科技日報記者 矯陽
“橫斷山,路難行”。
橫斷山脈,我國最長、最寬的南北山系。谷深嶺高,夾石如劈。因“橫斷”東西交通而得名。
7月22日,大瑞(大理—保山—瑞麗)鐵路大保(大理至保山)段開通,結束了保山不通鐵路的曆史。從大理到保山,自東向西,鐵路首次穿過橫斷山,133公裡路程,最快1小時09分到達。
此前,由于被橫斷山阻隔,從保山到大理,隻能走盤山公路,汽車最快需2小時30分。
大瑞鐵路是中緬國際鐵路通道中國境内段,全長330公裡,設計時速140公裡。如今,保瑞(保山至瑞麗)段建設正有序推進。截至8月7日,除高黎貢山隧道和畹町隧道,保瑞段其餘線下工程已基本完工。
動車組駛過大瑞鐵路大保段漾濞1号特大橋。圖源:中鐵第二勘察設計院宣傳部,張舒 攝
繞避高地熱:找出一條地下鐵路線
大瑞鐵路為東西走向,穿越橫斷山脈,橋—隧相連,是設計唯一選項。
“峽谷深切,呈V字形。高地熱、高地震烈度顯著。”2005年,經現場踏勘,中鐵第二勘察設計院(以下簡稱中鐵二院)大瑞鐵路首任設計負責人曾榜榮感覺,自己似乎闖進了鐵路設計禁區。
斷層破碎帶、高地熱、突泥,沒有施工場所……重重關隘,實難逾越。
以正在建設的高黎貢山隧道為例,由于要穿越大範圍高地熱及斷層區域,設計方案遲遲難定。
“地熱水最高接近100攝氏度!”2005年,中鐵二院地勘院算出的這個結果,令所有專家震驚不已。
尋找繞避區域是唯一選擇。兩年後,一條東西向斷裂帶被找到,恰好阻擋了地熱水南流。但因山體寬厚,設計出的隧道竟長達30多公裡!在當時技術條件下,幾乎無法做到。
施工、運輸、通風等一系列問題怎麼解決?
技術争論異常激烈。
一種觀點建議,以盤山形式延展鐵路線,找一條最短的隧道,應對短距離高地熱、斷層難題,施工也有成熟技術;另一種觀點着眼運營安全與少維修,力争做超長隧道。
直到2015年,34.5公裡長的高黎貢山隧道方案才獲批複,長達10年。
“施工場所采用兩個超深豎井,分别達762米和640米,直徑6米,人員設備均在井下作業;出口12公裡,采用先進的TBM掘進機施工。兩種創新均史無前例。”中鐵二院大瑞項目設計總工王喚龍說。
曆經艱難險阻,被成功找出的大瑞鐵路線,全長330公裡,橋隧相連,其中隧道就長達246.7公裡,是一條名符其實的地下鐵路。
動車組從大瑞鐵路隧道駛出。圖源:中鐵第二勘察設計院宣傳部,張舒 攝
“變豆腐腦為凍豆腐”:穿過156米最難斷層
月掘進6米;岩層像破了皮的湯圓向外流漿汁,如在豆腐腦裡掘進……大柱山隧道“燕子窩”的曆險,至今仍深刻在中鐵一局大瑞鐵路項目經理部總工劉昕華腦海中。
156米斷層,掘進卻用了兩年,這是大保段所有隧道穿越斷裂層最艱難的一段。
2008年8月,全長14.5公裡的大柱山隧道工程開工。28歲的劉昕華沒料到,這一幹就是14年。
山體陡峭,沒有輔助施工坑道,隻能從進、出口兩端掘進,最大獨頭掘進8.3公裡。另建一個平行導洞,解決施工、棄渣、通風、排水等難題。
2009年8月5日淩晨6時28分,掌子面左上角突現直徑約20厘米的潰口,頃刻間,暗紅色泥漿噴湧而出,潰口越來越大。隧道圍岩竟如此脆弱,像一堆體量巨大的豆腐腦!
改線絕無可能,必須穿過這156米!“那段時間,我經常掉頭發。”劉昕華無比焦慮。
經中國鐵路昆明局集團多次邀請專家現場調研、指導後,大家想出一個妙招——“變豆腐腦為凍豆腐”。依據這一思路,施工采用注漿堵水及注漿施工口密封,讓泥漿達到混凝土效果。經一點點掘進,2011年10月,施工安全通過“燕子窩”。
2020年4月28日,全長14.5公裡的大柱山隧道貫通。施工首創的“一種隧道注漿堵水系統”工藝,獲國家新型實用專利。
西山寺特大橋風光。圖源:中鐵第二勘察設計院宣傳部,張舒 攝
“二次豎轉”:架起瀾滄江特大橋
雲南省保山市與大理市永平縣交界處,瀾滄江兩岸,崖石巉削。
位于這裡的瀾滄江特大橋,設計為提籃拱橋,全長528米,主跨342米,橋面至江面270米。
每年10月至次年5月風季,峽谷大風能達10級。風季之外是雨季,盤山公路山體滑坡頻發,運輸艱難。
險峻的施工環境,令中鐵大橋局設計分公司科創部部長王豔峰深感責任重大。
毗鄰處,是著名的霁虹橋遺址。約1000年前,自雲南腹地,進入緬甸、印度等國,形成了一條“西南絲道”,霁虹橋為其咽喉。馬幫走單程,需200餘天。
“我們将建設‘鋼鐵絲路’咽喉。”一種自豪,在王豔峰心中油然升起。
以往拱橋合龍施工均為一次豎轉。而瀾滄江大橋設計為342米單跨拱橋,半個弧形拱豎起高達171米,無法完全靠在垂直的山體上,有100多米需立在空中。但6級以上大風情況下,人員又必須停止高空作業。
再難也要把大橋架到瀾滄江上!
技術團隊大膽提出:采用最新的、尚未實踐過的“二次豎轉”施工工藝。
“先順着瀾滄江山體,在兩岸同時安裝施工支架,再利用多拉索系統,提供牽引力,分兩次将拱肋豎轉到位,轉體角度達130度,單邊豎放重量達2500噸。”王豔峰說。
把每一側的半個弧形拱再分成兩節。第一次豎轉,扳起一側的上部拱肋,完成半跨連接;第二次豎轉,則是将該半跨拱肋再垂直向下豎轉,進行拱肋勁性骨架安裝。
“綠巨人”駛上瀾滄江大橋。 圖源:中鐵大橋局
2016年11月15日,瀾滄江特大橋鋼管拱實現高精度合龍,填補了世界橋梁建設技術空白。
一條大瑞鐵路,穿越曆史和未來,寄托夢想與期待。
大瑞鐵路全線貫通後,其服務“一帶一路”和中緬經濟走廊建設的通道作用将進一步凸顯。昔日的“西南絲道”,将在新時代煥發出新的生機!
編輯:王程玥
審核:嶽靓
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