3月3日,成渝中线高铁重庆段中梁山隧道,中铁十二局的技术工人正在进行二衬施工。(本版图片除署名外由记者罗斌摄\视觉重庆)
1月,成渝中线高铁重庆段中梁山隧道管幕施工现场。(受访单位供图)
3月3日,成渝中线高铁重庆段中梁山隧道,中铁十二局的技术工人正在掌子面进行初期支护施工。
3月3日,成渝中线高铁重庆段中梁山隧道,下穿兴隆场编组站。
机械轰鸣,焊花飞溅……2月26日,在中梁山隧道施工现场,中铁十二局成渝中线重庆段站前1标分部经理祝俊甲手持探照灯,眉头紧蹙、目不斜视地紧盯掌子面岩壁,“隧道内一丝风吹草动都不可小觑,随时可能发生岩土沉降。”
中梁山隧道是成渝中线重庆段控制性工程,隧道拱顶往上8米,就是西南铁路枢纽的核心地带——兴隆场编组站,也是亚洲最繁忙铁路编组站之一,18条铁路线在编组站交会,日均接发列车超300列,“一旦岩土沉降导致铁轨变形、位置偏移,后果不堪设想。”祝俊甲坦言。
眼下,成渝中线高铁重庆段建设正全速推进,站前工程已完成70%。但很少有人知道,2022年底,当成渝中线高铁全面开工建设时,却在中梁山遭遇世界级地质难题的挑战。
“在这里开挖隧道,就像在豆腐块里打洞。”作为长江沿岸铁路重庆公司大足指挥部指挥长,黄成华捏了捏手心说,这个项目简直就是在“跳动的心脏上做显微手术”。
而关于这场“显微手术”的故事,还要从2023年说起。
隧道施工遭遇“地质禁区”
“大事不好,中梁山隧道根本没法施工!”2023年12月,中铁十二局成渝中线站前1标项目总工程师康建民十万火急找到黄成华,一脸愁容。
彼时,作为项目施工单位,中铁十二局施工队伍浩浩荡荡入驻了中梁山隧道现场,康建民却傻眼了,“这施工方案几乎不可行!”
原来,长6500米的中梁山隧道需要下穿兴隆场编组站490米,在距地面仅8米的浅埋层施工。而这段浅埋层属于回填土质,在这种地质条件下修隧道极易造成地面沉降,业界称之为“地质禁区”。
更关键的是,就在这490米的咽喉地段中却集中分布着18条铁轨,一旦因地面沉降导致轨道变形、位置偏移,列车极易脱轨乃至倾覆,导致灾难性后果。
按照原施工方案,需要将501、503、505道岔位置进行改移,12条轨道或将面临“瘫痪”。
“岔道改移谈何容易?”时至今日,康建民回忆起来依旧连连摇头,“你想嘛,490米的距离中,分布了18条轨道,就像密密麻麻排列的血管,拥挤无比,作业空间十分有限,机械设备根本无法进入。”
更严峻的是,岔道改移的同时还要保障列车行驶,人车混行安全隐患巨大,且每天作业时间几乎不到2小时,仅工期可能就要耗费1年,资金损失更是高达3000万元。
几经研判、反复推敲,好几夜的辗转无眠之后,无计可施的康建民找到黄成华,把难题摆到桌面上。
“按照规划,2027年成渝中线高铁要建成通车,作为线路的控制性工程,中梁山隧道建设进度根本拖不起,也等不得。”这一次,失眠的人变成了黄成华!
事实上,修铁路修了28年的黄成华,对于成渝中线高铁的历史分量再清楚不过。
1952年,新中国第一条铁路——成渝铁路建成通车,结束川渝地区没有铁路的历史,“那时从重庆到成都,绿皮火车要走10个小时左右”;
2009年,成遂渝铁路完成扩能改造,把成都和重庆的列车运行时间缩短到2小时;
2015年,成渝高铁时代开启,双城之间最快62分钟即可抵达。
“从达成铁路扩能到郑万铁路再到渝黔铁路,我这大半辈子,都在给川渝修铁路。”52岁的黄成华老家在璧山,如今定居成都,“在我退休前修通成渝中线高铁,实现双城50分钟直达,是命运的安排,也是人生的使命!”
