破解世界級(jí)難題！成渝中線高鐵沖破“地質(zhì)禁區(qū)”
2025-03-04 09:14:11 來(lái)源： 重慶日?qǐng)?bào)
新重慶-重慶日?qǐng)?bào)記者 唐琴
機(jī)械轟鳴，焊花飛濺……2月26日，在中梁山隧道施工現(xiàn)場(chǎng)，中鐵十二局成渝中線重慶段站前1標(biāo)分部經(jīng)理?？〖资殖痔秸諢簦碱^緊蹙、目不斜視地緊盯掌子面巖壁，“隧道內(nèi)一絲風(fēng)吹草動(dòng)都不可小覷，隨時(shí)可能發(fā)生巖土沉降?！?/p>
中梁山隧道是成渝中線重慶段控制性工程，隧道拱頂往上8米，就是西南鐵路樞紐的核心地帶——興隆場(chǎng)編組站，也是亞洲最繁忙鐵路編組站之一，18條鐵路線在編組站交會(huì)，日均接發(fā)列車(chē)超300列，“一旦巖土沉降導(dǎo)致鐵軌變形、位置偏移，后果不堪設(shè)想?！弊？〖滋寡?。
眼下，成渝中線高鐵重慶段建設(shè)正全速推進(jìn)，站前工程已完成70%。但很少有人知道，2022年底，當(dāng)成渝中線高鐵全面開(kāi)工建設(shè)時(shí)，卻在中梁山遭遇世界級(jí)地質(zhì)難題的挑戰(zhàn)。
“在這里開(kāi)挖隧道，就像在豆腐塊里打洞?！弊鳛殚L(zhǎng)江沿岸鐵路重慶公司大足指揮部指揮長(zhǎng)，黃成華捏了捏手心說(shuō)，這個(gè)項(xiàng)目簡(jiǎn)直就是在“跳動(dòng)的心臟上做顯微手術(shù)”。
而關(guān)于這場(chǎng)“顯微手術(shù)”的故事，還要從2023年說(shuō)起。
隧道施工遭遇“地質(zhì)禁區(qū)”
“大事不好，中梁山隧道根本沒(méi)法施工！”2023年12月，中鐵十二局成渝中線站前1標(biāo)項(xiàng)目總工程師康建民十萬(wàn)火急找到黃成華，一臉愁容。
彼時(shí)，作為項(xiàng)目施工單位，中鐵十二局施工隊(duì)伍浩浩蕩蕩入駐了中梁山隧道現(xiàn)場(chǎng)，康建民卻傻眼了，“這施工方案幾乎不可行！”
原來(lái)，長(zhǎng)6500米的中梁山隧道需要下穿興隆場(chǎng)編組站490米，在距地面僅8米的淺埋層施工。而這段淺埋層屬于回填土質(zhì)，在這種地質(zhì)條件下修隧道極易造成地面沉降，業(yè)界稱(chēng)之為“地質(zhì)禁區(qū)”。
更關(guān)鍵的是，就在這490米的咽喉地段中卻集中分布著18條鐵軌，一旦因地面沉降導(dǎo)致軌道變形、位置偏移，列車(chē)極易脫軌乃至傾覆，導(dǎo)致災(zāi)難性后果。
按照原施工方案，需要將501、503、505道岔位置進(jìn)行改移，12條軌道或?qū)⒚媾R“癱瘓”。
“岔道改移談何容易？”時(shí)至今日，康建民回憶起來(lái)依舊連連搖頭，“你想嘛，490米的距離中，分布了18條軌道，就像密密麻麻排列的血管，擁擠無(wú)比，作業(yè)空間十分有限，機(jī)械設(shè)備根本無(wú)法進(jìn)入?！?/p>
更嚴(yán)峻的是，岔道改移的同時(shí)還要保障列車(chē)行駛，人車(chē)混行安全隱患巨大，且每天作業(yè)時(shí)間幾乎不到2小時(shí)，僅工期可能就要耗費(fèi)1年，資金損失更是高達(dá)3000萬(wàn)元。
幾經(jīng)研判、反復(fù)推敲，好幾夜的輾轉(zhuǎn)無(wú)眠之后，無(wú)計(jì)可施的康建民找到黃成華，把難題擺到桌面上。
“按照規(guī)劃，2027年成渝中線高鐵要建成通車(chē)，作為線路的控制性工程，中梁山隧道建設(shè)進(jìn)度根本拖不起，也等不得?！边@一次，失眠的人變成了黃成華！
事實(shí)上，修鐵路修了28年的黃成華，對(duì)于成渝中線高鐵的歷史分量再清楚不過(guò)。
1952年，新中國(guó)第一條鐵路——成渝鐵路建成通車(chē)，結(jié)束川渝地區(qū)沒(méi)有鐵路的歷史，“那時(shí)從重慶到成都，綠皮火車(chē)要走10個(gè)小時(shí)左右”；
2009年，成遂渝鐵路完成擴(kuò)能改造，把成都和重慶的列車(chē)運(yùn)行時(shí)間縮短到2小時(shí)；
2015年，成渝高鐵時(shí)代開(kāi)啟，雙城之間最快62分鐘即可抵達(dá)。
