92%的時(shí)間在地下 首條“地鐵式”高鐵穿越三峽
采 寫：科技日?qǐng)?bào)記者 雍 黎
策 劃：趙英淑 滕繼濮 林莉君
乘坐這列時(shí)速350公里的高鐵穿越三峽，可以切身感受到李白詩(shī)中“兩岸猿聲啼不住，輕舟已過萬重山”的速度不是夸張的修辭手法。這是由一個(gè)個(gè)技術(shù)創(chuàng)新、一項(xiàng)項(xiàng)新設(shè)備的突破匯聚成的中國(guó)高鐵速度。
350公里時(shí)速的高鐵，國(guó)人并不陌生。
但沿著鄭渝高鐵一路向西，從中原大地穿越高山峽谷，列車忽而扎進(jìn)隧道，忽而駛過橋梁，倏忽間一閃而過，車內(nèi)光影斑駁流動(dòng)，仿佛帶著乘客駛向了一個(gè)新世界。
這是一條“地鐵式”的高鐵，這是一項(xiàng)令世界驚嘆的工程奇可視對(duì)講門禁跡，也是一條貫穿中國(guó)的交通大動(dòng)脈。這段高鐵從勘測(cè)設(shè)計(jì)到建設(shè)完成長(zhǎng)達(dá)12年，建設(shè)工期長(zhǎng)達(dá)6年。
穿越三峽，蜀道不再難，鄭渝高鐵見證了一代科研人員的成長(zhǎng)，見證了我國(guó)高鐵事業(yè)的飛速發(fā)展，也見證了中華民族走在偉大復(fù)興路上的堅(jiān)實(shí)腳步。
6月20日，鄭州至重慶高速鐵路襄陽(yáng)東至萬州北段(以下簡(jiǎn)稱鄭渝高鐵襄萬段)開通，我國(guó)西南地區(qū)外出的又一快速客運(yùn)通道——鄭渝高鐵實(shí)現(xiàn)全線貫通運(yùn)營(yíng)。
千年蜀道不再難
光影流動(dòng)的車頭內(nèi)，駕駛鄭渝高鐵首發(fā)列車的重慶機(jī)務(wù)段動(dòng)車組司機(jī)李寧云按捺住心中的激動(dòng)，為了這一刻，他反復(fù)練習(xí)了幾個(gè)月。而作為重慶云陽(yáng)人，他也深刻了解三峽庫(kù)區(qū)人民對(duì)鐵路的渴求。
中鐵二院重慶公司副總工程師、鄭渝高鐵副總體設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人肖強(qiáng)也是當(dāng)日的乘客。在聯(lián)調(diào)聯(lián)試階段，車已坐過多次，一閃而過的光亮，足以讓他知曉身在何處，哪座崇山、哪個(gè)深谷。他見證了鄭渝高鐵從設(shè)計(jì)圖紙一步步變成現(xiàn)實(shí)，每一座橋梁、隧道，甚至每一個(gè)細(xì)微的數(shù)據(jù)，他都如數(shù)家珍，恍如昨日。
從重慶北出發(fā)，列車飛馳，一路穿山越嶺，進(jìn)入“高峽平湖”萬州后，隧道越發(fā)密集，還來不及仔細(xì)看一下三峽美景，就被飛馳的火車載入了長(zhǎng)長(zhǎng)的隧道中，忽然美景又出現(xiàn)在眼前，不過不等細(xì)品，就進(jìn)入另一段隧道中。
“小三峽隧道快到了吧？”肖強(qiáng)盤算著。
18.954公里，3分40秒。
高鐵列車就這樣穿過了小三峽隧道，穿越了這座亞洲最長(zhǎng)單洞雙線時(shí)速350公里的高鐵隧道。而這條隧道，僅建設(shè)就用了三年半的時(shí)間。
日月輪轉(zhuǎn)，曉箭頻催。多年以后，肖強(qiáng)仍然記得當(dāng)年的驚心動(dòng)魄。
