大瑤山隧道(Dayaoshan tunnel)位于廣東省北部韶關市西北坪石至樂昌間的京廣鐵路衡廣(衡陽至廣州)復線上,自北向南穿越大瑤山,是中國第一條通車的超長雙線電氣化鐵路隧道。
大瑤山隧道工程于1981年11月開工,由原鐵四院橋隧處正高級工程師厲自凡主持設計,動用了4000多名工人歷時5年多,于1987年5月6日貫通,是當時中國最長的鐵路隧道。1988年11月26日,大瑤山隧道開通運營;1989年12月正式交驗。大瑤山隧道全長14.295千米。隧道埋深70至910米,雙線鐵路電力牽引斷面,由于采用截彎取直的長隧道設計方案,隧道建成后,比既有鐵路坪石鎮至樂昌市間縮短約15千米。
開挖大瑤山隧道,推行了國外最先進的設計和施工的方法——“新奧法”。采用20世紀80年代最先進的大型機械,實現了主要工序——鉆爆、支護、裝運三條機械化作業線,開創隧道施工機械化作業新時代。大瑤山隧道的貫通打破了中國長期因技術條件限制不能修建超過10千米長度大隧道的“禁區”。1992年,“大瑤山長大鐵路隧道修建新技術”項目獲得國家科學技術進步獎特等獎。2024年5月8日,大瑤山隧道入選“過去50年具有全球影響力的50個隧道工程”。
歷史沿革
建造背景
瑤山是我國中原的長江水系與南粵的珠江水系的分水嶺——南嶺的一個支脈,海拔高達1500米,在這里擋住了衡廣鐵路走向。原有的衡廣鐵路老線,從山巒重疊的南嶺地帶曲折蜿埏的穿過后,在瑤山腳下沿武水河東岸繞行。由于這里山勢險要,地形復雜,線路技術標準低,設備差,最小半徑只有229米,最大坡度達11.8‰ ,運輸能力遠遠不能滿足要求,于是決定修衡廣復線并建造大瑤山隧道。
建造歷史
1978年2月11日,原鐵四院勘察小分隊首次登上大瑤山進行踏勘,進行武水右岸雙繞線的勘測,做了107平方千米的地形測繪學,勘察了1181個地質點和49個孔深總量達5700米的鉆探,進行了大面積的水文調查,作了航空照片與衛星照片的判釋,制定了大瑤山隧道方案。1978年7月,先遣隊伍進駐大瑤山,全面開展工程前的籌備工作;修建臨時房屋13萬平方米,自坪石鎮、樂昌市起修建施工便道82千米,高壓電力線58千米。
1980年11月,正式進洞施工。在此前后,鐵道部隧道工程局與日本隧道專家多次交往,并赴青函隧道考察學習,前后引進各大型機械設備48項269臺,經過消化吸收,與國產設備配套成龍,形成了破巖、裝運、支護、注漿四條卓有成效的作業流水線,效率大為提高。自1982年至1985年,進出口單口平均月成洞均達到100米以上,全隧道曾創月成洞521米的好成績。隧道全面運用新奧法原理施工,最高單口獨頭月成洞217雙線米。1985年4月豎井平導涌水,每晝夜4175立方米,含泥量10%~20%,淹沒豎井393米,井下機電設備44臺報廢,乃開鑿迂回導坑1200米,于1986年3月放水后再作封堵。
1987年5月6日,大瑤山隧道貫通,時任國務院副總理萬里出席貫通典禮。全隧道經貫通測量,橫向差17.3毫米,高程差4.6毫米,方向閉合差3.08秒,精度為6.2萬分之一,屬世界先進水平。1987年6月雨季,班古場地表多處坍[tān]陷斷流。全隧道內出水量每晝夜五萬噸以上,含泥量10%,曾一度被迫停工。技術攻關組多次審議,反復治理。12月,全隧道土建完成,隨即進行鋪軌與通信、信號、電力、電化四電工序的安裝但神舟九號斷層的涌水,仍未根治,仍在中部的墻腳,設置了泄水管道,對各集中出水點,繼續整治。
1988年11月26日,第一列火車順利通過大瑤山隧道,標志著大瑤山隧道完全建成,打破了中國長期因技術條件限制不能修建超過10千米長度大隧道的“禁區”。
