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襄渝二线的修建经历了许多难关。新蜀河隧道是襄渝二线头号难点工程，它全长8989米，隧道地质构造复杂，洞身出现长段落Ⅴ级碳质片岩，岩体自身强度弱，稳定性差，遇水化泥，极易坍塌。隧道掘进后，围岩变形严重，导致初期支护钢拱架扭曲、坍塌，安全控制及施工难度非常大，被称为“世界级施工难题”。经过铁路参建单位46个月的艰苦奋战，襄渝二线施工难度最大的重点控制性工程——新蜀河隧道顺利贯通。
新武当山隧道全长7721米，是武康铁路二线最长的隧道，设计时速150公里。该隧道是2005年6月28日开工的，2007年5月8日完工。全长7721米的隧道，铺设的是弹性整体道即高铁使用的“无碴轨道”。道内列车速度可达每小时200KM。
水磨河隧道全长2697米，位于湖北省十堰市，穿越武当山风景区。为保护世界文化遗产武当山玉虚宫，水磨河隧道曾进行了方案调整，工程施工推迟了9个月。原方案离玉虚宫最近的仅有40米，为确保火车通过时的震动不会给世界文化遗产带来不利影响，武汉铁路局邀请专家进行为期两个月的监测，并邀请国家文物局专家论证，最后确定将线路改到玉虚宫后600米的山中通过。
自2005年8月开工建设以来，西安铁路局与参建单位密切配合，攻克建设难题。承担隧道施工的中铁一局集团强力攻坚，开展技术攻关，采用“三台阶加临时仰拱”掘进法等一系列施工措施，创造了Ⅴ级碳质片岩地段单口月掘进50米的新纪录。
襄渝二线建设中还有很多创举，由中铁大桥局承建的襄渝二线铁路控制性工程——牛角坪特大桥，是一座主跨为192米预应力混凝土连续钢构的双线铁路桥，在同类型桥梁中居亚洲第一，被誉为“亚洲第一跨”。 2009年9月20日，襄（樊）渝（重庆）铁路二线全线建成通车。二线全长507公里，设计时速160公里，客车平均速度提高到每小时105公里以上，与老襄渝线客车平均时速60多公里相比，襄渝二线速度更快。 襄渝铁路二线投入运行后，客货运将同步发展，通行能力可达客车50对、货运4000万吨以上，北京至成渝两地客运可实现朝发夕至。
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