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隧道建设呈井喷式发展——我国超长隧道统计

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日前,位于新疆维吾尔自治区和静县天山深处的天山胜利隧道左右主洞掘进达1000米,服务隧道掘进超过1500米大关,隧道施工进入全面提速阶段。据悉,这条全长22公里的天山胜利隧道预计2025年完工,届时将超越秦岭终南山隧道成为我国最长的高速公路隧道。

近年来,随着我国“交通强国”战略的实施,山区高速公路得到迅速发展,隧道建设的规模越来越大,隧道纪录也不断被刷新。据不完全统计,截至2021年4月,我国在建的10公里以上超长公路隧道为17条。铁路方面,伴随西部地区铁路建设规模逐年加大,高海拔、高烈度地震区、大埋深超长铁路隧道也越来越多。

面对近年来我国隧道工程呈现的井喷式发展,有必要总结成功经验和不足,分析目前隧道建设面临的技术挑战,推动隧道工程更好地发展。

山区公路隧道不断增多

随着我国高速公路事业的快速发展,高速公路逐渐向山区延伸,由于山区地质结构的特殊性和复杂性,导致山区高速公路隧道不断增多。据统计,截至2019年我国公路隧道数量为19067座,同比增长7.5%;隧道总长度达到1896.66万米,同比增长10%。

近年来,我国公路特长隧道发展迅速,截至2019年,我国公路特长隧道数量增长至1175座,公路特长隧道长度达到521.75万米。

公路长隧道数量达到4784座,同比2018年增加469座;隧道总长度为826.31万米,同比2018年增加84.13万米。

10km以上超长公路隧道

进入21世纪以来,中国公路建设进入了一个前所未有的高速发展时期。近10年来,中国公路隧道每年新增里程1100km以上,是目前世界上公路隧道规模最大、数量最多、地质条件和结构形式最复杂、发展速度最快的国家,同时出现了一些长度超10km的超长公路隧道。据不完全统计,截至2019年8月,中国已建、在建的10km以上超长公路隧道达29条,见表2、3。

建造品质亟待提升

经过30多年的发展,公路隧道已具备埋深2000米级超深埋和长度20千米级超长公路隧道的建设技术能力。但是,伴随公路隧道占路线比例越来越大,隧道发展在迎来良好机遇的同时,也遇到了更多新的挑战。

首先,公路隧道的建设约束条件越来越多,建设难度越来越大。除了地质条件越来越复杂外,还受生态红线和环境保护区等因素的限制,给勘察、设计和施工带来了较大困难。

其次,公路隧道的建造品质亟待提升。目前仍存在施工机械化程度较低、施工质量波动较大、施工进度较慢等问题,需逐步实现隧道信息化和数字化智能建造。

此外,公路隧道的运营安全任重道远。尤其是超长隧道的运营安全,不仅仅与技术有关,而且与管理有较大关系,有必要开展运营安全控制与管理成套技术研究,制定公路隧道运维管理指南、人才培养模式和管养技术等。

铁路隧道总长约2万公里

据统计,截至2020年底,中国铁路营业里程达14.5万km,其中,投入运营的铁路隧道共有16798座,总长约19630km。

分析历年的统计数据可知,从1980年至2020年的40年间,中国共建成隧道12412座,总长约17621km(占中国铁路隧道总长度的90%)。特别是近15年来,中国铁路隧道发展极为迅速,共建成铁路隧道9270座,总长约15321km(占中国铁路隧道总长度的78%)。其中,“十一五”期间建成铁路隧道2262座,总长约2686km(占比14%);“十二五”期间建成铁路隧道3611座,总长约6038km(占比31%);“十三五”期间建成铁路隧道3387座,总长约6592km(占比33%)。中国铁路隧道不同时期发展规模情况见表4和图1。

图1 中国铁路隧道不同时期发展规模情况

(截至2020年底)

特长铁路隧道规划建设情况

2020年新增开通运营铁路隧道714座,总长约1589km,其中特长隧道39座,总长约498km;在建铁路隧道2746座,总长约6083km;规划铁路隧道6395座,总长约16325km。

