睥睨山峦,无畏江海。
六年光阴,孕育出了这条钢铁巨龙。纵前路漫漫、层峦叠嶂,巨龙昂首,一往无前,贯千丈绝壁,跨万尺深涧,自高原腹地向大海的方向呼啸而去。
作为西部陆海新通道的重要组分部分、广西、贵州间首条设计时速350公里的高速铁路,贵南高铁在无数铁路工作者栉风沐雨、攻坚克难的日夜建设下,终于迎来了正式通车的日子!
深山天堑如何变成朗朗通途?陆地航母如何贴地平稳飞行?再回首,那些凝聚着智慧与汗水的人和事,值得在此刻用笔墨镌刻,书写最美华章。
徒步踏勘丈量山林中的千里铁道线
贵南高铁途经云贵高原过渡带及桂西岩溶峰丛洼地、峰林平原区,横跨打狗河、环江、龙江、刁江、红水河等主要河流,纵贯九万大山,沿途多为典型的喀斯特岩溶地貌区,山高谷深,危岩落石十分发育。除此之外,沿线还有数十处自然保护区、世界自然遗产地及水源保护区。
在地质条件如此复杂的地方,如何确定铁路往哪儿走?云桂铁路广西公司贵南高铁建设指挥部副指挥长伍尚前给了我们答案。
“在经过一系列评审会和可行性研究后,设计单位会根据地质情况,初步拟定出一条线路。”伍尚前介绍道,“在这之后,则需要专业人员进行实地勘探,对沿线地质环境进行采集总结,再交由设计单位对方案进行数次修改,确定最终的线路方案。”
伍尚前是地质工程专业出身,拥有丰富的勘察设计经验。“前期勘察对于建设高铁的重要性,就如同打牢地基对于建高楼大厦的重要性。”伍尚前如是说,“线路选得好,能为之后的建设施工乃至开通后的运营维护带来巨大的帮助。”
贵南高铁智能化双块式轨枕厂作业区在进行砼灌注工序。
为了起好这幢万丈高楼的“基石”,在贵南高铁开工前,伍尚前主动请缨加入勘察队伍,牵头带领团队对全线开展徒步踏勘调查。
回忆起那段日子,伍尚前用了八个字来形容:千难万险,毕生难忘。
“每一次踏勘调查大概持续两个星期,对身体素质和心理素质都是极大的考验。”伍尚前如是说。
勘察队每天的行进里程大概在30公里左右,从早上七点走到晚上九点。“这并不是在平地上走30公里,而是在崇山峻岭中穿行30公里。”伍尚前说,“蚊虫叮咬、蛇鼠遍地都是常事!”
彼时恰逢三月梅雨,山路泥泞不堪,走在湿滑、狭窄的山道上,稍有不慎就会坠落万丈深渊。伍尚前几次险些“英勇就义”,却还是消磨不了他继续前行的决心。
事实证明,勘察队的坚持是有意义的。在金城江境内拟建的德兴隧道进口段,勘察队发现了一个正穿垂直深达150余米的大型溶岩竖井。如果没有发现并及时处理的话会对施工和将来的运营带来很大的风险隐患。
为此,勘察队立刻组织相关单位反复研究,并提出了可行改线方案,不仅避免了施工和运营风险,还节约了建设费用200多万元。不仅如此,在前期的勘察设计中,勘察队成员还从建设标准、技术方案、外部协议、投资概算等方面,结合现场实地勘察和既有高铁建设经验,并集合了各技术人员的意见总结提出优化措施和建议200余项,正是众人执着的这每一寸细节,使批复的初步设计概算较可研概算减少58亿元,节约投资达13.3%,切实提升了贵南高铁前期工作质量,得到了国铁集团的肯定。
正是这些用脚丈量出来的数据材料,帮助设计单位最终确定出了这条高铁线。“我们在确保安全、控制成本与生态保护三者之间找到平衡点。”伍尚前自豪地说:“我可以拍胸脯确定,这就是贵南高铁线的最佳方案!”
精品工程昭示建设者的智慧与汗水
2017年12月,贵南高铁全线正式开工建设。想要在莽莽群山中开出一条正线长482公里的高铁线,其难度可想而知。而更让人望而生畏的,是如设计图上所示:贵南高铁正线共设隧道107个,桥梁199座,桥隧全长共433.4公里。换言之,在全线近90%的区段里,建设者们需要于石山中凿隧,于水涧上架桥。
这并不是普通的凿隧架桥,这是在占贵南高铁全长逾80%的喀斯特地貌上凿隧架桥!
