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棋盘石隧道:昌福铁路10.8公里“地质博物馆”的3年攻坚

时间:2026-07-04 20:08:33 隧道大全

2011年12月10日上午10时08分,随着最后一声炮响在福建戴云山脉深处回荡,被铁道部挂牌督办、被称为向莆铁路(今昌福铁路)“最难啃硬骨头”的棋盘石隧道顺利贯通。这座全长10.808公里的单洞双线隧道,集19条断层、极高应力区、高地温带、突泥涌水、软岩大变形、岩爆等诸多不良地质于一身。自2008年10月进场以来,中铁十四局的建设者们在1100多个日夜里攻克了这座向莆铁路唯一I级风险隧道,以“安全生产零事故”的优异成绩,为昌福铁路2013年9月26日全线通车铺平了道路。棋盘石隧道以10.8公里的长度和“地质博物馆”的殊荣,成为这条连接赣闽两省的钢铁大动脉上最关键的节点工程之一。

一、工程概况:横亘戴云山脉的10.8公里“I级风险”隧道

棋盘石隧道位于福建省三明市尤溪县境内,地处戴云山脉中段,是昌福铁路(规划及建设时期称向莆铁路)全线的重难点控制性工程。隧道的主要技术参数:

 
 
项目 数据
全长 10808米(约10.8公里)
全线排名 向莆铁路“四大”控制性长大隧道之一
隧道类型 单洞双线隧道
施工单位 中铁十四局四公司和隧道公司
进口段施工 正洞6972米、附属洞坑5535米
贯通时间 2011年12月10日
通车运营 2013年9月26日

昌福铁路(昌福线)从南昌至福州,全长547公里,运营时速200公里。全线隧道共计115座,福建段桥隧比堪称亚洲最高。棋盘石隧道作为全线“四大”控制性长大隧道之一,也是中铁十四局集团公司建筑史上独家担当施工最长的单洞双线隧道。它的施工进度直接关系到整条铁路的通车节点。

二、攻坚难点:19条断层与“地质博物馆”的五重封锁

棋盘石隧道被国内地质专家形象地称为隧道建设的 “地质博物馆” 。整个隧道穿越19条断层(另有记录为22条断层影响带),穿过极高应力区和高地温带,存在突泥涌水、软弱大变形、高压、岩爆等诸多不良地质因素,围岩变幻无常。其建设面临五大核心挑战的高度叠加,每一项都足以让普通隧道工程望而却步。

(一)19条断层——“断裂带上的步步惊心”

隧道穿越19条断层影响带。断层破碎带内岩体破碎、地下水极为发育,每穿越一条断层都面临坍塌和涌水的高风险。19条断层意味着建设者平均每掘进约570米就要穿越一条断层。施工中工序繁杂,“步步为牢,险象环生”。

(二)溶洞与突水突泥——“地下蜂巢”的致命风险

隧道地处岩溶及断层强烈发育区,开挖坑道时不断遭遇溶洞、涌水涌泥。其中3号横洞溶洞的突水问题尤为突出。隧道集溶洞、涌水涌泥等不良地质于一体,施工中随时可能遭遇突水、突泥等多种高风险。

(三)极高应力区与岩爆——“地下枪林弹雨”的生死考验

隧道穿过极高应力区,存在岩爆等不良地质。在高地应力作用下,硬质围岩在高应力下突然破裂弹射,岩石从洞壁弹射而出,对施工人员安全构成致命威胁。

(四)高地温与软岩大变形——“地下火炉”与“变形魔咒”的双重绞杀

隧道穿过高地温带,存在软岩大变形。在高温高湿与高地应力的叠加下,软弱围岩发生剧烈塑性流变,常规支护结构面临严峻考验,施工人员需在高温环境中持续高强度作业。

(五)隧道通风与有轨运输——5.4公里独头掘进的“呼吸极限”

