可能会遇到的风险,同时也能够更好地保护生态环境。

尽管有了大型的隧道掘进机,但建设者仍然也永远是隧道施工的主力。一个超级工程的建成,永远离不开勤劳智慧的建设者。在您阅读超级建筑这篇文章时,一线施工人员正在高黎贡山隧道的山洞深处辛勤工作。为他们点赞!

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