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記者專欄
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92%的時(shí)間在地下 首條“地鐵式”高鐵穿越三峽

2022-06-21 11:55 來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)

  乘坐這列時(shí)速350公里的高鐵穿越三峽,可以切身感受到李白詩(shī)中“兩岸猿聲啼不住,輕舟已過(guò)萬(wàn)重山”的速度不是夸張的修辭手法。這是由一個(gè)個(gè)技術(shù)創(chuàng)新、一項(xiàng)項(xiàng)新設(shè)備的突破匯聚成的中國(guó)高鐵速度。

  350公里時(shí)速的高鐵,國(guó)人并不陌生。

  但沿著鄭渝高鐵一路向西,從中原大地穿越高山峽谷,列車忽而扎進(jìn)隧道,忽而駛過(guò)橋梁,倏忽間一閃而過(guò),車內(nèi)光影斑駁流動(dòng),仿佛帶著乘客駛向了一個(gè)新世界。

  這是一條“地鐵式”的高鐵,這是一項(xiàng)令世界驚嘆的工程奇跡,也是一條貫穿中國(guó)的交通大動(dòng)脈。這段高鐵從勘測(cè)設(shè)計(jì)到建設(shè)完成長(zhǎng)達(dá)12年,建設(shè)工期長(zhǎng)達(dá)6年。

  穿越三峽,蜀道不再難,鄭渝高鐵見(jiàn)證了一代科研人員的成長(zhǎng),見(jiàn)證了我國(guó)高鐵事業(yè)的飛速發(fā)展,也見(jiàn)證了中華民族走在偉大復(fù)興路上的堅(jiān)實(shí)腳步。

  6月20日,鄭州至重慶高速鐵路襄陽(yáng)東至萬(wàn)州北段(以下簡(jiǎn)稱鄭渝高鐵襄萬(wàn)段)開(kāi)通,我國(guó)西南地區(qū)外出的又一快速客運(yùn)通道——鄭渝高鐵實(shí)現(xiàn)全線貫通運(yùn)營(yíng)。

  千年蜀道不再難

  光影流動(dòng)的車頭內(nèi),駕駛鄭渝高鐵首發(fā)列車的重慶機(jī)務(wù)段動(dòng)車組司機(jī)李寧云按捺住心中的激動(dòng),為了這一刻,他反復(fù)練習(xí)了幾個(gè)月。而作為重慶云陽(yáng)人,他也深刻了解三峽庫(kù)區(qū)人民對(duì)鐵路的渴求。

  中鐵二院重慶公司副總工程師、鄭渝高鐵副總體設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人肖強(qiáng)也是當(dāng)日的乘客。在聯(lián)調(diào)聯(lián)試階段,車已坐過(guò)多次,一閃而過(guò)的光亮,足以讓他知曉身在何處,哪座崇山、哪個(gè)深谷。他見(jiàn)證了鄭渝高鐵從設(shè)計(jì)圖紙一步步變成現(xiàn)實(shí),每一座橋梁、隧道,甚至每一個(gè)細(xì)微的數(shù)據(jù),他都如數(shù)家珍,恍如昨日。

  從重慶北出發(fā),列車飛馳,一路穿山越嶺,進(jìn)入“高峽平湖”萬(wàn)州后,隧道越發(fā)密集,還來(lái)不及仔細(xì)看一下三峽美景,就被飛馳的火車載入了長(zhǎng)長(zhǎng)的隧道中,忽然美景又出現(xiàn)在眼前,不過(guò)不等細(xì)品,就進(jìn)入另一段隧道中。

  “小三峽隧道快到了吧?”肖強(qiáng)盤(pán)算著。

  18.954公里,3分40秒。

  高鐵列車就這樣穿過(guò)了小三峽隧道,穿越了這座亞洲最長(zhǎng)單洞雙線時(shí)速350公里的高鐵隧道。而這條隧道,僅建設(shè)就用了三年半的時(shí)間。

