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國內首座穿越最濕黃土稀泥的高鐵隧道貫通

科技日報微信公眾號 | 2020-06-29 10:27:47

6月27日,新建銀(川)西(安)鐵路跨董志塬區域,全長6.78公里的上閣村隧道,在距進口1362米處貫通。

上閣村隧道,最高含水率33%、縱坡25‰、最大埋深102米、出口最淺僅6米,為全線一級風險隧道,也是國內首座穿越最濕黃土稀泥的高鐵隧道。

銀西高鐵經毛烏素沙漠邊緣,由南向北穿越世界規模最大黃土塬董志塬,是國內首條修建在黃土層最長段落的有砟高速鐵路。

“上閣村隧道所處地質孔隙潛水明顯,廣泛分布于黏質黃土地層中。”中鐵二十二局集團項目部經理魏紹剛說,這樣的地理特性,導致地質圍巖極易滲水,軟化變形,突發坍塌,以及地表沉陷、地下水流失等。

特殊的地理構造,使上閣村隧道施工風險極高。“五級、六級圍巖長度近6300米,占比達93%。”魏紹剛說,隧道通過第四系黃土,堪稱稀泥,含水率超高,高達33%。

業內專家表示,上閣村隧道地處的深厚富水黃土,含水率高達33%,國內外罕見,是一道世界級工程難題,要面臨淺埋軟塑性黃土地區、穿越富水地層基底降排水、基底加固困難等三大難題的挑戰。

一般隧道地質含水率低于20%,一旦超過24%就嚴重影響施工。資料顯示,在含水率超過24%黃土層建隧道,最低月進度僅0.6米。

如何在黃土厚度深數百米,地層含水率極高的黃土稀泥里建高鐵隧道?

面對三大難題,中鐵二十二局集團項目部成立技術小組,在建設單位的組織下,召集設計、監理單位及有關專家聯合攻關。

采取洞內帷幕注漿超前加固方案,安全順利完成超淺埋敏感區隧道施工;開展深孔地表注漿施工技術研究,總結形成了注漿漿液材料、注漿孔布置間距等注漿參數成果,將31%的地層含水率降至22%;采取基底袖閥管注漿加固技術進行基底加固處理等技術手段,攻克了多項難題。

建設單位銀西鐵路公司認為,上閣村隧道攻克了深厚富水黃土隧道安全修建技術難題,多項創新成果為隧道施工建設首次。

首次系統開展了基礎理論研究,揭示了深厚富水黃土地層的水穩性特征;

首次提出了最佳矢跨比仰拱型式,提升了深厚付匯黃土隧道仰拱的抗隆起能力;

首次研發了地表垂直深孔袖閥管精準靶向注漿技術,顯著地提高了地層注漿加固效果,實現了深厚富水黃土地層加固后月度80米以上施工效率;

首次創建了隧道襯砌質量檢測信息平臺,實現了隧道襯砌質量全生命周期信息化管理等。

研究成果填補了國內外隧道修建技術6項空白,極大提升了我國鐵路隧道整體修建水平。

銀西鐵路正線長618公里,設計速度為250公里每小時,是國家《中長期鐵路網規劃》中“八縱八橫”高速鐵路主通道之一,也是《“十三五”現代綜合交通運輸體系發展規劃》“福銀通道”重要組成部分。全線于2015年12月31日開工,計劃2020年年底建成通車,屆時,銀川至西安將由現在的14小時縮短為3小時左右。

  • 標簽:高鐵隧道,黃土稀泥

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