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中铁隧道:大瑞铁路高黎贡山隧道施工
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大瑞铁路是我国《中长期铁路网规划》中完善路网布局和国家实施西部大开发战略的重要举措,是一条贯通滇西,走向南亚、东南亚的战略之路;更是一条事关国家“一带一路”战略、重塑南方古丝绸之路,促进滇西地区跨越发展的交通大动脉。高黎贡山隧道为全线重点控制性工程,是目前亚洲最长的山岭铁路隧道。 1.工程概况 高黎贡山隧道平面布置见图1。隧道位于怒江车站与龙陵车站之间,全长34538m,最大埋深为1155m。设计速度为140km/h,隧道进口(里程D1K192+302)紧邻怒江特大桥,怒江车站部分进入隧道进口段,出口(里程D1K226+840)位于龙陵县,龙陵车站部分进入隧道出口段。 一期为Ⅰ线隧道+辅助坑道(1座贯通平导+1座斜井+2座竖井)施工。Ⅰ线隧道全隧线路中线为直线,隧道内线路纵坡为人字坡,最大线路坡度为23.5‰。进口段21.198kmⅠ线隧道及23.077km平导采用钻爆法施工,出口段13.340kmⅠ线隧道及11.518km平导以TBM施工为主,TBM施工困难段及洞口段均采用钻爆法施工,TBM步进通过,Ⅰ线TBM直径为9.0m,平导TBM直径为6.36m。1号斜井位于线路右侧,按主副井设置,主斜井平长3850m,副斜井平长3870m;2座竖井均按主副井设置,其中1号竖井主井深762.59m、副井深764.74m,2号竖井主井深640.22m、副井深640.36m,主井内径均为6.0m,副井内径均为5.0m。二期将贯通平导扩挖为Ⅱ线隧道。 2.工程地质情况 2.1区域地质构造分布 高黎贡山隧道区域地质构造分布见图3。隧道位于印度板块与欧亚板块相碰撞缝合带附近,地跨扬子亚板块、印支亚板块和滇缅泰亚板块,穿越其两两相互碰撞汇聚的金沙江缝合带、澜沧江缝合带、保山地块与腾冲地块碰撞汇聚之怒江缝合带,褶皱、断裂构造相当发育。 2.2工程地质特征 本线是我国第一条穿越横断山脉、地形地质条件极为复杂的国家Ⅰ级干线铁路,沿线工程地质条件差,不良地质及特殊岩土发育,具有“三高”(高地热、高地应力和高地震烈度)、“四活跃”(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和活跃的岸坡浅表改造过程)的特征。 2.3工程主要不良地质 2.3.1高烈度地震 隧道区域位于滇西南地震带,地震活动强度非常大,频度高。测区地震动峰值加速度为0.20g,地震动反应谱周期为0.45s。强震与活动断裂分布的相关性极高,大部分6级以上强震沿活动断裂分布。场址历史上遭受过强震,1976年5月龙陵发生7.3级地震。区域内龙陵—澜沧断裂具备发生7级及以上地震的构造条件,估计未来百年可能发生的最大震级M=7.5级。 2.3.2活动断裂 隧道沿线断层分布和活动断裂分别见图4和表1。隧道洞身D1K206+020~+200段、D1K213+000~+280段分别穿越镇安活动断层及勐冒活动断裂,均属龙陵—澜沧断裂,该断裂的水平滑动速率为1.07~2.59mm/年,其未来百年内最大右旋位移量估计值为(2.51±0.66)m,为晚更新世—全新世活动断裂。 2.3.3高地温 高黎贡山越岭段地热成因类型主要为断裂深循环型,高黎贡山隧道位于邦腊掌—黄草坝水热活动带排泄区以南,朝阳—平达水热活动带补给区附近,黄草坝阻水隔热断裂之下盘(南东盘)相对低温通道内,深孔钻探实测最高温度40.6℃,路肩面最高温度36.7℃。 与隧道关系密切的导热断裂主要为邦迈—邵家寨断层(F1-2)、邦迈—邵家寨次级断层、怒江断裂(F1-1)、镇安断裂(F4-2),导热断裂附近可能出现局部热水突出。前2个断层预测最高温度43℃,后2个断裂(F1-1、F4-2)预测最高温度50℃,均热害中等。 2.3.4岩爆 隧道钻爆法施工7段1840m及TBM掘进段180m位于花岗岩地层,为弱富水性硬质岩,可能产生轻微岩爆。埋深较大,区域地应力较高,根据深孔钻探揭露,局部岩芯饼化现象十分明显,反映了埋深较大处应力集中的状态,可能发生轻微或中等岩爆。预测全隧岩爆段落总长2020m,其中,轻微岩爆段累计长度770m(含TBM施工段180m),中等岩爆段累计长度1250m。平导可能发生岩爆段落及岩爆等级与正洞对应里程一致。 2.3.5软质岩变形 隧道穿越软弱岩层,遇地下水极易软化而发生软质岩控制性大变形。另外隧道穿越9条区域性断裂,也易发生结构控制型大变形。Ⅰ线隧道软岩大变形段落总长3185m,其中轻微变形1435m;断层破碎带中局部断层黏粒易发生中等大变形,长1750m。 2.3.6放射性 隧道内放射性背景值较高的地层主要为花岗岩、混合花岗岩、花岗片麻岩和片岩等,隧道正洞、平导局部段落地层环境中,辐射照射对公众产生的年有效剂量当量He大于5mSv,小于15mSv,属放射性场所监督区。 2.3.7有害气体
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