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——記鐵三院石太客運專線太行山、南梁隧道科技創新紀實
石家莊至太原鐵路客運專線是全國鐵路『四縱四橫』快速客運網的重要組成部分，該工程於2005年6月11日開工，計劃2008年底基本建成，目前工程建設進展順利，重點控制工程太行山、南梁隧道年內即將貫通。
石太鐵路客運專線的建設，將顯著改善山西交通運輸基礎條件，大幅度提高鐵路客運能力，方便旅客出行；必將拓寬晉煤外運通道，充分釋放貨運能力，緩解山西鐵路運輸緊張狀況；必將有力地促進山西新型能源基地建設，有力地促進山西、河北兩省的經濟社會發展和聯系，加快融入環渤海經濟圈的步伐，實現區域經濟的快速繁榮和發展。石太鐵路客運專線東起河北省省會石家莊，西至山西省首府太原，全長189.93公裡，其中新建鐵路長162.473公裡，途經鹿泉市、井陘縣、平山縣、盂縣、壽陽縣、陽曲縣等。
石太鐵路客運專線是我國第一批開工建設的客運專線，是一條集新技術、新工藝、新設備於一體的跨世紀高新技術系統工程，修建石太客運專線，與既有鐵路實現客貨分線，新線輸送旅客設計時速每小時達250公裡，太原至石家莊間的旅行時間縮短至一小時以內，將大大提高與高速公路競爭的能力。客貨分線後，可充分釋放石太既有線的貨運能力，對提高交通運輸質量、滿足社會發展對運輸的需求、推動沿線區域經濟以及區域國土開發起到十分重要的作用。
石太客運專線專線將建隧道32座，隧道延展長度74.58公裡，佔新建鐵路長度的45.9%。其中，太行山、南梁隧道是該線的重點工程項目。
太行山隧道長約27.84公裡，設計為雙洞兩條單線隧道，左線隧道長27.839公裡，右線隧道長27.848公裡，是目前我國在建高速鐵路最長的山嶺隧道之一，隧道穿過太行山山脈主峰越宵山。
南梁隧道長約11.53公裡，其中包括雙線隧道長5.315公裡；喇叭口過渡段隧道長0.48公裡；左單線隧道長5.731公裡，右單線隧道長5.743公裡。
太行山、南梁隧道地質情況復雜，不但要通過4478雙延米的膏溶角礫岩及岩溶、岩爆和富水構造帶及黏土、新老黃土等特殊地層，而且還相互毗連，兩座隧道累計長度接近40公裡，需在隧道內進行防災救援模式、運營通風與防災通風、火災預警系統和控制系統等特殊設計。
鐵三院工程技術人員為保證太行山、南梁隧道工程質量的百年大計，結合工程實際和設計需要，先後對《膏溶角礫岩工程特征及隧道結構與施工安全對策研究》、《客運專線單雙線隧道漸變段結構型式研究》、《特長隧道防災救援、安全疏散及通風技術研究》等課題進行研發，並獲准作為2006年鐵道部重大科技開發計劃項目。
《膏溶角礫岩工程特征及隧道結構與施工安全對策研究》，是針對膏溶角礫岩特殊物質結構不良地質條件，解決修建隧道的斷面形式、支護襯砌、防排水、結構耐久性、變形基准及基底處理等一系列問題，目前在國內還沒有成功的經驗可借鑒。
膏溶角礫岩物質組成結構是由泥灰岩、硬石膏及石灰岩礦物構成，膠結程度極差，風化酥裂的岩石遇水容易崩解，抗壓強度極低，對混凝土結構還存在一定腐蝕性。鐵三院堅持以人為本的設計理念，在隧道開挖通過有水膏溶角礫岩地段時，及時做好地質超前預報指導施工。為了滿足客運專線隧道內旅客舒適度的要求及工程結構受力的需要，對圓形、馬蹄形、橢圓形三種斷面型式進行了科學計算、分析對比，提出膏溶角礫岩地層區段隧道的合理斷面型式，確保工程施工和運營安全，並根據工程進展情況，開展了現場試驗研究及綜合分析，使課題研究成果及時服務於工程需要。
通過《膏溶角礫岩工程特征及隧道結構與施工安全對策研究》，鐵三院掌握了膏溶角礫岩的宏觀地質構造和隧道洞身的分布規律、提出膏溶角礫岩的分類、圍岩分級和試驗方法；確定了在膏溶角礫岩地質條件下修建隧道的合理斷面預支護、支護形式、支護參數和基底加固方法；提出膏溶角礫岩特殊不良地質隧道的位移控制基准、施工方法以及隧道結構的安全狀態等。完成了《膏溶角礫岩工程特性研究階段成果報告》、《結構合理斷面形式、支護結構及參數優化階段成果報告》和《現場測試、位移反分析、變形控制基准及結構安全性評價階段成果報告》，並通過了鐵道部科技司組織的專家評審，其中膏溶角礫岩無水地段的研究結果已經應用在太行山隧道動態設計與施工中。
南梁隧道與太行山隧道毗連，因受太行山隧道雙洞2條單線的影響，線路要在南梁隧道內由35米線間距過渡到4.6米的單洞雙線隧道，喇叭口段隧道最大斷面為23.3米、高度為16米，開挖面積為300平方米，如此大的鐵路隧道斷面在國內實屬罕見，開挖時易發生坍塌、冒水、冒頂、突泥、斷層等事故。為了確保南梁隧道單雙洞過渡段支護結構安全、合理和過渡段、小淨距隧道施工安全，鐵三院工程技術人員進行了《客運專線單雙線隧道漸變段結構型式研究》。通過『雙連拱』和『超大斷面』隧道開挖工藝的對比研究分析，選擇以超大斷面隧道由雙線隧道直接過渡為兩條單線隧道，形成了一套完整的鐵路隧道單雙洞過渡段安全施工方法及工藝設計技術。目前南梁隧道主體工程已基本完成，《客運專線單雙線隧道漸變段結構型式研究》階段成果已經通過了鐵道部專家的評審。
鐵三院在《特長隧道防災救援、安全疏散及通風技術研究》課題中，提出了『以防為主，防消結合，方便自救，快速疏散』的防災救援原則，率先在鐵路特長隧道內引入『緊急救援站』的設計理念。當列車意外發生火災事故後不能及時駛出隧道時，列車可停靠在一個疏散條件完善的救援站。『緊急救援站』設有防災通風設施，滿足旅客在隧道內需要的新鮮空氣，達到保護旅客、降低事故損失的目的。鐵三院開發的《特長隧道防災救援及安全疏散模式標准》、《特長隧道運營通風及防災通風技術標准》階段技術成果，已通過鐵道部專家評審，填補了我國鐵路特長隧道防災救援、安全疏散、運營通風及防災通風等技術領域的空白，為特長隧道的安全設計、運營管理、防災救援、通風組織等，提供強有力的技術和理論支持。
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