2021年2月6日,太行山山脊东侧的施工一线传来捷报,由中铁六局承建的和邢铁路全线重点控制性工程——路罗隧道顺利贯通。这座全长11.54公里的单线电气化铁路隧道,位于河北省邢台市信都区路罗镇境内,穿越太行山山脊东侧,最大埋深约520米,最浅处洞顶埋深仅约3米。隧道沿线地形陡峻、峡谷深切,崩塌落石等不良地质发育,地下水丰富,地质条件极为复杂。自开工建设以来,建设者与复杂地质展开了一场持续数年的地下鏖战,为和邢铁路这条继大秦铁路和瓦日铁路之后的第三条能源运输大通道铺平了关键道路。
一、工程概况:横亘太行山脊东侧的11.54公里“高风险隧道”
路罗隧道位于河北省邢台市信都区路罗镇境内,是和邢铁路全线重点控制性工程之一。隧道的主要技术参数:
| 项目 | 数据 |
|---|---|
| 全长 | 11536.753米(约11.54公里) |
| 隧道类型 | 单线电气化铁路隧道 |
| 一般埋深 | 40—360米 |
| 最大埋深 | 约520米 |
| 最浅埋深 | 约3米 |
| 贯通时间 | 2021年2月6日 |
| 所属线路 | 和邢铁路(全长约142公里) |
和邢铁路是连接山西省晋中市和顺县至河北省邢台市的国铁Ⅰ级单线电气化铁路,设计速度目标值100公里/小时,正线里程135.518公里。全线共设21座隧道,总长43.684公里,占正线长度的33.9%。路罗隧道是全线两座长度超过5公里的长大隧道之一,与全线最长的天河山隧道(11.69公里)共同构成了和邢铁路穿越太行山脉的“隧道双雄”。
二、攻坚难点:太行山断裂带的“三大封锁”
路罗隧道地处太行山山脊东侧,地形陡峻,多为峡谷陡壁,崩塌落石等不良地质发育,地下水丰富,地质条件复杂。其建设面临三大核心挑战的高度叠加。
(一)520米最大埋深与3米极限浅埋——“上天入地”的极端反差
隧道一般埋深40至360米,最大埋深约520米。在如此巨大的埋深下,地应力高度集中,开挖卸荷后极易发生岩爆和围岩大变形。而隧道最浅处洞顶埋深仅约3米——3米的覆盖层厚度在隧道工程中属于极限浅埋范畴,意味着隧道顶部几乎紧贴地表。在如此浅的埋深下进行大断面开挖,地表沉降控制要求极为苛刻,稍有不慎就可能引发地表塌陷。“上天入地”般的极端埋深反差,使隧道在不同区段面临截然不同的施工风险。
(二)崩塌落石与丰富地下水——“水与石”的双重夹击
路罗隧道附近地形陡峻,多为峡谷陡壁,崩塌落石等不良地质发育。在峡谷陡壁地段施工,洞口及浅埋段面临危岩落石的持续威胁。隧道地下水丰富。在富水条件下,围岩稳定性进一步恶化,极易引发涌水突泥灾害。施工中随时面临坍塌和涌水的双重风险。
(三)毗邻邢汾高速公路——控制爆破的“毫米级”精度
路罗站邻近邢汾高速公路,明线车站方案邻近高速公路段隧道施工需通过采用控制爆破等施工措施,避免诱发公路边坡附近的崩塌落石。在运营高速公路附近进行隧道施工,任何爆破震动超标都可能影响公路边坡的稳定,对爆破参数和施工精度提出了毫米级的控制要求。
三、地质选线:从“全隧道方案”到“明线方案”的科学抉择
路罗隧道所在的太行山区地形复杂,地质条件恶劣。在工程前期,设计方曾面临“全隧道车站方案”与“明线车站方案”的抉择。中铁第五勘察设计院集团有限公司通过采用综合勘察技术,详细查明了工程范围内的工程地质和水文地质条件,并结合国家级风景名胜区范围及邢汾高速公路边坡稳定条件,提出了合理的地质选线意见。
研究结论表明:明线车站方案避开了崩塌落石发育地段,工程地质条件较好,工程投资省;施工及运营管理安全方便;邻近高速公路段隧道施工通过采用控制爆破等施工措施,可避免诱发公路边坡附近的崩塌落石。最终,明线车站方案优于全隧道车站方案被确定为推荐方案。这一科学选线决策,从源头上降低了路罗隧道及车站的施工和运营风险。
四、技术创新:从“综合超前地质预报”到“无砟轨道”的精准突破
路罗隧道的成功建设,离不开一系列技术创新。
综合超前地质预报技术。 隧道超前地质预报综合方法应用研究成果在和邢铁路天河山、路罗隧道中得到了应用。该技术结合地球物理方法技术、仪器设备、地质条件,优化了预报关键技术和重要参数设定,并针对涌水隧道提出了分级组合式预报方案。研究成果多次提前成功预报出塌陷、断裂、涌水等地质问题,避免了重大地质灾害的发生,节省了施工工期,经济、社会效益显著。
长大隧道无砟轨道技术。 和邢铁路设计标准中,大于1公里的隧道采用无砟轨道。路罗隧道全长超过11公里,全线采用无砟轨道铺设。无砟轨道具有整体性强、稳定性高、耐久性好等优点,能有效满足重载铁路运行对轨道结构的高要求。
控制爆破施工技术。 针对邻近邢汾高速公路段的施工安全要求,采用控制爆破施工措施,严格控制单孔装药量和爆破震动速度。这一技术确保了高速公路边坡的稳定,避免了诱发崩塌落石的风险。
五、战略价值:第三条能源运输大通道的“咽喉”工程
路罗隧道是和邢铁路全线重点控制性工程之一。和邢铁路是国家中长期铁路网规划项目,是东西铁路干线铁路网的重要组成部分。线路西接阳涉铁路和顺县站,东接京广铁路邢台站至小康庄站,与邯黄铁路相连通。
和邢铁路是我国继大秦铁路和瓦日铁路之后的第三条能源运输大通道。铁路定位为以煤炭运输为主,兼顾其他货物运输及客运,规划年货运能力达4000万吨以上。2022年4月,和邢铁路全线开通运营,路罗站正式投入使用。
路罗隧道以11.54公里的长度和全线重点控制性工程的殊荣,成为这条纵贯太行山的能源大动脉上最关键的节点工程之一。它的贯通,不仅为和邢铁路全线铺轨和通车运营奠定了坚实基础,更为晋煤东运开辟了一条全新的出海通道。