鄭渝高鐵，穿越了世界上地質(zhì)條件最復(fù)雜的地區(qū)之一。線路走向，要避開廣泛分布的滑坡、泥石流、崩塌、巖溶水等不良地質(zhì)，從設(shè)計(jì)源頭降低鐵路施工和運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。團(tuán)隊(duì)準(zhǔn)備的線路設(shè)計(jì)和比選的各類方案，長(zhǎng)度加起來超過8000公里。每一種方案涉及的線路，都需要設(shè)計(jì)人員一遍遍實(shí)地勘測(cè)。其中萬州至巫山段的設(shè)計(jì)選線，先后經(jīng)歷了幾十次的踏勘、選線、評(píng)審、改線。
上有萬仞山，下有千丈水；蒼蒼兩崖間，闊峽容一葦。2008年，智能手機(jī)還未像現(xiàn)在這樣普及，肖強(qiáng)和同事們跑遍了沿線的山山水水，靠著地圖和等高線穿梭在峽谷中。為了搞清楚隧道在經(jīng)過中垌河峽谷地段時(shí)，是做橋梁還是隧道，肖強(qiáng)帶著團(tuán)隊(duì)在進(jìn)行了大量研究后，進(jìn)入縱深上千米的峽谷中實(shí)地查看。
深山幽谷，千百年來不知曾有幾人踏足?！拔覀円恍腥速N著崖壁一步步挪動(dòng)，沿著河谷崖壁前進(jìn)，前方是掛在崖壁上的羊腸小路，腳下就是萬丈深淵……”回憶往事，肖強(qiáng)依然心有余悸。
經(jīng)過實(shí)地查看他們發(fā)現(xiàn)，峽谷上方危巖聳立，如果讓高鐵在這里架橋通過，容易因?yàn)樽匀粸?zāi)害造成安全事故。因此，他們最終決定高鐵在此下穿河谷，兩條隧道合為一條。這為后面線路方案的正確決策提供了支撐，小三峽隧道最終比原設(shè)計(jì)推測(cè)的工期提前約一年貫通。
類似攻克建設(shè)技術(shù)難題的案例不勝枚舉。
“我工作生涯三分之一都獻(xiàn)給了這條鐵路。”中鐵二院重慶勘察設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱中鐵二院重慶公司)總工程師、中鐵二院鄭渝高鐵總體設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人周定祥感慨地說。他為了鄭渝高鐵渝鄂段忙碌了12年，無數(shù)次前往三峽庫(kù)區(qū)及鄂西地區(qū)勘查線路，卻無暇去一次景點(diǎn)。隨著鄭渝鐵路的開通，他和團(tuán)隊(duì)的成員們終于有機(jī)會(huì)坐上這條親手設(shè)計(jì)的高鐵，去三峽走一走，看一看。
12年，對(duì)深山幽谷中的樹木不過是彈指一揮間；但當(dāng)年開展項(xiàng)目規(guī)劃、設(shè)計(jì)時(shí)，那些20多歲的小伙子，如今已近不惑之年。正是他們的努力，才確保整個(gè)工程順利完工，也為我國(guó)鐵路建設(shè)積聚了極為寶貴的經(jīng)驗(yàn)，他們也成長(zhǎng)為這個(gè)國(guó)家的棟梁之材。
破解東出巴蜀百年難題
四川盆地群山環(huán)繞，富饒多姿，也造就了難于登天的“蜀道”。清嘉慶十五年，湖南人陶澍曾入蜀主持鄉(xiāng)試，他在《蜀輶日記》中記錄了入蜀的路徑：從北京繞行西安，再由成都、經(jīng)宜賓至重慶，最后沿宜昌、過荊州、走樊城，從保定返回北京。
陶澍的日記真實(shí)再現(xiàn)了千百年間，出川入蜀之路。走旱路只有翻越秦嶺，東出巴蜀，就只有長(zhǎng)江水路。
“即從巴峽穿巫峽，便下襄陽(yáng)向洛陽(yáng)”，1200多年前，杜甫就想好了從成都經(jīng)重慶回河南的最快道路，不過要沿著這條最快線路修建鐵路，打通這條西南到中原的大通道一直是難題。
