◎本报记者 俞慧友
在距离重庆主城区两小时车程的川渝交界处芭蕉村,一座智能化大型制梁场悄然矗立在群山之中。这里是中铁五局六公司成渝中线安岳东制梁场,也是我国首个可预制试验更高时速、跨度达40米箱梁的高铁梁场。6月9日,制梁场党支部书记杨洪告诉科技日报记者:“我们要预制548孔箱梁,并完成架设任务,用于成渝中线高铁建设。目前,已预制214孔,架设132孔。”
1950年,新中国第一条铁路——成渝铁路开工。中铁五局建设者们凭借“钢钎铁锤”日夜奋战,仅用两年时间建成通车,被誉为“开路先锋”。70多年后,成渝中线高铁作为CR450科技创新工程落地,中铁五局再次站在前沿,开启“两隧一桥”智能建造,迈入2.0时代。
从“钢钎铁锤”到智能建造,中铁五局75年风雨兼程,随着技术不断升级,攻坚克难的成果不断涌现。
攻克“三高”险境
在中国铁路建设的征程中,中铁五局曾多次挑战“险境”,而南昆铁路的家竹箐隧道堪称“险中之险”。这条隧道位于乌蒙山脉深处,是典型的“三高”隧道——高瓦斯、高应力、高涌水,被业内称为“天下第一险洞”。
家竹箐隧道的瓦斯含量极高,是全国铁路中瓦斯浓度最高的隧道之一。建设初期,中铁五局面临的是“零智能化”的艰难起步。隧道必须斜穿长达1155米的煤系地层,穿越26道煤层,其中7层煤层的瓦斯压力和浓度达到我国乃至亚洲之最。在最危险的第18号煤层揭煤时,中铁五局人打了200多个瓦斯排放孔,经过6次排放,排除了11万立方米瓦斯,喷出的煤粉上百吨。这相当于一座百万人口城市两个月的液化气供应量。时任项目总工程师张凤林回忆道:“当时的情况就像在刀尖上跳舞,稍有不慎就可能引发灾难。”
面对如此险境,中铁五局迅速成立科技攻关特别领导小组,联合铁二院、铁科院、煤科总院重庆分院的专家,对大断面揭煤防突、瓦斯检测监控、瓦斯防渗漏等技术展开联合攻关,最终成功攻克了“瓦斯关”。
然而,挑战并未结束。“高地应力”让隧道施工陷入新的困境。钢轨加工的拱架被扭曲、断裂,直径30厘米的圆木被压折,390多米已完工的隧道不得不推倒重来。时任中铁五局突击队现场技术员廖令军说:“那种压力,就像有一座大山压在头上。”
经过反复总结经验,团队最终制定出综合治理方案,首次在我国铁路隧道建设中采用超长锚杆、钢纤维气密性钢筋混凝土双层衬砌等新工艺,成功控制了高地应力。
但高涌水的难题又接踵而至。隧道最高日涌水量达8万立方米,为确保铁路建成后的安全运营,中铁五局在隧道内增加了1500米的泄水洞和425米的中心排水暗沟,彻底根治了涌水问题。
如今,家竹箐隧道已安全运行多年,智能化瓦斯监测系统时刻守护着这条曾经的“险洞”。
破解世界难题
玉珠峰、不冻泉、唐古拉山、扎江藏布、那曲……今天,人们乘坐世界上海拔最高的青藏铁路高原列车,便可欣赏到青藏高原旖旎的自然风光。
景色的背后,是无数建设者的艰辛付出。中铁五局便是其中之一。2001年,他们承建了青藏铁路格(尔木)拉(萨)段一期工程第五标段,全长近50公里,其中包括海拔4800米的昆仑山隧道。这条线路地处高海拔无人区,是青藏铁路全线连续多年冻土区的起点,施工难度极大。
早在1958年,我国就开始修建青藏铁路,直到1984年,铁轨仅从西宁修到格尔木南山口。此后,由于高原冻土施工这一世界级难题,铁轨再也没有向前延伸过。