“從達(dá)成鐵路擴(kuò)能到鄭萬(wàn)鐵路再到渝黔鐵路，我這大半輩子，都在給川渝修鐵路。”52歲的黃成華老家在璧山，如今定居成都，“在我退休前修通成渝中線高鐵，實(shí)現(xiàn)雙城50分鐘直達(dá)，是命運(yùn)的安排，也是人生的使命！”
管幕密排法橫空出世
很快，黃成華召集中鐵二院、中鐵十二局、中山大學(xué)、成都局集團(tuán)公司等的12名頂尖專(zhuān)家組建專(zhuān)家組，開(kāi)啟一場(chǎng)挑戰(zhàn)“地質(zhì)禁區(qū)”的技術(shù)攻堅(jiān)戰(zhàn)。
在現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的問(wèn)題，也只能從現(xiàn)場(chǎng)破題。專(zhuān)家組的第一步，就是重新勘探現(xiàn)場(chǎng)。
2024年1月，正值隆冬臘月，中梁山寒風(fēng)呼嘯，專(zhuān)家組蹲駐山上，補(bǔ)勘地質(zhì)數(shù)據(jù)。
專(zhuān)家組一邊補(bǔ)勘地質(zhì)資料，一邊還見(jiàn)縫插針摸排編組站運(yùn)輸情況，“從鋼軌數(shù)量，到電力接觸網(wǎng)，到通信信號(hào)設(shè)備，再到運(yùn)輸列車(chē)，全部數(shù)據(jù)重新核查一遍，確保準(zhǔn)確無(wú)誤?！?/p>
隨著勘探的深入進(jìn)行，專(zhuān)家組逐漸把問(wèn)題的焦點(diǎn)從怎么改移道岔，轉(zhuǎn)向如何避免沉降，“假設(shè)，隧道施工不發(fā)生沉降，那么道岔就不用改移，所有問(wèn)題迎刃而解。”
“是不是可以考慮‘管幕密排法’？”在一遍又一遍的頭腦風(fēng)暴中，中鐵二院肖楊大膽建議，地質(zhì)沉降的根源在于上層巖土失去底部支撐，如果在隧道拱頂嵌入一排緊密排列的鋼管，就能起到加固防沉作用。
想法有了，方案到底可不可行？技術(shù)論證，成為當(dāng)務(wù)之急。
“75天內(nèi)，我們完成了17次跨省技術(shù)分析。”黃成華記得，彼時(shí)，每一張圖紙、每一個(gè)數(shù)字都牽動(dòng)專(zhuān)家組的神經(jīng)，“為了等一個(gè)電話，一群人曾在辦公室坐到凌晨1點(diǎn)?！?/p>
“沒(méi)有問(wèn)題！”經(jīng)過(guò)一遍又一遍的受力模擬、模型推演，中山大學(xué)博士周浩最終給出了肯定性答復(fù)，隧道可以共分4段施工，需要打入140根鋼管，直徑從299毫米到610毫米不等。
但只有紙面上的數(shù)據(jù)計(jì)算顯然不夠。當(dāng)年4月，黃成華又帶領(lǐng)專(zhuān)家組趕赴杭衢鐵路外塘畈隧道進(jìn)行實(shí)地調(diào)研。
據(jù)了解，該隧道下穿杭新景高速公路，所處地段地質(zhì)條件復(fù)雜，屬于低山丘陵區(qū)，地勢(shì)起伏較大，節(jié)理裂隙發(fā)育，同樣面臨路面沉降變形控制問(wèn)題。為此，該隧道的施工人員采用螺旋出土頂管管幕等手段，成功確保公路路基安全，基本實(shí)現(xiàn)隧道下穿施工對(duì)杭新景高速公路運(yùn)營(yíng)零干擾的目標(biāo)。
不過(guò)，即便有了數(shù)據(jù)論證、案例佐證，并不意味著中梁山隧道設(shè)計(jì)方案就此塵埃落定。
“一級(jí)一級(jí)審核、一層一層報(bào)批，大約5個(gè)月時(shí)間，跑了7趟成都局集團(tuán)公司?！秉S成華清晰地記得，2024年10月9日，“管幕密排法”設(shè)計(jì)方案獲得通過(guò)，“我硬是激動(dòng)得想跳起來(lái)！”
刷新管幕施工精度世界紀(jì)錄
不過(guò)，事實(shí)證明，黃成華還是高興得太早了。
在經(jīng)歷“漫長(zhǎng)”的20天等待后，“管幕密排法”施工方案終于出爐！10月29日，康建民迫不及待地再次帶領(lǐng)施工隊(duì)開(kāi)工，按照新方案，第一階段需要打入47根長(zhǎng)54米、直徑299毫米的鋼管。
就在大家躊躇滿志，準(zhǔn)備放開(kāi)手大干一番時(shí)，新的問(wèn)題又來(lái)了。
