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从盘山铁路到“隧道立交” 记录中国铁路工程技术的进击

2019-10-11 08:23| 发布者: 杨海威| 查看: 472| 评论: 0

摘要: 在山肚子里修“隧道立交”。 展线,成昆线上的盘山钢铁巨龙。作为一种用于爬坡的铁路线路,它展现了新中国成立初期工程人在“铁路禁区”的顽强筑路精神。“隧道立交”,成渝高铁新中梁山隧道的技术突破。作为西南地 ...

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在山肚子里修“隧道立交”。

展线,成昆线上的盘山钢铁巨龙。作为一种用于爬坡的铁路线路,它展现了新中国成立初期工程人在“铁路禁区”的顽强筑路精神。“隧道立交”,成渝高铁新中梁山隧道的技术突破。作为西南地区建成营运的唯一一条时速350公里高速铁路,在其设计施工中产生了多个全国首创。从展线到“隧道立交”,近70年时光跨越,记录了新中国铁路交通从慢到快,工程技术实力不断强大的过程。

A

盘山铁路

成昆线上的铁路奇观

一个村两个站 火车跑得没人快

展线,一种用于爬坡的铁路线路,为了让线路达到一定高度,人为展长线路的方法。通俗来讲,就是盘山铁路,有“人”字形、S形、灯泡形、马蹄形等多种形状。

成昆线北段从海拔400米的四川盆地攀爬至海拔近2300米的大凉山,展线成为克服高差的解决方案。“当时受施工工艺的限制,(大山)修不穿,就出现了展线。”成都铁路西昌工电站新凉线路巡养工区工长姚斌说。

以姚斌负责巡检的两河口展线为例。这条展线的上方站是铁口站,下方站是新凉站,两站直线距离只有500米,但是落差高达200多米。为建设这段铁路,设计者先后提出8条选线,最后将线路展长至21公里,修建了两河口展线。

两河口展线共有三层,呈S形大回环。“这里还有个奇特的地方,三层铁路都在新凉村地盘上,一个村内有两个火车站。”姚斌说,“坐火车从新凉站到铁口站要20分钟,走路还用不到10分钟,人比火车跑得都快。”

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成昆线展线。

七条展线 延展线路克服高差

在成昆铁路1096公里的线路上,像两河口展线这样的展线共有7条,它们是四川境内的乃托、乐武、韩都路、两河口展线和云南境内的法拉、六渡河、巴格勒展线。北段的四条展线,均出自铁路勘测设计专家、中国工程设计大师王昌邦之手。

上世纪50年代,中铁二院开始成昆铁路勘测设计。线路北段乌丝河至泸沽间为峡谷越岭地段,山高谷深、坡陡流急,地形地质条件十分复杂,为中外铁路建设所罕见。为了在“铁路禁区”选择一条安全、有利运营的线路,王昌邦带领技术人员深入现场勘查,最终找到了较理想的越岭垭口,并确定了线路方案。

为了在短距离内克服巨大高差,以及避绕不良地质,他设计出著名的乃托、乐武、韩都路、两河口四大展线。这四处展线受到中外人士赞许,被誉为技术与艺术的巧妙结合。

风钻机挖隧道 一月难进一百米

“成昆线修建于上世纪五六十年代,展线的出现受到当时施工工艺、技术设备的限制。”姚斌说,“现在工艺提高了,许多大隧道、长大桥建起以后,就不会再用展线方案了。”

那么,当时施工设备是怎样的呢?

