封面新闻记者曹菲梁家旗冷宇
11月28日,川青铁路青白江东至镇江关段(以下简称“川青铁路”)正式通车。作为川西北首条铁路,它让阿坝州一步迈入动车时代,开通意义非凡;作为中国穿越地形梯度差最大的铁路,它11次穿越活动断裂,建设难度亦位居全国前列。
12年、206公里,一批批铁路建设者在川西北高原“逢山开路遇水架桥”,用辛勤汗水与创新精神开辟出一条“新蜀道”,创造多项工程奇迹。在线路开通之际,封面新闻记者采访到多名设计、参建者,共同揭秘这条高原“天路”建设有多难。
地质复杂
海拔从500米陡增至2500米,11次穿越活动断裂
将铁路修进阿坝州,线路必然要从成都平原向川西北高原攀升。中铁二院川青铁路项目总体设计负责人穆亚林介绍,作为我国北横断山脉第一条铁路,川青铁路选线创造了多个全国之最:穿越地形梯度差最大,线路海拔从500米陡峭增至2500米;构造条件最为复杂,岩性条件最为软弱破碎。
不仅如此,川青铁路还是世界第一条穿越8级大地震灾害核心区的铁路,11次穿越活动断裂;伴行活动断裂长达170公里,也是我国伴行活动断裂最长的线路。
爬坡、越岭、穿山、跨断裂……60%的路段地处高原地形,复杂地质化作一个个施工阻碍,有些是建设者们从未遇到过的。
中铁十二局成兰铁路8标总工王晓光怎么也不会想到,榴桶寨隧道还剩500米就要贯通的时候,会遭遇滞后性的强烈地应力,出现1.3公里的软岩大变形,“地应力把拱架切割成麻花状,已经挖好的洞开始变形扭曲,变形量达到60厘米到1米”。
怎么解决变形问题?最佳解决方案就是加强支护固定。王晓光说,他们“两手并重”达成目的:一是快速掘进,每开挖15米就快速封闭成环(一般是30米),让千枚岩没有机会氧化;二是创新采用长短锚杆组合支护技术,形成内外圈拱架、衬砌三层保护,提高支撑力。
类似的技术创新在跃龙门隧道、平安隧道、茂县隧道都有。成兰铁路公司成兰指挥部指挥长肖霞林告诉记者,川青铁路是一条一边研究一边建设的铁路,建设者们开展了一系列工程实验,仅国铁集团批复的课题就有16个项目。许多创新技术在这里诞生,为全国山区铁路建设提供了指导和借鉴。
安全保障
高原段隧道比达96%,仿造动物脊柱增强隧道韧性
线路11次穿越活动断裂,动车在线上跑会不会不安全呢?这是旅客最关心的问题。肖霞林说,线路从安州开始隧道比达到96%,有连续127公里的连续隧道,这种设计就是出于安全考虑。
“5•12地震后,设计单位做了大量调研,证明地震对隧道内部的破坏是比较少的,因此我们在高原段大量采用了隧道。”他说。不仅如此,他们在隧道洞口采用了大量针对危岩落石的措施,“国内能用到的洞口整治措施都用上了”。
而洞内结构的创新,则更具突破性。肖霞林解释。这种结构仿造了动物的脊柱,首先将混凝土拱圈的节段变短,就像动物脊柱的骨节;在节段之间加了很宽的橡胶钢带变形缝,就像脊柱上的软骨。这样的结构既有刚度也有韧性,能够承受外力带来的一定程度扭曲和错动。
2014年以来,川青铁路沿线发生3级以上地震300多次,事实证明,在建的桥梁和隧道都经受住了考验。
环境敏感
绕避大熊猫交流走廊带,设置高规格声屏障
川青铁路从成都平原到川西北高原穿越龙门山、岷山、西秦岭等众多山脉,沿线不仅地质地貌复杂,还是环境敏感区域。其中,岷山山系是我国和全球生物多样性最丰富的地区,也是我国大熊猫等珍稀濒危物种的主要集中栖息地。
如何保证珍稀濒危野生动物不受影响,景观资源不受破坏,江河水源不受污染,生态环境得以恢复?这是设计、建设者面临的又一难题。
穆亚林介绍,首先在线路设计上,他们绕避了大熊猫交流走廊带;采用长隧道、连续隧道群无害化通过栖息地的方式,保证动物和景观不受影响。
如果做到无害化通过呢?肖霞林介绍,这条铁路建设的方方面面都将环保纳入考量。
例如,在山区弃土本就困难的情况下,将渣场数量从100多个优化到42个,最大限度减少工程活动对环境的破坏和影响;跃龙门隧道和杨家坪隧道之间100多米洞外线路位于大熊猫活动区域,为了减少动车开行对大熊猫的影响,特别加设了5米高的“升级版”声屏障,而普通的声屏障只有2米多。
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