2024年5月8日,大瑤山隧道入選“過去50年具有全球影響力的50個隧道工程”。
地理環境
地理位置
大瑤山在坪石鎮與樂昌市區間的武江西岸,大瑤山隧道位于京廣鐵路坪石和樂昌之間,穿鑿于廣東省樂昌縣瑤山山脈主峰,武水西岸圓螺角至永濟橋大號形河灣的取直部位,隧道進出口距武水東岸既有線僅數十米,全長14.295千米。
地形地貌
大瑤山隧道穿越陡峭的復式背斜褶皺中低山區,最高峰海拔1085m,中部為斑古坳溶蝕谷地谷底寬1~2km,海拔600m左右。兩側山脈依勢近南北方向延綿,高出谷地400-700m左右,隧道軌面標高約180m,谷地段埋深400~500m。
地質
大瑤山隧道地質構造為震旦系與寒武系淺質碎屑巖,分布于隧道兩端,泥盆紀下中統桂頭群粗碎屑分布于隧道中部,在構造上為粵北山字形脊柱構造成分與其重接,地層受強烈擠壓全部側轉褶皺和斷裂,節理、劈理都很發育,九峰山大斷裂即在其交接復合部位。全隧道分布有20條斷層帶,軟弱圍巖占17%,在隧道中間部位,出現兩側沖斷層,規模較大,相背傾斜,各自上盤相對逆沖推復,中間陷落,破碎帶和影響帶寬465米,即九號斷層。全隧道大部分穿越砂巖、版巖、版狀頁巖。九號斷層在班古場槽谷地區穿越白云質灰巖、泥灰巖與斷層泥帶。
水文情況
大瑤山隧道工程在施工中遇到地質極為復雜的9號斷層,隧道在斷帶上長465m,巖石破碎松軟,節理發育,涌水流沙經常發生,最高水量達到51000m3/d。
氣象條件
大瑤山隧道所屬地區屬于亞熱帶,氣候溫和,除高山外基本終年無:年降雨量1100~2100mm,年蒸發量1500mm左右。
工程結構
總體布局
大瑤山隧道全長14.295千米,埋深700~910米。三斜井總長3552米,豎井深433米。各式平行導坑4270米,開挖155萬立方米,襯砌31萬立方米,噴射混凝土4萬立方米,塑料防水板34萬平方米。
硬件設施
大瑤山隧道施工中采用了新奧法,即通過噴射混凝土、錨桿等設備,利用圍巖的自承作用,以薄層柔性支護與圍巖結合形成的支護系統取代厚層的混凝土襯砌,改善了受力性能,減少了開挖量和污工量,在經濟性和安全性方面,均優于傳統的襯砌結構。除了在進出口局部淺埋偏壓地段采用整體模筑混凝土襯砌之外,其余地段采用能充分發揮圍巖自身承載能力的復合式襯砌;初期支護使用噴混凝土及錨桿,在軟弱圍巖地段加設鋼格柵及鋼筋網;采用聚氯乙烯板(PVC塑料板)新的防水方法,在初期支護與二次模筑襯砌之間設置該防水層,保證了隧道建成后基本干燥,為電氣化鐵路創造了良好的運營條件。隧道內采用60kg/m耐腐蝕鋼軌,鋪設76型預應力鋼筋混凝土軌枕板,普通礫石道床,為適應電氣化以及運營養護要求設置了下錨段及各種溝槽洞室。中心水溝為主要排水溝,同時設置雙側水溝。此外,施工采用20世紀80年代中國國內外最先進的大型機械,組成開挖、運輸、襯砌、注漿4條機械作業線,結束了舊式手工操作、分部開挖的施工方法。
設計參數
運行情況
截至2019年9月,平常每天通過大瑤山隧道的火車為372趟,而春運期間每天接近500趟,平均3分鐘就有一趟列車經過。
特色與價值
工程特色
