中国第一座重载铁路双线隧道是北京延庆军都山隧道
军都山隧道是中国第一座重载铁路双线隧道,位于北京市延庆县东南,燕山北麓,大秦铁路延庆车站与铁炉村车站之间。全长8460米,仅次于米花岭隧道,是我国已运营的第三座长大铁路隧道。
隧道地质构造较为复杂,进口端有670米黄土砂质粘土段,从拱顶到地表面的埋深厚度仅有12—23米,最薄地段只有3.6米;出口端有70米是洪积块石土堆积层,然后是长约500米的风化花岗岩,并有煌斑岩侵入,节理发育,有地下水;其余地段为岩浆岩,岩体较完整,但有四条影响较大的断层通过隧道。隧道最大埋深640米,开挖后的岩体应力重新平衡,有小块岩石坠落。隧道每昼夜涌水量约为13200立方米。
由于隧道长、工期短、难度大,除进出口正洞工区外,确定选用“三斜一平”的施工方案,以增加施工面,达到长洞短做。为解决3号斜井至出口段长达4083米地段的通风、排水和施工问题,在出口设置两公里长的平行导坑。全隧道开挖工作量为92万立方米,混凝土圬工量为20万立方米。
同大瑶山隧道一样,军都山隧道也采用“新奥法”原则指导设计与施工,充分调动围岩的自承能力,实现大断面快速掘进,并为大型施工机械提供宽阔的操作空间。本着先进、高效、实用的原则,选用引进一批大型设备,完善系列配套。以单臂每分钟钻进1.5—2米的全液压二臂、三臂和四臂凿岩台车钻爆开挖;用1.4—5立方米大斗装载机,配20吨自卸汽车及6~8立方米矿车、棱式矿车等出碴;全断面或半断面掘进,正洞用无轨运输,斜井用有轨运输;用机械手进行喷射混凝土初期支护;二次衬砌,是在洞外工厂拌合混凝土以后,用6立方米混凝土输送车运至施工面,再用混凝土泵泵进12米全液压模板衬砌台车内,使隧道边墙、拱部一次成型。
以上设备的高效率配套,组成破岩、装运、支护的三条流水作业线。军都山隧道进口端有670米长的一段,位于浅埋和黄土砂层中,其中有170米范围的拱部还通过中等密实的细砂层,地下水位在边墙中部,就地质条件而言,这一段不能形成自然拱,在国内隧道修建史上没有先例,是施工中难度较大的关键之一。
对黄土段,主要采用小导管超前支护法、小导管注浆超前支护法和插板法施工。三种支护法使隧道顶部形成一个低强度的混凝土保护拱,然后进行开挖。对黄土层的含水段,用洞外井点降水。共设置18个降水钻孔,安装9台深井潜水泵抽水,截挡地下水补给来源,降低地下水位,保证含水段施工时基本干燥,顺利通过了复盖仅3.6米的隧道浅埋地段。对其它断层和破碎带,坚持“短进尺、弱爆破、强支护、勤测量、及时衬砌”的原则组织施工。遇到复杂地质,计划用钎探、物探等手段,预测地质和水文地感情况,据以施工。
军都山隧道1985年1月正式开工,1989年通车。