截至2020年底,中国投入运营的特长铁路隧道共209座,总长2811km。其中,长度20km以上的特长铁路隧道11座,总长262km,见表5。2020年,新增开通运营线路特长铁路隧道39座,总长498km,见表6。在建特长铁路隧道116座,总长1675km。其中,长度20km以上的特长铁路隧道10座,总长276km,见表7。规划特长铁路隧道340座,总长5078km。其中,长20km以上的特长铁路隧道37座,总长999km。

高速铁路隧道规划建设情况

截至2020年底,中国已投入运营的高速铁路总长约3.7万km,这些高速铁路上共有高速铁路隧道3631座,总长约6003km,其中特长隧道87座,总长约1096km。从2008年合宁铁路(南京南至合肥南)第一条有隧道的高速铁路起至2020年底,每年建成投入运营的高速铁路隧道长度柱状图,如图2。

图2 2008—2020年中国建成投入运营的高铁隧道长度柱状图

2020年中国新增运营有隧道工程项目的高速铁路共9条,总长约2389km,共有隧道189座,长约508km。其中,特长隧道15座,总长约176km(见表6)。正在建设的有隧道工程项目的高速铁路共47条,总长约8327km,共有隧道1811座,总长约2750km。其中,特长隧道有50座,总长约645km。截至2020年底,中国规划的有隧道工程项目的高速铁路共93条,总长20970km;共有隧道3566座,累计长度约8036km。其中,特长隧道136座,总长1891km。

“上山下海”亟需技术突破

随着中国经济的发展,高海拔、高烈度地震区、大埋深超长铁路隧道将越来越多,隧道建设将要面临的硬岩岩爆、软岩大变形、高地温、活动断裂、超高压富水断裂等不良地质问题十分突出,特别需要广大隧道建设者齐心协力,坚持科技创新,攻坚克难。同时,随着珠江口水底隧道、汕头湾海底隧道、甬舟海底隧道的开工建设,以及琼州海峡、渤海海峡、台湾海峡跨海通道规划研究的逐步深入,超长深水跨海铁路隧道的建造技术亟需取得突破。

此外,由于近年来劳动力成本的不断提高,隧道现场施工技术人员数量逐年减少,隧道工程建设“以机代人”成为现实需求,少人化(甚至无人化)是未来隧道工程建设发展的必然趋势。随着隧道与地下工程规模的逐年增加,隧道运营维养需求远超现有维养能力,研发基于物联网技术的隧道状态智能监测、运维和病害整治技术非常有必要。包括研发适用于隧道与地下工程的结构健康智能检测监测系统、基于大数据的隧道状态评估智能决策系统、高效率的隧道及地下工程维护技术与智能化装备等。

日前,国新办就深入贯彻“十四五”规划,加快建设交通强国有关情况举行新闻发布会,交通运输部总规划师兼综合规划司司长汪洋在会上介绍了川藏铁路建设的有关情况。

针对目前川藏铁路建设情况,汪洋表示,川藏铁路采取分段建设运营方式进行推进,其中成都至雅安段已于2018年12月开通运营;拉萨至林芝段约435公里,预计2021年年底前开通运营;雅安至林芝段约1011公里,先期段“两隧一桥”(色季拉山隧道、康定2号隧道和大渡河特大桥)已于2020年底开工建设。

川藏铁路,由于沿线地形地质和气候条件都非常复杂,生态环境脆弱,建设里程很长,桥隧比例很高,工程难度极大,建设工期将超过10年。为支撑川藏铁路建设,交通部大力推进配套公路规划建设,研究建设方案及投资政策,开展川藏公路G318线提质改造等,目前相关项目正按计划进度推进。

汪洋表示,“十四五”时期,仍将以西部地区为重点,尤其是乡村振兴重点帮扶县,进一步加大项目、资金等支持力度,加快补齐发展短板,加快推进铁路规划建设,加快国家高速公路待贯通路段、普通国道低等级路段等建设,加密西部地区机场,大力实施川藏铁路、西部陆海新通道、出疆入藏等综合运输大通道建设。

本文刊载 / 《桥隧产业》杂志

2021年 4月刊 总第44期

资料来源 / 交通运输部、《隧道建设(中英文)》

中国交通新闻网

编辑 / 王硕

美编 / 赵雯

责编 / 周洋

审校 / 李天颖 裴小吟 廖玲

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