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中铁二院新成昆铁路总设计师王维:从新成昆铁路之“新”,见我国铁路装备、建造、勘察水平之“进”

2022-12-26 14:24:27 稿件来源: 编辑:何羽佳责任编辑:黎琦

拍摄、剪辑:兰爽  李洋

四川经济网讯(记者 李洋 兰爽 文/图)“山还是那座山,水还是那些水,翻开新老成昆铁路建造史,见证的是中国铁路建设者战山斗水的丰碑之路。”12月26日,在新成昆铁路正式开通运营的首发C57次列车上,中铁二院新成昆铁路总设计师王维感慨万千。从2005年开始设计建设到如今整整17个年头,新成昆铁路的设计、修建,不仅继承和发扬了建设老成昆铁路的经验和精神,更集中展现了我国铁路装备水平、建造技术、勘察设计手段的不断提升。

中铁二院新成昆铁路总设计师王维接受记者采访

老成昆线设计之难——

踏遍修建铁路的“禁区”,13年呕心沥血终成方案

在新成昆铁路飞驰的列车上,王维回忆起老成昆线的修建,百般滋味在心头。

“老成昆铁路线路纵向贯穿了被高山峡谷、大江大河阻隔的四川西南部和滇北地区,全线有500多公里位于7度至9度高烈度地震区,其中通过8度和9度高烈度地震区的线路有200公里。”王维介绍说,沿线不良地质现象种类繁多,例如滑坡、危岩、落石、崩塌、岩堆、泥石流等,其中,沿线较大的滑坡有183处、危岩落石近500处、泥石流沟249条、崩塌100多处、岩堆200余处。该线所经区域被称为“地质博物馆”,被外国专家认为是修建铁路的“禁区”。

就是在这样极端困难的地形、地质条件下,完全依靠我国自己的工程技术人员,从1952年开始,先后进行了地质测绘14800多平方公里、地质钻探212000多米、挖探13700多米、物探523处,进行现场试验的各种试件上万组,还有11000多公里的比较线勘测(其长度是建成线路长度的10倍),比选了300多个方案,历时13年,最终才确定了老成昆线的设计建设方案。

值得一提的是,在老成昆铁路勘察设计中创造性地采用了螺旋形、眼镜形、灯泡形等多种盘山展线,线路13次跨牛日河,8次跨安宁河,49次跨龙川江。历经重重考验,闯过道道难关,我国铁路设计工作者用智慧的工程曲线,克服了巨大的地形高差,绕避了重大不良地质地段,确保了老成昆铁路的顺利开工建设。

新老成昆铁路线对比图

新成昆线设计之新——

从“地形地质选线”转向“减灾选线”,以隧代路、以隧代桥

老成昆铁路来之不易,新成昆铁路则站在“前辈”的“肩膀”上发展创新。

“新老成昆铁路的选线及设计理念,跨越展示了中国铁路规划设计的自主创新。”王维介绍道,老成昆铁路的巴格勒展线,在羊臼河至黑井之间,为克服陡升的364米高差,设计人员通过增长线路长度,使列车可以逐级爬坡越过崇岭,冲上滇南高原。像这样创造性的展线,老成昆铁路上共有8处。延长的线路大大降低了工程的复杂性,使老成昆铁路的建设适应了当时的技术环境。

老成昆铁路沙木拉达隧道全长6379米,为当时全国最长的铁路隧道。而现在国内20km以上的隧道已屡见不鲜,百米的高墩大跨桥梁也已数不胜数。

“因而新成昆铁路设计时,利用大量的长大隧道和高墩大跨桥梁对线路裁弯取直,缩短了线路长度。新成昆铁路设计最长隧道21.775km,10km以上隧道共7座。”王维说,以隧代路、以隧代桥规避了重大不良地质灾害区域,设计理念已经从“地形地质选线”转变为“减灾选线”的创新思路。

王维举例,凉山州甘洛县境内的线路方案是全线代表性的“减灾选线”理念应用。甘洛县位于大凉山北部、小相岭东麓,为四川盆地西缘向青藏高原地势过渡的高山峡谷地带。受横断山脉褶皱、隆起与断裂,河流急剧切割作用等因素影响,境内山峦起伏、沟壑纵横,谷壁陡峭,河床狭窄,区域水土流失严重,土薄石多,滑坡及泥石流等灾害时有发生,对新成昆铁路运营安全影响严重。

结合站位、地质、环评等多方面因素考虑,甘洛县境内线路方案以限定的最大坡度从海拔936米急速攀升至1651米,以高桥绕避了采空区和环境敏感点,以长隧规避了高陡破碎的山体边坡对洞口安全的影响。

铁路隧道建造技术之进——

一年内隧道掘进可超之前3年开挖量总和,整体达世界领先水平

王维还告诉记者,随着铁路装备水平和建造技术的提升,为设计者创造了良好的外部条件,也为选线设计、工程设计提供了较大的自由度。

“勘测手段逐步自动化、数字化、智慧化,为设计工作的开展提供了有力的支撑。”王维介绍,新成昆铁路勘测综合利用了目前先进的POS辅助摄影、Lidar测量、无人机航测、航测断面采集等测绘新技术,引领现有勘测方法变革和勘测模式创新,开展空天地一体化智能测绘和实景三维地形模型辅助勘测。

老成昆铁路的修建用了10年时间,经过60余年的快速发展,我国装备技术水平大幅提升,特别是铁路隧道建造水平有了质的飞跃,达到了世界领先水平。

“当时靠钢钎大锤、肩挑背驮,修建沙木拉达隧道,过程中遇到了极大的艰难险阻,6000多米的长度已是极限。60多年后的今天,小相岭隧道开挖变长了近4倍。”王维说,新成昆铁路峨冕段线路长约236km,新建隧道27座,总长170km,占线路总长的75%,其中极高和高风险隧道14座,小相岭隧道为新成昆铁路上的第一长隧,全长21km。

为攻克新成昆铁路隧道修建难题,全面加强建设管理,由成贵公司牵头组织设计、施工、监理、咨询单位30余名专家创建了“铁路隧道建造技术创新工作室”,全力开展新成昆铁路隧道建造技术攻关,通过对地质变化情况进行归纳总结,掌握变化趋势和规律,寻找问题症结,有序推进工程进度。

该工作室坚持“治岩先治水、治水先泄压、泄压先排水”的原则,现场采取了探水、泄水、排水、分水等多种举措,显著改善了围岩地质条件,大大降低了风险发生的频率和规模。采取了大型机械化配置配套,提高施工效率。

让王维记忆深刻的是,在吉新隧道砂质白云岩涌突难题中,选配了铣爆结合、微台阶等工法减少开挖扰动,降低涌突风险,加强前方支撑,实现“流水不流沙”,成功处理长约1.6公里的白云岩“砂化”段落,创造了2021年一年内隧道掘进突破8公里的惊人记录,超过了之前3年开挖量总和。

复兴号奔驰在新成昆铁路线上

“哇,好美的阳光。”随着列车穿过小相岭隧道,车上的人不约而同被眼前的美景吸引,王维笑着说,前面不远就是喜德县,再不到半个小时就要到终点站西昌了。

王维说,通过设计创新,新成昆铁路比老成昆铁路在线路距离上缩短了将近236公里,设计速度由原来的80公里/小时,提升到现在的160公里/小时。新成昆线正式开通运营后,成都到昆明的旅行时间,由原来的近18个小时,缩短到近7个小时。旅客出行的安全性、享受的乘务品质以及铁路局提供的服务质量,都得到了大幅度的提升。

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