  日月輪轉(zhuǎn),曉箭頻催。多年以后,肖強(qiáng)仍然記得當(dāng)年的驚心動(dòng)魄。

  鄭渝高鐵,穿越了世界上地質(zhì)條件最復(fù)雜的地區(qū)之一。線路走向,要避開(kāi)廣泛分布的滑坡、泥石流、崩塌、巖溶水等不良地質(zhì),從設(shè)計(jì)源頭降低鐵路施工和運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。團(tuán)隊(duì)準(zhǔn)備的線路設(shè)計(jì)和比選的各類方案,長(zhǎng)度加起來(lái)超過(guò)8000公里。每一種方案涉及的線路,都需要設(shè)計(jì)人員一遍遍實(shí)地勘測(cè)。其中萬(wàn)州至巫山段的設(shè)計(jì)選線,先后經(jīng)歷了幾十次的踏勘、選線、評(píng)審、改線。

  上有萬(wàn)仞山,下有千丈水;蒼蒼兩崖間,闊峽容一葦。2008年,智能手機(jī)還未像現(xiàn)在這樣普及,肖強(qiáng)和同事們跑遍了沿線的山山水水,靠著地圖和等高線穿梭在峽谷中。為了搞清楚隧道在經(jīng)過(guò)中垌河峽谷地段時(shí),是做橋梁還是隧道,肖強(qiáng)帶著團(tuán)隊(duì)在進(jìn)行了大量研究后,進(jìn)入縱深上千米的峽谷中實(shí)地查看。

  深山幽谷,千百年來(lái)不知曾有幾人踏足!拔覀円恍腥速N著崖壁一步步挪動(dòng),沿著河谷崖壁前進(jìn),前方是掛在崖壁上的羊腸小路,腳下就是萬(wàn)丈深淵……”回憶往事,肖強(qiáng)依然心有余悸。

  經(jīng)過(guò)實(shí)地查看他們發(fā)現(xiàn),峽谷上方危巖聳立,如果讓高鐵在這里架橋通過(guò),容易因?yàn)樽匀粸?zāi)害造成安全事故。因此,他們最終決定高鐵在此下穿河谷,兩條隧道合為一條。這為后面線路方案的正確決策提供了支撐,小三峽隧道最終比原設(shè)計(jì)推測(cè)的工期提前約一年貫通。

  類似攻克建設(shè)技術(shù)難題的案例不勝枚舉。

  “我工作生涯三分之一都獻(xiàn)給了這條鐵路!敝需F二院重慶勘察設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱中鐵二院重慶公司)總工程師、中鐵二院鄭渝高鐵總體設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人周定祥感慨地說(shuō)。他為了鄭渝高鐵渝鄂段忙碌了12年,無(wú)數(shù)次前往三峽庫(kù)區(qū)及鄂西地區(qū)勘查線路,卻無(wú)暇去一次景點(diǎn)。隨著鄭渝鐵路的開(kāi)通,他和團(tuán)隊(duì)的成員們終于有機(jī)會(huì)坐上這條親手設(shè)計(jì)的高鐵,去三峽走一走,看一看。

  12年,對(duì)深山幽谷中的樹(shù)木不過(guò)是彈指一揮間;但當(dāng)年開(kāi)展項(xiàng)目規(guī)劃、設(shè)計(jì)時(shí),那些20多歲的小伙子,如今已近不惑之年。正是他們的努力,才確保整個(gè)工程順利完工,也為我國(guó)鐵路建設(shè)積聚了極為寶貴的經(jīng)驗(yàn),他們也成長(zhǎng)為這個(gè)國(guó)家的棟梁之材。

  破解東出巴蜀百年難題

  四川盆地群山環(huán)繞,富饒多姿,也造就了難于登天的“蜀道”。清嘉慶十五年,湖南人陶澍曾入蜀主持鄉(xiāng)試,他在《蜀輶日記》中記錄了入蜀的路徑:從北京繞行西安,再由成都、經(jīng)宜賓至重慶,最后沿宜昌、過(guò)荊州、走樊城,從保定返回北京。

  陶澍的日記真實(shí)再現(xiàn)了千百年間,出川入蜀之路。走旱路只有翻越秦嶺,東出巴蜀,就只有長(zhǎng)江水路。

  “即從巴峽穿巫峽,便下襄陽(yáng)向洛陽(yáng)”,1200多年前,杜甫就想好了從成都經(jīng)重慶回河南的最快道路,不過(guò)要沿著這條最快線路修建鐵路,打通這條西南到中原的大通道一直是難題。

