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截至2022年底中国铁路隧道情况统计及2022年新开通项目重点隧道概况

作者:巩江峰  来源:隧道建设期刊  发布:2023/6/1  浏览: + 放大字体 | - 减小字体

摘 要:导语 对截至2022年底中国铁路隧道、高速铁路隧道、特长铁路隧道情况进行统计。结果显示,截至2022年底,中国铁路营业里程达到15.5万km,其中,投入运营的铁路隧道17 873座,总长21 978 km;中国已投入运营的高速铁路总长超过4.2万km,共建成高速铁路隧道4 178座,总长7 032 km,其中,长度大于10 km的高速铁路特长隧道105座,长约1 339 km;中国已投入运营的特长铁路隧道共259座,长约3 498 km,其中,长度20 km以上的特长铁路隧道12座,长约283 km。最后,对2022年新开通的重点项目大瑞铁路大理至保山段、郑万铁路湖北至重庆段、新成昆铁路峨眉至冕宁段隧道的概况及特点进行介绍,并总结其技术经验。经过郑万铁路隧道建设的实践探索,逐步形成了隧道建设全工序、全地质、全断面机械化设计施工成套技术;大瑞铁路大理至保山段及新成昆铁路特长隧道的修建,为复杂艰险山区长大隧道的修建积累了宝贵经验。这些项目的成功修建为铁路隧道信息化、机械化建设,进而实现隧道智能化建造,以及高铁在复杂艰险山区的修建奠定了基础,彰显了我国在特殊复杂地质条件下隧道修建技术水平的进步。

1 中国铁路隧道情况
截至2022年底,中国铁路营业里程达到15.5万km。其中,投入运营的铁路隧道17 873座,总长21 978 km。
1)新增运营。2022年新增运营铁路隧道341座,总长度为923 km,其中,10 km以上的特长隧道25座,总长约362 km。
2)在建。在建铁路隧道3 025座,总长度为7 704 km。
3)规划。规划铁路隧道5 376座,总长度为13 221 km。
2 中国高速铁路隧道情况
截至2022年底,中国已投入运营的高速铁路总长超过4.2万km,共建成高速铁路隧道4 178座,总长7 032 km。其中,长度大于10 km的特长隧道105座,长约1 339 km。
1)新增运营。2022年中国新增运营有隧道工程项目的高速铁路共7条,总长1 429 km,共有隧道207座,长约559 km。其中,10 km以上的特长隧道14座,长约199 km。2022年中国新增运营的高速铁路特长隧道见表1。
2)在建。中国正在建设的高速铁路隧道有1 804座,长约4 033 km。其中,长度大于10 km的特长隧道有83座,长约1 142 km。2022年中国在建10 km以上的高速铁路特长隧道见表2。其中,长10~15 km的高速铁路隧道有60座,15~20 km的高速铁路隧道有19座,20 km以上的高速铁路隧道有4座。在建的高速铁路隧道中,速度目标值为300~350 km/h的高速铁路隧道共1 554座,长约3 587 km;速度目标值为250 km/h的高速铁路隧道共250座,长约446 km。
3)规划。截至2022年底,中国规划高速铁路项目中含隧道2 345座,长约5 232 km。其中,长度大于10 km的特长隧道有83座,长1 112 km。规划的高速铁路隧道中,速度目标值为300~350 km/h的高速铁路隧道共1 857座,长约4 386 km;速度目标值为250 km/h的高速铁路隧道共488座,长约846 km。
3 中国特长铁路隧道情况
截至2022年底,中国已投入运营的特长铁路隧道共259座,总长约3 498 km。其中,长度20 km以上的特长铁路隧道有12座,长约283 km。中国已投入运营的长度20 km以上的特长铁路隧道见表3。
1)新增运营。2022年新增运营特长铁路隧道25座,长约362 km,见表4。其中,长10~15 km的特长铁路隧道有16座,15~20 km的特长铁路隧道有8座,20 km以上的特长铁路隧道有1座。

2)在建。在建特长铁路隧道172座,长约2 656 km。其中,长度20 km以上的特长铁路隧道26座,长约692 km。3)规划。规划特长铁路隧道263座,长约3 620 km。其中,长度20 km以上的特长铁路隧道14座,长约339 km。

