新宝彩票官网下载-最长!最大!最复杂!中国央企再次改写桥梁和隧道世界纪录


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8月初,由中国铁建 所属铁四院总体设计、中国中铁 大桥院参与设计的一条世界级越海铁路——甬(宁波)舟(舟山)铁路 接连传来好消息:4天之内,全线控制性工程——金塘海底隧道 和西堠门及桃夭门跨海大桥 初步设计方案,分别通过了由中国工程院院士钱七虎、陈政清领衔的专家组评审。

这意味着,这条目前世界控制因素 最复杂 、越海桥隧工程技术 难度最大 的铁路,离开工又近了一大步。

甬舟铁路正线全长76.774公里,设计时速250公里 ,西起宁波东站,经宁波市鄞州区、北仑区,至舟山市金塘岛、册子岛及本岛定海区,终于舟山(白泉)。

依次穿越金塘水道、西堠门水道、桃夭门水道和富翅门水道。其中,穿金塘水道采用公路、铁路分建隧道方案,跨西堠门、桃夭门、富翅门采用公铁两用桥方案。

甬舟铁路虽不足百公里,却将诞生“ 一隧” “ 一桥 ” 两项 世界之最 。

01

打通世界最长海底高铁隧道

全长16.18公里的金塘海底隧道,比港珠澳大桥长近10公里,建成后将成为世界最长的海底高铁隧道 。

长度的简单增加看似轻松,工程背后却是从量变到质变的难度跨越,挑战着科技极限,面临着地质条件差、水压高、防灾救援难度大、海中对接难度高等世界级难题。

下面小新就和大家 一块儿看看 具体 难 在哪?

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01.地质条件差

甬舟铁路隧道海中段位于岩土复合地层,硬岩与粉质黏土,使地层软硬不均,区域共有9处断层,6处节理密集带。

强度极高的破岩好比“钻石层”,黏粉粒含量高的地层好比“年糕团”,盾构机在软硬不均的地层掘进,硬岩加快磨损刀具,粉质黏土又结成泥饼贴在刀盘上,大大增加了大直径、长距离、高水压更换刀具的风险和施工难度。

02.水压高

相比港珠澳大桥隧道海底埋深40多米,金塘盾构隧道需承受78米的最大海底埋深,承受的海水压力更高,在1.0兆帕以上,而目前国内水下施工技术水平可承受的压力为0.8兆帕。

另外,金塘隧道采用单洞设计,对隧道内的防灾救援设计难度极大,要求极高。

03.防灾救援难度大

世界已建成的铁路海底隧道均采用一条线路、两个隧洞设计,一旦出现灾情事故,可利用两个隧洞互相疏散。受地质条件所限,金塘隧道则采用单洞设计,且海中段长约9公里,无法设置直通地面的出入口,对隧道内的防灾救援设计难度极大,要求极高。

04.海中对接难度高

金塘隧道建设采用两头盾构掘进、中途对接贯通模式,两侧总掘进长度比国内第一条高铁海底隧道——广深港狮子洋隧道多出了近2000米,盾构长距离相向掘进海中对接,对接精度要求更高,技术更复杂。

面对诸多技术挑战,中国铁建铁四院于2017年成立了以全国勘察设计大师、副总工程师肖明清为首的设计团队,立项“隧道风险评估与金塘海底隧道关键技术方案”,可研阶段完成40余个课题,初步设计阶段完成14个课题,特别是今年新冠疫情打乱了正常节奏,设计人员联合各大课题单位付出了艰苦的努力。

为详细收集海域地质资料,隧道加大了钻孔采样密度,平均30米一个孔。而此前铁路地质勘探基本为50米—100米。金塘海域还是宁波港黄金航道,加大了钻孔难度,在勘探时首次采用了三维物探、海上钻探平台以及地质勘探AI管理系统 等先进勘探手段,并设计出适合该地质的盾构刀具参数;防灾检修通道利用双线轨道之间下方的空间,设置疏散与检修廊道。

02

架起世界最大跨度公铁两用跨海大桥

甬舟铁路中主跨1488米的西堠门大桥 是 世界上最大跨度的公铁两用跨海高铁大桥 ,也是本项目中另一项超级工程。

西堠门公铁两用大桥由中国中铁大桥院 与中国铁建 铁四院联合设计,大桥为公铁平层布置,中间通行2线铁路,两边通行6车道高速公路。项目桥址区“风大、浪高、水深、流急”,建设条件恶劣,大桥采用了一系列新技术、新结构、新工艺、新材料。

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01.主跨跨度最长

西堠门公铁大桥采用斜拉-悬吊协作体系 ,主跨1488米,跨度比今年7月通车的沪苏通长江公铁两用大桥还要长396米,位居世界公铁两用跨海高铁大桥之首 。

斜拉悬索协作体系,可以理解为两种桥型的组合,是为了解决大跨度和刚度问题。

一般跨度超过千米的桥梁都采用悬索桥的形式,比如武汉的杨泗港长江大桥,但是悬索桥的刚度不够,如果要跑高铁就要增加大桥的刚度,采用斜拉桥形式就可以增加大桥的竖向和横向刚度。

02.基础水深最深

金塘侧主塔基础水深达30米,在国内跨海大桥中首次采用设置沉井基础形式 ,基础直径58米,为目前国内最大水深、最大直径 的设置沉井基础。

03.技术支撑专题复杂

基础施工采用水下消聚能爆破技术进行基坑开挖,为国内首创 。针对风大、浪高、水深、流急的建桥条件,开展了水文分析计算、基础数模物模实验、四季全潮同步水文测验、波浪观测统计和分析、基底水下爆破等专题研究。

西堠门公铁大桥还有一大特点,就是公路和铁路在同一层跑,公路在两侧、铁路在中间,因此首次采用了三箱分离主梁结构。

所谓三箱分离,就是两侧公路和中间铁路各分布在一个主箱梁上,三者之间通过横梁相连,避免在大风的环境下互相干扰。

此外,中国中铁大桥院设计另一座大桥——桃夭门公铁两用大桥 采用主跨666m混合梁斜拉桥,是世界上跨度最大的高速铁路混合梁斜拉桥 ,也是公铁平层布置的最大跨度斜拉桥。主梁采用分离式三箱结构,宽65.6m,边跨的分离式混凝土三箱结构为首次采用。

中国铁建铁四院设计的富翅门公铁两用跨海大桥 位处风大、浪高、裸岩、水深的建设环境,建设条件复杂,也有两项世界之最及世界首创:主跨388米,是世界上最大跨度的高低塔公铁平层斜拉桥 ;主梁宽度56.5米,是世界上最宽的挑臂式钢箱梁 。首创桥塔中穿挑臂式钢箱梁斜拉桥,首创钢箱梁斜拉桥中穿梭形桥塔。

甬舟铁路是实现浙江省高铁1小时交通圈的重大项目,对舟山加快融入宁波都市圈和长三角一体化等具有深远意义,建成后不但将结束舟山群岛不通火车的历史,而且从宁波到舟山只要30分钟,从杭州至舟山只需80分钟。同时,该项目的建设,将使我国桥梁、隧道设计水平提升到一个新高度。

海底隧道,攻克世界性难题

千米一跨,架起创纪录桥梁

逢山开路,遇水架桥

中央企业正不断

把“最长、最大、最高”的纪录

写进世界桥梁和隧道建设史!

把“中国桥、中国隧”的金名片

发向“一带一路”沿线的国家!

责编:秦雅楠、张荣耀