8月初,由中國鐵建所屬鐵四院總體設(shè)計(jì),、中國中鐵大橋院參與設(shè)計(jì)的一條世界級越海鐵路——甬(寧波)舟(舟山)鐵路接連傳來好消息:4天之內(nèi),全線控制性工程——金塘海底隧道和西堠門及桃夭門跨海大橋初步設(shè)計(jì)方案,,分別通過了由中國工程院院士錢七虎,、陳政清領(lǐng)銜的專家組評審。
這意味著,,這條目前世界控制因素最復(fù)雜,、越海橋隧工程技術(shù)難度最大的鐵路,離開工又近了一大步,。
甬舟鐵路正線全長76.774公里,,設(shè)計(jì)時(shí)速250公里,西起寧波東站,,經(jīng)寧波市鄞州區(qū),、北侖區(qū),至舟山市金塘島,、冊子島及本島定海區(qū),,終于舟山(白泉)。
依次穿越金塘水道,、西堠門水道,、桃夭門水道和富翅門水道。其中,,穿金塘水道采用公路,、鐵路分建隧道方案,跨西堠門,、桃夭門,、富翅門采用公鐵兩用橋方案。
甬舟鐵路雖不足百公里,,卻將誕生“一隧”“一橋”兩項(xiàng)世界之最,。
01
打通世界最長海底高鐵隧道
全長16.18公里的金塘海底隧道,,比港珠澳大橋長近10公里,建成后將成為世界最長的海底高鐵隧道,。
長度的簡單增加看似輕松,,工程背后卻是從量變到質(zhì)變的難度跨越,挑戰(zhàn)著科技極限,,面臨著地質(zhì)條件差,、水壓高、防災(zāi)救援難度大,、海中對接難度高等世界級難題,。
下面小新就和大家
一塊兒看看具體
難在哪?
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01.地質(zhì)條件差
甬舟鐵路隧道海中段位于巖土復(fù)合地層,,硬巖與粉質(zhì)黏土,,使地層軟硬不均,區(qū)域共有9處斷層,,6處節(jié)理密集帶,。
強(qiáng)度極高的破巖好比“鉆石層”,黏粉粒含量高的地層好比“年糕團(tuán)”,,盾構(gòu)機(jī)在軟硬不均的地層掘進(jìn),,硬巖加快磨損刀具,粉質(zhì)黏土又結(jié)成泥餅貼在刀盤上,,大大增加了大直徑,、長距離、高水壓更換刀具的風(fēng)險(xiǎn)和施工難度,。
02.水壓高
相比港珠澳大橋隧道海底埋深40多米,,金塘盾構(gòu)隧道需承受78米的最大海底埋深,承受的海水壓力更高,,在1.0兆帕以上,,而目前國內(nèi)水下施工技術(shù)水平可承受的壓力為0.8兆帕。
另外,,金塘隧道采用單洞設(shè)計(jì),,對隧道內(nèi)的防災(zāi)救援設(shè)計(jì)難度極大,要求極高,。
03.防災(zāi)救援難度大
世界已建成的鐵路海底隧道均采用一條線路,、兩個(gè)隧洞設(shè)計(jì),一旦出現(xiàn)災(zāi)情事故,,可利用兩個(gè)隧洞互相疏散,。受地質(zhì)條件所限,,金塘隧道則采用單洞設(shè)計(jì),且海中段長約9公里,,無法設(shè)置直通地面的出入口,,對隧道內(nèi)的防災(zāi)救援設(shè)計(jì)難度極大,要求極高,。
04.海中對接難度高
金塘隧道建設(shè)采用兩頭盾構(gòu)掘進(jìn),、中途對接貫通模式,兩側(cè)總掘進(jìn)長度比國內(nèi)第一條高鐵海底隧道——廣深港獅子洋隧道多出了近2000米,,盾構(gòu)長距離相向掘進(jìn)海中對接,,對接精度要求更高,技術(shù)更復(fù)雜,。
面對諸多技術(shù)挑戰(zhàn),,中國鐵建鐵四院于2017年成立了以全國勘察設(shè)計(jì)大師、副總工程師肖明清為首的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì),,立項(xiàng)“隧道風(fēng)險(xiǎn)評估與金塘海底隧道關(guān)鍵技術(shù)方案”,可研階段完成40余個(gè)課題,,初步設(shè)計(jì)階段完成14個(gè)課題,,特別是今年新冠疫情打亂了正常節(jié)奏,設(shè)計(jì)人員聯(lián)合各大課題單位付出了艱苦的努力,。
為詳細(xì)收集海域地質(zhì)資料,,隧道加大了鉆孔采樣密度,平均30米一個(gè)孔,。而此前鐵路地質(zhì)勘探基本為50米—100米,。金塘海域還是寧波港黃金航道,加大了鉆孔難度,,在勘探時(shí)首次采用了三維物探,、海上鉆探平臺以及地質(zhì)勘探AI管理系統(tǒng)等先進(jìn)勘探手段,并設(shè)計(jì)出適合該地質(zhì)的盾構(gòu)刀具參數(shù),;防災(zāi)檢修通道利用雙線軌道之間下方的空間,,設(shè)置疏散與檢修廊道。
02
架起世界最大跨度公鐵兩用跨海大橋
甬舟鐵路中主跨1488米的西堠門大橋是世界上最大跨度的公鐵兩用跨海高鐵大橋,,也是本項(xiàng)目中另一項(xiàng)超級工程,。
西堠門公鐵兩用大橋由中國中鐵大橋院與中國鐵建鐵四院聯(lián)合設(shè)計(jì),大橋?yàn)楣F平層布置,,中間通行2線鐵路,,兩邊通行6車道高速公路。項(xiàng)目橋址區(qū)“風(fēng)大,、浪高,、水深,、流急”,建設(shè)條件惡劣,,大橋采用了一系列新技術(shù),、新結(jié)構(gòu)、新工藝,、新材料,。
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