丽香铁路开通运营前，攻坚掘进中的哈巴雪山隧道。杨紫轩 摄
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杨紫轩李晶吴绮云
2023年11月26日，丽江至香格里拉铁路的开通运营，为云岭雪域高原铺就了一条新天路。丽香铁路穿越青藏高原横断山脉腹地，连通丽江市与迪庆藏族自治州，线路走向地处印度板块与欧亚板块接触带前沿，是我国地壳构造运动最强烈的地区之一。在没有任何经验可以借鉴的情况下，全线重难点控制性工程——全长9523米的哈巴雪山隧道在施工建设和运维过程中，运用多项创新技术保驾护航，为我国高原铁路建设积累了宝贵经验。
20座隧道、34座桥梁，穿越雪山，跨越江河。2023年11月26日，丽江至香格里拉铁路的开通运营，为云岭雪域高原铺就了一条新天路。惟其艰难，方显勇毅。丽江至香格里拉动车最快仅需1小时18分。然而，2万余名建设者却在崇山峻岭间昼夜奋战了9年。
美丽神秘的哈巴雪山下，惊涛拍岸。奔流不息的虎跳峡旁，全长9523米的哈巴雪山隧道，是全线重难点控制性工程，为I级高风险隧道，也是全线最后贯通的隧道。由于地处青藏高原横断山脉滇西北纵谷地带，受多条断裂带长期活动影响，这里滑坡、岩溶等问题十分突出。哈巴雪山隧道的最大埋深达到1155米，受构造挤压，隧道围岩极其破碎，使得这一隧道地应力之高、隧道支护压力之大，均为国内铁路隧道建设之最。
每个超级工程的背后，都涉及多项技术难题和工程挑战，在没有任何经验可以借鉴的情况下，哈巴雪山隧道在前期施工建设和后期运维过程中，运用多项专利技术保驾护航，获得17项国家实用新型发明专利和一大批省级施工工法，为我国高原铁路建设积累了宝贵经验。
虎跳峡畔“拦路虎”
百炼钢成“绕指柔”
丽江至香格里拉铁路自丽江站引出，向北经虎跳峡、小中甸镇至香格里拉，全长139公里，全线翻山越岭、桥隧相连，桥隧比高达73.4%。要想建成这条铁路，就必须打通深埋于玉龙雪山和哈巴雪山腹地的2座长大隧道。
线路途经高原雪山地区，沿线地形起伏大，长大坡道在国内铁路项目中都非常罕见。软岩大变形、高地应力、高温富水……种种难题摆在面前，给建设施工带来不小的挑战。其中施工难度最大的隧道，莫过于哈巴雪山隧道。
在中铁十六局集团有限公司丽香铁路项目部的展柜里，一排变形的钢板引人注目。经历了巨大的外力撕扯，钢板早已破碎不堪。这是一股什么力量？
原来，隧道开挖完成后做洞体支护用的工字钢在巨大的山体压力下，被挤压变形甚至折断。建设者们有一个形象的比喻，在巨大的山体压力下，非常坚硬的钢材也会变得柔软易折。
“哈巴雪山隧道最大埋深1155米，地应力太过强大，相当于深海237米下所承受的水压。”中铁十六局集团丽香铁路项目部副经理刘振伟解释道，一般来说，隧道初期支护与二衬钢板允许接触压力为0.5兆帕，约等于水下50米的压强。但哈巴雪山隧道施工阶段实测接触应力达到2.37兆帕，接近设计允许最大接触应力的5倍。在如此强的地应力下施工，隧道极易出现围岩溜坍、支护变形等险情。
2021年4月的一天，施工班组在隧道内突遇险情。“当时正进行喷浆作业，掌子面周围的围岩突然下落细粉，我们紧急撤出现场。”刘振伟说，不到2分钟，围岩就出现溜坍，喷涌而出的围岩将几百公斤重的喷浆机都冲出十几米。回想起那一刻，刘振伟至今心有余悸。
2022年6月12日，正在施工的哈巴雪山隧道再次出现突发情况：一个作业面一夜之间受山体挤压收缩30厘米，并且仍然在持续。施工人员实测的地应力达到了29.4兆帕，1兆帕是100吨的力作用在1平方米的面积上，现场压力相当于1平方米承受的压力接近3000吨。这导致隧道开挖后，周围岩体在高地应力作用下，极易向已经开挖好的区域内挤压变形，有时刚刚打钻出来的炮孔，还不等往里填充炸药，就在山体挤压的变形中消失，不得不重新再打钻。不但变形速度快，而且变形幅度大：开挖的断面宽度有8米左右，但是变形之后仅剩不到2米。
