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木寨嶺隧道

(蘭渝鐵路木寨嶺鐵路隧道)

鎖定
木寨嶺隧道(Muzhailing tunnel)位於甘肅省定西市岷縣漳縣的交界處,隧道全長15.2公里,為雙洞單線分離式特長隧道,由中國鐵建所屬中鐵第一勘察設計院(簡稱鐵一院)設計,中鐵隧道集團有限公司承建。木寨嶺隧道是蘭渝鐵路全線第二大控制性工程,僅次於西秦嶺隧道。該隧道所經地區地質條件極其複雜,共經過包括區域性大斷層在內的11條斷裂帶,所屬區地震基本烈度達到7度,高地應力軟巖地段佔全隧長度的84.5%,最大地應力27兆帕,處於極高地應力區域,為鐵道部確定的極高風險隧道,工程於2009年2月開工建設,2016年7月19日貫通。 [1] 
中文名
木寨嶺隧道
外文名
Muzhailing tunnel
開工時間
2009年2月
投用狀態
已投入使用
所屬地區
甘肅省定西市岷縣與漳縣交界處
建設單位
中鐵隧道集團有限公司
左線長度
15.22KM
右線長度
15.16KM

木寨嶺隧道建設歷程

2009年2月開工不久,建設者便遭到“當頭棒喝”!隧道進口開挖到300米時,遭遇到淺埋段,但是超強地應力爆發,隧道每天“收縮”變形10至20公分,即使超常規支護,仍然不起作用,倒“U”字型的鋼拱架變形扭曲成“Z”字型,工字鋼成了麻花鋼,施工之艱難遠超出預期。
2010年10月,隧道掌子面每天湧水量高達1600立方米,整個掌子面像水簾洞一樣。當時隧道正處於碳質板岩破碎帶,遇水即融,地質極為脆弱。為了確保安全,他們採用人工作業,開挖使用風鎬一點一點剝下,出碴採用鋤頭和撮箕一點一點外運,整個作業在“雨”中淋泡,苦戰一個多月,終於安全度過湧水段。
2013年7月22日,甘肅岷縣、漳縣交界區域發生6.6級地震,地質極度脆弱的木寨嶺隧道遭受重創,多個斜井洞身結構遭到嚴重破壞,多處脱落掉塊、開裂鼓包,高地應力發生重新分佈。地震造成混凝土拌合站、職工食堂等大面積開裂倒塌。2013年8月,蘭渝鐵路木寨嶺隧道施工最艱難的階段,國務院總理李克強前往工地視察慰問。他對工人們説:“鐵路對西部發展有重要意義。在西部山區修鐵路非常艱苦,你們是用艱辛和努力為西部貧困人口打開致富大門。”
2014年底,時任中鐵隧道股份有限公司黨委書記何國平來到蘭渝鐵路LYS—3標一工區項目地調研木寨嶺隧道建設後,被項目前方建設者在大山深處書寫的央企擔當精神所感染,他揮筆寫出了蘭渝鐵路的木寨嶺精神---“環境艱苦,精神不苦;圍巖軟弱,意志不弱;地層流變,決心不變;鋼架壓彎,腰桿不彎!”
2015年9月,專家論證研究後決定提前釋放圍巖應力,先採用大導洞施工,後改為小導洞施工,以便全隧貫通後,再進行擴挖,形成穩定的圍巖結構。建設者堅持動態設計、動態施工的理念,不斷根據新情況和新問題,動態調整施工方案:改良圍巖結構經歷了從錨杆到錨索的過程;初期支護鋼拱架強度一次次成倍增強,經歷了從單層到兩層,再到三層甚至四層的過程;二次襯砌厚度和強度也得到不斷增加。
最終,建設者探索出了三層初支加單層襯砌的“木寨嶺模式”,隧道平均厚度1.6米,是普通隧道厚度的2倍;貫通段達到5層,厚度達到2.1米,是普通隧道襯砌厚度的3倍。經過7年多艱苦努力,建設者們終於攻克了這一世界難題。據粗略統計,木寨嶺隧道開挖斷面是普通隧道的3倍;用鋼量是普通隧道的5倍,每米高達10噸,鋼材強度達到極限。而隧道的形狀也從最初的馬蹄形變更為圓形,以便更好地受力,確保隧道結構安全。
據統計,建設者開工以來組織召開專家論證會達89次之多,下發施工技術交底近6000份,這些資料足以堆滿120平方米的三居室。在2700多個日子裏,中鐵隧道集團6000員工沒有一個退縮,大多數一直堅守到貫通。而不少農民工因受不了這裏的苦和難,先後有2萬人撤離。
蘭渝鐵路木寨嶺隧道
蘭渝鐵路木寨嶺隧道(14張)
2016年7月19日由中國中鐵隧道集團承建的蘭渝鐵路木寨嶺隧道順利貫通,標誌着我國在攻克世界級隧道施工難題——極高地應力軟巖大變形隧道施工方面取得新的重大突破。
木寨嶺隧道是全線控制性工程之一,在施工建設過程中,遭遇了世界級高地應力軟巖大變形施工難題。該隧道海拔處於2390至3214米之間,是全線第二大特長隧道,設計為兩座單線分離式隧道,洞身線間距40米,隧道所處的特殊地理位置,導致了高寒缺氧以及暴雨、暴雪、地震等自然災害的頻繁發生,特別是極高地應力軟巖導致的隧道大變形給施工造成的困難超乎想象。為了破解這一難題,中國鐵路總公司牽頭成立由其工程管理中心、建設、設計、施工、監理單位組成的“五位一體”重難點工程現場工作組,共同會診、聯合攻關。依託7號斜井開展為期一年半的科學實驗,為正確認識和探明高地應力、支護參數等提供了詳實的科學依據。 [2] 

木寨嶺隧道地理環境

被稱為全國鐵路高風險隧道之最的木寨嶺隧道是全線地質條件最差的隧道,地層條件非常複雜,隧道洞身穿過3個背斜及2個向斜構造,屬高地應力區,極易變形,堪比烏鞘嶺隧道;岩土主要有粘質黃土、砂質黃土、板岩、炭質板岩、泥岩、斷層壓碎巖等,隧道洞身穿越的板岩及炭質板岩區,佔全隧道長度的46.53%,圍巖穩定性極差,且炭質板岩區可能有瓦斯外溢;局部有純灰巖,可能存在大量岩溶水,開挖中易發生突水突泥。 [2] 
參考資料