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郑万高铁湖北段最长软弱围岩隧道——保康隧道顺利贯通

点击量:3903   2021-01-15   【 】   【打印】   【关闭
1月11日,由中铁二院勘察设计的郑万高铁湖北段最长软弱围岩隧道——保康隧道全隧顺利贯通。
保康隧道位于湖北省襄阳市保康县后坪镇和马桥镇境内,属单洞双线大断面隧道,线路设计行车速度值为350km/h,隧道全长为14574.3米,最大埋深504米。进口接保康车站多线特大桥,出口接路基。为满足工期、排水、通风和运营防灾救援等需要,全隧设置“2横洞+1斜井+2平导”的辅助坑道模式组织施工,实现“长隧短打”、加快施工进度。保康隧道出口工区位于“保康-罗家山”隧道群范围,该隧道群长度达25km以上,为满足防灾救援疏散相关要求,于隧道出口设置洞口紧急救援站。
保康隧道不良地质主要为危岩落石、岩堆、顺层偏压及断层破碎带。全隧所穿越地层岩性虽然较为单一,为志留系页岩夹砂岩、奥陶系页岩等软弱沉积岩,但岩层质软且极其破碎,受地质构造作用极为明显,地质环境复杂多变,IV、V级围岩占比甚至高达98.7%,为郑万高铁湖北段5座II级高风险隧道之一,施工难度大、施工风险高,且施工工期紧张。
为实现软弱围岩长大隧道安全快速施工,保康隧道选定为国铁集团重点科研课题《郑万高铁大断面隧道安全快速标准化修建关键技术研究》、重大课题《高速铁路山岭隧道智能化建造技术研究》现场试验隧道之一,中铁二院联合各参建单位积极探索基于全电脑智能型三臂凿岩台车等先进施工装备的大断面软弱围岩隧道掌子面超前预加固技术,先后成功试验并大量推广应用隧道机械化全断面施工工法、工艺,形成了IV、V级围岩机械化大断面法成套设计施工技术;并首次试验验证铁路隧道智能化建造技术,首次实现了国内山岭隧道开挖施工过程的智能化转变,这对于保康隧道的顺利贯通具有重要意义。
施工期间,保康隧道部分工区揭示围岩强度较低,开挖后围岩表面看似较完整,实则细微裂隙极其发育,爆破后围岩接触空气极易风化,加上地下水发育,裂隙水较大,导致掌子面出现大范围掉块及塌方,在施工期间大小塌方数十次;其次,支护结构出现拱顶沉降、水平收敛变形持续时间长、变形量过大等安全隐患,导致初期支护侵限以至于换拱,造成成本增加与工期延长。针对上述问题,中铁二院结合多年在西南山区软弱围岩设计施工经验,提出了围岩注浆小导管/中管棚/大管棚超前支护、围岩径向注浆加固、三台阶加临时仰拱工法开挖、大刚度型钢钢架、注浆锁脚锚杆加密以及纵向型钢连接等一系列措施进行加强,确保了隧道施工和结构安全。
同时,部分工区揭示围岩出现页岩顺层偏压现象,由于支护结构受力不均匀,出现隧道横向差异变形且变形不稳定导致支护结构开裂等问题。据此,中铁二院及时开展《郑万高铁长距离顺层偏压铁路隧道关键技术研究》科研立项研究,通过理论研究、数值模拟、室内模型试验以及现场应力应变监测验证等方法,采取了加长加密系统锚杆、调整系统锚杆打设方向、优化开挖工法、加大预留变形量、加强钢架支护、加强二次衬砌等一系列措施,取得了良好的应用效果。
作为全线最长的软弱围岩隧道,也作为全工序机械化施工标志性示范隧道,保康隧道全隧安全、顺利贯通,标志着郑万高铁湖北段特长隧道施工取得又一重要进展,进一步确保了郑万高铁的早日按期开通。至此,郑万高铁湖北段目前仅剩余兴山、香炉坪、巴东、香树湾等4座隧道尚未贯通。

(中铁二院)

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