二郎山隧道(Erlangshan tunnel),位于中国四川省雅安市天全县与甘孜藏族自治州泸定县的交汇地带,是川藏公路上的一座公路隧道,是中国“九五”重点建设工程,是川藏线改造的咽喉工程,也是促进中国
四川省甘孜、
雅安市两地经济发展的“希望工程”、“头号工程”。开工时是中国最长、埋藏最深、海拔最高、地应力最大、地质条件极为复杂的特长山岭公路隧道。
1995年10月18日,二郎山隧道引道工程东坡段开工;1996年5月25日,隧道主体工程开工;1998年11月25日,隧道东西两侧贯通;1999年12月7日,隧道试行管制通车;2001年1月11日,二郎山隧道工程全面建成通车。
二郎山隧道为单洞、双车道双向通行,理论行车速度30km/h。道路等级为三级标准,隧道主洞长4176米、平行导洞长4155米,设计日通行量为4000辆次,
雅康高速公路通车后,二郎山隧道日车流量2000多辆次。
二郎山隧道是中国在
藏区建成的第一座特长公路隧道,对推动藏区经济发展、促进民族团结、稳定藏区具有极其重要的意义,被藏区人民视为“第二次解放”。
历史沿革
1992年7月12日,交通部在雅安主持召开川藏公路二郎山工程可行性研究报告审查会,对交通部第一勘察设计院所作的二郎山隧道可行性研究报告进行评审,同意采用打通隧道的推荐方案。
1994年11月24日,四川省交通厅和
中交第一公路勘察设计院有限公司组成联席验收小组,对二郎山隧道初设工程地质勘察外业结果进行验收。
1995年,二郎山隧道工程列入国家“九五”计划。同年9月21日,二郎山隧道工程可研报告通过交通部、省交通厅专家评审,同意开工修建二郎山隧道工程。同年10月18日,川藏公路二郎山隧道引道工程东坡段开工。同年12月18日,川藏公路二郎山隧道西坡段引道工程开工,全面拉开二郎山隧道工程建设序幕。
1996年5月25日,川藏公路二郎山隧道主体工程开工。
1997年7月3日和8月15日,川藏公路二郎山地区突降暴雨,隧道东西口均暴发了泥石流,袭击了隧道工地,造成直接经济损失约2000万元,停工近三个月。
1998年11月25日,川藏公路二郎山隧道主洞掘进4176米,东西两侧贯通。
1999年12月7日,川藏公路二郎山隧道工程试行管制通车。
2001年1月11日,川藏公路二郎山隧道工程全面建成通车。同年12月19 日,川藏公路二郎山隧道及相关附属工程通过竣工验收。
2010年3月,川藏公路二郎山隧道机电系统部分设施改造工程正式开工,主要是对隧道中控室控制系统、现场检测控制系统、CCTV系统、火灾报警系统、风门及其控制系统等进行改造。同年11月,川藏公路二郎山隧道机电系统部分设施改造工程完工。
2011年4月,川藏公路二郎山隧道及引道路基路面改造工程开工建设,主要对隧道东引道2.482公里,隧道100米,西引道2.014公里,4座涵洞病害维修和处治。
2012年6月,川藏公路二郎山隧道及引道路基路面改造工程完工。同年12月,川藏公路二郎山隧道及引道路基路面改造工程通过交工验收。
2014年3月,川藏公路二郎山隧道机电系统部分设施改造工程通过竣工验收。
2015年12月24日,川藏公路
二郎山森林公园隧道及引道路基路面改造工程通过竣工验收,正式移交二郎山隧道管理处负责管养工作。
地理位置
二郎山公路隧道地处
天全县与
甘孜藏族自治州泸定县的交汇地带,是
大渡河与