4 2022年新开通重点项目隧道概况

4.1 大瑞铁路大理至保山段隧道
4.1.1
项目概况
大瑞铁路是我国第1条穿越横断山脉的国家Ⅰ级干线铁路,为设计时速140 km的单线铁路。项目地处横断山脉“蜂腰”部位,位于滇西地区怒江、澜沧江、金沙江的三江并流区域,地形条件极为艰险,新构造运动强烈,具有典型的“三高四活跃”特征。“三高”指高地热、高地应力、高地震烈度,“四活跃”指活跃的新构造运动、活跃的地热水环境、活跃的外动力地质条件、活跃的岸坡浅表改造过程。横断山脉区铁路线示意图如图1所示。 
图1 横断山脉区铁路线示意图
大理至保山段于2008年3月先行开工建设,于2022年7月22日开通运营。该段正线长134 km,分布有隧道21座,总长约104 km,隧线比约78%。其中,特长隧道4座,总长60.196 km,分别为秀岭隧道(长17 625 m)、大坡岭隧道(长14 671 m)、杉阳隧道(长13 400 m)、大柱山隧道(长14 500 m)。
4.1.2 项目特点
大瑞铁路工程沿线环境特殊复杂,区域深大断裂及支断裂极其发育,构造条件极为复杂,岩体极为软弱破碎,Ⅳ、Ⅴ围岩占比约90%,高地温、软岩大变形、高压富水构造带等不良地质段落长。尤其对于特长隧道,建设安全风险高、难度大。在此之前,尚无在横断山脉区建设10 km以上交通隧道的先例,先期开通的4座特长隧道洞身均不具备设置4 km以下横洞或斜井的条件,辅助坑道只能采用贯通平导,且隧道净空断面只有30 ㎡,有轨运输平导断面净空仅14 ㎡。
4.1.3 主要技术经验
1)滇西红层软弱围岩隧道建造技术。滇西红层隧道掌子面极易溜坍、失稳,呈现明显的“先溜、后坍、最后涌”的典型特征。经过长期的摸索,制定了“防溜坍、控变形、止涌突”的指导原则,形成了超前探孔兼泄水孔、超前注浆加固、超前管棚支护,加强支护结构和加强排水为核心的“三超前两加强”技术体系,并辅以工法工艺的保障,成功解决了高地应力条件下滇西红层溜坍及变形的难题。
2)高压富水构造带防涌突综合防治技术。高压富水构造带涌突风险高,处理难度大、周期长。4座特长隧道均通过了一定数量的高风险富水构造带,以大柱山隧道的2处大型高压富水构造带最为典型,其中,燕子窝断层(长95 m,水头高500 m)注浆堵水通过达26个月,一井水断层(长60 m,水头高500 m)注浆堵水通过达14个月。通过实践验证,形成了高位支洞泄水降压及隧道循环注浆加固、特殊部位专用浆液保障的注浆堵水和地层加固技术。
3)超长工区小断面隧道施工组织保障技术。本线4座特长隧道独头施工距离均在6 km以上,最长的达10 km,长距离高地温条件下洞内作业环境保障难度大;隧道及辅助坑道断面小,通用的大型机具配置困难,有轨运输效率低。依托秀岭隧道进口工区,开展了3.4 km的悬臂掘进机施工工法试验,总结形成在岩体强度为25~60 MPa的滇西红层及类似地层小断面隧道的适用性、机械指标、支护措施、进度指标等。通过施工中不断优化通风方案及参数,并采用辅助降温及供氧技术,基本解决了超长工区、小断面隧道、高地温、多工作面等施工难题。
4.2 郑万铁路湖北至重庆段隧道
4.2.1 项目概况
郑万铁路湖北至重庆段线路全长451.177 km,设计时速350 km,分布有60座隧道,总长约337.3 km,隧线比约75%。其中,特长隧道11座,均为单洞双线隧道。全线最长的隧道为小三峡隧道,长18.964 km。本项目于2016年12月1日开工建设,2022年6月20日开通运营。
4.2.2 项目特点
本线位于第二阶地向第三阶地的急剧过渡段,穿越大巴山系和秦巴山区,隧道穿越区段岩溶发育,软岩大变形、顺层偏压突出,洞口危岩落石广布,地形地质条件复杂。
4.2.3 技术经验
1)减灾选线,规避风险。反复研究隧道选线方案,尽量选择在非可溶岩地层(碳质页岩等极软岩应予以绕避)。若必须穿越可溶岩地层,则优先选择在岩溶弱发育、岩溶水垂直渗流带区域;水平径流带区域原则上应绕避,如必须通过则应尽可能缩短穿越长度,尤其要避免下穿暗河管网。例如:香树湾隧道位于巴东至巫山间长江北岸,属过渡带岩溶区,发育埋藏型岩溶,岩溶及岩溶水条件复杂。为绕避极为复杂的岩溶地质,经过多方案比选研究,包括不同线位标高的选择,最终选择在泥岩夹砂岩地层中通过的方案,后期工程建设十分顺利。方案优化后的香树湾隧道地质纵断面如图2所示。另外,罗家山隧道、新华隧道、兴山隧道、小三峡隧道绕避了大范围岩溶水水平循环带,巴东隧道通过优化选线方案绕避了巨型溶腔段,有效规避了安全风险。
 
