92%的時間在地下 首條“地鐵式”高鐵穿越三峽
采 寫：科技日報記者 雍 黎
策 劃：趙英淑 滕繼濮 林莉君
乘坐這列時速350公里的高鐵穿越三峽，可以切身感受到李白詩中“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。這是由一個個技術(shù)創(chuàng)新、一項項新設(shè)備的突破匯聚成的中國高鐵速度。
350公里時速的高鐵，國人并不陌生。
但沿著鄭渝高鐵一路向西，從中原大地穿越高山峽谷，列車忽而扎進隧道，忽而駛過橋梁，倏忽間一閃而過，車內(nèi)光影斑駁流動，仿佛帶著乘客駛向了一個新世界。
這是一條“地鐵式”的高鐵，這是一項令世界驚嘆的工程奇可視對講門禁跡，也是一條貫穿中國的交通大動脈。這段高鐵從勘測設(shè)計到建設(shè)完成長達12年，建設(shè)工期長達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，見證了我國高鐵事業(yè)的飛速發(fā)展，也見證了中華民族走在偉大復(fù)興路上的堅實腳步。
6月20日，鄭州至重慶高速鐵路襄陽東至萬州北段(以下簡稱鄭渝高鐵襄萬段)開通，我國西南地區(qū)外出的又一快速客運通道——鄭渝高鐵實現(xiàn)全線貫通運營。
千年蜀道不再難
光影流動的車頭內(nèi)，駕駛鄭渝高鐵首發(fā)列車的重慶機務(wù)段動車組司機李寧云按捺住心中的激動，為了這一刻，他反復(fù)練習(xí)了幾個月。而作為重慶云陽人，他也深刻了解三峽庫區(qū)人民對鐵路的渴求。
中鐵二院重慶公司副總工程師、鄭渝高鐵副總體設(shè)計負責(zé)人肖強也是當(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、哪個深谷。他見證了鄭渝高鐵從設(shè)計圖紙一步步變成現(xiàn)實，每一座橋梁、隧道，甚至每一個細微的數(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，進入“高峽平湖”萬州后，隧道越發(fā)密集，還來不及仔細看一下三峽美景，就被飛馳的火車載入了長長的隧道中，忽然美景又出現(xiàn)在眼前，不過不等細品，就進入另一段隧道中。
“小三峽隧道快到了吧？”肖強盤算著。
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單洞雙線時速350公里的高鐵隧道。而這條隧道，僅建設(shè)就用了三年半的時間。
日月輪轉(zhuǎn)，曉箭頻催。多年以后，肖強仍然記得當(dāng)年的驚心動魄。
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)計源頭降低鐵路施工和運營風(fēng)險。團隊準(zhǔn)備的線路設(shè)計和比選的各類方案，長度加起來超過8000公里。每一種方案涉及的線路，都需要設(shè)計人員一遍遍實地勘測。其中萬州至巫山段的設(shè)計選線，先后經(jīng)歷了幾十次的踏勘、選線、評審、改線。
上有萬仞山，下有千丈水；蒼蒼兩崖間，闊峽容一葦。2008年，智能手機還未像現(xiàn)在這樣普及，肖強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，是做橋梁還是隧道，肖強帶著團隊在進行了大量研究后，進入縱深上千米的峽谷中實地查看。
深山幽谷，千百年來不知曾有幾人踏足。“我們一行人貼著崖壁一步步挪動，沿著河谷崖壁前進，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，肖強依然心有余悸。
經(jīng)過實地查看他們發(fā)現(xiàn)，峽谷上方危巖聳立，如果讓高鐵在這里架橋通過，容易因為自然災(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)計推測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給了這條鐵路。”中鐵二院重慶勘察設(shè)計研究院有限責(zé)任公司(以下簡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)計負責(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)次前往三峽庫區(qū)及鄂西地區(qū)勘查線路，卻無暇去一次景點。隨著鄭渝鐵路的開通，他和團隊的成員們終于有機會坐上這條親手設(shè)計的高鐵，去三峽走一走，看一看。
12年，對深山幽谷中的樹木不過是彈指一揮間；但當(dāng)年開展項目規(guī)劃、設(shè)計時，那些20多歲的小伙子，如今已近不惑之年。正是他們的努力，才確保整個工程順利完工，也為我國鐵路建設(shè)積聚了極為寶貴的經(jīng)驗，他們也成長為這個國家的棟梁之材。
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，就只有長江水路。
“即從巴峽穿巫峽，便下襄陽向洛陽”，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：襄陽至萬州段正好位于我國地形的第三階梯向第二階梯地勢急劇過渡地段。
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、彭溪河等多條長江一級支流。不僅如此，地表之上，長江的干流和支流，將崇山峻嶺深切成長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、高深莫測的洞穴。
黃鶴之飛尚不得過，猿猱欲度愁攀援。