青衣江的分水岭。隧道位置是从川藏公路(G318线)天全县新沟乡上行,于二郎山东坡雅安市天全县龙胆溪进口穿越二郎山岭的干海子山,走向255°08',于西坡甘孜藏族自治州卢定县冷乡别托村和平沟出口,与原川藏公路相接。东口端海拔高度2180.82米,西口端海拔2182.01米。隧道东至
成都市260千米、至雅安市天全县80千米,西至甘孜藏族自治州泸定县30千米、
康定市80千米。
二郎山是
川藏线上从
成都平原到青藏高原的第一座高山,素有“千里川藏线 天堑二郎山”之说。全年3/4为雨雪天气,气候恶劣,加之地况复杂,弯多、坡大、路窄,有谚:“车过二郎山,像进鬼门关,侥幸不翻车,也要冻三天。”
相关单位
二郎山隧道由
中铁十六局集团第五工程有限公司、四川省交通厅公路局、中国人民武装警察部队交通第一总队、
成都理工大学和
中交第一公路勘察设计院有限公司主建。
设计与参数
总体设计
二郎山隧道由运行隧道、平行导洞及横通道组成,导洞与主隧道间通过14条横洞相连,隧道两端各设一座轴流风机房,内设有3台大型轴流风机。隧道主洞长4176m、平行导洞长4155m。行车主隧道横断面净宽9m、净高6.9m,共设有5处紧急停车带(每处40m,侧向加宽3m)。隧道右侧的平行导洞用于通风和紧急救援,导洞与主隧道间通过14条横洞相连。横洞分为人行横洞和车行横洞,人行横洞宽2.2m,车行横洞宽4m,导洞和横洞的高度约5.5m。
相关参数
运行情况
二郎山隧道设计通行量为4000辆次/日左右。隧道通车前,经国道318线进入藏区的车辆以大客车、大货车为主;隧道通车后,自驾游小车逐渐占据主流。
2010年,二郎山隧道日高峰车辆达到了1.2万辆次。
2014年,二郎山隧道日均车流量4000辆次。
2018年12月,雅康高速通车后,车辆有了分流。二郎山隧道日车流量2000多辆次,主要是大型重货车及部分自驾游车辆通行,仍是物流的主要干道。
设施设备
变配电系统
二郎山隧道主要变配电设备分布于隧道东、西口配电室内,变配电系统是机电系统中进行电力控制、传输的系统,系统由一座降压站、四间配电室及高压架空输电线路组成。隧道的电力由
泸定县桐子林变电站提供35KV电源至隧道西口降压站,转变为10KV高压电缆分两路向配电室传输,经配电室降压处理为380V电能向隧道各系统供电。
中央控制系统
二郎山隧道中央控制系统的设备主要分布在中控室,也有部分分布在隧道东、西口配电室和轴流风机房内。是完成除供电、紧急电话、CCTV监控系统以外的所有系统的集散控制。被控设备当前的工作状态,可动态显示在模拟屏上。系统由5部分组成:总控室操作台控制、模拟屏上显示报警、主控系统、光I/O传输系统、光I/O单元、终端被控设备。
通风及控制系统
二郎山隧道风系统是主要由隧道射流风机、轴流风机及通风控制系统、CO/VI检测仪等组成。系统的主要设备既可由中央控制室自动控制,也可现场手动控制。隧道东、西口各设有三台轴流风机、四台射流风机。
照明系统
二郎山隧道照明系统是主要由各种规格的高压钠灯、配电箱、电缆、桥架、控制系统及相关设备组成。系统由中央控制室自动控制,隧道内照明分为三段,共设置照明配电箱六台,完成隧道各段的照明控制,灯具采用高压纳灯单色照明,隧道内照明灯具共826套,隧道出入洞口、东西口两端采用加强照明及过度照明设计。
紧急电话系统
二郎山隧道紧急电话系统由程控电话交换主机、摘机式电话机组成。是驾乘人员在隧道内与中控室取得直接联系,请求帮助,事故报警的通讯设备。隧道内每隔200米设分机一门,共计20门,当需要帮助时,不用拨号,只需拿起电话就能接通中控室,监控值班员再用内部电话通知安检室,就可得到相应的援助。
