工程概况
蒙华铁路线路两跨长江一跨黄河，穿越秦岭、中条山等众多山脉，是世界上一次建成最长的重载煤运铁路，规划年运煤能力2亿吨。蒙华铁路是我国“北煤南运”新的战略运输通道，是我国十二五规划重点工程，北起内蒙古鄂尔多斯境内的浩勒报吉站，经内蒙古自治区、陕西、山西、河南、湖北、湖南，止于江西省吉安站，线路全长1837公里，设计速度120km/h。
蒙华铁路沿线隧道共有228座，总长529ｋｍ（隧道左线长469ｋｍ），占线路总长的25％。其中：黄土隧道63座，共计146ｋｍ；全线10ｋｍ以上隧道共计10座；最长的隧道为崤山隧道，长22.7ｋｍ。隧道断面形式主要为单线及双线形式，个别隧道为燕尾式或三线形式。单线隧道断面净空面积为31.38m2，双线隧道断面净空面积为63.98m2。1ｋｍ以上隧道及隧道群采用无砟轨道结构形式，以减少运营期间的养护及维修；1ｋｍ以下隧道采用有砟轨道结构形式，断面净空满足大型养护机械作业空间的要求。
单线隧道断面净空内轮廓（单位：ｍｍ）
双线隧道断面净空内轮廓（单位：ｍｍ）
线路穿越地层种类多，从太古界到新生代均有出露，分别为华北地层、秦祁地层、扬子地层和华南地层。部分隧道穿越新黄土、粉细砂地层、软岩、第三系富水砂层、长大断层破碎带、岩溶、煤层瓦斯、膨胀岩土、膏熔角砾岩、软土及松软土、高地温、有害气体、高地应力等地层。
典型隧道介绍
蒙华铁路共有228座隧道。2019年1月30日，历经3000多名建设者45个月紧张施工，蒙华铁路头号重点控制性工程，也是蒙华铁路最后一条隧道——中条山隧道胜利贯通，标志着蒙华铁路全线228座隧道全部贯通，为全线按期通车提供了重要保证。至此，蒙华铁路228座隧道全部贯通！
1中条山隧道
中条山隧道
中条山隧道洞口
中条山隧道裂隙涌水
中条山隧道位于山西省运城市境内，全长18.746公里，其中双洞单线的中条山隧道长18.4公里，进口位于盐湖区，出口位于平陆县，总工期60个月。中条山隧道是全线地质条件最复杂的隧道，进口为硬质岩石，出口为黄土，围岩级别变化频繁，为全线头号控制性工程，也是蒙华铁路全线第一个隧道开工项目。该隧道穿越多个断层破碎带、第三系高承压水地层，最大埋深840多米，存在高地应力岩爆、长大斜井反坡排水、土质地层带水作业、有可燃气体等众多难题。左线长１８４０５ｍ，右线长１８４１０ｍ，最大埋深约８４０ｍ，为双洞单线隧道。隧道穿越８条断层破碎带和第三系承压含水层。日最大涌水量达到50485ｍ3，需采用反坡排水。隧道通过第三系承压含水层段时，易出现围岩失稳和塌方，可能发生突泥涌水，采用排水洞 ＋超前泄水孔排水减压＋超前预注浆 ＋径向注浆的措施通过。隧道基岩区通过断层破碎带和可溶岩地段，地下水丰富，易发生塌方和突泥涌水，采取超前预报、超前支护和超前加固等措施。隧道施工风险极高，施工难度极大。
2白城隧道
全长 3345ｍ，最大埋深约81ｍ，为单洞双线隧道。穿越地层以粉细砂、砂质新黄土为主，其中Ⅴ级围岩地段长2730ｍ，Ⅵ级围岩地段长305ｍ，隧道下穿包茂高速公路段埋深仅25ｍ，采用马蹄形土压平衡盾构施工。
白城隧道洞口
白城隧道洞内拼装衬砌
3阳城隧道
阳城隧道上断面帷幕注浆
全长7108ｍ，最大埋深约213ｍ，为单洞双线隧道。穿越地层主要为白垩系洛河组砂岩（强风化、全风化），其中约350ｍ长地段地质为含水全风化砂岩及砂土夹层，采用增加迂回导坑和帷幕注浆辅助措施，施工难度及施工风险极大。
4阳山隧道
全长11668ｍ，最大埋深约277ｍ，为单洞双线隧道。隧道穿越地层有土石界面、砂质新黄土、泥岩夹煤地层、湿陷性黄土等，采用三台阶法施工，部分地段存在软岩大变形，采用可释放能量和允许变形的格栅钢架，施工中及时调整支护参数。