图2 方案优化后的香树湾隧道地质纵断面示意图(单位: m)
2)强化排水,消除隐患。为尽可能消除水害,除了在设计源头上通过选线绕避外,还可在季节变动带及水平循环带设置泄水洞或具有排水功能的平导。这样在施工期可以实现岩溶隧道顺坡排水,避免了岩溶水涌突造成巨大的人员伤亡和财产损失;在运营期能够有效引排隧道周边的地下水,避免运营过程中由于瞬时水压上升引起隧道剥落掉块、仰拱隆起等问题。例如:小三峡隧道通过在岩溶水平循环带设置贯通平导,顺利通过最大涌水量为450万m³/d的涌水段;高家坪隧道开挖揭示的最大竖向溶洞洞顶高度达105 m,下不见底,设计采取“迂回导坑+贯通泄水洞+上部护拱带细砂缓冲层+下部拱桥”的措施,真正实现岩溶“水截得住、排得走”的目标。
3)研用结合,创新攻关。在全线20个工区首次开展了大规模、全地质、全工序、大断面隧道机械化施工科研试验,遵循“科研先行、试验验证、推广应用”的原则,不断优化施工工法、掌子面超前支护及预加固、初期支护及二次衬砌等,实现了高铁大断面隧道全工序机械化安全优质高效建设的目标,在隧道工程荷载理论、支护体系设计、施工工法、信息化管理等方面取得了丰硕的成果。
4.3 新成昆铁路峨眉至冕宁段隧道
4.3.1 项目概况
1970年通车运行的成昆铁路线路全长1 096 km,与美国宇航员登月、苏联第一颗人造卫星被评为“象征20世纪人类征服自然的三大奇迹”。新成昆铁路共分5段分批建设,其中,峨眉至冕宁段为最后建设的一段,也是地质条件最为复杂、外部环境最为恶劣、施工及运营安全风险最高的一段。该段于2016年4月开工,2022年12月底建成开通。该段正线线路全长226.1 km,设计时速160 km,分布有27座隧道,总长约170.032 km,隧线比约75%。其中,特长隧道有6座,均为单洞双线隧道,最长的隧道为小相岭隧道,长21 775 m。
4.3.2 项目特点
成昆铁路素有“地质博物馆”之称。峨眉至冕宁段地形条件极为艰险,外部环境极为恶劣;沿线构造发育、岩性复杂多变、岩体软弱破碎,不良地质类型多、段落长;建设条件极为困难,安全风险高。建设期间地方道路和既有铁路多次发生大型坡面垮塌,造成道路中断的情况。例如:2019年和2020年既有成昆铁路各发生一次山体高位崩塌和泥石流,造成既有成昆铁路断道改线。峨冕段隧道洞身共发育断层45条、背斜2处、向斜7处、活断裂2条(普雄—尼日河断裂、安宁河断裂),沿线三大岩性皆有分布,地层出露齐全,从震旦系至第四系皆有不同程度发育,地层岩性变化频繁。沿线主要不良地质有岩溶、软岩大变形、岩爆、高地温、煤层瓦斯、顺层偏压、断层破碎带、白云岩砂化、花岗岩蚀变等,是目前国内不良地质种类最为齐全、隧道综合修建难度最高的项目之一。
4.3.3 技术经验
1)长隧取直,规避风险。由于沿线危岩落石、山体崩塌、泥石流等地质灾害极其发育,在选线阶段利用隧道工程进行了有效避让,多采用长隧道进行规避。新成昆铁路线路全长较老成昆铁路缩短了180多 km,仅小相岭特长隧道1处就将线路缩短了约75 km,全线运营时间缩短了12 h。
2)危岩落石综合防治技术。本线危岩落石极为发育,处理难度罕有。在多方案比选后并充分借鉴既有成昆铁路一线天大桥(见图3)两侧围岩落石的防护经验,新成昆铁路在深切沟谷中采用棚洞将2座隧道连接起来,有效降低了危岩落石的影响,如图4所示。
 