  周定祥打開(kāi)地圖指給記者看:襄陽(yáng)至萬(wàn)州段正好位于我國(guó)地形的第三階梯向第二階梯地勢(shì)急劇過(guò)渡地段。

  這條線先后經(jīng)過(guò)南襄盆地、大巴山山脈、四川盆地三種地貌,跨越了漢江、神農(nóng)溪、大寧河、梅溪河、湯溪河、彭溪河等多條長(zhǎng)江一級(jí)支流。不僅如此,地表之上,長(zhǎng)江的干流和支流,將崇山峻嶺深切成長(zhǎng)江三峽和大大小小的峽谷;地表之下,石灰?guī)r經(jīng)過(guò)地下億萬(wàn)年的溶解,成為千奇百怪、高深莫測(cè)的洞穴。

  黃鶴之飛尚不得過(guò),猿猱欲度愁攀援。

  一個(gè)多世紀(jì)前,川中父老就渴求修建鐵路,打通巴山蜀水,沖出盆地。川漢鐵路的預(yù)定路線,便是由成都經(jīng)內(nèi)江、重慶、夔州(今奉節(jié))到湖北漢口,全長(zhǎng)約 1980公里,后由于種種原因擱淺。

  “20世紀(jì)五六十年代,中鐵二院老一輩的設(shè)計(jì)專家們?cè)蠓秶芯苛舜ㄔヨF路的各種走向方案,主要有經(jīng)十堰、安康、達(dá)州的西線方案,和經(jīng)宜昌、奉節(jié)、萬(wàn)州的東線方案!毙(qiáng)剛參加工作時(shí)就聽(tīng)前輩們講過(guò)這段歷史。

  最終選擇的是西線方案,經(jīng)湖北襄陽(yáng)、十堰,陜西安康,再經(jīng)四川達(dá)州、廣安后至重慶,線路繞了一個(gè)半圓形,建成了襄渝鐵路。

  日月其邁,歲律更新。歷史的擔(dān)子兜兜轉(zhuǎn)轉(zhuǎn),又回到了這一代鐵路人的肩上。隨著中國(guó)高鐵技術(shù)迅猛發(fā)展,曾經(jīng)的夢(mèng)想,不再是奢望。

  看看這條剛剛通車的高鐵吧!

  在鄭渝高鐵貫通前,重慶北上至北京的鐵路通道有寶成、西成、襄渝等可供選擇。其中最快的借道西成高鐵,線路經(jīng)成渝高鐵—西成高鐵—鄭西高鐵—京廣高鐵,全程2176公里,單程運(yùn)行時(shí)間為11小時(shí)20分;而鄭渝高鐵全線貫通運(yùn)營(yíng)后,北京至重慶最快6小時(shí)46分即可抵達(dá)。

  有人說(shuō)這是一條“地鐵式”高鐵,鄭渝高鐵襄萬(wàn)段橋梁和隧道的占比(橋隧比)達(dá)97%。其中,萬(wàn)州到巫山段更達(dá)到全國(guó)罕見(jiàn):該線路段共設(shè)橋梁32座,共計(jì)10.8公里,占線路長(zhǎng)度的5.9%;隧道27.5座,共計(jì)169.7公里,占線路長(zhǎng)度的92.3%;橋隧總長(zhǎng)180.355公里,橋隧比高達(dá)98.34%!

  簡(jiǎn)言之,對(duì)于乘客來(lái)說(shuō),超過(guò)92%的路程都是在隧道里,大多數(shù)時(shí)間,列車都在隧洞內(nèi)通行,就像城市的地鐵。

  98%的橋隧比是什么概念?

