今年7月底,鐵四院勘察設計的“隧道風險評估與金塘海底隧道關鍵技術方案”通過瞭專傢組評審,這標志著世界最長海底高鐵隧道的技術方案已準備就緒。8月據相關媒體報道,繼港珠澳大橋後,又一項挑戰世界難題、突破科技壁壘的超級跨海工程——甬舟鐵路項目準備開建。那麼,究竟有何難題,讓技術方案設計用時兩年?被稱為港珠澳大橋孿生“鐵路版”的甬舟鐵路,都涉及瞭哪些先進科技,它會像港珠澳大橋一樣建成後驚艷世界嘛?

基本介紹:

甬舟鐵路西起寧波東站,利用既有線路到邱隘站後,新建線路向北引出,經寧波市鄞州區、北侖區,至舟山市金塘島、冊子島、富翅島及本島,東至定海區白泉鎮設舟山站。相對於中國四通八達的高鐵網,長度為76.396千米的甬舟鐵路或許不值一提,但就鐵路施工與運行環境來講,地質條件、高水壓、海中對接等一些世界級難題,使甬舟鐵路成為目前世界控制因素最復雜、越海橋隧工程技術難度最大的鐵路。

世界之最:

甬舟鐵路線路不足百公裡,卻將誕生“一隧”“一橋”兩項世界之最:全長 16.18千米的金塘海底隧道,建成後將成為世界最長的海底高鐵隧道;主跨1488 米的西堠門特大橋,將成為世界同類項目中跨度最大的公鐵合建大橋。

富翅門跨海大橋的位置風大、浪高、裸巖、水深,建設條件復雜,也有兩項世界之最:主跨388米,是世界上最大跨度的高低塔公鐵平層斜拉橋;主梁寬度56.5米,是世界上最寬的挑臂式鋼箱梁。

科技助力:

對比全長6.7千米的港珠澳大橋越海隧道,甬舟鐵路段的金塘隧道全長達16.2 千米,且采用瞭鐵路盾構結構,這意味著全線的五分之一都將沉在東海海底。長度的簡單增加看似輕松,但工程背後從量變到質變的難度跨越,都在挑戰科技和工程的極限。

金塘海隧道建設中,盾構機起到瞭至關重要的作用。盾構機全名盾構隧道掘進機,作為一種隧道掘進的專用工程機械,它具有開挖切削土體、輸送土碴、拼裝隧道襯砌、測量導向糾偏等功能,因此是海底隧道建設不可缺少的工程機械。盾構機的一大特點是能夠“量體裁衣”,隧道中段位於巖土復合地層,硬巖與粉質黏土的結合使常規盾構變得困難。為瞭克服地質條件帶來的困難,設計研發團隊選用復合式泥水平衡盾構機,同時專門進行大量的模擬實驗研究,選擇出適合在巖土復合地層使用的盾構刀具參數。

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在巖土復合地層使用的盾構刀具參數

主跨長達1488米的西堠門特大橋,是國內跨海大橋建設中首次采用“沉井基礎”技術方案的。所謂沉井基礎,是先在地表制作成一個井筒狀的結構物(沉井),然後在井壁的圍護下通過從井內不斷挖土,依靠自身重力克服井壁摩阻力後下沉到設計標高,然後再經混凝土封底並填塞井孔,使其成為橋梁墩臺或其他結構物的基礎。西堠門特大橋的設計沉井基礎直徑達58米,為目前國內最大水深、最大直徑的設置沉井基礎。

另外,三維物探、海上鉆井平臺、長距離雙頭掘進等一系列的技術探索,才使得甬舟鐵路設計方案得以通過,港珠澳大橋鐵路“孿生版”將作為中國基建的又一個代表,驚艷世界。

參考資料:

[1]新建寧波至舟山鐵路環境影響評價信息公示.浙江省人民政府,2020.08.14.

[2] “鐵路版”港珠澳大橋,正式上馬!.中國鐵建,2019.03.03 .

[3] 一條越海高鐵誕生兩個“世界之最”.中國鐵建,2020.08.06 .

[4] 甬舟鐵路又有最新進展.澎湃新聞,2020.08.19.

[5] 於文傑,丁新,張安靜,竇國濤.沉井基礎應用及試驗模擬[J]. 河南科技,2020,19:116-118.

[6] 閆富有,地下工程施工[M],黃河水利出版社,2018.08,141.