毛乌素沙漠
打开地图，在黄河“几”字湾内，有一片浩瀚的沙漠——毛乌素沙漠，沙漠中有条河叫无定河。
历史上，无定河是一条忧伤的河。它曾是汉族与匈奴反复争夺的前哨，“可怜无定河边骨，犹是春闺梦里人。”无论是战争还是工程，人类在此展开的每场大型活动几乎都蒙上悲壮色彩。
往事越千年。2015年秋，一项史无前例的浩大铁路工程穿越无定河一路向南。这一次，历史被改写：1800多公里战线上的228座隧道工程，安全事故是零，人员伤亡是零。
这是一组让人肃然起敬的数字，它的功绩用“奇迹”二字书写也不夸张，而奇迹创造者就是在建的蒙华铁路。
蒙华路上马蹄响
3月下旬的毛乌素沙漠，沙蒿还没卸下冬装，沙柳的嫩芽若有若无，大地还未从冬天完全醒来。
在沙漠深处的白城隧道出口，大吊车正吊起一个巨大的构件。构件差不多三层楼高，而它只是一台机器的“骨架”。这台机器就是享誉隧道界的“蒙华号”盾构机。2个月前，它圆满完成掘进使命，如今正被拆解运走。
洞口附近的地面上是厚厚的灰黄色沙土。抓起一把，轻轻松开手指，粉末状的沙子从指缝簌簌滑落。技术人员说，这种地质名叫新黄土，松软难以成形，打隧道遇到这种地质，进度缓慢不说，塌方风险也极高。
让人头疼的不止地质。白城隧道头顶19米就是包茂高速公路，隧道开挖时极有可能导致公路沉降。为保证公路安全，地方交通部门要求蒙华铁路公司对高速公路进行改建，仅此一项将增加1000万元左右费用。
陕西省靖边县毛乌素沙漠中的白城隧道盾构施工现场。
经过持续数月的研究论证，在蒙华铁路股份公司“让铁路施工更好更快更安全”理念启发下，中铁高新工业股份公司和中铁四局提供的盾构方案成为最佳选择。
2016年7月17日，中铁高新工业旗下的中铁装备集团郑州TBM车间里，专为白城隧道量身定制的“蒙华号”盾构在闪光灯前掀起“盖头”。人们发现，它块头很大，长得也颇为独特：为了适应铁路隧道的倒“U”型断面，也为了节省开挖面积，它的“嘴”（掘进端）上长着9个牙齿（刀盘），远看犹如一只马蹄。由此，人们又叫它马蹄形盾构。
2016年9月13日，长途跋涉近2个月后，马蹄形盾构运达白城隧道。10月29日，一名年轻的盾构司机按下启动按钮，盾构刀盘缓缓转动，轰隆隆的“马蹄”声由地下传出，白城隧道盾构之旅正式开启。
创新旅程故事多
“全球首创”“完全自主知识产权”……自诞生起，“蒙华号”就闪耀着创新的光芒。
然而创新并非一帆风顺。这是我国首个山岭隧道盾构施工，当“全球首创”与新黄土地质亲密接触，未知的问题接踵而至。
办法总比困难多。在闻讯赶来的专家和申德芳所率团队不懈努力下，盾构施工的问题不仅得到完美解决，很多业绩还超出预期：“蒙华号”仅用440天就完成隧道全线3345米掘进任务，速度是传统矿山法的5倍。盾构不仅克服了新黄土土质疏松对隧道掘进带来的各种风险挑战，安全穿越了高速公路、输油输气管线、浅埋层等重大风险源，还创造了最高日掘进19.6米、最高月掘进308米的纪录。
白城隧道贯通仪式。
“隧道即将贯通那几天，沙漠里下着茫茫大雪，我们几个小伙子在现场盯了两个通宵，最终，这台100多米长、11.9米高、1300吨重的巨无霸的掘进误差只有2毫米，大家特别激动，和盾构机拍了很多合影……”3月28日，沙漠上阳光灿烂，回忆起两个月前盾构机破土而出那一刻，申德芳开心得像个孩子。
“马蹄形盾构机的成功应用，不仅是我国黄土隧道施工技术的一次重大突破，也是我国重大装备行业在推动中国制造向中国创造转变的一次实力证明”。中铁高新工业总经理李建斌说，企业目前正致力打造工程装备领域从研发、制造、施工服务、再制造、信息服务的全产业链综合服务商，为我国工程建设行业的高质量发展做出贡献。
隧道深处咖啡香
2017年5月10日5时，天还没亮，一辆汽车从延安城外的蒙华铁路公司蒙陕指挥部出
驱车者是蒙陕指挥部副指挥长、总工程师申志军。他急切地赶往隧道，只为喝一杯咖啡。