三台阶施工法
5万荣隧道
万荣隧道
2017年12月20日，亚洲最长黄土砂质隧道——蒙华铁路万荣隧道贯通。该隧道全长7683ｍ，最大埋深约90ｍ，为单洞双线隧道。穿越地层主要为砂质新黄土、砂质老黄土、粉细砂，是目前蒙华铁路全线最长黄土隧道。
夹粉细砂层段黄土隧道施工
采用全断面或局部水平旋喷桩进行超前加固，水平旋喷桩直径有 40、50、60cm３种类型。97%以上是新黄土、粉细沙地层，按常规施工方法，挖一米会塌一米。施工人员创新工法，防流砂、抗滑移、防渗透，攻克粉细砂质地层开挖难题，创造了世界同类型隧道的掘进纪录。
６ 崤山隧道
崤山隧道
崤山隧道洞口
2018年8月21日，蒙华铁路第一长隧崤山隧道顺利贯通，隧道位于河南省三门峡市境内，全长22.77公里，设计为双洞单线隧道，是蒙华铁路全线最长隧道和重难点控制性工程。左线长22751ｍ，右线长22771ｍ，最大埋深约510ｍ，为双洞单线隧道。自2015年5月崤山隧道开工以来，施工人员相继克服了高地应力岩爆、强富水、断层、岩溶等特殊不良地质带来的风险，成功破解了长大隧道施工难题。设置４座斜井，总长7126ｍ。隧道穿越地层主要围岩为安山岩、大斑安山岩、次流纹斑岩等浅成火成岩，出口附近出露白云岩。隧道段共有断层21条，F5、F6断层破碎带下穿河流，水压力大，极易发生突水涌泥、坍塌及高水压风险。采用三台阶临时仰拱法施工，并采取管棚超前注浆支护和临时支护等措施。
７ 西安岭隧道
左线长18063m，右线长18069ｍ，为双洞单线隧道。集断层破碎带、岩爆、软岩大变形、涌水突泥、瓦斯、岩溶等不良地质于一体，施工难度和安全风险极大。
西安岭隧道洞口
８ 连云山隧道
全长10702m，最大埋深约566m，为全线最长的单线单洞隧道。隧道穿越高、极高地应力段落长，其中较软岩区高、极高地应力段长4301m，硬岩区高、极高地应力段长3396m。隧道存在大变形、岩爆等地质灾害。
连云山隧道洞口
９ 九岭山隧道
九岭山隧道洞口
大跨度三线隧道洞口
全长１５３７１ｍ，最大埋深约８６２ｍ，为单洞双线隧道。全隧有６条断层破碎带，仅设２座辅助施工坑道，最大独头掘进距离５０５７ｍ，为全线最长。不良地质因素主要为高地应力、高地温和岩爆，施工难度大。隧道出口段４０ｍ位于浅埋富水全风化花岗岩地层，采用旋喷桩地表加固措施。
10石岩岭隧道
全长１６４５ｍ，出口段为三线断面。隧道埋深浅，围岩较破碎，开挖断面大。开挖面积２１６ｍ２ ，宽度１８．７４ｍ，高度１４.２４ｍ，是全线最大跨度隧道。采用三台阶中立柱法施工，每步根据监控量测情况确定具体施工措施。
11郑庄隧道
2017年12月28日，国内最长的纯黄土隧道——蒙华铁路郑庄隧道贯通。郑庄隧道位于陕西省延安市延长县境内，全长4335.89米，为单洞双线纯黄土隧道，也是蒙华铁路全线唯一穿越6级围岩的隧道。
12大围山隧道
2018年6月20日，蒙华铁路大围山隧道顺利贯通。大围山隧道起于湖南省浏阳市张坊镇，止于江西省宜春市铜鼓县排埠镇，全长8172米，2015年8月开工建设。
13五原隧道
五原隧道
2018年5月16日，由中铁七局承建的蒙华铁路晋豫段唯一一个双线穿越Ⅵ级（最高等级）围岩的隧道——五原隧道贯通。这是蒙华铁路晋豫段首个贯通的控制性隧道工程，标志着蒙华铁路在打通晋豫“咽喉”上取得重要进展。五原隧道是蒙华铁路晋豫管段施工难度最大的重点控制性隧道工程之一。隧道全长2457米，单洞双线。
14集义隧道