周定祥打開地圖指給記者看：襄陽(yáng)至萬州段正好位于我國(guó)地形的第三階梯向第二階梯地勢(shì)急劇過渡地段。
這條線先后經(jīng)過南襄盆地、大巴山山脈、四川盆地三種地貌，跨越了漢江、神農(nóng)溪、大寧河、梅溪河、湯溪河、彭溪河等多條長(zhǎng)江一級(jí)支流。不僅如此，地表之上，長(zhǎng)江的干流和支流，將崇山峻嶺深切成長(zhǎng)江三峽和大大小小的峽谷；地表之下，石灰?guī)r經(jīng)過地下億萬年的溶解，成為千奇百怪、高深莫測(cè)的洞穴。
黃鶴之飛尚不得過，猿猱欲度愁攀援。
一個(gè)多世紀(jì)前，川中父老就渴求修建鐵路，打通巴山蜀水，沖出盆地。川漢鐵路的預(yù)定路線，便是由成都經(jīng)內(nèi)江、重慶、夔州(今奉節(jié))到湖北漢口，全長(zhǎng)約 1980公里，后由于種種原因擱淺。
“20世紀(jì)五六十年代，中鐵二院老一輩的設(shè)計(jì)專家們?cè)蠓秶芯苛舜ㄔヨF路的各種走向方案，主要有經(jīng)十堰、安康、達(dá)州的西線方案，和經(jīng)宜昌、奉節(jié)、萬州的東線方案。”肖強(qiáng)剛參加工作時(shí)就聽前輩們講過這段歷史。
最終選擇的是西線方案，經(jīng)湖北襄陽(yáng)、十堰，陜西安康，再經(jīng)四川達(dá)州、廣安后至重慶，線路繞了一個(gè)半圓形，建成了襄渝鐵路。
日月其邁，歲律更新。歷史的擔(dān)子兜兜轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，又回到了這一代鐵路人的肩上。隨著中國(guó)高鐵技術(shù)迅猛發(fā)展，曾經(jīng)的夢(mèng)想，不再是奢望。
看看這條剛剛通車的高鐵吧！
在鄭渝高鐵貫通前，重慶北上至北京的鐵路通道有寶成、西成、襄渝等可供選擇。其中最快的借道西成高鐵，線路經(jīng)成渝高鐵—西成高鐵—鄭西高鐵—京廣高鐵，全程2176公里，單程運(yùn)行時(shí)間為11小時(shí)20分；而鄭渝高鐵全線貫通運(yùn)營(yíng)后，北京至重慶最快6小時(shí)46分即可抵達(dá)。
有人說這是一條“地鐵式”高鐵，鄭渝高鐵襄萬段橋梁和隧道的占比(橋隧比)達(dá)97%。其中，萬州到巫山段更達(dá)到全國(guó)罕見：該線路段共設(shè)橋梁32座，共計(jì)10.8公里，占線路長(zhǎng)度的5.9%；隧道27.5座，共計(jì)169.7公里，占線路長(zhǎng)度的92.3%；橋隧總長(zhǎng)180.355公里，橋隧比高達(dá)98.34%！
簡(jiǎn)言之，對(duì)于乘客來說，超過92%的路程都是在隧道里，大多數(shù)時(shí)間，列車都在隧洞內(nèi)通行，就像城市的地鐵。
98%的橋隧比是什么概念？
中鐵二院重慶公司線站路設(shè)計(jì)處處長(zhǎng)、鄭渝高鐵副總體設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人尹志斌解釋說，這意味著100公里的高鐵線路，只有2公里的路基。巫山至萬州路段路基長(zhǎng)度為3.3公里，要滿足時(shí)速350公里的高鐵進(jìn)出站?？浚囌緦?duì)工程的要求極為苛刻，至少要求有1.4公里長(zhǎng)的平直路段——為了滿足站場(chǎng)的復(fù)雜功能，還要盡量設(shè)置在路基上。也就是說這3.3公里路基用來做高鐵站的路基長(zhǎng)度都不夠，高鐵站中有些是建在橋梁上的，甚至局部地段還要伸入隧道內(nèi)。