一個多世紀(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)計專家們曾大范圍研究了川豫鐵路的各種走向方案，主要有經(jīng)十堰、安康、達州的西線方案，和經(jīng)宜昌、奉節(jié)、萬州的東線方案。”肖強剛參加工作時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、十堰，陜西安康，再經(jīng)四川達州、廣安后至重慶，線路繞了一個半圓形，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。隨著中國高鐵技術(shù)迅猛發(fā)展，曾經(jīng)的夢想，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，單程運行時間為11小時20分；而鄭渝高鐵全線貫通運營后，北京至重慶最快6小時46分即可抵達。
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97%。其中，萬州到巫山段更達到全國罕見：該線路段共設(shè)橋梁32座，共計10.8公里，占線路長度的5.9%；隧道27.5座，共計169.7公里，占線路長度的92.3%；橋隧總長180.355公里，橋隧比高達98.34%！
簡言之，對于乘客來說，超過92%的路程都是在隧道里，大多數(shù)時間，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)計處處長、鄭渝高鐵副總體設(shè)計負責(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度為3.3公里，要滿足時速350公里的高鐵進出站停靠，車站對工程的要求極為苛刻，至少要求有1.4公里長的平直路段——為了滿足站場的復(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)。
也正是因為襄萬段建設(shè)難度太大，這段鐵路從勘測到建設(shè)完成長達12年，建設(shè)工期長達6年，遠遠久于鄰近的其他路段。
位于三峽腹心地帶的云陽、奉節(jié)、巫山三地不通鐵路更無高鐵。“夔門天下雄”的奉節(jié)縣長期以來飽受交通制約，走高速到重慶中心城區(qū)需要約4個多小時，從神女佇立千年的巫山縣到重慶中心城區(qū)需要5個多小時。鄭渝高鐵的貫通結(jié)束了這三地不通鐵路的歷史，而且一開通就是時速350公里的高速鐵路，讓為交通所困的三峽地區(qū)一舉進入高速時代。
“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，有效填補了豫鄂渝交界區(qū)域及三峽庫區(qū)高速鐵路網(wǎng)空白，提升區(qū)域互聯(lián)互通水平，實現(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)濟圈和長江經(jīng)濟帶聯(lián)系將更加緊密，對新時代推進西部大開發(fā)形成新格局，助力成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈建設(shè)，推動長江經(jīng)濟帶高質(zhì)量發(fā)展具有十分重要的意義。
科語音呼叫對講技創(chuàng)新擦亮強國底色
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，是長江從四川盆地進入三峽的大門。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，新中國第一條自主設(shè)計建造的鐵路——成渝鐵路建成通車；1958年，重慶開通到北京直達列車；1965年10月，川黔鐵路交付運營，并于1991年末實現(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、成達萬和成渝中線等高鐵。到2021年底，重慶鐵路營運總里程達到2394公里。
如今，中國已經(jīng)是舉世聞名的“基建狂魔”，一項項新技術(shù)、新設(shè)備的涌現(xiàn)，擦亮了強國底色。
在新野境內(nèi)刁河特大橋的建設(shè)中，由中國自主研發(fā)的新型運架一體機大展身手，完成一榀900噸箱梁架設(shè)只需要3個小時；梅溪河雙線特大橋是世界上第一座采用無砟軌道時速350公里最大跨度高速鐵路大橋，大橋全長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。
奉節(jié)隧道為鄭渝高鐵重慶段全線第三長隧，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。
負責(zé)奉節(jié)隧道工程的中鐵十六局鄭渝鐵路6標(biāo)項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”+“兩臺階四步工法”+“臨時仰拱”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，同時增加支護密度，解決了大變形的“脫皮開裂掉塊”，并且通過實施“換拱”，增加“附拱”方式，加大拱架的型號增加圍巖堅固度。
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“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)力混凝土簡支箱梁，以此跨過溶洞，避免隧道沉降。這座長度僅24米的橋，正是科研技術(shù)人員攻堅克難的縮影。
不積跬步，無以至千里；不積小流，無以成江海。
乘坐這列時速350公里的高鐵穿越三峽，可以切身感受到李白詩中“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。這是由一個個技術(shù)創(chuàng)新、一項項新設(shè)備的突破匯聚成的中國高鐵速度。(科技日報記者楊侖對本文亦有貢獻)
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