“我们挖一个普通的隧道,要两个人抱一台风钻机,整队人一月推进一百米,都是非常难的事。”曾参与成昆铁路修建的黄显培回忆。当时他们13队工地上有一辆运石头的翻斗车,大家都知道,这辆车是用了3000斤玉米从苏联换来的,驾驶室连玻璃都没有,工地上都叫它“蹦蹦车”。

如今,电脑控制的盾构机,掘进速度都是按分钟计算,“这在当时想都不敢想,更别提轨道吊车这些大型机械化设备,当年很多机器都得拆下来,大家肩挑背扛。”

时光荏苒,肩挑背扛早已变成机械化作业。铁路建设者在山岭奇峻、地质复杂地区攻克难题、凿出通道,创造出一个个工程杰作。

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成昆线沙马拉达隧道。

B

隧道立交

成渝高铁的“中国高标”

“隧道立交”穿山腹

如今,在面对复杂的地质结构和中梁山庞大山体时,中国工程人采用了完全不同的解决方案——修建“隧道立交”。

成渝高铁,是西南地区第一条且目前唯一一条建成运营的设计时速为350公里高铁。作为中国最高标准高速铁路之一,这条铁路从设计到施工有诸多技术突破,新中梁山隧道里的“隧道立交”就是其中之一。

“成渝高铁连接的线路比较多,它把重庆市的主要客运站全部贯通了。”中铁二院成渝高铁设计总体负责人李伟说,要实现几条铁路线的联通,就不可避免会出现几条线的上跨下穿,“如果在山外面修立交,势必引起大量拆迁,所以我们就把立交放在了隧道里面。”

工程师们创造性地提出在山肚子里修立交。李伟介绍,立交最下面一层是襄渝二线本来就有的双碑隧道,上跨童西线新双碑隧道,再上跨成渝高铁新中梁山隧道(左右两条),最上面是重庆北左联络线隧道,“这样就形成了四层立交”。

如果把视野扩大到整个中梁山体,里面隧道的上跨、下穿则更加复杂。据隧道施工方中铁十七局一公司相关负责人介绍,整座山内共有各类隧道32条,26次上跨、下穿多条既有铁路、公路和新建隧道。

“洞中造桥”越两隧

光是听起来就很复杂,施工单位在实现设计意图时更是困难重重。

在施工过程中,新中梁山隧道上跨既有的中梁山隧道。隧道间最小净距仅2.8米,还不到1层楼的高度,工人在隧道内施工时,常常能听到在既有中梁山隧道内运行的火车的声音。

面对这种情况,为防止交叉点承受不了列车的重量而坍塌,建设者决定像建设跨道路城市立交一样,在开挖隧道的同时建一座上跨既有和拟建隧道的桥梁,使隧道之间互不影响,这就是所谓的“洞中造桥”。

除了要跨越既有线,“洞中造桥”还要为待建隧道预留合理空间。

为确保洞中桥梁桩基施工安全,项目团队先对下方既有隧道和已施工部分加设套拱进行支撑,并创新利用水钻法和“机锯石机+液压破碎锤”进行桩基施工和基坑开挖,保证了桥梁施工正常、安全进行。

二衬台车巧变身

除此之外,上下错落的隧道,洞中有洞,甚至一洞连几洞,隧道口从90平方米到274平方米不等。由此可见,建单一隧道的技术已无法满足建一个隧道群的需求。

为了适应多变的洞口断面,工程师们研发出了像“变形金刚”的可变形台车,以前的固定模板台车变得灵活多变。

“‘变形金刚’二衬台车实现‘以变应变’,不同大小的大跨断面都可以通过这个台车来实现。不但节约了成本,还保证了工期。”项目总工程师李绍锋介绍道。

在整个中梁山隧道群建设中,隧道口大小变化多达18次,“变形金刚”也变身了18次。不同的设计方案,每一项新技术在建设过程中都是建设者的一个个创举。他们通过各项工艺创新,为项目节省资金5000余万元。

2015年12月26日,经历5年半的施工建设,成渝高铁终于正式开通营运,成渝两地通行时间缩短到1个多小时。

“这条高铁线快速连接了西部最大的两座城市,对我自身来说,还是非常自豪的。”李伟说,“作为西南地区第一条、目前开通运营唯一一条设计时速为350公里的高速铁路,成渝高铁代表了中国高速铁路建设的最高技术标准。”

原标题:从盘山铁路到“隧道立交” 记录中国铁路工程技术的进击


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