“鋼管太長(zhǎng)了，傳統(tǒng)的水準(zhǔn)儀精度不夠，無(wú)法確保鋼管精準(zhǔn)打入。”康建民解釋?zhuān)瑐鹘y(tǒng)的水準(zhǔn)儀依托光成直線的原理，靠肉眼校準(zhǔn)，最長(zhǎng)僅可觀測(cè)20米左右的管道，偏差在10厘米左右。
但是，中梁山隧道使用的鋼管長(zhǎng)達(dá)54米甚至上百米，內(nèi)部漆黑、無(wú)法觀測(cè)，“10厘米的偏差，對(duì)鋼管排列可以說(shuō)是致命的，這會(huì)直接導(dǎo)致管幕支撐力大幅減弱?！?/p>
怎么辦？
“眼睛看不到，那就讓機(jī)器看。”黃成華帶領(lǐng)施工隊(duì)反復(fù)討論，創(chuàng)造性提出兩個(gè)辦法。
首先，團(tuán)隊(duì)在鋼管中加入一根注水的水管，并連接水位測(cè)量?jī)x，通過(guò)水位參數(shù)變化，測(cè)量?jī)x可以精準(zhǔn)顯示鋼管上下位置的誤差。
其次，團(tuán)隊(duì)還在鋼管中放入一個(gè)高亮度的二極管，通過(guò)激光靶標(biāo)測(cè)量，精準(zhǔn)鎖定鋼管左右位置的誤差。
“如此，我們實(shí)現(xiàn)了對(duì)鋼管的鉆探軌跡實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而進(jìn)行毫米級(jí)糾偏?！秉S成華告訴記者。
2024年12月19日，隨著第47根管道的精準(zhǔn)打入，直徑299毫米的管幕群以36毫米級(jí)定位精度成功沖破“地質(zhì)禁區(qū)”，刷新管幕施工精度的世界紀(jì)錄。
而這47根管幕群以半環(huán)的方式緊密排列，輔以地表注漿加固，有效形成剛性支撐，硬生生在繁忙而脆弱的興隆場(chǎng)鐵路編組站下方開(kāi)辟出一條安全通道，助力施工團(tuán)隊(duì)開(kāi)創(chuàng)性實(shí)施15米×12.92米超大斷面隧道機(jī)械掘進(jìn)。
“目前，隧道已經(jīng)順利推進(jìn)96米。”康建民透露，3月10日，第二階段管幕群即將開(kāi)始施工，34根長(zhǎng)105米、直徑為610毫米的鋼管將精準(zhǔn)打入，“預(yù)計(jì)今年10月，隧道將全線貫通?！?/p>
眼下，中梁山隧道建設(shè)已攻克18項(xiàng)技術(shù)難關(guān)、取得23項(xiàng)創(chuàng)新專(zhuān)利，成為西南山區(qū)淺埋暗挖隧道下穿鐵路樞紐的典范，為成渝中線高鐵如期貫通奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
新聞分析>>>
雙城50分鐘直達(dá)，成渝中線高鐵意義何在
新重慶-重慶日?qǐng)?bào)記者 唐琴
“成渝中線高鐵建成通車(chē)后，成都、重慶通行時(shí)間將被壓縮至50分鐘以?xún)?nèi)，真正實(shí)現(xiàn)‘1小時(shí)通勤圈’?！笔薪煌ㄟ\(yùn)輸委相關(guān)負(fù)責(zé)人表示。
或許有人不解，川渝為何非要將雙城通行時(shí)間壓縮在1小時(shí)以?xún)?nèi)？事實(shí)上，成渝中線高鐵不僅是一條交通線，更是“雙圈”崛起的經(jīng)濟(jì)線。不過(guò)，想要在巴蜀大地打通這條經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的“大動(dòng)脈”，卻并非易事。
早在2017年，重慶就將成渝中線高鐵納入《重慶市中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃（2016—2030年）》，但2018年7月，國(guó)家印發(fā)《推動(dòng)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶沿江高鐵通道建設(shè)實(shí)施方案》，成渝中線高鐵尚無(wú)蹤影。
此后，在川渝兩省市的高位推動(dòng)下，成渝中線高鐵開(kāi)始真正從一紙規(guī)劃走向現(xiàn)實(shí)：
2019年8月，兩省市共同委托中鐵二院開(kāi)展成渝中線高鐵全線預(yù)可研報(bào)告編制工作；同年12月，川渝又聯(lián)合召開(kāi)全線預(yù)可研成果審查會(huì)，加快推動(dòng)成渝中線高鐵項(xiàng)目前期工作。
