貴南高鐵建設隧道108座、橋梁193座 創出多項全國第一
8月8日,貴南高鐵貴陽至荔波段正式開通運營,高鐵途經河池的廣西段亦開通在即。貴南高鐵正線全長482公里,是廣西第一條時速達350公里的高鐵,屆時貴陽到南寧的通行時間縮短至2小時左右,助推西南地區人流、物流等要素加速流動,為區域經濟社會發展提供高效運力支撐。革命老區河池市,在提速推進“六新河池”建設之際,迎來期盼已久的首條高鐵,走進高鐵新時代,區位優勢必將得到極大提升,吸引更多產業投資和人才流入,強力推動地方文旅等產業高質量發展。
人們印象中的“生態長壽市·三姐文化城”河池,四季如春、風景如畫。但從太空俯瞰,這片3.35萬平方公里的土地,山巒疊翠,形如褶皺,是廣西喀斯特地貌出露面積最多的地區,被稱為“喀斯特王國”。
貴南高鐵澄江雙線特大橋穿越澄江濕地公園。
在河池修路難,修鐵路更難。作為西部陸海新通道的重要組成部分以及廣西、貴州境內首條設計時速350公里的高速鐵路,從規劃到開工,途經河池的貴南高鐵,始終承載著老區各族人民的期盼和向往。
2023年6月12日,貴南高鐵開始全線拉通試驗。
為讓“高鐵夢”照進現實,貴南高鐵的廣大建設者十年磨一劍,攻克穿越河池喀斯特地貌地段的諸多建設技術難題,創出多項“全國第一”“廣西第一”:
建成全國首座全自動數字仿真雙塊式軌枕智能預制廠、成功研發全國首款智能化隧道二襯澆筑臺車、在廣西鐵路建設上首次實現兩線長鋼軌同步鋪設、在廣西鐵路橋梁建設上首次應用節段拼裝梁工藝、在廣西首次應用聲光屏障工藝、在廣西高鐵車站建設上首次采用屋面層疊式設計……
如今,利劍即將出鞘。鋼軌上、群山間,試驗動車組列車猶如一道遒勁的飛白,成為“老區天塹變通途”又一鴻篇巨制的絢麗起筆。
喀斯特不再是“禁區”
“嘩嘩嘩……”2021年4月底的一天,貴南高鐵九萬大山四號隧道突發險情,大量突泥突水涌入隧道。趕到現場的項目總工程師姬傳軍,看著眼前的大水,心提到了嗓子眼。他立即指揮大家沉著應戰,對裸露出來的巖石進行加固,并加裝鋼拱架,迅速將險情排除。在該隧道歷時4年的施工過程中,這樣的突發險情,對建設者來說,幾乎成了“家常便飯”。
俯瞰建設中的貴南高鐵九萬大山四號隧道。
全長482公里的貴南高鐵,縱貫九萬大山,沿途山高谷深,橋隧占比達九成,其中,正線共設隧道108座,橋梁193座,橋隧全長共430.35公里。而且,大部分區段是在喀斯特地貌上鑿隧架橋,施工難度極大,安全風險極高。
其中,九萬大山四號隧道尤為典型。該隧道位于“中國南方喀斯特”7個世界自然遺產區之一的環江毛南族自治縣境內,全長超過1.5萬米,是廣西最長的鐵路隧道,也是貴南高鐵廣西段最長的一級高風險隧道。
在挖掘過程中,該隧道共穿越6處斷層和地質接觸帶,巖溶、瓦斯、斷層、暗河等地質現象層出不窮;共發現大小溶洞溶腔179處,平均每掘進86米就遇到一處。隧道出口附近,更有讓施工建設者們談之色變的“炭質頁巖緩傾地層”。這種喀斯特巖溶因地質條件異常復雜,遠遠超出人們的預想,加上施工難度之大、作業環境之險、要求標準之高,曾一度被稱為交通重大工程項目建設的禁區。
貴南高鐵九萬大山隧道施工現場。
