在黄土高原的稀泥里打隧道 “基建狂魔”再战世

本文转载自【科技日报】；

近期、新岸（川）西（安）铁路横穿东直园地区，6.78公里长的上葛村隧道贯穿其中。

上格村隧道，最大含水量33%，纵坡25‰，最大埋深102米，最浅出口仅6米，属一级穿越线路的风险隧道 国内首条穿越黄土最湿的泥泞高铁隧道。

特殊的地理结构，施工风险极高

银西高铁自南向北穿越毛乌素沙漠边缘，穿过世界上最大的黄土高原，董志远。是国内黄土高原第一座建筑。镇流器高速铁路是故事中最长的一段。

董致远是黄土高原最大的平原，被誉为“世界第一黄土平原”。丘陵沟壑纵横，有黄褐色铍褶皱。是我国湿陷性黄土分布的主要地区之一。湿陷性黄土厚度为10～33米。

“上葛村隧道所在的地质孔隙和水体较为明显，广泛分布于黏土黄土层。”中铁二十二局集团有限公司（以下简称中铁二十二局）项目经理魏绍刚 据说，这样的地理特征导致地质围岩极易渗水、软化、变形，突然坍塌，以及地表下沉和地下水流失。

特殊的地理结构使得上歌村隧道的建设风险极高。魏少刚说，隧道穿过第四系黄土，堪称稀泥，含水量高达33%。隧道开挖过程中容易发生沉降变形，甚至发生突水突泥、多次倒塌等灾害。有“雨中掘土，泥中托，泥中开隧道”之说。

攻克稀有工程建设的“路虎”

业内专家表示，上葛村隧道富含深水的黄土在国内外均属罕见。软土是世界一流的工程难题，可塑性黄土区、富水地层基底排水、基底加固难等三大挑战。

一般隧道的地质含水量小于20%，一旦超过24%，将严重影响施工。据资料显示，在含水率超过24%的黄土层中，隧道建设的最低月进度仅为0.6米。

如何在数百米厚、地层含水量极高的黄土中修建高铁隧道？

面对三大挑战，中铁二十二局项目部成立技术小组，在建设单位的组织下，召集设计、监理单位及相关专家，共同攻关。

上葛村隧道出口隧道埋深6～14米，深度较浅。受黄土长段浅埋缓坡和竖向节理发育的影响，围岩易发生变形和块体流失，地表易发生沉降、变形等工程病害。施工人员通过对场地地质条件的深入研究和反复比选，最终确定了洞内帷幕灌浆的超前加固方案。

为应对富水地层基底排水和基底加固困难的挑战，建设者不断攻克难关。开展深孔面注浆施工技术研究，总结注浆材料、注浆孔布置间距等注浆参数结果，将地层含水量31%降低至22%；采用基础套筒阀管注浆加固技术，基础加固处理等技术措施克服了许多问题。

填补了隧道施工技术的6个空白

“为了对抗松软的黄土，距离不到7公里的隧道有4个斜井和10个工作面。”魏少刚说，其中，单个工作面的进尺只有200多米，可见这片黄土是多么难“吃”！

经过1370天的奋力拼搏，这条穿越世界上最厚黄土高原的隧道终于顺利贯通，为银西高铁后续建设扫清障碍。

建设单位银西铁路公司认为，上葛村隧道施工中的多项创新是隧道施工中的首创，攻克了隧道安全施工的技术难题。深而富水的黄土隧道。

这些创新包括：首次系统地开展了基础理论研究，揭示了深部富水黄土层的水稳定性特征，为隧道设计和工程建设奠定了基础；首次提出最佳矢量跨度 与倒拱型相比，提高了深厚富惠黄土隧道倒拱的抗隆起能力；首次采用“抗结晶、可维护”排水系统设计，有效解决了隧道排水系统在运营期的堵塞问题；孔套阀管精准定向注浆技术，显着提高了地面的注浆加固效果，实现了深水富黄黄土层加固后月工效80米以上，缩短了工期；首次使用自主研发的隧道检测车。全线隧道衬砌质量“全覆盖、全方位”检测，彻底杜绝了隧道衬砌质量缺陷；首创隧道衬砌质量检测信息平台，实现隧道衬砌质量全生命周期信息化管理。

“上格村隧道施工研究成果填补了国内外隧道施工技术六项空白，极大地提高了我国铁路隧道的整体施工水平。”银溪铁路公司专家表示。

银西铁路主线全长618公里，设计时速250公里。是国家“中长期铁路网规划”中“八纵八横”高速铁路通道之一。 “十三五”现代综合交通运输体系发展规划中“富印通道”的重要组成部分。该线路于2015年12月31日开工建设，计划2020年底建成通车，届时银川至西安的车程将由目前的14小时缩短至3小时左右。

文章来源：《塑性工程学报》 网址: http://www.sxgcxb.cn/zonghexinwen/2021/0707/628.html