2020年1月3日，成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈建設(shè)拉開(kāi)大幕。就在當(dāng)月，川渝兩省市主要領(lǐng)導(dǎo)分別會(huì)見(jiàn)國(guó)鐵集團(tuán)主要領(lǐng)導(dǎo)，將成渝中線高鐵列為雙城經(jīng)濟(jì)圈標(biāo)志性工程。
此后，成渝中線高鐵推進(jìn)開(kāi)啟“加速”模式：2021年8月，國(guó)家發(fā)展改革委正式批復(fù)成渝中線高鐵；僅40天后，9月26日，成渝中線高鐵建設(shè)正式啟動(dòng)；2022年11月，成渝中線高鐵宣布全面開(kāi)工。
6年的籌謀終于成真，雙城經(jīng)濟(jì)圈建設(shè)落下關(guān)鍵“一子”。
據(jù)了解，成渝中線高鐵全線長(zhǎng)約292公里，重慶境內(nèi)約102公里，線路自重慶北站向西引出，穿越中梁山后經(jīng)科學(xué)城、銅梁、大足石刻站進(jìn)入四川省境內(nèi)，全線共設(shè)8個(gè)車(chē)站，設(shè)計(jì)速度350公里/小時(shí)，部分路段預(yù)留提速至400公里的條件，預(yù)計(jì)2027年建成通車(chē)，雙城“1小時(shí)通勤圈”成為現(xiàn)實(shí)。
不過(guò)，這個(gè)“1小時(shí)通勤圈”究竟意味著什么？
眾所周知，成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈承載著中國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)“第四極”的厚望，正奮力打造世界級(jí)城市群，但成都、重慶“雙核”的空間距離長(zhǎng)達(dá)200公里，遠(yuǎn)超粵港澳大灣區(qū)核心城市廣州與深圳直線距離約100公里，京津冀北京與天津直線距離120公里左右。
如此大的空間距離，也就意味著成渝“雙核”對(duì)成渝中部城市輻射力不足，“中部塌陷”問(wèn)題難以解決。
無(wú)法改變空間距離，就只能在壓縮通勤時(shí)間上做文章。
成渝中線高鐵作為成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈最便捷、最順直的高速客運(yùn)通道，按照遠(yuǎn)景規(guī)劃，年輸送能力單向?qū)⑦_(dá)每年3200萬(wàn)人，將極大緩解現(xiàn)有高鐵線路的運(yùn)力壓力，有力促進(jìn)人流、物流、資金流、信息流等要素在沿線區(qū)域快速流動(dòng)，推動(dòng)“雙核”內(nèi)部產(chǎn)業(yè)向沿線大足、銅梁、樂(lè)至、安岳等地梯度轉(zhuǎn)移，助推成渝中部地區(qū)崛起，實(shí)現(xiàn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展。
比如，市發(fā)展改革委相關(guān)負(fù)責(zé)人曾分析，成渝中線高鐵在重慶境內(nèi)新設(shè)科學(xué)城站，將加快科學(xué)城開(kāi)發(fā)開(kāi)放，擴(kuò)大科學(xué)城科技影響力；新設(shè)銅梁站，有效填補(bǔ)銅梁鐵路網(wǎng)空白，帶動(dòng)銅梁高效融入全國(guó)高鐵網(wǎng)絡(luò)；新設(shè)大足石刻站，將為大足旅游帶來(lái)新機(jī)遇。
更為重要的是，成渝中線高鐵還是國(guó)家“八縱八橫”高速鐵路主通道沿江通道川渝段的重要組成部分，將串聯(lián)成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈、長(zhǎng)江中游城市群（宜昌、武漢）和長(zhǎng)三角城市群（合肥、南京和上海），進(jìn)一步推動(dòng)西部大開(kāi)發(fā)形成新格局，加快推動(dòng)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶高質(zhì)量發(fā)展。
責(zé)任編輯：熊世華
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