為攻克施工禁區,項目建設團隊不斷優化施工方案,借助信息化手段開展科研攻關,進行長大隧道快速掘進課題研究,自主研發專利技術,通過“弱爆破、短進尺、強支護、勤測量”,超前開展地質預報和監控量測,每挖通1米就立即用混凝土澆筑,同時結合平導與泄洪洞開辟多個正洞作業面“長隧短打”,破解了生態環保、地質復雜、安全風險等一系列難題。
在“石山王國”都安瑤族自治縣,貴南高鐵的建設者則向被視為隧道“頑疾”的襯砌混凝土展開技術攻關。
長期以來,確認隧道二襯混凝土是否脫空密實、強度及厚度是否足夠,基本依靠人工監控手段來實現,容易造成混凝土“蜂窩麻面”現象,導致隧道拱頂空洞和二襯混凝土掉塊。
參建單位以喀斯特巖溶發育現象強烈的都安隧道為試點,成立智能化隧道二襯澆筑臺車工作室,創造性地在傳統隧道二襯臺車上引入三維激光掃描處理、紅外線夜視內窺儀偵測等技術,成功研發出我國首款智能化隧道二襯澆筑臺車,共取得發明專利33項、優秀工法3項。智能化隧道二襯澆筑臺車投入使用后,不僅從根本上解決了傳統施工工藝質量通病,施工人員還從傳統的11人澆筑12至14小時降至6人澆筑7至8小時。
“這個澆筑系統破解了長期以來困擾國內隧道施工的二襯拱頂混凝土脫空、不密實、掉塊等質量頑疾。”國鐵集團副總經理王同軍在貴南高鐵項目都安隧道施工現場調研時,對該項技術給予充分肯定。
據統計,貴南高鐵廣西段的44座隧道中,高風險段落有41座。在隧道建設過程中,建設單位還研發出仰拱邊墻自動布料機、水溝電纜槽一體式鑿毛機、自動雷達檢測車等智能施工裝備30多套,創新發明專利工法50余項,在全國同行業中首屈一指,為有效攻克艱險山區建設技術難題,確保隧道工程質量、施工安全和運營安全奠定了堅實基礎。
開啟“無人智造”新時代
軌枕是固定高鐵軌道軌距,承載鋼軌及列車的重量荷載,是保持高鐵線路穩定暢通的重要部件。
貴南高鐵廣西段近282公里線路全部采用無砟道床鋪設,所需的88.9萬根軌枕全部由位于金城江區東江鎮的貴南高鐵智能化雙塊式軌枕廠負責生產。
“時速350公里的貴南高鐵需穿過地質條件復雜的黔桂高原過渡帶及喀斯特巖溶峰叢洼地,要讓高速運行的列車安全平穩,對軌枕生產工藝、實物強度和產量產能,都提出了很多新的難題。”中鐵十四局河池軌枕廠項目經理羅麗軍說,在中國鐵道建筑集團有限公司以及地方黨委、政府的大力支持下,軌枕廠在加快基地建設的同時,積極與北京好運達智創科技團隊開展合作,針對貴南高鐵廣西段特殊的地質條件,對軌枕生產的數字仿真雙胞胎、智能機器人、大數據、云計算等前沿技術進行科技攻關。
貴南高鐵智能化雙塊式軌枕廠作業區在進行砼灌注工序。
“破解難題才能做成精品,做不成精品就是廢品。”羅麗軍說,經過技術人員近1年的不懈努力,2020年底,數字化智能化改造后的全新生產線開始在貴南高鐵河池軌枕廠試運行。之后通過反復調試,在國內首次實現了生產線上16個智能自動化工位的“一鍵啟停”,同時破解了混凝土精準布料等多項技術難題,建成全國首條全自動數字仿真雙塊式軌枕智能生產線。
