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中国内陆的物资及客流进入云南省会昆明后，可经昆大铁路西进大理，至此，若能再从大理折转德宏瑞丽，便可继续往前南下入缅甸仰光，过泰国曼谷，达新加坡吉隆坡，直通印度洋出海口。这，便是泛亚铁路西线的大致始终。一度以来，如何打通大理至瑞丽的连接瓶颈，已成为这条连接中国、东南亚、南亚三大地域国际铁路大动脉的关键。 大瑞铁路若建成通车后，将连通中缅国际铁路中国境内的“最后一段”，成为中缅铁路通道的重要干线，现在大（理）瑞（丽）铁路高黎贡山隧道开工建设，真是一大喜事。 由于高黎贡山段地质构造极为复杂，隧道的打通必须解决三大难题：一是该地区高地热特点突出，多地段高温出水的问题需要解决；二是要有效应对高地应力；三是该区域属于高地震带，对地震的防范要加以重点考虑。所以兄弟说的不知道采用哪种盾构机可以发挥作用，经过我们调研分析，高黎贡山隧道，受地形条件控制，全隧采用钻爆法施工增设辅助坑道困难，无法实现“长隧短打”实现设计工期的要求，因此，只能采用敞开式TBM和钻爆法结合的方式来施工。 同时，隧道穿越高黎贡山，最大埋深1155m，埋深超过400m的长度约28km，占隧道全长的81%，辅助坑道设置十分困难。根据隧道实际情况，若全隧采用钻爆法施工，无法通过增设辅助坑道实现“长隧短打”实现设计工期（64个月）的目标。所以敞开式TBM也是一个加速工期的选择，通过缩短隧道施工工期，达到满足建设项目总工期的要求。 下面是曾经做的高黎贡山隧道TBM适应性分析，仅供了解参考： 1.地质适应性 （1）工程地质特点 隧道进口段：DK192+302（隧道进口）～DK206+300（镇安断层）长约14km，主要地层岩性为侏罗系玄武岩、砂岩、泥岩、泥灰岩、灰岩，三叠系白云岩、白云质灰岩，奥陶系砂岩、变质砂岩、灰岩、长石石英砂岩，寒武系灰岩、板岩、变质砂岩、粉砂岩、千枚岩、片岩，燕山期混合花 岗岩等，约12种地层岩性， 岩层软硬不均，变化频繁。 隧道出口段：DK206+300（镇安断层）～DK226+840（隧道出口）长20.54km，主要地层岩 性为为燕山期（15km ）花岗岩，寒武系（2.3km）变质砂岩、千枚岩、片岩，志留系（0.8km）灰岩、白云岩夹砂岩，泥盆系（1.05km）白云岩、灰岩夹石英 砂岩等地层，共4种地层岩性， 岩性较为单一。 （2）地质构造特点 隧道进口至镇安断层分布有12条断层和3个向斜，其中4条断层为可溶岩与非可溶岩接触带之断层，6条断层为富水断层，镇安断层等3条断层为导热断层，镇安断层同时还是活动断层。镇安断层至隧道出口共分布有7条断层，其中2条断层为可溶岩与非可溶岩接触带之断层，4条断层发育在花岗岩地层内，1条断层为推测断层，1条断层为活动断层。 （3）水文地质特点 高黎贡山地下水分为浅表地下水循环系统（地下冷水）与深部地下水循环系统（地下热 水）。浅表地下水循环系统（地下冷水）主要受地表水系、地形地貌和构造形迹控制，总体上从北向南径流，在区内集中化排泄的程度不高。深部地下水循环系统（地下热水）水热活动与岩浆侵入、变质岩带的分布和近期活动性断裂系统密切关联，主要分布于怒江断裂带、高黎贡山～三台山及腾冲～梁河弧形构造带等深大断裂附近的山麓。 （4）地质适应性分析 开敞式TBM主要用于岩石整体性较好围岩有一定自稳能力的隧道施工，特别是在硬岩、中硬岩掘进中，强大的支撑系统为刀盘提供了足够的推力，能充分发挥TMB快速掘进优势。高黎贡山隧道进口段岩性复杂，岩层软硬不均，断破碎带带多，不适合采用TBM施工，适宜采用灵活性高的钻爆法施工。隧道出口段约20km范围内以燕山期花岗岩为主，岩性单一（仅4种地层），构造影响小（7条断裂带），岩石完整性较好，岩石的天然抗压强度为42～86Mpa，II、III级围岩长度占出口段总长度的53%，围岩自稳能力较好，地下水不发育，涌水量较小，隧道洞壁能承受TBM的水平（X型）支撑力，适宜采用TBM施工。使用开敞式TBM施工，可直接观测被开挖的岩面，方便进行地质素描，同时可在刀盘附近安装一些初期支护设备进行围岩加固处理，因此开敞式TBM能适应本隧道出口段施工。 2.隧道长度适应性 TBM造价较高，一般适用于隧道长度大于5km以上的特长隧道施工，高黎贡山隧道出口段长20.54km，采用TBM施工的段落总长超过10km（断层破碎带采用钻爆法施工后TBM步进通过），本隧道出口段长度适应采用TBM施工。 