图3 既有成昆铁路一线天大桥
 

图4 新成昆铁路特克隧道进口

3)探索出20 km以上特长越岭隧道单洞合修的技术方案。小相岭隧道全长21.775 km,穿越10条断层和2条褶曲,最大埋深1 350 m,属Ⅰ级高风险隧道,是新成昆铁路全线最长、地质结构最复杂、施工难度最高的控制性工程,也是我国截至目前已修建运营的第一长单洞双线铁路隧道。设计采用2斜井、1横洞+贯通平导的辅助坑道设置方案,越岭段两斜井间距离11.6 km。贯通平导的设置有效解决了施工组织、施工通风问题,在满足隧道防灾疏散救援需求的同时还可作为运营期间隧道排水通道,一举多得。在小相岭隧道施工过程中,揭示岩溶暗河,涌水量累计已超过2亿m³,相当于15个西湖水量,平导在探水、泄水、排水等方面发挥了巨大的作用,大大降低了突涌发生的频率和规模。4)提出了一种高山峡谷区新型弃渣方案。新成昆铁路创造性地采用 “裁弯取直,增设泄水洞,占沟弃渣”的设计方案(如八月岭隧道进、出口渣场),有效解决了弃渣问题,目前效果良好。

4.4 展望
1)经过郑万铁路隧道建设的实践探索,初步形成了隧道建设全工序、全地质、全断面机械化设计施工成套技术,形成了Q/CR 9575—2021《铁路隧道机械化大断面法设计施工指南》,为铁路隧道信息化、机械化建设,进而实现隧道智能化建造打下了良好的基础。
2)大瑞铁路大理至保山段特长隧道的成功修建及近14年的工程实践,为滇西地区及横断山脉区长大隧道的建设积累了宝贵经验。其经验总结及建设工期长的原因分析,为横断山脉区隧道更好地修建奠定了良好的基础。3)新成昆铁路分5段先后历经16年的建设,在长大隧道绕避不良地质、洞口危岩落石处置、富水砂化地层处置、煤层高瓦斯施工、艰险山区弃渣等方面取得了长足的进步,进一步为高铁在复杂艰险山区的修建奠定了坚实的基础。4)2022年开通的项目中,杭绍台铁路有2座跨度在26 m以上的四线大跨浅埋隧道成功修建,开挖断面约350 ㎡,进一步提高了我国大跨隧道浅埋暗挖的技术水平。同时,杭绍台铁路飞凤山隧道在孔隙比大、水敏性高、易崩解的硅藻土地层成功修建,中兰铁路香山隧道在第三系富水弱胶结地层中成功修建,新成昆铁路新白石岩隧道在白云岩富水砂化地层成功修建,都进一步彰显了我国在特殊复杂地质条件下隧道修建技术水平的进步。
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;文中特长隧道为不含车站的隧道。

引用格式:
巩江峰, 王伟, 黎旭, 等. 截至2022 年底中国铁路隧道情况统计及2022 年新开通项目重点隧道概况[J]. 隧道建设(中英文), 2023, 43(4): 721.

专家简介
巩江峰(1980-),男,正高级工程师,茅以升铁道工程师,国铁集团工程设计鉴定中心隧道专业工程师。长期从事铁路隧道勘察、设计、咨询工作。擅长复杂艰险山区特长隧道的勘察设计及咨询工作,在浅埋大跨度隧道、岩溶地区隧道、高地应力区软岩大变形隧道、岩爆隧道、高瓦斯隧道、水下大直径盾构隧道、隧道防排水等设计方面有一定的理论功底及实践经验。主要参与了国家重点科技专项《极复杂地质条件下超前预报方法与关键技术》,国铁集团重大及系统性重大《川藏铁路特殊复杂地质条件下长隧道隧底结构及无砟轨道适应性研究》、《川藏铁路穿越活动断裂带隧道地震破坏形式及控制技术研究》、《基于围岩变形主动控制的川藏铁路隧道智能建造方法与技术体系研究》等10余项课题的研究工作。先后获得省部级优秀设计奖20余项,科技进步二、三等奖3项,国家发明专利7项,实用新型专利20余项,省部级工法1项,在核心期刊发表论文12篇。

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