截至2021年底中国铁路隧道情况统计及高黎贡山隧道设计施工概况

巩江峰， 唐国荣， 王 伟， 范 磊

(1. 中国铁路经济规划研究院有限公司， 北京 100038; 2. 中铁二院工程集团有限责任公司， 四川 成都 610031)

1 中国铁路隧道工程情况

截至2021年底，中国铁路营业里程突破15万 km。其中投入运营的铁路隧道17 532座，长21 055 km。

1)新增运营。2021年新增开通运营线路铁路隧道734座，长1 425 km，其中10 km以上的特长隧道27座，长358 km。

2)在建。在建铁路隧道2 418座，长6 414 km。

3)规划。规划铁路隧道6 226座，长15 266 km。

2 中国高速铁路隧道情况

截至2021年底，中国已投入运营的高速铁路长度超过4万km，共建成高速铁路隧道3 971座，长6 473 km。其中长度大于10 km的特长隧道91座，长约1 141 km。

1)新增运营。2021年中国新增运营高速铁路隧道340座，长约470 km，其中10 km以上的特长隧道4座，长45 km。2021年中国新增运营的高速铁路特长隧道见表1。

表1 2021年中国新增运营的高速铁路特长隧道

2)在建。中国正在建设高速铁路隧道1 472座，长约3 409 km。其中长度大于10 km的特长隧道有71座，长约981 km。2021年中国在建10 km以上的高速铁路特长隧道见表2。

表2 2021年中国在建10 km以上的高速铁路特长隧道

表2(续)

表2(续)

其中，设计速度目标值为300～350 km/h的高速铁路隧道共1 233座，长约3 038 km；速度目标值为250 km/h的高速铁路隧道共239座，长约371 km。

3)规划。截至2021年底，中国规划的高速铁路隧道共3 010座，长约6 678 km。其中长度大于10 km的特长隧道有107座，长约1 425 km。

规划的高速铁路隧道中，设计速度目标值为300～350 km/h的高速铁路隧道共2 349座，长约5 260 km；速度目标值为250 km/h的高速铁路共661座，长约1 418 km。

3 中国特长铁路隧道概况

截至2021年底，中国投入运营的特长铁路隧道共235座，长3 152 km。其中长度20 km以上特长铁路隧道11座，长262 km。中国已投入运营长度20 km以上的特长隧道见表3。

表3 中国已投入运营长度20 km以上的特长隧道

1)新增运营。2021年新增开通运营线路特长铁路隧道27座，长358 km。2021年新增开通运营特长隧道见表4。

表4(续)

2)在建。在建特长铁路隧道150座，长2 435 km。其中长度20 km以上特长铁路隧道26座，长746 km。

3)规划。规划特长铁路隧道301座，长约4 244 km。其中长度20 km以上特长铁路隧道19座，长约493 km。

4 高黎贡山超长隧道设计施工概况

4.1 设计概况

大瑞铁路高黎贡山隧道为设计140 km/h的客货共线单线电气化铁路隧道，全长34.538 km。隧道穿越高黎贡山横断山脉，山体浑厚，地形条件极为困难，具有“三高”(高地温、高地应力、高地震烈度)、“四活跃”(活跃的新构造运动、活跃的地热水环境、活跃的外动力地质条件和活跃的岸坡浅表改造过程)的地质特征。高黎贡山隧道地质纵断面示意见图1。

图1 高黎贡山隧道地质纵断面示意图

全隧辅助坑道设置为“贯通平导+1斜井+2竖井”，斜、竖井均按主副井设置，斜井长3 870 m，竖井深达764 m，为我国交通隧道中设置的最长斜井和最深施工生产竖井。隧道进口、斜井、竖井工区均采用钻爆法施工，出口工区正洞、平导分别采用φ9.0 m和φ6.36 m敞开式TBM掘进。高黎贡山隧道辅助坑道布置平面示意见图2。

图2 高黎贡山隧道辅助坑道布置平面示意图(单位： m)

4.2 施工进展情况

2015年12月，隧道全面开工建设。进口工区于2021年7月、12月先后与斜井工区小里程端贯通；斜井工区于2020年6月完成主、副井建井，并向大里程端施工平导1 272 m、正洞1 179 m。1#竖井主、副井分别于2019年11月和2020年9月完成建井；2#竖井地表注浆历时9个月，于2020年6月完成主、副井筒掘砌；目前1#和2#竖井工区均在建设井底车场。出口工区平导TBM于2017年11月始发掘进，最快进度620 m/月；正洞TBM于2018年2月始发掘进，最快进度490 m/月。高黎贡山隧道竖井施工情况见图3，TBM始发进洞见图4。

图3 高黎贡山隧道竖井施工情况

图4 高黎贡山隧道TBM始发进洞

截至2022年1月31日，全隧正洞已施工16 064 m，剩余18 474 m；平导已施工16 262 m，剩余18 324 m。其中，出口工区正洞施工7 671 m(含TBM掘进6 959 m)，剩余5 589 m；平导施工7 736 m(含TBM掘进6 839 m)，剩余3 782 m。高黎贡山隧道施工现状情况平面示意见图5。

图5 高黎贡山隧道施工现状情况平面示意图(截至2022年1月31日施工形象进度)(单位： m)

4.3 施工中遇到的难题及对策

高黎贡山隧道施工期间遭遇的主要技术难题为竖井防治水、高地温热害段综合降温、TBM掘进段不良地质处理等。

1)竖井防治水。隧道2座竖井均设置于花岗岩地层，施工揭示节理、裂隙较发育，竖向节理贯通性较好，局部岩体差异风化，地下水发育，尤其是高角度陡倾竖向裂隙水对竖井施工影响较大。结合水文地质条件，制定了“有掘必探、先探后掘、探注结合、综合治理”的防治水原则，针对性地采取了竖井地表S孔深孔注浆、工作面注浆、壁后注浆及强化排水等综合治水措施，并采用“探、注、掘、砌”工艺施工，保障竖井安全掘砌。

2)高地温热害段降温。隧道热害成因为断裂深循环地下热水，洞身高地温段长度达10 km，为中高温带；预测最高水温达50 ℃，对隧道施工影响较大。斜井建井期间主要采用通风降温、地下热水径向注浆封堵、掌子面局部冰块降温，并辅以局扇增大风速加快冰块融化；斜井工区施工平导、正洞还实施了机械制冷降温和处理措施，以控制洞内作业环境温湿度。

3)TBM掘进段不良地质处理。隧道出口TBM工区以燕山期花岗岩地层为主，围岩完整性受构造影响较大，局部段落断层构造破碎带、节理密集带及蚀变带较为发育，破碎围岩及地下水较发育地段存在较高的溜坍和突水涌泥风险，数次造成TBM受困，对掘进效率影响较大。施工期间通过加强超前地质预报、强化地下水超前探测和引排，并结合围岩条件和水文地质条件，针对性地实施了超前化灌、循环管棚、小导洞、盾体扩挖、迂回导坑等不良地质处理方案，保障了TBM在复杂地质条件下的掘进。

说明：文中数据不包括中国香港、澳门特别行政区及台湾地区的数据。