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从盘山铁路到“隧道立交”新中国铁路工程技术70年变迁

2019-11-03 10:51:55

成昆线

封面记者曹飞

展览线,成昆线上的盘山钢龙。作为一条爬山用的铁路线,它体现了建国初期“铁路禁区”工程师们顽强的筑路精神。

“隧道互通”是成渝高速铁路新中梁山隧道的一项技术突破。作为中国西南地区唯一一条时速350公里的高速铁路,它在设计和建设方面产生了许多全国性的举措。

从展览线到“隧道互通”,跨越了近70年,记录了新中国铁路交通由慢变快的过程和工程技术实力的不断增强。

成昆线示意图

成昆铁路隆重开幕

盘山铁路——成昆铁路上的铁路奇观

一个村子里有两个火车站。没有人能跑得快。

铺路线(Spreading line)是一种用于爬山的铁路线,是一种人为延长线路以使线路达到一定高度的方法。一般来说,是盘山铁路(Panshan Railway),它有很多形状,如“人字形”、S形、灯泡形、马蹄形等。

成昆线北段从海拔400米的四川盆地爬到海拔近2300米的大凉山,延长线成为克服高差的解决方案。"当时,由于施工技术的限制,如果大山不能修复,就会有一条展览线."成都铁路西昌电站新梁线巡视维护工区工长姚斌说。

以姚滨两河口开发线为例。这条展览线的上站是寇铁站,下站是新良站。两个车站之间的直线距离只有500米,但落差高达200米。为了修建这一段铁路,设计师提出了8条路线。最后,路线延长至21公里,两河口延长线建成。

两河口开发线有三层,呈“S”形大圆。“这里还有一个奇怪的地方。三层铁路位于新梁村。一个村子里有两个火车站。”姚斌说,“坐火车从新良站到寇铁站需要20分钟,步行不到10分钟。人们跑得比火车快。”

1965年成昆线规划

七条延长线克服高度差

成昆铁路1096公里线路上,有两河口线等7条线路,分别是奈托、武乐、汉都路、四川两河口线和云南法拉、六渡河、巴格尔线。北段的四条展示线都是由铁路勘测设计专家、中国工程设计大师王昌邦设计的。

20世纪50年代,中铁二局开始勘测设计成昆铁路。线北伍肆河与泸沽河之间是一段峡谷和山脉,高山深谷,陡坡,水流湍急。地形地质条件非常复杂,在国内外铁路建设中很少见。

为了在“铁路禁区”选择一条安全、有利的路线,王昌邦带领技术人员进行了深入的现场调查,最终找到了一条更好的穿越通道,并确定了路线方案。

为了克服短距离内巨大的高差,避免不良地质,他设计了奈托、武乐、汉都路、两河口四条著名的展览线。这四条展览线受到中外人士的称赞,被誉为技术与艺术的巧妙结合

成昆铁路钱巴拉达隧道

风力钻机挖掘隧道“隧道100米”获奖

“成昆铁路建于20世纪60年代。展览线的出现受到当时建筑技术和技术设备的限制。”姚斌说,“现在技术已经得到改进,许多大隧道和长桥梁已经建成,线路延长方案将不再使用。”

那么,当时的建筑设备是什么?

“我们很难挖一条普通的隧道,需要两个人来进行台风演习。整个队将在一月份推100米。”参与成昆铁路建设的黄贤培回忆道。当时,有一辆自卸卡车在他们的13队建筑工地上运送石块。众所周知,这辆卡车是从苏联购买的,装有3000公斤玉米。出租车甚至没有玻璃。建筑工地称之为“翻斗车”。

今天,计算机控制的盾构机的掘进速度是按分钟计算的。“这在当时是不可想象的,更不用说大型机械化设备,如履带式起重机。在那些日子里,许多机器必须被移走,每个人都必须背在背上。”