軌枕模具精度控制在0.25毫米以內,誤差在0.5毫米以內;工人勞動強度降低80%,生產效率提高60%,軌枕強度提升50%;應用100多項國際先進專利技術,關鍵工序均無人化生產;軌枕單日產量達到1600根以上……軌枕廠在河池正式投產后,經過4個多月的調試和完善,順利實現量產。
工廠內,各類自動化設備有序運轉,軌枕的箍鋼筋、桁架筋、混凝土入模等軌枕生產作業工序全部由電腦和智能機械臂操控完成,幾乎看不到動手操作的工作人員。過去60名工人滿負荷作業也達不到的產量,在新生產線上只需12名輔助技術人員就能完成。
每根軌枕生產下線后,其大小、高度、鋪設區段等信息就會同步上傳到后臺系統的大數據庫,這就相當于為每根軌枕配備了一張“身份證”,實現軌枕生產智能化、信息化,為后續查找軌枕定位,配合施工作業提供科學依據。
2022年8月16日,貴南高鐵廣西段正式鋪軌。
“這是一座劃時代的里程碑。”2021年,時任云桂公司貴南高鐵建設指揮部指揮長周軍偉表示,這不僅是貴南高鐵全線唯一的全自動數字仿真雙塊式軌枕智能生產線,也是目前中國高鐵行業現代化、智能化程度水平最高的“無人智造”生產線,標志著中國高鐵軌枕行業已邁入智能制造新時代。
質量與環保實現“雙贏”
貴南高鐵澄江雙線特大橋全長15.5公里,是廣西最長的鐵路橋梁。大橋穿越的澄江國家濕地公園及澄江河飲用水源二級保護區,迄今已發現的陸生脊椎動物共有251種,其中鳥類160種,常見的白鷺、褐翅鴉鵑、白鵲鴿等國家保護動物對于列車運行的車燈十分敏感。
“讓高鐵與國家級保護動物和諧共處,是一道極具挑戰性的考題。”中鐵北京工程局集團貴南高鐵項目部副經理張濤說,為守護“小鳥天堂”,建設單位增加了3800萬元的工程預算,在保育區內設置長約3.7公里、高約4米的聲光屏障。
2022年3月20日,貴南高鐵澄江雙線特大橋聲光屏障工程完成施工。
空中,這項在廣西首次采用的技術,將有效阻擋高鐵列車聲光,避免對鳥類造成干擾。
地面,參建單位在廣西鐵路橋梁建設上首次采用節段拼裝梁技術,減少橋墩建設34個,減少占用濕地公園內耕地面積2200多平方米。
沿途,施工廢料、廢水經過處理后回收利用,避免對澄江河及地下水造成污染。
2021年,河池站(現河池西站)橋梁、澄江雙線特大橋分別榮獲第三屆“聯盟杯”鐵路工程BIM應用大賽一、二等獎。
“經過對貴南高鐵施工過程的長期監測,發現施工單位沒有對都安的水質和環境造成影響。”河池市都安生態環境局負責人表示,貴南高鐵建設不僅實現質量和環保的“雙贏”,也彰顯了新時代發展的速度、生命的溫度。
貴南高鐵河池西站循環利用棄土,造出百畝林。
舉目已覺千山綠,宜趁東風馬蹄疾。開工建設以來,貴南高鐵的廣大建設者聚焦艱險山區工程建設一系列技術難題,對標數字鐵路、智慧鐵路、綠色鐵路最新技術成果,啃下了一塊又一塊“硬骨頭”,清除了一個又一個“攔路虎”,其中每一個看似不起眼的部件、每一項細微的技術,都凝聚著建設者攻克新難題、創造新業績、勇攀新高峰的艱辛與付出。
歷經千錘百煉,貴南高鐵已打開了重重“山門”,響徹云霄的“復興號”和“和諧號”鳴笛聲,正將夢想化作觸手可及的現實,呼嘯而來……
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