截至2021年底中國鐵路隧道情況統計及高黎貢山隧道設計施工概況

鞏江峰， 唐國榮， 王 偉， 范 磊

(1. 中國鐵路經濟規劃研究院有限公司， 北京 100038; 2. 中鐵二院工程集團有限責任公司， 四川 成都 610031)

1 中國鐵路隧道工程情況

截至2021年底，中國鐵路營業里程突破15萬 km。其中投入運營的鐵路隧道17 532座，長21 055 km。

1)新增運營。2021年新增開通運營線路鐵路隧道734座，長1 425 km，其中10 km以上的特長隧道27座，長358 km。

2)在建。在建鐵路隧道2 418座，長6 414 km。

3)規劃。規劃鐵路隧道6 226座，長15 266 km。

2 中國高速鐵路隧道情況

截至2021年底，中國已投入運營的高速鐵路長度超過4萬km，共建成高速鐵路隧道3 971座，長6 473 km。其中長度大于10 km的特長隧道91座，長約1 141 km。

1)新增運營。2021年中國新增運營高速鐵路隧道340座，長約470 km，其中10 km以上的特長隧道4座，長45 km。2021年中國新增運營的高速鐵路特長隧道見表1。

表1 2021年中國新增運營的高速鐵路特長隧道

2)在建。中國正在建設高速鐵路隧道1 472座，長約3 409 km。其中長度大于10 km的特長隧道有71座，長約981 km。2021年中國在建10 km以上的高速鐵路特長隧道見表2。

表2 2021年中國在建10 km以上的高速鐵路特長隧道

表2(續)

表2(續)

其中，設計速度目標值為300～350 km/h的高速鐵路隧道共1 233座，長約3 038 km；速度目標值為250 km/h的高速鐵路隧道共239座，長約371 km。

3)規劃。截至2021年底，中國規劃的高速鐵路隧道共3 010座，長約6 678 km。其中長度大于10 km的特長隧道有107座，長約1 425 km。

規劃的高速鐵路隧道中，設計速度目標值為300～350 km/h的高速鐵路隧道共2 349座，長約5 260 km；速度目標值為250 km/h的高速鐵路共661座，長約1 418 km。

3 中國特長鐵路隧道概況

截至2021年底，中國投入運營的特長鐵路隧道共235座，長3 152 km。其中長度20 km以上特長鐵路隧道11座，長262 km。中國已投入運營長度20 km以上的特長隧道見表3。

表3 中國已投入運營長度20 km以上的特長隧道

1)新增運營。2021年新增開通運營線路特長鐵路隧道27座，長358 km。2021年新增開通運營特長隧道見表4。

表4(續)

2)在建。在建特長鐵路隧道150座，長2 435 km。其中長度20 km以上特長鐵路隧道26座，長746 km。

3)規劃。規劃特長鐵路隧道301座，長約4 244 km。其中長度20 km以上特長鐵路隧道19座，長約493 km。

4 高黎貢山超長隧道設計施工概況

4.1 設計概況

大瑞鐵路高黎貢山隧道為設計140 km/h的客貨共線單線電氣化鐵路隧道，全長34.538 km。隧道穿越高黎貢山橫斷山脈，山體渾厚，地形條件極為困難，具有“三高”(高地溫、高地應力、高地震烈度)、“四活躍”(活躍的新構造運動、活躍的地熱水環境、活躍的外動力地質條件和活躍的岸坡淺表改造過程)的地質特征。高黎貢山隧道地質縱斷面示意見圖1。

圖1 高黎貢山隧道地質縱斷面示意圖

全隧輔助坑道設置為“貫通平導+1斜井+2豎井”，斜、豎井均按主副井設置，斜井長3 870 m，豎井深達764 m，為我國交通隧道中設置的最長斜井和最深施工生產豎井。隧道進口、斜井、豎井工區均采用鉆爆法施工，出口工區正洞、平導分別采用φ9.0 m和φ6.36 m敞開式TBM掘進。高黎貢山隧道輔助坑道布置平面示意見圖2。

圖2 高黎貢山隧道輔助坑道布置平面示意圖(單位： m)

4.2 施工進展情況

2015年12月，隧道全面開工建設。進口工區于2021年7月、12月先后與斜井工區小里程端貫通；斜井工區于2020年6月完成主、副井建井，并向大里程端施工平導1 272 m、正洞1 179 m。1#豎井主、副井分別于2019年11月和2020年9月完成建井；2#豎井地表注漿歷時9個月，于2020年6月完成主、副井筒掘砌；目前1#和2#豎井工區均在建設井底車場。出口工區平導TBM于2017年11月始發掘進，最快進度620 m/月；正洞TBM于2018年2月始發掘進，最快進度490 m/月。高黎貢山隧道豎井施工情況見圖3，TBM始發進洞見圖4。

圖3 高黎貢山隧道豎井施工情況

圖4 高黎貢山隧道TBM始發進洞

截至2022年1月31日，全隧正洞已施工16 064 m，剩余18 474 m；平導已施工16 262 m，剩余18 324 m。其中，出口工區正洞施工7 671 m(含TBM掘進6 959 m)，剩余5 589 m；平導施工7 736 m(含TBM掘進6 839 m)，剩余3 782 m。高黎貢山隧道施工現狀情況平面示意見圖5。

圖5 高黎貢山隧道施工現狀情況平面示意圖(截至2022年1月31日施工形象進度)(單位： m)

4.3 施工中遇到的難題及對策

高黎貢山隧道施工期間遭遇的主要技術難題為豎井防治水、高地溫熱害段綜合降溫、TBM掘進段不良地質處理等。

1)豎井防治水。隧道2座豎井均設置于花崗巖地層，施工揭示節理、裂隙較發育，豎向節理貫通性較好，局部巖體差異風化，地下水發育，尤其是高角度陡傾豎向裂隙水對豎井施工影響較大。結合水文地質條件，制定了“有掘必探、先探后掘、探注結合、綜合治理”的防治水原則，針對性地采取了豎井地表S孔深孔注漿、工作面注漿、壁后注漿及強化排水等綜合治水措施，并采用“探、注、掘、砌”工藝施工，保障豎井安全掘砌。

2)高地溫熱害段降溫。隧道熱害成因為斷裂深循環地下熱水，洞身高地溫段長度達10 km，為中高溫帶；預測最高水溫達50 ℃，對隧道施工影響較大。斜井建井期間主要采用通風降溫、地下熱水徑向注漿封堵、掌子面局部冰塊降溫，并輔以局扇增大風速加快冰塊融化；斜井工區施工平導、正洞還實施了機械制冷降溫和處理措施，以控制洞內作業環境溫濕度。

3)TBM掘進段不良地質處理。隧道出口TBM工區以燕山期花崗巖地層為主，圍巖完整性受構造影響較大，局部段落斷層構造破碎帶、節理密集帶及蝕變帶較為發育，破碎圍巖及地下水較發育地段存在較高的溜坍和突水涌泥風險，數次造成TBM受困，對掘進效率影響較大。施工期間通過加強超前地質預報、強化地下水超前探測和引排，并結合圍巖條件和水文地質條件，針對性地實施了超前化灌、循環管棚、小導洞、盾體擴挖、迂回導坑等不良地質處理方案，保障了TBM在復雜地質條件下的掘進。

說明：文中數據不包括中國香港、澳門特別行政區及臺灣地區的數據。