棋盘石隧道是向莆铁路唯一一座长达I级风险隧道,独头掘进长达5.4公里。隧道施工通风系统的方案设计、设备选型及安装面临极大挑战。为解决长大隧道施工的通风难题,工程采用在横洞施工结束进入平导和主洞施工时采用有轨运输进行出碴和运料。正洞、平导洞内轨道布设为 “双轨单线+错车道” 。

三、技术创新:从“TSP超前预报”到“安全生产零事故”的系统突破

面对“地质博物馆”的多重封锁,中铁十四局的建设者与科研团队展开了一系列技术创新与管理突破。

(一)综合超前地质预报体系——精准“排雷”的科技之眼

项目部多频次采用TSP超前地质预报、红外线探水仪、地质雷达、地质钻机等国内先进科技仪器和设备,为隧道开挖、支护提供了详实、直观的地质安全施工资料。针对3号横洞溶洞的突水风险,在地质分析和地质超前预报的基础上,提出了绕行进洞方案,顺利通过了风险地段,避免了安全事故的发生。同时,遇到重大地质灾害时,及时邀请业主、设计、监理和施工等进行 “四方会勘” ,必要时邀请铁道部、高等院校和工程院士等专家实地考察,商讨会诊。

(二)长大隧道独头掘进通风与有轨运输系统——破解“呼吸极限”

棋盘石隧道独头掘进长达5.4公里。施工过程中通风系统的方案设计选定、设备选型及安装、施工维护、安全操作注意事项等均进行了详细规划。为解决长大隧道施工的通风问题和满足健康、安全的需要,棋盘石隧道采用在横洞施工结束进入平导和主洞施工时采用有轨运输进行出碴和运料,正洞、平导洞内轨道布设为 “双轨单线+错车道” 。《长大隧道独头掘进通风方案》获得集团公司QC小组三等奖。

(三)信息化与标准化管理——安全质量的“双重防线”

项目部将移动手机信号引入洞内至隧道掌子面,随时保持应急救援和生产调度及信息畅通。在隧道洞口和洞内安置安全监控电子设备,随时纠偏和有效防止施工违章违规操作,最大限度降低安全隐患。同时严格执行工序质量问责制,所有作业队实行 “黄、白牌”责任处罚制度,使光爆开挖、初期支护、仰拱二衬质量处于可控状态。其光爆开挖、仰拱和二衬等分项工程多次被评为优质样板工程。

(四)安全生产零事故——1100天的坚守

项目部建立隧道施工“安全生产首问负责制、领导班子带队进洞制度、管理人员跟班制度、隧道标准化作业制度”四项制度。在加强隧道地质结构的观察、排查、量测和地质素描等传统安全管理手段的同时,不断加大安全科技含量。自2008年10月进场以来,实现了长大隧道安全生产零事故。

四、战略价值:昌福铁路的“咽喉”工程

棋盘石隧道是昌福铁路全线“四大”控制性长大隧道之一。它的贯通,标志着被称为向莆铁路“最难啃硬骨头”之一的重难点控制性工程取得了决定性胜利。隧道贯通后,为后续铺架施工赢得了宝贵时间。

2012年11月29日,向莆铁路实现铺轨贯通。2013年9月26日,昌福铁路(昌福线)正式通车运营。这条铁路是江西省和福建省之间的省际铁路,是福建省第一条连接中部和内陆大腹地的国家Ⅰ级铁路干线。棋盘石隧道以10.8公里的长度和全线唯一I级风险隧道的殊荣,成为这条连接赣闽两省的钢铁大动脉上最关键的节点工程之一。

隧道贯通十余年来,运营维护工作持续进行。2024年,南昌局集团有限公司永安工务段对昌福线棋盘石隧道进出口的消防水池、消防管网进行整治。棋盘石隧道出口里程K409+530、进口里程K398+722。一代代铁路守护者日复一日地守护着这条11公里地下长龙的安全运行。