交通信号控制系统
交通信号控制系统是配合中央控制系统组织指挥隧道内车辆按指定车道及车速行驶,在发生事故及灾害时疏导交通、诱导车流的机电设施。二郎山隧道内共设置了各类控制信号灯18处,主要分布在洞口及每一车行横洞处,各设信号灯(红灯、绿灯、绿箭头)一组。兼顾车行横洞,人员疏散,救灾等的信号引导,集中由中控室控制,其显示方案与事故、火灾报警等传感信号联动。
消防供水系统
二郎山隧道消防供水系统由隧道两端东西口高位水池、水泵工作房、隧道内消防管道、消防箱(83个)组成,隧道内每50米设一消防箱,配置水成泡沫灭火装置及消防栓,水带,水枪等相关设施,满足隧道内消防救援的需要。当隧道内发生火灾时,消防水泵可由中央控制系统完成自动控制,自动向高位水池补充水量。
火灾报警系统
火灾报警系统是隧道安全防火预警自动报警系统。由设置于中控室用于火灾报警系统管理的
计算机、隧道内下位机、感温线,手动报警装置、信号电缆组成。系统与中央控制系统连机,当隧道内发生火灾时,火灾报警控制器会发出鸣叫,也可通过手动报警装置完成火灾报警。
CCTV监控系统
二郎山隧道CCTV监控系统由摄像机、监视器及相关传输设施组成。隧道东、西口各设一台彩色摄像机,隧道内共设29台黑白摄像机,每隔144米设一台以及31台监视器。视频信号通过
光端机和光纤传输至中央控制室监视器,完成隧道全方外位,无盲点的监控。
隧道特色
技术难点
自然灾害
1998年全球气候异常地震频繁,
二郎山森林公园地区连续普降暴雨,龙胆溪、和平沟及其支流
山洪爆发,伴生或诱发大量道路地质灾害。
暗河治理
在隧道西口掘进至284米(K262+928)处时揭露出宽32米、高10余米的大暗河,水流量约200m³/h。通过对岩层结构及洞底堆积物分析,认为它的形成不是由溶蚀形成而是由于岩石的软硬差异风化及地下水冲刷所形成。由于该暗河独特的成因,表明暗河洞壁正处于极限平衡状态,因此确定了“先支撑后开挖,采用加强衬砌形式通过”的治理原则。
西洞口松散堆积层处理
二郎山隧道出口上覆第四系松散崩坡积层,沿路线方向的覆盖层厚度为24-34m,长度约100余米。由于路线左侧山坡坡脚土体开挖形成临空面破坏了原有平衡条件加之地下水等因素影响,随着隧道向前掘进,洞顶地表出现不同程度的下沉,并出现几乎与路线平行的长约130米的裂缝,隧道内初期衬砌出现裂缝,坡体已处于孕育滑动阶段。
技术特点
方案选择
在二郎山隧道设计中对线路方案进行了多次优化、比选,从隧址区三大断裂带交接的构造背景中,选择出了隧道的安全轴线位置,所选方案地质条件最有利修建隧道,地质病害降到了最低,工程造价合理,投资效益高。
测量技术
二郎山隧道穿越地区林木繁茂、悬崖陡壁、隔挡视线,因此在勘察时运用了当时先进的GPS定位技术,确定出洞口附近及洞顶的三角点及高程点的精确坐标及高程。为防止洞口附近较近距点之间的高程和坐标可能有较大误差,又用高精度全站仪和水准仪复测检验。
地质勘察技术
地质勘察采用了综合地质
测绘学、工程地质钻探、物探、水文试验、地应力测试、采样及测试等手段相结合的综合勘察方法。在工可阶段对隧址区进行了地质初步调查和重点部位的物探和钻探。
施工技术
二郎山隧道施工中首次采用KLEM电脑全自动管棚台车(
德国进口)对西口浅埋偏压段松散堆积体进行108mm大管棚施工,并总结出了大管棚施工工法;二次衬砌采用全液压整体衬砌台车,混凝土由电子计量拌台站搅拌,泵送混凝土灌注;采用超前地质预报和“防、排、堵、截”相结合的防排水技术,顺利通过高承压水地段,实现了整座隧道不滴、不漏、不渗;采用”洞中修涵法”顺利通过隧道西侧的
