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超90%都是桥和隧!建设盘兴高铁到底有多难?丨动静深度

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11月28日9点38分,随着兴义南开往贵阳北的高铁列车缓缓驶出兴义南站,盘兴高铁正式通车。这条在“地质博物馆”中凿出的铁路,让贵阳至兴义车程从4小时缩短到2小时以内,贵州各市(州)行政中心所在地实现高铁通达。

盘兴高铁,是一段建设者与喀斯特地貌持续搏斗的历程,也是贵州铁路建设史上的极限挑战。

盘兴高铁到底有多难修?

地处中国西南的贵州省,是全国唯一没有平原支撑的省份。典型的喀斯特地貌,让铁路建设面临巨大挑战。在这片被地质学家称为“地质博物馆”的土地上,盘兴高铁的建设者们面对的是常人难以想象的困难。

盘兴高铁的桥隧比达到惊人的90.66%。这一数据意味着,在全长约99公里的线路上,桥梁和隧道总长接近90公里,而路基段不足10公里。这一比例不仅创造了贵州省内高铁建设的新纪录,在全国铁路工程中也位居前列。中铁十一局集团盘兴铁路项目总工程师朱斌评价:“基本上出了桥就是隧道,路基很少。90.66%桥隧比不管在贵州省还是在全国,都算得上是顶尖水平,是名副其实云端上的高铁。”

既然如此艰难,为何还要选择这种“上天入地”、桥隧比更高的方案?朱斌解释说,“如果不走桥、不走隧,线路会更长,无法满足时速250公里的设计要求。以桥带路、以隧穿山,不仅截弯取直,可以减少对地表植被的破坏和土地资源的占用,也是对绿水青山最大程度的保护,所以较高桥隧比的方案就是最优选择。

基于此,修建这样的高铁,难度超乎想象。地质条件复杂,还需穿越喀斯特地貌,施工时常常出现岩溶、瓦斯、大变形等难题。盘兴高铁全线需建设46座桥梁和38座隧道,而全线最长、风险最高的妥乐隧道是整条线路中施工难度最大的。

妥乐隧道施工现场

妥乐隧道内主要不良工程地质有煤与瓦斯、膨胀岩、玄武岩球形风化、岩溶、可溶岩与非可溶岩接触带等。朱斌告诉记者,几乎所有喀斯特地区恶劣的地质难题都集中在妥乐隧道,“我们施工过程中遇到的最大溶洞就在线路下方,直径有68米,同步在隧道顶上还有一个直径40多米的溶洞,上下高差达100米,相当于我们的隧道要从它们中间穿过去。我们经过多次讨论,召开专家会议,最终选择以桥梁桩基的结构,在上面做筏板,进行了强化。”而同样的工艺做了6处,最长的一处长达214米。

这样的情况在盘兴高铁建设中并不少见,保田隧道是盘兴高铁全线第二高风险、关键控制性工程。中铁建大桥局盘兴项目总工程师王伟也表示:“整个施工过程中,我们共遭遇了67处空腔型溶洞,是高难度级别,这在以前的项目施工中是很少见的。”当遇到复杂的地质情况时,通常都需要停工研判,在他的记忆里,这种场景出现了上百次。

保田隧道施工现场

除了溶洞密布带来的挑战,隧道还面临着坍塌等威胁。王伟提到:“断层是两个岩块相接触的位置,有地壳活动的挤压,导致它接触面是松散碎裂的。如果我从山中打隧道过去的话,遇到断层断裂,很容易出现隧道的坍塌,造成人员危险和设备的损失。”他说,在保田隧道施工中,总共要穿越5条断层,每条断层的出现都意味着一次安全考验。

涌水是施工中遇到的另一个难题。朱斌说:“我们遇到岩溶时,有时会突然出现涌水,怎么把隧道的涌水最快地排出去,减少施工风险,这也是一个挑战。”这样的情况在雨季尤为突出,王伟说:“有次下完雨以后,上方汇水面积比较大,导致它涌水量非常高。幸好我们及时采取了排水措施,如果再晚一些处理,整个隧道有可能都会被水填满。”

坡度带来的施工困难同样严峻。盘兴高铁的最大坡度达到了千分之三十,这意味着列车每前进1000米,就要爬升30米的高度,被业内称为“云贵第一坡”。朱斌解释:“像这么大的坡度,一般风都是往上走的,有部分区域我们是反坡施工,通风就比较困难。”为了解决通风难题,施工团队采用分区分段送风等特殊技术,才能保证洞内作业环境的安全。

千分之三十的坡度还对架梁施工带来挑战。保田隧道主要采用运架一体机进行架梁,中国铁建大桥局盘兴铁路项目工程管理部部长王东表示:“如果没有处理好,有可能造成设备制动效果不好,会出现滑车的情况。因为坡度大,运梁车加上梁的自重已经达到千吨,对制动系统要求是比较高的。”

在“地质博物馆”里修高铁,他们用了哪些手段?