像这样集齐了超大埋深、高地应力和软岩大变形的隧道，在国内都实属罕见。
千淘万漉虽辛苦
吹尽黄沙始到金
施工人员辛苦开挖好的隧道，每天都在以几厘米甚至十几厘米的速度向内收敛，本来笔直的隧道也变得弯弯曲曲。
“哈巴雪山隧道完全超出了我对隧道施工的认知，它的变形速率之高、变形持续时间之长、变形损毁之大，目前都是国内隧道建设之最。隧道单点最大变形量达到5.2米，设计11.67米的正洞宽，在开挖后20天剩余宽度不足3米。”中铁十六局集团丽香铁路项目部经理田伟权说。
建设者们一直在和山体挤压导致的隧道变形抢时间：不仅要在完成开挖后的第一时间迅速做好支护，还要不断对收敛变形的山体进行重新开挖。
隧道开工建设以来，按照设计，全隧安排3个辅助坑道进行开挖，后因施工艰难，先后将与正洞连接的横通道增加到12个，最多时有1200多人昼夜施工。施工过程中，累计发生大小溜坍200多次，施工人员还要应对其他难题和突发情况，每掘进一米都步履维艰。
为了攻克软岩大变形施工难关，中国铁路昆明局集团有限公司滇西铁路建设指挥部组织参建单位积极总结施工经验，通过优化工艺工法、联合高校院所开展科研攻关，邀请院士、专家深入隧道“把脉问诊”，先后组织召开了8次专家研讨会，29名知名专家多次研讨，动态调整处置方案。最终，他们采用超前中导洞贯通释放地应力、后二次扩挖至正洞，并对正洞支护进行加强的施工方案，推动隧道建设有序推进。
优先开挖中导洞，有效释放地应力，也就是在隧道正洞位置挖一个比正常断面小一点的洞，使地应力释放后再扩挖至正洞断面。一般隧道只需要一层初期支护，而哈巴雪山隧道采用了3层初期支护，最多的地方做过8层支护。同时，隧道还采用直径108毫米大锁脚锚管、隧底增设76毫米抗拉锚管、仰拱填充内增设三维钢筋、初期支护与二衬间增设一道60毫米缓冲层等多种措施确保隧道安全掘进。
哈巴雪山隧道建设过程中，参建各方进行大量的方案研究与探索实践，形成了一套大变形控制技术措施，为中国高原铁路建设提供了极为有益的实践探索和技术经验。
科技赋能一体化
以“智”为先谱新篇
哈巴雪山隧道的胜利贯通，与一般意义上的隧道贯通不一样。由于受山体挤压，隧道变形量大，所以在隧道正常贯通做完多层支护并观察一段时间后，未发现变形，才最终确认隧道贯通。
千锤万凿，成就超级工程。这条全长9523米的哈巴雪山隧道，倾注着建设者的汗水与辛劳。在全线开通运营后，如何在多条断裂带长期活动影响，滑坡、岩溶突出的高原环境下保障列车安全通过隧道？这成了铁路人的新课题。
针对隧道变形问题，他们采用前端“眼睛”监控的模式，在隧道210米重点段落共装设21台球机，对隧道衬砌表面点云数据进行实时采集，通过21双“眼睛”密切盯控，第一时间掌握隧道内部的第一手资料。
“通过在哈巴雪山隧道1000米长的监测段上进行整体覆盖监测，我们可以对隧道结构运营期间各项参数进行实时监测、动态分析、快速诊断，为隧道运营管理和养护提供科学依据，提高隧道结构的可靠性、使用性、耐久性。”丽香铁路开通后，负责维护这条线路的昆明局集团公司广通工电段桥隧健康监测系统维管负责人唐浩鹏说。
电脑前，广通工电段生产调度监控中心监控组人员正在认真分析隧道衬砌三维动态变形图，通过前期“眼睛”采集的数据在“大脑”进行数据分析，形成三维图，实现衬砌变形状态观测实时化、可视化。
哈巴雪山隧道综合采用“整体覆盖+重点监测+加密监测”的思路，建立了一套完整的大跨桥梁与轨道一体化健康监测系统。通过健康监测系统，技术人员可以准确采集隧道结构受力参数、轨道板表面应力分布情况等实时数据，清晰识别隧道病害缺陷，用手中的鼠标即可掌握隧道“健康”情况，为奔跑在雪域高原的列车提供坚实保障。