暗河,较好地解决了因暗河带来的排水、出碴、临时支撑、混凝土灌注等一系列施工难题;采取“打眼释放应力,短进尺、多循环,光面爆破,掌子面喷水,自进式长锚杆”等施工方法,减少了
岩爆危害,避免了灾害性事故的发生;通过建造拦碴坝,疏通河道,加固堤岸,对大型泥石流进行了有效整治。采用锚索、抗滑桩等手段对滑坡进行了综合治理。
设计特色
在设计中主要考虑了隧道地质条件、地应力条件、隧道长度、冰冻情况、老路利用与路网布局、引道病害以及投资情况等经过逐步优化确定了隧道轴线与洞口标高,隧道采用直线线形,长4176米,隧道内采用人字坡。
洞口段及景观设计遵循“早进洞、晚出洞、尽量保护原自然生态”的原则确定了隧道进出口位置,在设计中结合二郎山地区特殊的地理与人文环境对洞口段作了景观设计,隧道主洞门采用了兼有藏族建筑韵味的古汉阙亭阁式结构,洞门墙外表面采用
花岗石料石饰面。其余的洞门也相应采用了洞门墙外表面镶贴花岗岩板材,墙顶设硫璃瓦帽檐的装饰。
在洞口段设计中还非常注重景观与环保设计,选择当地适宜生长的树(草)种进行绿化设计,尽快恢复和保护施工中破坏的原有较好的自然生态环境,不会形成下游造成水土流失的危害,并形成良好的舒适的进洞光过渡行车环境。
技术成果
二郎山隧道建设过程中开展了高地
应力条件下隧道发生大变形破坏机理性研究,总体成果达到国际先进水平。其中在高应力隧道围岩大变形破坏机理、区分“小变形破坏”与“大变形破坏”的标准、用大变形同步原理解释围岩剪切错动过程等方面,达到国际领先水平,并节省投资665万元。
开展了高地应力与围岩稳定性的专题研究。提出了围岩二次应力改进型(W型)门塞式应力恢复测试、围岩变形跟踪监测预报系统(TMS),建立了
岩爆烈度RMS分级方案。
在隧道施工中,对岩爆发生的部位和级别做出了准确的预报,研究成果居中国领先水平,为工程建设节省投资3000万元。
开展了隧道营运通风现场测试、模拟及
平均海拔系数研究。首次提出了平导送风型半横向式机械通风“自动适应”自然风的通风控制方法,并在二郎山隧道中成功实施。
对CO海拔高度系数开展了测试研究,提出了新的海拔高度系数,总体达到中国领先水平。其中CO海拔高度系数成果达到了国际先进水平,每年节约运营通风电费101万元,按设计使用期20年计算,节约运营电费2020万元。
价值意义
川藏公路二郎山隧道是中国在
藏区建成的第一座特长公路隧道,隧道建成通车后,缩短公路里程25公里,避开了二郎山原来翻山时经常遇到的雨、雾、冰、雪、冻、滑坡、塌及泥石流地段,结束了延续几十年的单向管制通车,确保了川藏公路二郎山段的全天候畅通,从
康定市到成都从以前的一天甚至两天时间缩短到只需要5个小时。对推动藏区经济发展、促进民族团结、稳定藏区具有极其重要的意义,被藏区人民视为“第二次解放”。
所获荣誉
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海拔“三千三”的
二郎山森林公园,横亘在青藏高原和
四川盆地之间,形成了一道“壁立千仞、千峰如削”的壮美风光。1950年7月,
中国人民解放军第十八军指战员唱着“解放军铁打的汉,下决心坚如钢,誓把那公路,修到那
西藏自治区”的豪迈歌曲,开山凿路,以每公里牺牲7人的巨大代价,在峭壁悬崖上凿出了一条60多公里的“
青藏铁路”,康藏公路二郎山段建成通车(1955年更名为川藏公路),书写了
甘孜藏族自治州交通建设的一段不朽传奇。