邻近既有线挤压性围岩特长隧道 建造关键技术及应用

中国铁路兰州局集团有限公司

兰张三四线铁路是亚欧陆桥通道的关键交通设施和丝绸之路经济带快速客运通道的重要组成部分，新乌鞘岭隧道是该线的控制性工程，也是我国第三代穿越乌鞘岭的隧道。

项目团队以新乌鞘岭隧道建设全过程为依托，以越岭咽喉区多约束选线难、挤压性围岩“米级”变形控制难、既有工程综合利旧尚属空白三大挑战为导向，历经10余年科技攻关与工程实践，形成邻近既有线挤压性围岩特长隧道建造关键技术及应用成果。

    一、主要科技创新

在越岭咽喉区选线方面，创新多目标协同选线技术，突破了复杂地应力场下特长隧道科学选线的技术瓶颈，显著提升了线位方案的安全性与经济性；在挤压性围岩控制方面，构建变形主动预控技术体系，大幅提高了挤压性围岩施工安全性与效率；在绿色低碳建造方面，首创了利用既有隧道及附属设施服务新建隧道的绿色低碳建造技术，开创了行业绿色建造新范式，有效降低了工程建设的资源消耗与环境影响。

创新越岭咽喉区特长隧道多目标协同选线技术。基于地应力实测和既有隧道地质信息递进修正方法，揭示岭脊地段复杂地应力场的分布和特征；融合室内实验、原位测试和位移反演分析等，探明岭脊软弱破碎围岩物理力学指标，建立挤压性围岩判识准则及变形潜势预测方法；创建“地质避灾-工程利旧-环境保护”多目标协同的越岭隧道选线技术，确定风险可控、绿色环保、投资节省的越岭（17km）特长隧道线位方案。

构建挤压性围岩隧道变形主动预控技术体系。建立挤压性围岩隧道全过程变形-荷载协同控制的动态设计方法及分级结构体系，研发挤压性围岩“环向+径向”变形主动预控技术，构建微扰动施工关键技术，围岩变形量由120cm降低至30cm，初期支护拆换率降低95%，实现挤压性围岩隧道大变形的有效控制。

 

 挤压性围岩“环向+径向”变形主动预控技术

首创利用既有隧道及附属设施服务新建隧道的绿色低碳建造技术。构建既有运营隧道及相关工程利用综合评价技术体系，首创利用既有运营隧道取风的特长隧道施工通风技术，提出利用既有辅助坑道及相关工程的特长隧道低碳建造技术，既有工程综合利用率达60%，通过充分利用既有隧道及附属设施实现绿色低碳建造。

 

 利用既有运营隧道取风的特长隧道施工通风模式

    二、项目评价

该项目聚焦邻近既有线挤压性围岩特长隧道工程中越岭咽喉区多约束选线、挤压性围岩“米级”变形控制、既有工程综合利旧三大核心技术难题实现了关键突破。

项目成果总体达到国际领先水平。

    三、成果及效益

项目成果在兰张三四线新乌鞘岭隧道工程勘察、设计和施工成功应用，提前3个月实现隧道贯通，并推广应用于兰合铁路、西成高铁、西十高铁、伊阿铁路等重大铁路工程的50余座隧道，共节约投资14.7亿元，经济效益显著。

项目成果为我国挤压性围岩隧道变形控制、绿色低碳建造提供强有力的理论支撑和技术保障，将直接服务于穿越断层岩体破碎带、岩体易变形收缩、需长距离通风的隧道工程建设，对铁路隧道工程科学技术起到重要推动作用，社会效益显著。