打通秦岭“地质博物馆”

2026年06月30日 字数:2276 浏览量:
   “早吃热干面、午掰羊肉泡馍”,随着西安东至十堰东高铁进入通车倒计时,陕鄂两地的“半日生活圈”正由愿景驶入现实。
   作为西十高铁全线施工难度最大、地质条件最复杂的控制性隧道工程,由中铁七局承建的西岭隧道设计为双洞单线,双线总长36.115公里,采用4座斜井、20个工作面同步施工,是目前全国高铁已贯通项目中总施工长度最长的Ⅰ级高风险隧道。自项目进场以来,2000余名建设者,24小时不间断施工,历经1100多个日夜,实现隧道贯通。

技术攻坚,破解地质难题

   西岭隧道洞身穿越泥岩、砂岩、石英片岩等6类岩层,途经2处大型断层、8处褶皱构造带及10处浅埋段,集中了岩溶发育、突涌水、软岩大变形、微瓦斯溢出等12项高风险不良地质问题。施工过程中,中铁七局建设者时刻面临着微瓦斯溢出、岩溶、突涌水、顺层坍塌等风险。
   面对复杂地质,项目团队采用数字化施工体系,通过BIM建模和无人机倾斜摄影技术,构建了厘米级精度的数字隧道模型。建设过程中,项目严格遵循“管超前、严注浆、短进尺、快封闭、强支护、勤量测”原则,采用三台阶法、两台阶法开挖施工,在超前支护、钻孔爆破、立架喷锚、监控量测、衬砌浇筑等环节加强过程管控,并借助地质雷达、超前地质预报等先进技术,给隧道施工装上“千里眼”“顺风耳”,适时调整支护参数,全方位实施精细化管控。
   为实现精准监测,项目建立三位一体智能探测监测系统,依托地质雷达、超前钻探开展前置探测,用TSP地震波法为岩体做全身CT,提前预判地质风险;搭配3D激光扫描仪、自动化监控量测设备、光栅水准仪,实时捕捉围岩变形、地表沉降数据。针对不同地质特性,团队研发三台阶微震爆破工艺、“全导线网”测量等差异化方案,精准驯服施工误差,西岭隧道以±1.7毫米的横向精度、±3.1毫米的纵向精度、±5.6毫米的高程精度贯通。

装备赋能,提升施工质效

   地质条件如此复杂,如何保证施工安全和质量?项目团队大力推行机械化、智能化施工,投入智能衬砌台车、焊接机器人等智能装备,形成了全方位的机械化施工网络,实现隧道施工安全、质量、进度三重提升。
   在隧道浅埋段施工中,由覆土薄、岩层变化频繁且结构复杂,对施工安全构成严重威胁。中铁七局建设团队通过充分调研论证,采用了中铁工业旗下中铁装备研制的智能压力传感系统的CTR300型悬臂掘进机,该设备机械臂能实时感知岩层变化,自动调节掘进参数,不仅能将喷射混凝土超耗率降低40%,还能降低隧道坍塌风险,浅埋段V级围岩月平均进尺可达70米,IV级围岩月平均进尺可达95米,施工进度远超全线同类地质隧道平均施工水平。
在隧道出口,团队采用智能化测量机器人进行隧道监测课题研究及监测,使隧道监控量测更精准,更快速反应围岩变化情况。在监测过程中,团队采用先进的断面扫描仪——3D激光扫描仪。以前的断面仪一次只能扫一个断面,而3D激光扫描仪可以采集60米范围的断面数据,这极大地提高了断面扫描效率,帮助施工人员掌握现场开挖情况,并能及时调整爆破参数,持续控制开挖掘进水平。
   在无砟轨道施工中,中铁七局采用自主研发的双块式无砟轨道智能轨排精调设备,通过轨排轨枕自动分枕定位组装、轨排智能运输定位和粗铺、轨排自动精调锁定、数据实时上传和承轨台数据智能测量,提升了分枕、精调工效和精度,节约用工约50%,降低分枕、精调时间约50%,实现无砟轨道施工从“人工主导”到“数据驱动”的跨越。
   长大隧道施工,通风是一大难题,项目团队采用国内最先进的高效轴流通风机,根据隧道实际情况,创新设计多掌子面协调通风管理系统,依托流体力学建模检算风量风压,搭配低风阻风袋,实现多掌子面稳定通风。此项研究最终在行业核心期刊发表论文2篇,获得国家专利3项、省级工法2项。

生态环保,守护绿水青山

   秦岭是“中国中央水塔”,是国家重要生态安全屏障。西岭隧道穿行秦岭南麓,线路主体位于中央水塔核心生态管控区。项目团队坚持工程建设与生态保护同设计、同施工、同投用,在施工过程中和竣工后,同步开展植被复绿、地貌恢复,充分落实“来时青山绿水,走时绿水青山”的要求,全力打造绿色工地、文明工地、生态工程,力求实现对生态环境的“最小化扰动”和“最大化保护”。
   自进场以来,项目从严控施工红线,最大限度压缩作业占地范围,避免对山体造成大面积扰动;结合周边地形、植被、水系、野生动物分布编制专项生态保护方案;坚持水资源保护,洞内涌水、施工生产生活污水经多级沉淀,达标后方可外排,严禁泥浆、油污直排汉江支流,防止污染水源地;在水土保持上,隧道洞口边坡、弃渣场同步开展防护作业,完成覆土复绿,避免开挖引发水土流失,破坏水源涵养土层;同时强制采用湿喷工艺、水压爆破降尘,要求使用低排放机械,减少对山林、水源地动植物的扰动。
   弃渣场是项目建设水土保持工作的重中之重。西岭隧道弃渣场严格落实“三阶段、四区段、八流程”的施工工艺,标准化做好施工过程中表土剥离、挡墙施工、碎石盲沟施工、分层分台阶碾压施工、排水工程施工、复垦土回填整平、绿化施工和检查整修,从选址、设计、施工到运维全流程闭环管控,有效做到先拦后弃、及时整治、边坡防护及植被覆盖等,极大程度上对秦岭生态环境进行了保护。弃渣场先后承办西十高铁全线、西成公司弃渣场环水保现场观摩会,先后被长江水利委员会、地方政府、西成公司等多家单位评为弃渣场建设标杆工程。
   西十高铁是我国“八纵八横”高铁网重要组成部分,也是陕西“米”字形高铁网中重要的一“捺”。线路全长约256公里,自西安东站引出,途经蓝田、商洛西、山阳、漫川关、郧西,终到十堰东站,接入已建成的武汉至十堰高铁。西十高铁通车后,西安至十堰通行时间将缩短至1小时,武汉至西安通行时间压缩至2.5小时,助力沿线经济社会发展。  
      (杨晨雨)