田四明，王 偉，鞏江峰

(中國鐵路經(jīng)濟規(guī)劃研究院有限公司，北京 100038)

1 中國鐵路隧道建設(shè)基本情況

據(jù)統(tǒng)計，截至2020年底，中國鐵路營業(yè)里程達14.5萬 km，其中，投入運營的鐵路隧道共16 798座，總長約19 630 km。分析歷年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知[1-5]，1980—2020年的40年間，中國共建成隧道12 412座，總長約17 621 km(占中國鐵路隧道總長度的90%)，特別是近15年來，中國鐵路隧道發(fā)展極為迅速，共建成鐵路隧道9 260座，總長約15 316 km(占中國鐵路隧道總長度的78%)。其中，“十一五”期間(2006—2010年)建成鐵路隧道2 262座，總長約2 686 km(占比14%)； “十二五”期間(2011—2015年)建成鐵路隧道3 611座，總長約6 038 km(占比31%)； “十三五”期間(2016—2020年)建成鐵路隧道3 387座，總長約6 592 km(占比33%)。為便于分析和研究，對中國鐵路隧道發(fā)展規(guī)模情況進行統(tǒng)計，以便更好地促進中國鐵路隧道的發(fā)展。中國鐵路隧道不同時期發(fā)展規(guī)模情況見表1和圖1。

表1 中國鐵路隧道不同時期發(fā)展規(guī)模情況(截至2020年底)

圖1 中國鐵路隧道不同時期發(fā)展規(guī)模情況(截至2020年底)

2 中國特長鐵路隧道建設(shè)規(guī)劃情況

2020年新增開通運營鐵路隧道714座，總長約1 589 km，其中特長隧道39座，總長約498 km； 在建鐵路隧道2 746座，總長約6 083 km； 規(guī)劃鐵路隧道6 354座，總長約16 255 km。

截至2020年底，中國已投入運營的特長鐵路隧道共209座，總長2 811 km。其中，長度20 km以上的特長鐵路隧道11座，總長262 km，見表2。

表2 中國已投入運營的長度20 km以上的特長鐵路隧道

表2(續(xù))

1)新增運營。 2020年新增開通運營特長鐵路隧道39座，總長498 km，見表3。

表3 2020年中國新增運營特長鐵路隧道

表3(續(xù))

表3(續(xù))

2)在建。在建特長鐵路隧道116座，總長1 675 km。其中，長度20 km以上的特長鐵路隧道10座，總長276 km，見表4。

表4 中國在建長度20 km以上的特長鐵路隧道

3)規(guī)劃。規(guī)劃特長鐵路隧道338座，總長5 054 km。其中，長度20 km以上的特長鐵路隧道37座，總長999 km，見表5。

表5 中國規(guī)劃長度20 km以上的特長鐵路隧道

表5(續(xù))

表5(續(xù))

3 中國高速鐵路隧道建設(shè)規(guī)劃情況

截至2020年底，中國已投入運營的高速鐵路總長約3.7萬 km，投入運營的高速鐵路隧道共3 631座，總長約6 003 km，其中特長隧道87座，總長約1 096 km[6-7]。從2008年第1條有隧道的高速鐵路合寧鐵路(南京南至合肥南)起至2020年底，每年建成投入運營的高速鐵路隧道長度柱狀圖見圖2。

圖2 2008—2020年中國建成投入運營的高鐵隧道長度柱狀圖(單位： km)

1)新增運營。2020年中國新增運營有隧道工程項目的高速鐵路共9條，總長約2 389 km； 共有隧道189座，長約508 km。其中，特長隧道15座，總長約176 km，見表6。

表6 2020年中國新增運營高鐵特長隧道

2)在建。中國正在建設(shè)的有隧道工程項目的高速鐵路共47條，總長約8 327 km； 共有隧道1 811座，總長約2 750 km。其中，特長隧道50座，總長約645 km，見表7。

表7 中國在建的高鐵特長隧道

表7(續(xù))

表7(續(xù))

表7(續(xù))

其中： 設(shè)計速度為300～350 km/h的高速鐵路隧道共1 566座，累計長度約為2 344 km； 設(shè)計速度為250 km/h的高速鐵路隧道共245座，累計長度約為406 km。

3)規(guī)劃。截至2020年底，中國規(guī)劃的有隧道工程項目的高速鐵路共93條，總長20 970 km； 共有隧道3 525座，累計長度約為7 966 km。其中，特長隧道134座，總長1 867 km，見表8。