管幕密排法横空出世
很快,黄成华召集中铁二院、中铁十二局、中山大学、成都局集团公司等的12名顶尖专家组建专家组,开启一场挑战“地质禁区”的技术攻坚战。
在现场产生的问题,也只能从现场破题。专家组的第一步,就是重新勘探现场。
2024年1月,正值隆冬腊月,中梁山寒风呼啸,专家组蹲驻山上,补勘地质数据。
专家组一边补勘地质资料,一边还见缝插针摸排编组站运输情况,“从钢轨数量,到电力接触网,到通信信号设备,再到运输列车,全部数据重新核查一遍,确保准确无误。”
随着勘探的深入进行,专家组逐渐把问题的焦点从怎么改移道岔,转向如何避免沉降,“假设,隧道施工不发生沉降,那么道岔就不用改移,所有问题迎刃而解。”
“是不是可以考虑‘管幕密排法’?”在一遍又一遍的头脑风暴中,中铁二院肖杨大胆建议,地质沉降的根源在于上层岩土失去底部支撑,如果在隧道拱顶嵌入一排紧密排列的钢管,就能起到加固防沉作用。
想法有了,方案到底可不可行?技术论证,成为当务之急。
“75天内,我们完成了17次跨省技术分析。”黄成华记得,彼时,每一张图纸、每一个数字都牵动专家组的神经,“为了等一个电话,一群人曾在办公室坐到凌晨1点。”
“没有问题!”经过一遍又一遍的受力模拟、模型推演,中山大学博士周浩最终给出了肯定性答复,隧道可以共分4段施工,需要打入140根钢管,直径从299毫米到610毫米不等。
但只有纸面上的数据计算显然不够。当年4月,黄成华又带领专家组赶赴杭衢铁路外塘畈隧道进行实地调研。
据了解,该隧道下穿杭新景高速公路,所处地段地质条件复杂,属于低山丘陵区,地势起伏较大,节理裂隙发育,同样面临路面沉降变形控制问题。为此,该隧道的施工人员采用螺旋出土顶管管幕等手段,成功确保公路路基安全,基本实现隧道下穿施工对杭新景高速公路运营零干扰的目标。
不过,即便有了数据论证、案例佐证,并不意味着中梁山隧道设计方案就此尘埃落定。
“一级一级审核、一层一层报批,大约5个月时间,跑了7趟成都局集团公司。”黄成华清晰地记得,2024年10月9日,“管幕密排法”设计方案获得通过,“我硬是激动得想跳起来!”
刷新管幕施工精度世界纪录
不过,事实证明,黄成华还是高兴得太早了。
在经历“漫长”的20天等待后,“管幕密排法”施工方案终于出炉!10月29日,康建民迫不及待地再次带领施工队开工,按照新方案,第一阶段需要打入47根长54米、直径299毫米的钢管。
就在大家踌躇满志,准备放开手大干一番时,新的问题又来了。
“钢管太长了,传统的水准仪精度不够,无法确保钢管精准打入。”康建民解释,传统的水准仪依托光成直线的原理,靠肉眼校准,最长仅可观测20米左右的管道,偏差在10厘米左右。
但是,中梁山隧道使用的钢管长达54米甚至上百米,内部漆黑、无法观测,“10厘米的偏差,对钢管排列可以说是致命的,这会直接导致管幕支撑力大幅减弱。”
怎么办?