3.施工场地条件 TBM掘进机设备系统庞大，拼装长度超过200m，加之洞外配套设施等，均要求具备相应的场地条件。高黎贡山隧道出口和2#斜井进口场地开阔，并紧邻国道312线，具备TBM机械进场及洞外拼装条件。 4.运输条件 TBM掘进机系统设备重量大，最大部件达几十吨甚至上百吨，对运输条件有着严格要求，高黎贡山隧道出口及2号斜井进口紧邻国道312线，交通便利，便道引入条件较好，只需根据TBM设备运输方案适当修建运输便道即可将设备的大件、 散件运输至拼装场。 5.电力保障系统 针对TBM施工耗电大、用电要求高的特点，建设单位已经和地方供电部门进行了接洽，协调供电部门结合铁路设计方案统筹考虑电网布局，确保电源满足TBM施工需求，电力保障系统可靠。 施工方案与工期分析 1.施工方案 （1）辅助坑道设置 隧道辅助坑道设置“贯通平导1座+斜井2座+竖井1座”。贯通平导位于线路左侧预留II线线位上，与正洞间距30m，全长34611m，纵坡与正洞纵坡基本一致；斜井共设2座，其中1号斜井（主副井）设于线路D1K199+600右侧，长3676m，坡度8.8%，与线路交角76°；2#斜井（主副井）位于线路D1K216+000右侧，长3895m，坡度10%，与线路交角约36°；1#竖井（主副井）位于D1K205+080右侧30m，深度757m。 （2）工区划分及施工工法 根据高黎贡山隧道地质水文情况、建设工期要求及我们的专家组意见，隧道共分为5个工区：进口工区、1#斜井工区、1#竖井工区、2#斜井工区、出口工区。其中隧道进口工区、1#斜井工区、1#竖井工区、2#斜井工区斜井采用钻爆法施工；2#斜井施工平导及出口工区施工正洞及平导采用TBM施工。 （3）TBM直径拟定 高黎贡山隧道按160km/h单线隧道标准进行设计。隧道基本内径7.70m，轨面以上净空面积43.0㎡，满足行车速度要求。敞开式TBM施工段采用圆形复合式衬砌结构，按照V级围岩拟定正洞TBM开挖直径为9.0m（下称“大 TBM”）。平导TBM施工以锚喷支护为主，洞内主要布置风管、运输轨排、皮带机、进排水管道、电缆、照明线路等。考虑TBM快速掘进，洞内运输采用四轨三线，轨间距90cm，设置连续皮带机出碴（宽800mm），TBM直径为5.6m（下称“小TBM”），其中支护厚度18cm。 （4）出口段TBM施工方案 采用“1台大TBM+2台小TBM”共3台TBM方案，其中大TBM用于出口工区正洞施工，1台小TBM用于出口工区平导施工，另1台小TBM用于2#斜井进入平导后的平导施工。2#斜井采用钻爆法施工到达井底时，在井底设组装洞室组装一台小TBM施工平导，小TBM 在断层破碎带采用迂回导坑钻爆法施工断层破碎带，断层破碎带处理完毕后小TBM步进通过，继续向前施工。正洞则利用平导迂回导坑进行扩挖，并钻爆法施工正洞断层破碎带，大TBM步进通过断层带后继续施工。出口工区承担平导施工长度10746m，其中小TBM施工9019m，钻爆法平导迂回施工以及平导洞口钻爆法施工共计1727m；出口工区承担正洞施工13120m，其中大TBM施工11393m,钻爆法施工洞口段、断层段共1727m。 2.施工工期分析 根据施工组织方案，按设计施工进度指标计算，正洞贯通时间为64.0个月，满足设计工期要求；平导滞后贯通（66.8个月）；正洞贯通里程为DK209+239，大TBM施工总长度为11.393km，出口小TBM施工平导长度为9.019km，2#斜井工区小TBM施工平导长度8.7km，钻爆法施工平导0.110km。 采用TBM施工在昆明铁路局尚属首次，还有诸多技术问题需要施工中探索研究，经过我们几年的考察分析，高黎贡山隧道TBM施工适应性最后一致认可，结论如下： 1.开敞式TBM能够适应高黎贡山隧道出口段约20km的施工。 2.高黎贡山隧道出口工区可采用TBM洞外组装、步进后开展正洞及平导掘进，断层破碎带采用钻爆法施工；2号斜井钻爆法施工到达井底后井下组装小TBM进行平导施工。 3.按设计进度指标，高黎贡山隧道采用"1大+2小"开敞式TBM施工最短工期为64个月，满足设计工期要求。 4.高黎贡山隧道采用开敞式TBM施工仍存在一定风险，在下阶段施工中应引起高度重视并提前制定详细应急方案，确保施工安全。 摘自《高黎贡山隧道施工方案招标》 |