随着时间的推移,肩并肩已经成为一种机械化的操作。铁路建设者破解了难题,在山区和复杂的地质区域开辟了通道,一个接一个地创造了工程杰作。

成渝高速铁路新中梁山隧道

新中梁山隧道山腹“隧道互通”

穿越山区的“隧道互通式立交”

70年后,面对复杂的地质结构和中梁山的大山,中国工程师采取了一种完全不同的解决方案——修建“隧道互通式立交”。

成渝高速铁路是中国西南地区第一条也是唯一一条设计时速为350公里的高速铁路。作为中国最高标准的高速铁路之一,这条铁路从设计到施工都有许多技术突破。新中梁山隧道的“隧道互通”就是其中之一。

“成渝高速铁路有更多的联系。它连接重庆所有的主要客运站。”中铁二院成渝高速铁路总设计师李伟表示。为了实现几条铁路线的连接,几条铁路线不可避免地会越来越多。“如果立交桥建在山外,不可避免地会导致大量的拆迁,所以我们把立交桥放在隧道里。”

工程师们创造性地提出在山腹建造一个互通式立交。

据李伟介绍,互通式立交的最低层是湘渝铁路已有的双北隧道、新双北隧道穿越通心西线、新中梁山隧道穿越成渝高速铁路(左、右),最上层是重庆南北连接线隧道,“形成四层互通式立交”。

如果视野延伸到整个中梁山主体,隧道内部的上跨和下穿将更加复杂。据隧道建设方中铁十七局第一公司相关负责人介绍,全山共有各类隧道32条,穿越和穿越现有铁路、公路和新建隧道26次。

成渝高速铁路新中梁山隧道

穿越两条隧道的“洞内建桥”

光是听起来就很复杂,施工单位更难实现设计意图。

在施工过程中,新中梁山隧道横跨现有的中梁山隧道。隧道之间的最小净距仅为2.8m,小于一层楼的高度。当工人们在隧道里工作时,他们经常能听到火车在现有的中梁山隧道里行驶的声音。

面对这种情况,为了防止十字路口因为承受不了火车的重量而坍塌,建筑者决定在修建城市交叉路口的同时,在现有隧道和拟建隧道之间修建一座桥梁,这样隧道就不会相互影响。这就是所谓的“隧道桥”。

除了穿越现有线路,“洞内建桥”还应该为隧道的修建预留合理的空间。

为了保证洞内桥梁桩基施工的安全,项目组首先通过增加一组拱来支撑下方既有隧道和已施工部分,创新性地采用水钻法和“锯石机液压破碎锤”进行桩基施工和基坑开挖,从而保证桥梁施工的正常和安全。

成渝高速铁路新中梁山隧道

二衬台车巧妙地改变形状

此外,隧道内还有上下分散的孔洞,甚至一个孔洞与几个孔洞相连,隧道开口从90平方米到274平方米不等。建造单个隧道的技术已经不能满足建造隧道群的需要。

为了适应入口的可变部分,工程师们开发了一种类似“变形金刚”的可变形小车。以前的固定模板台车变得灵活多变。

“‘变压器’两列小车实现‘应变变化’,通过该小车可以实现不同尺寸的大跨度截面。不仅节约了成本,而且保证了工期。”该项目的总工程师李邵峰说。

在中梁山隧道群的整个施工过程中,隧道入口的尺寸变化多达18次,《变形金刚》也发生了18次变化。不同的设计方案和每项新技术都是建筑商在施工过程中的开拓性工作。他们通过各种技术创新为这个项目节省了5000多万元。

2015年12月26日,经过五年半的建设,成渝高速铁路终于投入运营,成都至重庆的过境时间缩短至一个多小时。

“这条高速铁路线了解了西部两个最大的城市,我为自己感到非常自豪。”李伟说:“成渝高速铁路作为中国西南地区第一条也是唯一一条设计时速为350公里的高速铁路,代表了中国高速铁路建设的最高技术标准。”

(信息、图片和视频由中铁二院和中铁十七局提供)

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