中铁五局承建的第五标段,被称为高原冻土施工的“万花筒”。“青藏铁路全线开展了9项科研项目攻关,有8项在这里实施,且都集中在昆仑山隧道中。”时任中铁五局四公司青藏铁路项目经理廖祖华的话语,道出了隧道修建之难。
面对挑战,中铁五局科技攻关团队开启了对高原冻土隧道湿喷混凝土施工技术的研究。为解决隧道临时支护问题,他们与科研单位合作,进行了大量室内和现场试验。仅混凝土融冻试验就做了300次,历时两个多月,最终成功解决了湿喷混凝土在高寒低温下的速凝、早强和耐久性难题,证实了其在高原多年冻土区隧道施工中的可行性。
廖祖华告诉记者,为防止冻土病害对隧道稳固性能的影响,团队为昆仑山隧道构筑了一道5层结构的“夹心饼干”式防水保温“保护壳”,将隧道永久性封闭,与冻土隔绝。
“保护壳”是否可靠,关键靠黏结剂,以及拼接保温板用的黏合剂。为此,攻关团队对黏结剂和黏合剂进行各种温度条件下的反复试验。试验中,他们经常被胶水、黏合剂发出的刺鼻异味熏得睁不开眼,一干便是好几个小时。
经历了多次失败和挫折,他们最终选定了黏接速度、强度都符合要求的黏结剂和黏合剂,保证了工程质量。
打造地下奇迹
在长沙的中铁五局“开路先锋”文化馆,文化馆负责人李子柔轻轻按下八达岭长城站隧合体工程沙盘模型的按钮,沙盘缓缓升起,其内藏的“玄机”直观地展现在记者眼前。
京张高铁八达岭长城站的地下结构和八达岭隧道尽收眼底。隧道穿越了八达岭长城的核心区域,地下结构中,大小隧道或左右并线,或上下重叠,相互交织,错综复杂。
千年古长城,巍巍八达岭。百年前,中国铁路之父詹天佑主持修建了第一条完全由中国人勘察、设计、施工的干线铁路——京张铁路。如今,这里建起了国际上首次采用时速350公里的有砟轨道标准高速铁路——新京张铁路。
中国中铁五局承建的京张铁路第三标段施工任务,包含新八达岭隧道和八达岭长城站两项全线重难点控制性工程,施工区域就在世界文化遗产八达岭长城核心区和老京张铁路的下方。
“标段全长12.03公里,采用站隧一体化设计。新八达岭隧道长12公里,最小埋深4米,最大埋深有432米。”中铁五局京张铁路第三标段项目总工程师罗都颢介绍道,八达岭长城站总建筑面积超4万平方米,是京张高铁中唯一的地下车站,也是截至目前世界最大的高铁地下车站。
新八达岭隧道一处并行水关长城,两次下穿八达岭长城,且存在高风险地质。若施工稍有不慎,便会引发坍塌。八达岭长城站则因站内主洞数量多、洞型复杂,成为国内最复杂的暗挖洞群车站。此外,该车站分三层,从站台至地面站房全程提升高度达61.77米,提升高度也居世界之最。
“在游人如织的八达岭长城世界文化遗产核心区的正下方施工,最多的时候一天得爆破十多次,还不能对长城本身及京张铁路造成影响。”时任中铁五局京张铁路第三标段项目副总工程师倪派说,整个三标段的施工现场犹如大型地下迷宫。
罗都颢告诉记者,面对如此复杂的施工环境,团队成立了技术攻关组,确定了复杂洞室群地下车站施工组织方案研究等11个科技创新研究方向,接连突破了花岗岩爆破开挖、洞室群控制开挖、大跨段开挖施工等工法和技术,创下了我国和世界高铁建设史上的多项第一。
0 条