含水率高达33%!国内首座穿越最湿黄土稀泥的高铁隧道通了

◎ 孔祥文 科技日报采访人员 矫阳
6月27日 , 新建银(川)西(安)铁路跨董志塬区域 , 全长6.78公里的上阁村隧道 , 在距进口1362米处贯通 。
含水率高达33%!国内首座穿越最湿黄土稀泥的高铁隧道通了
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上阁村隧道 , 最高含水率33%、纵坡25‰、最大埋深102米、出口最浅仅6米 , 为全线一级风险隧道 , 也是国内首座穿越最湿黄土稀泥的高铁隧道 。
银西高铁经毛乌素沙漠边缘 , 由南向北穿越世界规模最大黄土塬董志塬 , 是国内首条修建在黄土层最长段落的有砟高速铁路 。
“上阁村隧道所处地质孔隙潜水明显 , 广泛分布于黏质黄土地层中 。 ”中铁二十二局集团项目部经理魏绍刚说 , 这样的地理特性 , 导致地质围岩极易渗水 , 软化变形 , 突发坍塌 , 以及地表沉陷、地下水流失等 。
特殊的地理构造 , 使上阁村隧道施工风险极高 。 “五级、六级围岩长度近6300米 , 占比达93% 。 ”魏绍刚说 , 隧道通过第四系黄土 , 堪称稀泥 , 含水率超高 , 高达33% 。
含水率高达33%!国内首座穿越最湿黄土稀泥的高铁隧道通了
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业内专家表示 , 上阁村隧道地处的深厚富水黄土 , 含水率高达33% , 国内外罕见 , 是一道世界级工程难题 , 要面临浅埋软塑性黄土地区、穿越富水地层基底降排水、基底加固困难等三大难题的挑战 。
一般隧道地质含水率低于20% , 一旦超过24%就严重影响施工 。 资料显示 , 在含水率超过24%黄土层建隧道 , 最低月进度仅0.6米 。
如何在黄土厚度深数百米 , 地层含水率极高的黄土稀泥里建高铁隧道?
面对三大难题 , 中铁二十二局集团项目部成立技术小组 , 在建设单位的组织下 , 召集设计、监理单位及有关专家联合攻关 。
采取洞内帷幕注浆超前加固方案 , 安全顺利完成超浅埋敏感区隧道施工;开展深孔地表注浆施工技术研究 , 总结形成了注浆浆液材料、注浆孔布置间距等注浆参数成果 , 将31%的地层含水率降至22%;采取基底袖阀管注浆加固技术进行基底加固处理等技术手段 , 攻克了多项难题 。
建设单位银西铁路公司认为 , 上阁村隧道攻克了深厚富水黄土隧道安全修建技术难题 , 多项创新成果为隧道施工建设首次 。
首次系统开展了基础理论研究, 揭示了深厚富水黄土地层的水稳性特征;
首次提出了最佳矢跨比仰拱型式, 提升了深厚付汇黄土隧道仰拱的抗隆起能力;
首次研发了地表垂直深孔袖阀管精准靶向注浆技术, 显著地提高了地层注浆加固效果 , 实现了深厚富水黄土地层加固后月度80米以上施工效率;
【含水率高达33%!国内首座穿越最湿黄土稀泥的高铁隧道通了】首次创建了隧道衬砌质量检测信息平台, 实现了隧道衬砌质量全生命周期信息化管理等 。
研究成果填补了国内外隧道修建技术6项空白 , 极大提升了我国铁路隧道整体修建水平 。
银西铁路正线长618公里 , 设计速度为250公里每小时 , 是国家《中长期铁路网规划》中“八纵八横”高速铁路主通道之一 , 也是《“十三五”现代综合交通运输体系发展规划》“福银通道”重要组成部分 。 全线于2015年12月31日开工 , 计划2020年年底建成通车 , 届时 , 银川至西安将由现在的14小时缩短为3小时左右 。
来源:科技日报 文中图片均由本文作者提供


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