“眼睛看不到,那就让机器看。”黄成华带领施工队反复讨论,创造性提出两个办法。
首先,团队在钢管中加入一根注水的水管,并连接水位测量仪,通过水位参数变化,测量仪可以精准显示钢管上下位置的误差。
其次,团队还在钢管中放入一个高亮度的二极管,通过激光靶标测量,精准锁定钢管左右位置的误差。
“如此,我们实现了对钢管的钻探轨迹实时监控,从而进行毫米级纠偏。”黄成华告诉记者。
2024年12月19日,随着第47根管道的精准打入,直径299毫米的管幕群以36毫米级定位精度成功冲破“地质禁区”,刷新管幕施工精度的世界纪录。
而这47根管幕群以半环的方式紧密排列,辅以地表注浆加固,有效形成刚性支撑,硬生生在繁忙而脆弱的兴隆场铁路编组站下方开辟出一条安全通道,助力施工团队开创性实施15米×12.92米超大断面隧道机械掘进。
“目前,隧道已经顺利推进96米。”康建民透露,3月10日,第二阶段管幕群即将开始施工,34根长105米、直径为610毫米的钢管将精准打入,“预计今年10月,隧道将全线贯通。”
眼下,中梁山隧道建设已攻克18项技术难关、取得23项创新专利,成为西南山区浅埋暗挖隧道下穿铁路枢纽的典范,为成渝中线高铁如期贯通奠定坚实基础。
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双城50分钟直达,成渝中线高铁意义何在
“成渝中线高铁建成通车后,成都、重庆通行时间将被压缩至50分钟以内,真正实现‘1小时通勤圈’。”市交通运输委相关负责人表示。
或许有人不解,川渝为何非要将双城通行时间压缩在1小时以内?事实上,成渝中线高铁不仅是一条交通线,更是“双圈”崛起的经济线。不过,想要在巴蜀大地打通这条经济社会发展的“大动脉”,却并非易事。
早在2017年,重庆就将成渝中线高铁纳入《重庆市中长期铁路网规划(2016—2030年)》,但2018年7月,国家印发《推动长江经济带沿江高铁通道建设实施方案》,成渝中线高铁尚无踪影。
此后,在川渝两省市的高位推动下,成渝中线高铁开始真正从一纸规划走向现实:
2019年8月,两省市共同委托中铁二院开展成渝中线高铁全线预可研报告编制工作;同年12月,川渝又联合召开全线预可研成果审查会,加快推动成渝中线高铁项目前期工作。
2020年1月3日,成渝地区双城经济圈建设拉开大幕。就在当月,川渝两省市主要领导分别会见国铁集团主要领导,将成渝中线高铁列为双城经济圈标志性工程。
此后,成渝中线高铁推进开启“加速”模式:2021年8月,国家发展改革委正式批复成渝中线高铁;仅40天后,9月26日,成渝中线高铁建设正式启动;2022年11月,成渝中线高铁宣布全面开工。
6年的筹谋终于成真,双城经济圈建设落下关键“一子”。
据了解,成渝中线高铁全线长约292公里,重庆境内约102公里,线路自重庆北站向西引出,穿越中梁山后经科学城、铜梁、大足石刻站进入四川省境内,全线共设8个车站,设计速度350公里/小时,部分路段预留提速至400公里的条件,预计2027年建成通车,双城“1小时通勤圈”成为现实。
不过,这个“1小时通勤圈”究竟意味着什么?
众所周知,成渝地区双城经济圈承载着中国经济增长“第四极”的厚望,正奋力打造世界级城市群,但成都、重庆“双核”的空间距离长达200公里,远超粤港澳大湾区核心城市广州与深圳直线距离约100公里,京津冀北京与天津直线距离120公里左右。
如此大的空间距离,也就意味着成渝“双核”对成渝中部城市辐射力不足,“中部塌陷”问题难以解决。
无法改变空间距离,就只能在压缩通勤时间上做文章。
成渝中线高铁作为成渝地区双城经济圈最便捷、最顺直的高速客运通道,按照远景规划,年输送能力单向将达每年3200万人,将极大缓解现有高铁线路的运力压力,有力促进人流、物流、资金流、信息流等要素在沿线区域快速流动,推动“双核”内部产业向沿线大足、铜梁、乐至、安岳等地梯度转移,助推成渝中部地区崛起,实现区域协调发展。
比如,市发展改革委相关负责人曾分析,成渝中线高铁在重庆境内新设科学城站,将加快科学城开发开放,扩大科学城科技影响力;新设铜梁站,有效填补铜梁铁路网空白,带动铜梁高效融入全国高铁网络;新设大足石刻站,将为大足旅游带来新机遇。
更为重要的是,成渝中线高铁还是国家“八纵八横”高速铁路主通道沿江通道川渝段的重要组成部分,将串联成渝地区双城经济圈、长江中游城市群(宜昌、武汉)和长三角城市群(合肥、南京和上海),进一步推动西部大开发形成新格局,加快推动长江经济带高质量发展。
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