也正是因?yàn)橄迦f段建設(shè)難度太大，這段鐵路從勘測(cè)到建設(shè)完成長(zhǎng)達(dá)12年，建設(shè)工期長(zhǎng)達(dá)6年，遠(yuǎn)遠(yuǎn)久于鄰近的其他路段。
位于三峽腹心地帶的云陽(yáng)、奉節(jié)、巫山三地不通鐵路更無高鐵?！百玳T天下雄”的奉節(jié)縣長(zhǎng)期以來飽受交通制約，走高速到重慶中心城區(qū)需要約4個(gè)多小時(shí)，從神女佇立千年的巫山縣到重慶中心城區(qū)需要5個(gè)多小時(shí)。鄭渝高鐵的貫通結(jié)束了這三地不通鐵路的歷史，而且一開通就是時(shí)速350公里的高速鐵路，讓為交通所困的三峽地區(qū)一舉進(jìn)入高速時(shí)代。
“鄭渝高鐵鄭萬段線路最順直，暢通了川渝東出北上高鐵大通道。”周定祥說，鄭渝鐵路是既有渝萬鐵路的延伸，又破除了渝萬鐵路的“斷頭路”現(xiàn)象，有效填補(bǔ)了豫鄂渝交界區(qū)域及三峽庫(kù)區(qū)高速鐵路網(wǎng)空白，提升區(qū)域互聯(lián)互通水平，實(shí)現(xiàn)城際交通功能、高鐵大通道功能融合。
鄭渝高鐵貫通后，成為國(guó)家“八縱八橫”高速鐵路網(wǎng)中沿江通道和呼南通道的重要組成部分。全線通車后，中原城市群、成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈和長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶聯(lián)系將更加緊密，對(duì)新時(shí)代推進(jìn)西部大開發(fā)形成新格局，助力成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈建設(shè)，推動(dòng)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶高質(zhì)量發(fā)展具有十分重要的意義。
科語(yǔ)音呼叫對(duì)講技創(chuàng)新擦亮強(qiáng)國(guó)底色
難，是圍繞在鄭渝鐵路建設(shè)全過程中的關(guān)鍵詞。
毫無疑問，這里曾被視為修筑鐵路的禁區(qū)。三峽地區(qū)山高谷深，地質(zhì)結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜。
夔門天下雄。夔門古稱瞿塘關(guān)。自古就有“西南四道之咽喉，吳楚萬里之襟帶”之稱。兩岸高山凌江夾峙，是長(zhǎng)江從四川盆地進(jìn)入三峽的大門。在這里，三峽相連，壁立峭削，連亙七百里，絕頂檉柏綿密無際，懸泉飛瀑，水石相激，噴薄如吐沫，天下奇險(xiǎn)盡在其間。
蜀道難，但擋不住一代代建設(shè)者“敢教日月?lián)Q新天”。
1952年，新中國(guó)第一條自主設(shè)計(jì)建造的鐵路——成渝鐵路建成通車；1958年，重慶開通到北京直達(dá)列車；1965年10月，川黔鐵路交付運(yùn)營(yíng)，并于1991年末實(shí)現(xiàn)全線電氣化；1978年，襄渝鐵路全線開通。
成為直轄市后，重慶鐵路建設(shè)進(jìn)入大投入、大建設(shè)和大發(fā)展階段。2000年末，渝懷鐵路開工建設(shè)，2007年全線開通。之后，重慶相繼建成了遂渝鐵路、襄渝鐵路復(fù)線、達(dá)萬鐵路、成渝客專、渝萬城際等鐵路。