在“地质博物馆”中修高铁,需要的不仅是毅力,更是技术的突破。在盘兴高铁的建设中,如何在繁忙的既有铁路下方“悄无声息”地挖掘隧道,是一个挑战。

保田隧道需要在运营中的威红铁路正下方穿过,两者最小垂直间距仅有5.9米。传统爆破工艺在此情况下适用性较低,王伟解释:“我们首先要对上方既有铁路的基础设备进行加固,然后在它下方的远端采取控制爆破,减少震动对既有铁路的影响。到临近的范围以后采用掘进设备开挖。”经他比较,使用爆破手段,每天的开挖长度可以达到6-9米,但是如果采用掘进设备,每天可能只有50公分左右。

王东介绍:“我们在开挖前打一组超前大管棚,能够承载上部荷载。”这相当于在隧道顶部预先植入一个坚固的“钢骨架”,承载住上方的压力,防止土层沉降。

仅靠结构保护还不够,建设者引入了一套自动化实时监测系统。王东说:“我们对隧道的沉降位移进行实时监测。如果数据一旦异常或者是达到预警值,系统就会自动报警,我们就会马上暂停施工,评估风险。”

最终凭借精细控制,工程圆满完成。王东提到:“因为我们基本采用机械的静态开挖,基本上没有出现重大预警,没有影响既有铁路的运行,也没有耽误工期。”

面对极端施工条件,传统设备难以解决问题。在需要穿越14座隧道的盘兴铁路三标段,桥隧转换频繁,加上千分之三十的极限坡度,以及单线、双线隧道交替出现的复杂工况,给运、架梁施工带来极大挑战。这一系列的难题,促使建设者必须进行装备升级。

中铁三局盘兴铁路四工区副经理刘树朋说:“传统的架桥机通过隧道需要拆解结构,每次耗时7天。全线14座隧道,工期不可控。而且坡度大,还需要在单线、双线隧道间频繁转换,国内现有设备无法同时满足。”

这些挑战推动了国内首台600-900吨单双线架桥机的研发。这台设备展现出卓越性能:可以实现无拆解机械的情况下快速通过隧道、适应千分之三十极限坡道、完成单双线箱梁转换、还提高了自动化水平。自动化操作极大地降低了施工人员在极限坡道上进行高空作业的风险,刘树朋说:“之前每次过孔的插销都是人工去做,在高桥墩、大坡道上非常危险。这台新设备全部由自动化操作完成,不需要人工去辅助。”运梁车还搭载了自动驾驶系统,能在两侧距离隧道壁仅10多公分的狭窄空间内精准行驶。

据了解,中铁三局与中铁科工联合研发的这台单双线架桥机,为项目抢回2-3个月工期,节约成本约400万元。刘树朋提到:“这台新设备不仅解决了盘兴高铁的施工难题,已经在成渝高铁、雄商高铁等项目中得到推广应用,还能服务于地势条件复杂的川藏、滇藏等地区的铁路建设。”

投入高、难度高,贵州为何坚持修高铁?

盘兴高铁的挑战,是贵州高铁建设的缩影。作为全国唯一没有平原支撑的省份,贵州在层峦叠嶂的喀斯特高原上,已织就1906公里的高铁网。在这里修高铁,每一步都是与自然的较量。

在如此复杂的地质条件下投入大量资金修建高铁,其意义已超越单纯的交通基础设施建设。北京大学政府管理学院教授马亮认为:“投入是巨大的,但是给当地老百姓带来的幸福感、获得感的意义是更大的。这样一种民生导向的投资,投资于人的理念,非常好地体现在贵州省高铁网络建设上。”在他看来,发展高铁网络,对于便利当地百姓交通出行,发展文旅经济,进一步巩固脱贫攻坚成果,推动当地相关产业发展和就业收入方面的意义重大。

在群山阻隔的贵州,高铁让天堑变通途,让百姓共享发展成果。马亮告诉记者:“我之前在贵州多个市州调研时发现,当地群众对改善交通条件有着强烈期盼。一座大山往往将村庄与外界隔绝,群众出行成本高昂。高铁的建设,正是回应了人民群众对美好生活的向往。”

布依族随车机械师王礼昌是贵阳车辆段唯一的兴义籍随车机械师,以往返乡需辗转10小时,而盘兴高铁的开通使他能够更方便地带着家人走出大山。

对黔西南而言,当地拥有万峰林、马岭河峡谷等优质旅游资源,将借力高铁迎来新的发展机遇。2024年黔西南州共举办各类路跑赛事活动255场,参与人数达18.6万人次。随着高铁开通,这一品牌赛事将吸引更多来自全国乃至全球的参赛者。

盘兴高铁打通了黔西南州在贵州高铁网络的“最后一公里”,构建起以贵阳为中心的“1-2小时高铁交通圈”,进一步完善了贵州的交通格局,贵州成为西南地区首个实现市州中心城市高铁全覆盖的省份。

从2014年贵广高铁开通标志着贵州迈入“高铁时代”,到如今盘兴高铁完成“最后一环”,贵州用十年时间建成了纵横交错的高速铁路网,全面融入国家高铁“八横八纵”网,成为西南地区重要的陆路交通枢纽,塑造了贵州内陆开放新格局。

当列车平稳穿越那些曾被视作天堑的溶洞与断层时,人们看到的不仅是盘兴高铁工程技术的跨越,更是发展温度的生动传递。这条蜿蜒于群山之间的钢铁动脉,不仅缩短了地理的距离,更连通了千家万户的期盼与未来。它以坚韧的钢轨和创新的智慧,印证着一个地区突破自然困阻、追寻美好生活的坚定信念,也让每一个普通人的梦想,随着飞驰的列车驶向更远的地方。

记者

王婧玲

编辑

范洋

责编

刘志

编排

李柏杉

编审

王玺

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