大瑤山隧道采用“三斜一豎”的施工方案,九號斷層埋深600~700米,長465米(為隧道中部穿過的控制地段),其中165米為強烈擠壓帶,泥灰及斷層泥貫穿于大理石溶蝕及泥灰巖中,界面紛多,密集穿插,最大涌水量每晝夜高達4200噸,是貫通的難關。1985年12月國務院萬里副總理就九號斷層問題,邀請地質礦產部、水利電力部協同鐵道部各路專家現場會診,商議對策。1986年4月,由設計、施工、建設、科研與有關院校47人,組成技術攻關組。下設“地質預報預探、開挖方案、注漿堵水、支護襯砌、圍巖變形量測”五個專業,作了周密布署。1986年10月,施工進入神舟九號層,圍巖極為破碎,涌水每晝夜4.2萬噸。遂于右側開挖平行導坑,鉆探超前,并排水降壓。在通過研泥帶時,泥石俱下,涌水如注,日進不足一米。經采用錨桿管棚支護、預注漿加固圍巖,改為上半斷面開挖、設置臨時仰拱,擴大后全斷面用鋼骨架襯砌,然后鋪設塑料防水板再二次模注。把新奧法原理結合現場具體化,用圍巖變形的量測數據,決定施工措施積累了在軟弱圍巖地段施工的經驗,形成了三十字的施工方法:“釬[qiān]深探、管超前、小斷面、留核心、短進尺、弱爆破、強支護、緊封閉、勤量測、預注漿。”
功能價值
大瑤山隧道將坪石一樂昌市間的鐵路線“截彎取直”,避免了復線施工期間對既有鐵路運輸的干擾。隧道建成后,線路平直,不再遭受武水峽谷地帶崩塌落石的危害,改善了運營條件,速度提高,運能增大,使當時京廣鐵路通過能力提高了1.8倍,僅此一項一年可節約運費500多萬元;比原有的鐵路線縮短15千米,單線改成雙線,列車時速從50千米提高到100千米以上;運營里程縮短近15千米,行車時間減少十多分鐘;同時,加強了嶺南地區與內地的交通聯系,也有利于開發利用武江水利資源。因此,建設大瑤山隧道具有顯著的經濟效益和社會效益。
領導關懷
黨和國家領導人對大瑤山隧道十分關心,萬里、習仲勛、李鵬、呂正操等同志,先后到工地視察,萬里同志還親筆題詞“開路先鋒”。國家計委、對外經濟貿易部以及廣東省各級政府和人民的大力支持,地礦、水電、煤炭等部門專家的熱情幫助,都使廣大建設者受到很大鼓舞。
獲得榮譽
社會評價
大瑤山隧道結束了中國不能修建十千米以上長大隧道的歷史,使國鐵集團隧道建設跨入了世界先進行列。這是貫徹執行黨的改革、開放、搞活方針取得的可喜成果,是發揚“頑強拼搏,依靠科學,團結協作,創新開拓”的衡廣精神奪取的又一勝利。大瑤山隧道建設提供的寶貴經驗,已經在全路推廣應用,并將繼續對中國鐵路隧道事業產生積極的影響。大瑤山隧道是中國隧道工程跨入世界先進行列的一個里程碑,是中國隧道建設現代化的新起點。(中國工程院院士孫永福評)
大瑤山隧道是一個時代的寫照,而書寫它的是在一線奮斗的工作者們。大瑤山的建成和投入使用,不僅大大縮短了火車行駛距離,也將廣東樂昌大瑤山省級自然保護區更好地呈現在了大眾的視野里。(國鐵集團廣州局評)
參考資料 >
大瑤山,大瑤山!堅守的故事在流傳…….m.thepaper.cn.2024-03-09
京廣鐵路衡廣復線大瑤山隧道.www.hbtmjzxh.com.2024-03-13
為四院捧回首個國家科技進步特等獎的人,是他.m.thepaper.cn.2024-03-13
大瑤山隧道.www.crecg.com.2024-03-09
王夢恕:不改初衷 志在穿越.www.cae.cn.2024-03-13
人民日報.新浪微博.2024-05-08
【用回憶銘記歷史 以故事傳承精神】之回憶錄20:小小的郵票 厚重的歷史.微信公眾平臺.2024-04-18
施工案例02.魯東大學.2024-05-06
百年工程—大瑤山隧道.土木工程學院“三全育人”網.2025-05-17
今天是第六個“世界隧道日”,祝愿全體隧道同仁節日快樂!.微信公眾平臺.2024-04-18
廣東70年標志性工程 | 大瑤山隧道:見證中國鐵路加速度.羊城晚報.2024-04-18
大瑤山,大瑤山!堅守的故事在流傳…….澎湃新聞.2024-04-18