2017年11月27日8时50分,随着一声炮响在福建龙岩的群山深处回荡,南龙铁路全线唯一Ⅰ级高风险隧道——南门口隧道顺利贯通。这座全长10301米的双线隧道,位于福建省龙岩市新罗区境内,穿越8条断层带、2处岩层接触带和4处侵入接触带,最大埋深390米。自2013年11月28日开工建设以来,中国中铁广州工程局的建设者在“高富水、高应力、高难度、高风险”的极端环境中鏖战近4年。南门口隧道的贯通,标志着南龙铁路建设取得突破性进展,为这条沟通福建山区与沿海的钢铁大动脉扫清了最大障碍。
一、工程概况:“地质博物馆”中的10.3公里“唯一Ⅰ级风险”隧道
南门口隧道位于福建省龙岩市新罗区境内,进口位于西陂镇南石村,出口位于龙门镇湖一村。隧道为双线隧道,设计行车速度200公里/小时。作为南龙铁路全线唯一一座Ⅰ级高风险隧道,其建设难度仅次于宜万铁路。隧道的主要技术参数:
| 项目 | 数据 |
|---|---|
| 全长 | 10301米(约10.3公里) |
| 双洞/单洞 | 双线隧道 |
| 设计时速 | 200公里/小时 |
| 最大埋深 | 390米 |
| 断层带 | 8条 |
| 岩层接触带 | 2处 |
| 侵入接触带 | 4处 |
| 开工时间 | 2013年11月28日 |
| 贯通时间 | 2017年11月27日 |
| 施工周期 | 近4年 |
| 施工单位 | 中国中铁广州工程局 |
南门口隧道所在的南龙铁路,北起南平北站,途经沙县、三明、永安、漳平等市县,南止龙岩站,新建正线长度246公里。沿线穿越武夷山脉东侧,跨越闽江与九龙江,全线78座隧道总长约187公里,桥隧比高达90.5%,列车穿行于隧道群中如坐地铁。作为福建省内城际铁路环线闭合的关键工程,南龙铁路与合福、福厦、龙厦铁路一起形成高等级快速铁路通道。南门口隧道作为全线唯一的Ⅰ级高风险隧道,其施工进度直接决定了整条铁路的通车节点。
二、攻坚难点:全线“唯一Ⅰ级风险”隧道的“四重地质封锁”
南门口隧道被列为全线唯一一座Ⅰ级高风险隧道。沿线地质构造极度复杂,被认为“没有一个地层体系缺失,发育着数十条大规模的褶皱与断裂”,堪称“地质博物馆”。其建设面临四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)8条断层带与6处接触带——“断裂带上的步步惊心”
隧道穿越8条断层带、2处岩层接触带和4处侵入接触带。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。8条断层带与6处接触带的交织分布,使围岩条件变化极为频繁,施工如履薄冰。
(二)高富水与岩溶区——“水帘洞”中的极限排险
隧道水系极为丰富,富水区段地下水发育。隧道局部洞身夹煤线,邻近煤矿采空区。在富水条件下,软弱围岩稳定性进一步恶化,涌水突泥风险极高。施工中多次遭遇涌水、突泥、掌子面塌方等棘手问题。
(三)高应力区与软弱围岩——“变形魔咒”与“地下陷阱”的双重绞杀
隧道一段位于高应力区。在高地应力作用下,软弱围岩发生剧烈塑性流变,常规支护结构面临严峻考验。高应力与富水、断层破碎带的叠加,使施工安全风险呈几何级数增加。
(四)Ⅰ级风险管理与高风险施工——近4年的极限坚守
隧道被列为Ⅰ级风险管理特长隧道。设计标准高、支护类型多样化、工艺复杂。隧道全长超过10公里,洞身开挖面积大,施工难度高。近4年的施工周期中,建设者始终在“高富水、高应力、高难度、高风险”的极端环境中作业。
三、技术创新:从“三台阶开挖法”到“标准化管理”的系统突破
面对“四重地质封锁”的极限挑战,中国中铁广州工程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)三台阶开挖法与“21字方针”——软弱围岩的精准工法
施工中采用三台阶开挖法,严格遵循 “管超前、短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测” 的原则。管超前在开挖前对掌子面前方围岩进行预加固;短进尺与弱爆破最大限度减少对围岩的扰动;强支护在开挖后立即施作快速封闭围岩;早封闭尽快形成承载结构;勤量测实时掌握围岩变形规律动态调整支护方案。这一精准工法体系有效克服了复杂地质条件下的施工风险。
(二)新技术新工艺与方案优化——效率与质量的双重保障
开工后,项目部为保证工期进度及施工安全质量,多次开展方案讨论,优化施组,采用新技术新工艺。针对隧道复杂的地质条件,通过不断的方案优化和技术创新,有效提升了施工效率和质量。
(三)标准化管理与全过程监控——安全质量的“双重防线”
项目部严格执行标准化管理施工细则。在日常工作中各级安全质量教育到一线,严格执行交底制度,杜绝非法违规操作行为。现场技术员、施工员全天值班,对施工进行全过程监控指导。由于施工安全质量平稳可控、各项管理到位、标准化施工较好,局指曾带领相邻标段单位前来观摩学习。
(四)Ⅰ级风险管理的科学应对——“地质博物馆”的系统突围
在设计阶段,铁四院对南龙铁路沿线进行了详细的勘察设计。针对隧道复杂的地质条件,设计人员超前预报、动态调整,在确保安全的前提下稳扎稳打、稳步推进。施工中综合运用了断层破碎带穿越、高应力区变形控制、涌水突泥治理等综合技术手段,战胜了涌水、突泥、掌子面塌方等棘手问题。
四、战略价值:环闽铁路“最后一环”的咽喉工程
南门口隧道是南龙铁路全线唯一的Ⅰ级高风险隧道。它的贯通,标志着南龙铁路建设取得突破性进展。
2018年12月29日,历时5年建设的南龙铁路正式通车运营。这条铁路的通车,使福建省内城际铁路环线正式闭合,福建成为全国首个市市通动车的省份。通车后,南平至龙岩、龙岩至福州之间无需换乘,最快旅行时间分别缩短至1.5小时和2小时。
南龙铁路与赣龙、合福、向莆、福厦、龙厦铁路一起形成高等级快速铁路通道,成为沟通福建山区欠发达地区与沿海经济发达地区间的重要连接线。南门口隧道以10301米的长度和全线唯一Ⅰ级风险隧道的殊荣,成为这条环闽钢铁大动脉上最关键的节点工程之一。从2013年11月的开工建设到2017年11月的胜利贯通,再到2018年12月南龙铁路的全线通车运营,这座龙岩群山深处地下长龙的每一米掘进,都是中国工程团队在极端复杂地质条件下“攻坚克难、敢为人先”的生动写照。
