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  • 内容提要:  兰新高铁建设中面临着“严寒、戈壁、大风”三大世界性工程技术难题。它需连续穿越大坂山、祁连山,沿线极端最低气温达到-34.5℃,铁路尤其是隧道建成后冻害的问题将十分突出;另一方面,兰新高铁大部分穿行于干旱少雨的戈壁荒漠地区,必须要完美解决戈壁地区路基沉降控制、边坡防护、轨道结构等一系列技术难题;更大的挑战是,兰新高铁要连续经过我国几个最主要的大风区,总长度达579公里,最大风速达60米/秒,局部地段每年有200天风力在8级以上,是全球内陆风力最强劲的地区之一,而兰新高铁的速度目标值高、车体轻,大风对铁路...
  • 高铁网(Gaotie.cn)06月19日讯:

     

      2017年5月,“一带一路”国际合作高峰论坛的成功举行,让世界的注意力再次聚焦到中国。作为“丝绸之路经济带”的骨干通道,兰新高铁也再次成为公众关注的热点话题。

      从2100年前张骞出使西域,到其后繁荣了整整1600年的丝绸古道;从建国初的兰新铁路,到横空出世的兰新高铁,既是时空的延续,更是精神的传承。

      中国智造:成就高铁世纪工程

      2008年年底,全长1776公里的兰新高铁从初测、定测到全面开放设计,仅用了7个月!而从全面开工到交付运营,这条世界上最长的一次性建成的高速铁路也只用了短短5年。

      兰新高铁总设计师、中铁第一勘察设计院教授级高工王正邦对此深有感触:“从最早的单线铁路到复线改造再到今天的高铁,这条路的标准越来越高,但建设周期却越来越短。这不但得益于我们对前人成果的继承与发扬,更得益于整个社会的不断创新和发展。”

      兰新高铁建设中面临着“严寒、戈壁、大风”三大世界性工程技术难题。它需连续穿越大坂山、祁连山,沿线极端最低气温达到-34.5℃,铁路尤其是隧道建成后冻害的问题将十分突出;另一方面,兰新高铁大部分穿行于干旱少雨的戈壁荒漠地区,必须要完美解决戈壁地区路基沉降控制、边坡防护、轨道结构等一系列技术难题;更大的挑战是,兰新高铁要连续经过我国几个最主要的大风区,总长度达579公里,最大风速达60米/秒,局部地段每年有200天风力在8级以上,是全球内陆风力最强劲的地区之一,而兰新高铁的速度目标值高、车体轻,大风对铁路运营的威胁要远甚于既有铁路。

      铁一院兰新高铁隧道设计负责人田鹏用“穿衣盖被”的比喻形象地描述了攻克“严寒”的思路。借鉴青藏铁路的成功经验,铁一院在高寒隧道建设中沿袭了“保温”的设计思想,并在此基础上再增加一层衬砌,形成双层保温衬砌结构,就像是给隧道内壁“穿上棉袄”;针对隧道开挖后岩石松动造成的涌水尤其是洞口渗水形成的冻结带,则用“盖被子”的方式,设计采用压浆法施工,在衬砌内部紧贴岩石注入一层水泥浆,以最大程度地封闭岩石缝隙,避免流水的侵蚀。

      为了解决戈壁带来的干旱问题,设计者采用了“内服外敷”的方法。“内服”即预先在混凝土内部掺入塑性阶段表面保水、硬化阶段内部补水的内养护材料;“外敷”则是在混凝土收面完成后立即在道床板表面喷涂保水率不小于85%的外养护材料。通过“内外兼治”,有效防止了混凝土的水分蒸发,满足了高铁施工的严格要求。

      而对于全线最大的防风难题,铁一院的设计者给出了“明挡暗钻”和“防、监、抗、避、限”五大措施的解决之道。

      “明挡”是指挡风墙和挡风屏。在路基的迎风侧,根据不同区域的风力、风向、频率、地形及线路条件,因地制宜地设计了多种结构形式、总计345公里的钢筋混凝土挡风墙;大风区的124座桥梁则设计采用了由不同尺寸钢柱和开孔波形钢板组成的总计95公里的挡风屏。“暗钻”是指在百里风区的核心地带,设计建成了长达1.2公里的防风明洞,相当于在路基上拼装了一座完整的“地上隧道”。

      挡风墙、挡风屏和防风明洞都是世界首创的高铁防风技术,也构成了“五大措施”中最核心的“防”。“监”是指兰新高铁建立了一整套可靠的动态大风实时监控预警系统;“抗”是指大幅度提高线路、列车以及电力接触网等相关设备的抗大风标准;“避”是指铁一院另辟蹊径,在线路走向的选择上尽量避开迎风面;“限”是指在大风最肆虐的季节限速通过。

      在接受采访时,王正邦信心满满地表示,兰新高铁的建设,不但打破了我国乃至世界高海拔地区建设高速铁路的瓶颈,更填补了高铁防强风措施的空白,大风吹翻火车的历史在兰新高铁绝对不会重演。

      科技利剑:洞开千古祁连

      在兰新高铁甘青段17个标段中,中铁二十局承建的第7标段,以海拔最高、自然条件最艰苦、技术难度最大、地质条件最复杂,被列为全线控制性工程。

      2010年5月,建设队伍开进莽莽祁连深处,拉开了工程建设的序幕。

      为了保证混凝土供应,项目部需要在3000米以上的硫磺沟内建设拌合站。2米多深的地表冻土,挖掘机一铲子下去,只能留下一条青色的印子。

      不得已,项目部只好同时调集9台破碎锤和4台装载机,每天24小时不断地锤击冰层,争取工作面。为方便工作,工人们脱掉棉大衣,脱去手套,悬在十几米的高空作业,每半小时换一次班轮流取暖。经过近一个月的奋战,终于完成了建站任务,工人们却病倒了。

      有“地下泥石流”之称的“碎屑流”特殊地质,在世界铁路建设史上还是首次遇到。

      为了克服这一世界级难题,中铁二十局项目技术团队总结出“一探二封三泄四注”的全新工艺,终于成功穿越1.6公里的碎屑流段。

      除了碎屑流特殊地质外,还有极高地应力对铁路建设的严峻考验。

      刚刚开挖成型的隧道,断面160平方米,在强挤压下,会缩减到不到150平方米,支护的钢架会被扭曲为麻花状,1米多厚的混凝土仰拱会被挤压隆起为“八”字形,浇筑闭合后的混凝土衬砌会被挤爆。

      面对史上罕见的难题,他们联合西南交大等科研单位开展科技攻关,用一年时间做了9个试验段,产生了一大批科研成果,一举攻克这一世界级高原高铁施工难题,为今后建设类似隧道积累了丰富的经验成果。

      经过5年艰苦卓绝的施工,祁连山隧道全线贯通。

      祁连山,在古匈奴语里是“天上之山”的意思。中国铁建的建设者,在这天上之山,再次创造世界纪录!

      奔驰的乳白色动车组与莽莽雪域高原,是如此的和谐统一。铺筑在“世界屋脊”的中国高铁,是又一条可与青藏铁路媲美的“天路”,是中国人为世界贡献的又一人类建筑杰作。


 

 



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