贵南高铁九万大山隧道施工现场。
以贵南高铁九万大山四号隧道为例。该隧道位于广西环江毛南族自治县境内,隧道全长15485米,穿越断层和地质接触带6处,是广西最长的铁路隧道,也是贵南高铁广西段最长的一级高风险隧道。隧道所处的九万大山地带是“中国南方喀斯特”7个世界自然遗产区之一,堪称“喀斯特岩溶地质博物馆”,存在岩溶、危岩落石、断层破碎带、浅埋、进口仰坡顺层、有害气体、边仰坡开挖引起表土失稳等不良地质,其施工难度极大,安全风险极高。
俯瞰建设中的贵南高铁九万大山四号隧道。高东风 摄
“九万大山四号隧道出口是让铁路建设者谈之色变的炭质页岩缓倾地层。”中铁十八局贵南高铁项目部总工程师韦俊介绍道,“这种页岩含炭化有机质,薄薄的一层层像书页一样垒叠,并且有一定倾斜度,受扰动后会整层溜动,很容易塌方。如果使用常见的爆破式开挖掘进,就会对岩层造成很大的扰动,极易造成塌方变形。”
为了将对岩层的扰动降到最低,确保挖掘施工安全,施工单位最终决定使用传统的凿岩机、挖掘机一斗斗掏、一寸寸掘,每日向前掘进仅45厘米。仅这 682米的炭质页岩缓倾地层路段,建设者们就挖了整整22个月。
在掘进过程中,建设者们还发现了大小溶洞溶腔179处,突泥突水情况时常发生。“以前,我们挖一个隧道时遇见一两个溶洞就觉得特别棘手。而在九万四的挖掘过程中,我们是平均每掘进86米就遇到一处,一旦遇到就要暂停作业。”韦俊说。
为此,建设者在掘进过程中,时刻采用地质雷达、TSP超前地质预报等设备探测前方地质状况,同时按照“弱爆破、短进尺、强支护、勤测量”的原则,对隧道掘进过程中裸露出来的岩石及时加固,安装钢拱架,每挖通1米就立即用混凝土浇筑,确保隧道施工安全。
2022年8月17日,历时4年的九万大山四号隧道挖掘工作顺利结束。至此,贵南高铁全线107座隧道全部贯通,隧道工程顺利结束。
在距离九万大山四号隧道几十公里外的河池都安境内,一座全长15.5公里的大桥横卧于此。骄阳照耀下,大桥闪着熠熠光辉。
这是贵南高铁澄江双线特大桥,全长15.5公里,是全线最长桥梁。大桥跨越全国典型的喀斯特地貌地区,岩溶强烈发育,地下分布着全国最密集的地下暗河。
不仅如此,大桥跨越兰海高速公路,如何保证兰海高速公路安全正常行车,是施工过程中需要解决的首要难题。
“我们在梁体安装兜底箱体进行施工区域全包防护,防止施工物料落入高速公路中,同时建立信息化室,24小时视频监控施工作业面,切实提高施工安全系数。”中铁北京工程局贵南高铁项目部总工程师苏力介绍道。
施工人员移动钢轨。卢诗宇 摄
在连续梁钢管拱施工中,建设单位采用在西南地区首次使用的“桥跨异位拼装、整体顶推滑移”技术,这种施工工法先在梁面拼装钢管拱支架,拼装完成后再一次整体顶推滑移至指定位置,最后再进行拱内混凝土浇筑及吊索施工。
针对桩基施工时频发的卡钻、掉钻等情况,建设者调来全国最先进的全回旋钻机。在全回旋钻机的帮助下,前后历时4年多,最终完成大桥全部的桩基施工。
九万大山四号隧道和澄江双线特大桥,仿佛两块巨大的勋章,向世人诉说着建设过程的艰辛与建设者的巧思。可除此之外,在这条延绵近千里的铁道线上,有着数不尽的新工艺、新技术,凝聚着建设者们智慧的结晶:“四电”生产资源管理中心里,全自动腕臂生产线、全自动吊弦等基础设备智能化生产过程,申请了国家发明专利26项,实用新型专利20项;全线6座一级风险隧道之一的德庆隧道中,建设者们在近2000米的长的黏土层里打下了1000多根桩基,又在桩基上铺设了结实的筏板,宛如在黏土之中架起了一座桥梁,让列车平稳安全地穿过隧道中的“沼泽地”;在贵南高铁智能化双块式轨枕厂里,全线88.9万根轨枕均由此产出,实现了传统的劳动密集型人工生产轨枕模式向智能化少人、无人生产模式转变,生产效率提高了60%,且轨枕误差控制在了0.5毫米以内。多线一体铺轨技术、智能化隧道二衬浇筑台车、仰拱边墙自动布料机、水沟电缆槽一体式凿毛机、自动雷达检测车……这些智能装备与先进工艺,为有效攻克艰险山区建设技术难题,确保隧道工程质量、施工安全和运营安全奠定了坚实的基础。