2018年9月28日，由中铁一局五公司承建的蒙华铁路全线最长高瓦斯隧道——集义隧道贯通。蒙华铁路集义隧道位于陕西省韩城市北部，全长15412米，是蒙华铁路蒙陕段最后一个贯通的隧道。
隧道工装设配应用
为保证蒙华铁路隧道施工质量及安全，降低工人劳动强度，提高隧道施工工效，全面提升隧道施工机械化水平，鼓励施工单位联合设备厂商研发、试验和推广应用隧道施工专业机械设备。
机械设备—— 湿喷机械手
隧道初期支护施工完成后，初期支护与围岩形成的隧道结构体必须保证施工期隧道的稳定性。全线隧道初期支护喷射混凝土采用湿喷工艺，湿喷混凝土台车喷射量不小于１５ｍ３／ｈ，以保证喷射混凝土的早期强度和质量，全线累计投入３３９多台高效率的湿喷混凝土台车。
湿喷机械手作业
初期支护取芯效果
机械设备——自行式仰拱长栈桥
为保证仰拱施作质量，基底捡底不小于２４ｍ，二次衬砌仰拱及填充层混凝土１次浇筑长度为１２ｍ或２４ｍ，推行自行式仰拱长栈桥设备，全线累计投入３２９多台自行式仰拱长栈桥。栈桥长度一般为３６ｍ，仰拱栈桥下有足够的高度并提供安全作业空间，以保证各工序高效作业。
自行式仰拱栈桥
仰拱栈桥下钢筋绑扎
机械设备——改进二次衬砌台车工装
改进现有二次衬砌浇筑工艺工装，采用分流槽布料，混凝土滑槽逐窗入模，避免以往施工中开窗少和集中布料而导致的混凝土离析现象，保证二次衬砌混凝土的均质性，减少二次衬砌混凝土施工冷缝。
改进台车工装图
二次衬砌浇筑分流槽布料
机械设备——二次衬砌养护工装
提高二次衬砌混凝土实体质量，提倡对二次衬砌混凝土及时进行养护。
二次衬砌养护设备
机械设备——水沟电缆滑模工装
确保水沟电缆槽实体质量，提倡采用滑模成段浇筑施工。
（ａ） （ｂ）
水沟电缆槽滑模成段施工
隧道施工机械设备创新——马蹄形盾构
研发了世界首台大断面马蹄形土压平衡盾构。盾构高１０．９５ｍ，宽１１．９ｍ，并在白城隧道中应用。在浅埋条件下地表不需采取加固措施盾构即可安全穿越天然气管线和高速公路，单日最高掘进１０环，2017年３ 月创月掘进３０８．８ｍ记录，较传统的矿山法施工在同等地质条件下提高工作效率３倍以上。
大断面马蹄形盾构
隧道施工机械设备创新——预切槽设备
研发了预切槽设备，探索了一种适用于软土隧道施工的新工法，并在郝窑科隧道Ⅳ级黄土地段设置科研试验段，开展预切槽法施工工艺试验。
预切槽设备
预切槽施工现场
关键作业工序效果展示
蒙华铁路隧道建设严格按照“一强化”（强化隧道监控量测）、“二紧跟”（钢架紧跟掌子面、初期支护仰拱封闭成环紧跟下台阶）、“三超前”（超前预报、超前加固、超前支护）、“四到位”（工法选择到位、支护措施到位、快速封闭到位、衬砌质量到位），确保隧道施工安全和工程质量。
关键工序作业效果展示图
工程意义
蒙华铁路连接蒙陕甘宁能源＂金三角＂地区以及鄂湘赣等华中地区，是“北煤南运”新的国家战略运输通道，也是衔接多条煤炭集疏运线路、点网结合、铁水联运的大能力、高效煤炭运输系统和国家综合交通运输系统的重要组成部分。蒙华铁路沿线交通重大节点多、通达性好、集聚效应大、市场辐射力强、路网主骨架的整体效应显著，是连接华中腹地与欧亚路桥的便捷通道和“一带一路”的重要后方通道。沿中西部结合地带，贯通西北、华北、华中等区域，与沿线地区的利益汇集点多、战略契合度高，外部效益内部化空间广、潜力大。蒙华铁路的建设对开发蒙陕甘宁地区煤炭资源，保证鄂湘赣等华中地区能源供应，助力打赢蓝天保卫战，完善区域路网布局，促进华中地区和长江中游城市群建设与经济发展方面均具有重要战略意义。
根据人民铁道网 中国新闻网 超级建筑 观察者网综合整理