  中鐵二院重慶公司線站路設(shè)計(jì)處處長(zhǎng)、鄭渝高鐵副總體設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人尹志斌解釋說(shuō),這意味著100公里的高鐵線路,只有2公里的路基。巫山至萬(wàn)州路段路基長(zhǎng)度為3.3公里,要滿足時(shí)速350公里的高鐵進(jìn)出站?浚囌緦(duì)工程的要求極為苛刻,至少要求有1.4公里長(zhǎng)的平直路段——為了滿足站場(chǎng)的復(fù)雜功能,還要盡量設(shè)置在路基上。也就是說(shuō)這3.3公里路基用來(lái)做高鐵站的路基長(zhǎng)度都不夠,高鐵站中有些是建在橋梁上的,甚至局部地段還要伸入隧道內(nèi)。

  也正是因?yàn)橄迦f(wàn)段建設(shè)難度太大,這段鐵路從勘測(cè)到建設(shè)完成長(zhǎng)達(dá)12年,建設(shè)工期長(zhǎng)達(dá)6年,遠(yuǎn)遠(yuǎn)久于鄰近的其他路段。

  位于三峽腹心地帶的云陽(yáng)、奉節(jié)、巫山三地不通鐵路更無(wú)高鐵!百玳T(mén)天下雄”的奉節(jié)縣長(zhǎng)期以來(lái)飽受交通制約,走高速到重慶中心城區(qū)需要約4個(gè)多小時(shí),從神女佇立千年的巫山縣到重慶中心城區(qū)需要5個(gè)多小時(shí)。鄭渝高鐵的貫通結(jié)束了這三地不通鐵路的歷史,而且一開(kāi)通就是時(shí)速350公里的高速鐵路,讓為交通所困的三峽地區(qū)一舉進(jìn)入高速時(shí)代。

  “鄭渝高鐵鄭萬(wàn)段線路最順直,暢通了川渝東出北上高鐵大通道!敝芏ㄏ檎f(shuō),鄭渝鐵路是既有渝萬(wàn)鐵路的延伸,又破除了渝萬(wàn)鐵路的“斷頭路”現(xiàn)象,有效填補(bǔ)了豫鄂渝交界區(qū)域及三峽庫(kù)區(qū)高速鐵路網(wǎng)空白,提升區(qū)域互聯(lián)互通水平,實(shí)現(xiàn)城際交通功能、高鐵大通道功能融合。

  鄭渝高鐵貫通后,成為國(guó)家“八縱八橫”高速鐵路網(wǎng)中沿江通道和呼南通道的重要組成部分。全線通車后,中原城市群、成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈和長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶聯(lián)系將更加緊密,對(duì)新時(shí)代推進(jìn)西部大開(kāi)發(fā)形成新格局,助力成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈建設(shè),推動(dòng)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶高質(zhì)量發(fā)展具有十分重要的意義。

  科技創(chuàng)新擦亮強(qiáng)國(guó)底色

  難,是圍繞在鄭渝鐵路建設(shè)全過(guò)程中的關(guān)鍵詞。

  毫無(wú)疑問(wèn),這里曾被視為修筑鐵路的禁區(qū)。三峽地區(qū)山高谷深,地質(zhì)結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜。

  夔門(mén)天下雄。夔門(mén)古稱瞿塘關(guān)。自古就有“西南四道之咽喉,吳楚萬(wàn)里之襟帶”之稱。兩岸高山凌江夾峙,是長(zhǎng)江從四川盆地進(jìn)入三峽的大門(mén)。在這里,三峽相連,壁立峭削,連亙七百里,絕頂檉柏綿密無(wú)際,懸泉飛瀑,水石相激,噴薄如吐沫,天下奇險(xiǎn)盡在其間。

  蜀道難,但擋不住一代代建設(shè)者“敢教日月?lián)Q新天”。

  1952年,新中國(guó)第一條自主設(shè)計(jì)建造的鐵路——成渝鐵路建成通車;1958年,重慶開(kāi)通到北京直達(dá)列車;1965年10月,川黔鐵路交付運(yùn)營(yíng),并于1991年末實(shí)現(xiàn)全線電氣化;1978年,襄渝鐵路全線開(kāi)通。

  成為直轄市后,重慶鐵路建設(shè)進(jìn)入大投入、大建設(shè)和大發(fā)展階段。2000年末,渝懷鐵路開(kāi)工建設(shè),2007年全線開(kāi)通。之后,重慶相繼建成了遂渝鐵路、襄渝鐵路復(fù)線、達(dá)萬(wàn)鐵路、成渝客專、渝萬(wàn)城際等鐵路。