贵南高铁广西段近282公里线路全部采用无砟道床铺设,所需的88.9万根轨枕全部由位于金城江区东江镇的贵南高铁智能化双块式轨枕厂负责生产。
百万零部件承托铁龙平稳贴地飞行
动车窗外忽明忽暗,隧道与铁桥轮番出现,偶有青山闪过,又见流水潺潺。舒服地靠坐在座位上,望着窗外的秀美山水,心旷神怡。这条设计时速350公里的高铁穿山过河,列车为什么还能这么稳?这个问题,要让车轮下的两条钢轨来回答。
2022年12月26日,贵南高铁轨道线路精调工作正式启动。国铁南宁局抽调了工务系统的133名骨干组成5支作业队伍,分区段对贵南高铁轨道全面开展精调工作,一场线路质量之战就此打响。
“所谓精调,就是对轨距、水平、高低、轨向等指标进行精细化调整,从而保证列车在高速行驶时的稳定性与安全性,让旅客乘车时的舒适度更高。”国铁南宁局工电检测所所长彭勋如此解释道。
可摆在众人面前的,是广西从未有过的时速350公里的高速铁路。如何调?调到什么程度才算是精?这让精调组所有成员感到茫然。
“精调的主要依据就是轨道不平顺质量指数,也就是我们常说的TQI,它涉及到钢轨左高低、右高低、左轨向、右轨向、轨距、水平和三角坑七项数据。这七项数据越接近各自的标准值,TQI值就越小,线路也就越平顺。”来自南宁工务段的精调组组长黄学林解释道,“在精调前,贵南高铁的初始TQI值是5,而我们的目标是将它调至1.5。”
工作人员在贵南高铁对光缆槽道内线缆进行外观检查。韦纬经 李裕红 摄
调整钢轨的几何尺寸,不仅需要移动两根钢轨,钢轨下的轨枕、连接轨枕和钢轨的扣件也需要一同调整。在一公里高铁线上,共有1667根轨枕、6668套扣件。
刚开始清扫扣件时,精调组发现螺栓扭力不一致。扭力不同会使钢轨垫板底下的弹性橡胶垫产生不同的形变,导致轨面高低不平,从而影响测量和作业的精确性。
那怎么办?全部松开重新扭紧!
经过反复科学测算,大家统一按照170N·m的扭力,对所有螺栓进行统一操作。同时微调弹条、垫板等扣件系统里任何一个部件。“我们对线路反复精调了至少4遍,每根螺栓都被我们摸得锃亮。”工长刘治均笑着说。
除此之外,在精调时还不能“见子打子”,必须前后兼顾,不能半点马虎。黄学林回忆道,在对一个大曲线地段进行精调时,精调组调整好左股钢轨后,按照1435毫米的轨距对右股“依葫芦画瓢”,可得出的结果依旧不尽如人意。“精调作业需要有毫米级的耐心与准度,没有捷径可走。”在意识到这一点以后,众人只得兼顾线路的平顺度与几何尺寸,沉下心来对右股重新精调。
与此同时,精调组还吸取此前南凭高铁南崇段精调经验,引进激光弦线、水准测量仪等高科技设备,提高测量精准性。
“以前我们是拉实体弦线来测量轨面水平,绳子自带重力,中段会下坠,测出的数据难免有偏差。”刘治均对新科技赞不绝口,“激光弦线理论上基本可以做到零误差。”
而今,贵南高铁的精调工作早已结束,精调前立下将TQI值调至1.5的铮铮誓言,现如今已成为现实。在逐级提速实验中,铁道巨龙以385公里的最高时速平稳地驰骋在铁道线上,这是对精调组夜以继日地默默奉献的最好回应。