表8 中國規(guī)劃的高鐵特長隧道

表8(續(xù))

表8(續(xù))

表8(續(xù))

表8(續(xù))

表8(續(xù))

其中： 設(shè)計速度為300～350 km/h的高速鐵路隧道共2 884座，累計長度約為6 842 km； 設(shè)計速度為250 km/h的高速鐵路隧道共641座，累計長度約為1 124 km。

4 中國鐵路隧道修建技術(shù)展望

4.1 高海拔、高烈度地震區(qū)、大埋深超長鐵路隧道大規(guī)模建設(shè)

隨著中國經(jīng)濟的發(fā)展，西部地區(qū)鐵路建設(shè)規(guī)模逐年加大，高海拔、高烈度地震區(qū)、大埋深超長鐵路隧道將越來越多，特別是剛剛開工建設(shè)的川藏鐵路雅安至林芝段，分布有72座隧道，隧道總長約840 km，其中長度20 km以上的隧道有16座，長度30 km以上的隧道有6座，最長隧道超過40 km； 埋深超過1 000 m的隧道段長610 km，且處于印度板塊與歐亞板塊強烈擠壓的“喜馬拉雅東構(gòu)造節(jié)”，新構(gòu)造運動強烈，穿越新構(gòu)造板塊活動強烈的橫斷山區(qū)，地質(zhì)條件極端復(fù)雜，隧道建設(shè)將要面臨的硬巖巖爆、軟巖大變形、高地溫、活動斷裂、超高壓富水?dāng)嗔训炔涣嫉刭|(zhì)問題十分突出。目前，中國雖然在拉林、成蘭等艱險山區(qū)鐵路隧道建設(shè)中積累了一定的工程經(jīng)驗，但在川藏鐵路建設(shè)中遇到的諸多世界級難題必然會超出認(rèn)知，特別需要廣大隧道建設(shè)者齊心協(xié)力，堅持科技創(chuàng)新，攻堅克難，為川藏鐵路的順利建成貢獻力量。

4.2 鐵路隧道智能建造技術(shù)發(fā)展迅速

近年來，隨著勞動力成本的不斷提高，隧道現(xiàn)場施工技術(shù)人員數(shù)量逐年減少，隧道工程建設(shè)“以機代人”成為現(xiàn)實需求，少人化(甚至無人化)是未來隧道工程建設(shè)發(fā)展的必然趨勢。在機械化與信息化高度融合的基礎(chǔ)上，發(fā)展具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自實施功能的機器人，進行隧道建造主要工序的智能化作業(yè)，對提高施工效率、保障施工安全、提高施工質(zhì)量具有重要意義。目前，鄭萬高鐵在隧道機械化大斷面快速建造技術(shù)的基礎(chǔ)上，初步構(gòu)建了高速鐵路隧道智能化建造體系，并成功進行了工點試驗。

4.3 超長深水跨海鐵路隧道修建技術(shù)研究逐步深入

隨著珠江口水底隧道、汕頭灣海底隧道、甬舟海底隧道的開工建設(shè)，以及瓊州海峽、渤海海峽、臺灣海峽跨海通道規(guī)劃研究的逐步深入，超長深水跨海鐵路隧道的建造技術(shù)亟需取得突破。包括超長海底隧道空氣動力學(xué)效應(yīng)及緩解措施、高水壓隧道襯砌結(jié)構(gòu)防水技術(shù)、超長海底隧道長期運營溫升工程對策、深海大斷面隧道超長距離施工與接合技術(shù)等。

4.4 鐵路隧道智能運維技術(shù)急需發(fā)展

隨著隧道與地下工程規(guī)模的逐年增加，隧道運營維養(yǎng)需求遠超現(xiàn)有維養(yǎng)能力，研發(fā)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的隧道狀態(tài)智能監(jiān)測、運維和病害整治技術(shù)非常有必要。包括研發(fā)適用于隧道與地下工程的結(jié)構(gòu)健康智能檢測監(jiān)測系統(tǒng)、基于大數(shù)據(jù)的隧道狀態(tài)評估智能決策系統(tǒng)、高效率的隧道與地下工程維護技術(shù)及智能化裝備等[8]。

說明：文中數(shù)據(jù)不包括中國香港、澳門特別行政區(qū)及臺灣地區(qū)的數(shù)據(jù)。