专家体验隧道咖啡。
“这归功于蒙华公司的以人为本理念和盾构技术带来的良好环境。”和隧道打了20多年交道的申志军说，“盾构”直译过来就是盾里的构造，所有人都在坚固的保护壳里作业，掘进、出渣、注浆、支护都是机器自动完成，施工人员只需操作按钮、使用电动扳手拧上管片螺栓，工作起来安全轻松，隧道不会出现质量问题，“尤为值得一提的是，盾构使用电力驱动，以往隧道施工常见的噪音、粉尘、油烟、爆破后刺鼻的火药味全都没有了，施工人员可以像城市白领一样工作。”
申志军后，尝鲜者纷至沓来。蒙华铁路公司、中国中铁股份公司、国际隧道协会的领导，中国中铁隧道局的专家，西南交通大学的教授……还有人带着家人和孩子一起来了。大家品尝着神奇的隧道咖啡，嘴里发出啧啧的惊叹声。
中国中铁科学研究院研究员，国际隧道协会副主席严金秀说：“我去过世界上许多隧道，只在这里品尝过隧道咖啡。白城隧道施工安全、快速，环境很棒，颠覆了传统隧道施工的印象，隧道深处咖啡香是中国隧道工程发展的里程碑，我们已经站在了世界前列。”
在隧道咖啡厅合影留念。
“如果不是亲眼所见，有谁会相信，在苍凉的沙漠里，在地下十几米的隧道中，会有一个移动咖啡厅，施工人员边喝咖啡边快乐地工作。”申志军说，作为白城隧道盾构方案关键发起人和隧道咖啡品牌创始人，自己有幸为改善隧道施工环境、让一线施工人员喝着咖啡工作做出一点贡献，感觉无比自豪。
申志军还受邀走进浙江大学、河海大学、中国地质大学、长安大学等多所高校和隧道技术交流会讲述隧道咖啡的故事。他大声告诉同行和大学生：“身在新时代，我们要共同努力，让更多隧道有个良好的工作环境，让更多隧道工人能够喝着咖啡工作。”
新闻档案
蒙华铁路
蒙西至华中地区铁路运煤通道工程连接蒙陕甘宁“金三角”地区与鄂湘赣等华中地区，是“北煤南运”新的国家战略运输通道。
线路北起内蒙古自治区浩勒报吉站，经内蒙古自治区、陕西省、山西省、河南省、湖北省、湖南省，止于江西省吉安站，全长1 814.5 公里。全线隧道有228座、468公里，占正线总长的25.8%，其中大于10公里的隧道10座，最长的崤山隧道22.7公里。
隧道穿越砂层、黄土、砂泥岩、板岩、花岗岩、灰岩等多种地层以及富水断层、岩溶、高地应力水平岩层等不良地质，施工难度大、风险高，保证施工安全和施工质量是隧道建设的重中之重。
蒙华铁路公司在总结多年来铁路隧道修建经验和借鉴国内外先进技术的基础上，遵循隧道工程建设内在规律，结合蒙华铁路重载技术要求和建设管理机制，通过理论创新、管理创新、技术创新和试验段先行先试机制，取得成果后快速推广应用，实现了信息化动态设计，推动隧道施工管理和技术进步，有效解决了隧道建设中一些突出的质量安全问题，工程安全、质量、工期、投资得到合理有效控制。
白城隧道
白城隧道位于陕北毛乌素沙漠南缘，为单洞双线隧道，隧道全长3345米，隧道穿越地层为风积沙、粉砂、细砂、砂质新黄土，主要为Ⅴ、Ⅵ级围岩，最大埋深81米。原设计为矿山法施工，主要采用CD法、双侧壁导坑法及三台阶大拱脚法施工。由于隧道下穿天然气管线、供水管线及包茂高速公路，隧道埋深浅，施工方法复杂，施工安全及工期风险较大。
蒙华铁路公司多次对白城隧道施工方法和风险进行论证，经过多方比选，决定采用安全可靠的盾构法施工技术，控制施工期间邻近构筑物的沉降变形，降低施工安全风险。公司研究确定了盾构制作方案及技术参数，并将盾构优化为马蹄形结构，浅埋地段施工盾构管片厚度减少5厘米、隧道开挖断面减小15%。在白城隧道掘进工作中，通过采取加强观测、控制掘进参数、渣土改良、及时同步注浆和二次注浆等措施，保证了油气管线、供水管线、包茂高速的安全，提高了机械化施工程度，取得了良好的社会效益。
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