  黨的十九大以來(lái),重慶全面鋪開(kāi)“米”字形高鐵網(wǎng)建設(shè),鐵路建設(shè)掀起新高潮,先后建成重慶西站、沙坪壩站、渝貴鐵路等高鐵樞紐和鐵路線路,歷史性開(kāi)工渝湘高鐵重慶至黔江段、渝昆、渝萬(wàn)、成達(dá)萬(wàn)和成渝中線等高鐵。到2021年底,重慶鐵路營(yíng)運(yùn)總里程達(dá)到2394公里。

  如今,中國(guó)已經(jīng)是舉世聞名的“基建狂魔”,一項(xiàng)項(xiàng)新技術(shù)、新設(shè)備的涌現(xiàn),擦亮了強(qiáng)國(guó)底色。

  在新野境內(nèi)刁河特大橋的建設(shè)中,由中國(guó)自主研發(fā)的新型運(yùn)架一體機(jī)大展身手,完成一榀900噸箱梁架設(shè)只需要3個(gè)小時(shí);梅溪河雙線特大橋是世界上第一座采用無(wú)砟軌道時(shí)速350公里最大跨度高速鐵路大橋,大橋全長(zhǎng)687.8米,跨徑340米,橋身在崇山峻嶺間劃出一道曼妙的弧線。

  鄭渝高鐵香樹(shù)灣隧道全長(zhǎng)約12.5公里,工程技術(shù)人員通過(guò)采用“巖溶地質(zhì)三維空間選線法”優(yōu)化了設(shè)計(jì)方案,將該隧道7.7公里巖溶發(fā)育段完全置于非可溶巖中,極大降低了工程風(fēng)險(xiǎn)。

  奉節(jié)隧道為鄭渝高鐵重慶段全線第三長(zhǎng)隧,這里的地質(zhì)“見(jiàn)風(fēng)成粉、遇水成泥”,猶如在“豆腐”里面打隧道,施工難度之大,可想而知。

  負(fù)責(zé)奉節(jié)隧道工程的中鐵十六局鄭渝鐵路6標(biāo)項(xiàng)目部總工程師劉劍華告訴記者,技術(shù)人員創(chuàng)新提出“可升縮性拱架”+“兩臺(tái)階四步工法”+“臨時(shí)仰拱”組合施工法,相當(dāng)于在豆腐里布設(shè)三排“可升縮性拱架”,增加隧道受力和彈力,同時(shí)增加支護(hù)密度,解決了大變形的“脫皮開(kāi)裂掉塊”,并且通過(guò)實(shí)施“換拱”,增加“附拱”方式,加大拱架的型號(hào)增加圍巖堅(jiān)固度。

  此舉將隧道每月開(kāi)挖不足20米提升到45—50米,工期提前3個(gè)月。

  還是在有著地質(zhì)博物館之稱小三峽隧道,施工中半路殺出個(gè)“程咬金”——一座深度超過(guò)55米、能吞下比薩斜塔的溶洞。如果采用傳統(tǒng)的排水灌漿的方法,這么深的溶洞根本是杯水車薪,如果一堵了之,又擔(dān)心地下水另尋出口,影響鐵路安全。

  “經(jīng)過(guò)與項(xiàng)目部周密研究,最后決定在洞中架橋,跨過(guò)溶洞!敝需F二院重慶公司隧道處總工程師劉保林介紹,最終的方案為設(shè)置2座引水洞,在隧道底部建一座跨度為24米的現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁,以此跨過(guò)溶洞,避免隧道沉降。這座長(zhǎng)度僅24米的橋,正是科研技術(shù)人員攻堅(jiān)克難的縮影。

  不積跬步,無(wú)以至千里;不積小流,無(wú)以成江海。

  乘坐這列時(shí)速350公里的高鐵穿越三峽,可以切身感受到李白詩(shī)中“兩岸猿聲啼不住,輕舟已過(guò)萬(wàn)重山”的速度不是夸張的修辭手法。這是由一個(gè)個(gè)技術(shù)創(chuàng)新、一項(xiàng)項(xiàng)新設(shè)備的突破匯聚成的中國(guó)高鐵速度。(記者楊侖對(duì)本文亦有貢獻(xiàn))采 寫(xiě):記者 雍 黎 策 劃:趙英淑 滕繼濮 林莉君

(責(zé)任編輯:支艷蓉)

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92%的時(shí)間在地下 首條“地鐵式”高鐵穿越三峽

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