黨的十九大以來，重慶全面鋪開“米”字形高鐵網(wǎng)建設(shè)，鐵路建設(shè)掀起新高潮，先后建成重慶西站、沙坪壩站、渝貴鐵路等高鐵樞紐和鐵路線路，歷史性開工渝湘高鐵重慶至黔江段、渝昆、渝萬、成達(dá)萬和成渝中線等高鐵。到2021年底，重慶鐵路營(yíng)運(yùn)總里程達(dá)到2394公里。
如今，中國(guó)已經(jīng)是舉世聞名的“基建狂魔”，一項(xiàng)項(xiàng)新技術(shù)、新設(shè)備的涌現(xiàn)，擦亮了強(qiáng)國(guó)底色。
在新野境內(nèi)刁河特大橋的建設(shè)中，由中國(guó)自主研發(fā)的新型運(yùn)架一體機(jī)大展身手，完成一榀900噸箱梁架設(shè)只需要3個(gè)小時(shí)；梅溪河雙線特大橋是世界上第一座采用無砟軌道時(shí)速350公里最大跨度高速鐵路大橋，大橋全長(zhǎng)687.8米，跨徑340米，橋身在崇山峻嶺間劃出一道曼妙的弧線。
鄭渝高鐵香樹灣隧道全長(zhǎng)約12.5公里，工程技術(shù)人員通過采用“巖溶地質(zhì)三維空間選線法”優(yōu)化了設(shè)計(jì)方案，將該隧道7.7公里巖溶發(fā)育段完全置于非可溶巖中，極大降低了工程風(fēng)險(xiǎn)。
奉節(jié)隧道為鄭渝高鐵重慶段全線第三長(zhǎng)隧，這里的地質(zhì)“見風(fēng)成粉、遇水成泥”，猶如在“豆腐”里面打隧道，施工難度之大，可想而知。
負(fù)責(zé)奉節(jié)隧道工程的中鐵十六局鄭渝鐵路6標(biāo)項(xiàng)目部總工程師劉劍華告訴記者，技術(shù)人員創(chuàng)新提出“可升縮性拱架”+“兩臺(tái)階四步工法”+“臨時(shí)仰拱”組合施工法，相當(dāng)于在豆腐里布設(shè)三排“可升縮性拱架”，增加隧道受力和彈力，同時(shí)增加支護(hù)密度，解決了大變形的“脫皮開裂掉塊”，并且通過實(shí)施“換拱”，增加“附拱”方式，加大拱架的型號(hào)增加圍巖堅(jiān)固度。
此舉將隧道每月開挖不足20米提升到45—50米，工期提前3個(gè)月。
還是在有著地質(zhì)博物館之稱小三峽隧道，施工中半路殺出個(gè)“程咬金”——一座深度超過55米、能吞下比薩斜塔的溶洞。如果采用傳統(tǒng)的排水灌漿的方法，這么深的溶洞根本是杯水車薪，如果一堵了之，又擔(dān)心地下水另尋出口，影響鐵路安全。
“經(jīng)過與項(xiàng)目部周密研究，最后決定在洞中架橋，跨過溶洞。”中鐵二院重慶公司隧道處總工程師劉保林介紹，最終的方案為設(shè)置2座引水洞，在隧道底部建一座跨度為24米的現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁，以此跨過溶洞，避免隧道沉降。這座長(zhǎng)度僅24米的橋，正是科研技術(shù)人員攻堅(jiān)克難的縮影。
不積跬步，無以至千里；不積小流，無以成江海。
乘坐這列時(shí)速350公里的高鐵穿越三峽，可以切身感受到李白詩(shī)中“兩岸猿聲啼不住，輕舟已過萬重山”的速度不是夸張的修辭手法。這是由一個(gè)個(gè)技術(shù)創(chuàng)新、一項(xiàng)項(xiàng)新設(shè)備的突破匯聚成的中國(guó)高鐵速度。(科技日?qǐng)?bào)記者楊侖對(duì)本文亦有貢獻(xiàn))
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