跨越阻隔,实现通联是人类一直努力的方向。新中国成立70年来,我国工程建设者发奋图强,从翻山过岭到穿海过江,掌握了复杂地质、气候条件下隧道及地下工程成套建造技术与经验,达到了世界领先水平。条条“长龙”钻江入海,随着一个一个“网红隧道”的建成,中国在交通与工程领域中跃上越来越高的台阶。
港珠澳大桥海底隧道
交通工程中的“珠穆朗玛峰”
目前世界最长、埋入海底最深、单个沉管体量最大、设计使用寿命最长、综合技术难度最高…….这些“世界之最”当之无愧属于港珠澳大桥海底隧道。
“一桥飞架三地,大海变通途”。茫茫伶仃洋海面上,两个大型人工岛连接着隧道和桥梁,构成了港珠澳大桥核心控制性工程——岛隧工程,因为其综合技术难度在世界上首屈一指,也被称为交通工程中的“珠穆朗玛峰”。
“这样一个超级工程是史无前例的,我们在建设过程中遇到了非常多的世界难题,在整个港珠澳大桥岛隧工程里我们攻坚克难,完成了100多项专项实验研究,形成了500多项技术专利。”港珠澳大桥岛隧工程副总工程师刘亚平表示。
为何港珠澳大桥不全部采用桥梁结构,而要建设一条难度顶级的6.7公里长的海底隧道?
港珠澳大桥海底沉管隧道全长约6.7公里,最深处位于44米深的海底。33节沉管每个标准管节长180米,最大排水量8万吨,仅仅这样一个单个标准管节比一艘巨型航母排水量还大。如何实现万吨沉管在海平面以下13米至48米不等的水深处无人对接,对接误差控制在2厘米以内,刘亚平说这无异于“海底穿针”。
从2013年5月2日首节E1沉管开始浮运安装到2017年5月2日最终接头安装,大桥建设者们整整花了四年。在没有任何先例参考的情况下,大桥建设者先后攻克深水深槽、大径流、强回淤、曲线段等世界难题,创造了“一年十节”的中国速度。“即使在世界范围内,沉管隧道尚没有100%不漏水的纪录。然而,港珠澳大桥隧道在世界范围类似机构中,第一次做到了滴水不漏。”
从西人工岛缓缓驶入海底隧道,大约10分钟后从东人工岛驶出,驶上大桥香港段。在这段看似“与世隔绝”的隧道内,为保证行车安全,隧道分左右两个行车洞,中间有1个服务管廊,三者之间各自封密相互独立,互不干扰。
“海底隧道一旦发生着火,着火点前后300米范围内的视频监控镜头会马上把事故现场视频、图片回传到港珠澳大桥监控系统,监控大厅会立即发出声光报警信号。”港珠澳大桥监控中心主任宋小东表示,一旦工作人员确认着火事实,消防灭火系统便会按照预定模式启动联动灭火。救援力量驻在东西人工岛上,会第一时间进行救援。
在监控大屏幕上,可以看到整个大桥的可视化三维处理图,甚至连大桥上路灯的照明情况都可以准确检测到。“全桥共有524个摄像头,他们就像大桥的眼睛一样每时每刻关注着各个角落,实现监测的全覆盖。每一台摄像头的实时图像都可以随时被调出。”宋小东介绍。
整个隧道行驶时间大概10分钟左右,在40多米深全长6.7公里的海底隧道里行车,“头顶”40米深海水却没有因为高压等环境因素感到不适,而且手机信号全程畅通。“沉管隧道两个行车洞,空气流通方向按照车流方向由洞顶上的多组大型悬挂式射流风机呈送,该风机既可以吸入洞外的空气,也可以排出洞内的汽车尾气。经过通风处理,隧道内温度一般维持在26摄氏度左右。”刘亚平说。
武汉长江公铁隧道
“万里长江公铁第一隧”
61年前,横跨长江两岸的武汉长江大桥,实现了上层走汽车、下层跑火车的壮举。一个甲子之后,在下游的长江江底深处,武汉长江公铁隧道又成为世人关注的焦点。
被誉为“超级工程”的武汉长江公铁隧道是公铁两用隧道,通过在隧道内建设内衬结构,实现地铁与汽车的分离运行。项目设计方——中铁第四勘察设计院集团有限公司城市轨道与地下工程设计研究院副总工程师孙文昊介绍说,按原设计方案,公路和地铁隧道分开建设,就需要选择两条过江通道。因武汉过江通道资源稀缺,除了从汉口三阳路到武昌秦园路外,附近再无合适线路可选,为最大限度地节约资源,决定釆取公铁合建设计。
提起这条隧道,一连串的定位让人应接不暇:世界上首条公铁合建的盾构法隧道、国内在建最大直径的盾构法隧道。然而,世界级的工程却对应着世界级的难度:隧道挖掘出来的土方约有100万立方米,出土量相当于建造一座上海金茂大厦的建筑体量;1360米长的“泥岩+砾岩”复合地质让盾构机举步维艰,最慢时掘进长度仅为每天2米……
“做完这条隧道再回头看以前的越江工程,就相当于小学测验和高考的区别。”武汉地铁集团二级项目经理倪正茂感叹道,盾构机始发不久,就遇到复杂地质状况:江底同时分布着强度极高的砾岩和黏性极大的泥岩,两者如同“钻石层”和“年糕团”,一方面快速磨损盾构机的刀具,另一方面又结成泥饼贴在刀盘上,大大增加了盾构机地下切割的难度。
项目部负责人说,从2016年4月盾构始发到2018年,两年时间里,共有4000多把各式刀具被更换下来,换刀总次数接近300次。“这也是无法想象的事情!一般的越江盾构工程只需要换3次刀就足够了,我们这次却接近别人的100倍。”倪正茂说,工程人员查阅文献资料,发现全球范围内没有可参考的经验。2017年8月6日午夜,经过两个月改造的盾构机开始复推,当天掘进距离即达到4环8米。大家击掌相庆,吃下了几个月以来最香的一顿饭。
武汉素有“百湖之市”之称,考虑到武汉的地理环境和雨季较长的特点,隧道还设置有10处厚度近半米的防淹门,万一遇到不可抗的外力而遭到破坏,防淹门可拦截江水,防止江水经隧道“倒灌”城市。在隧道盾构管片间还釆用两道防水条防水,可保证隧道100年不漏水。
厦门翔安海底隧道
中国内地第一条海底隧道
穿越碧波万顷,驰骋海底世界。2010年4月26日,中国内地第一条海底隧道——厦门翔安海底隧道建成通车。深入海底70米,瞬间拉近岛内外距离,从厦门本岛到翔安区,只需要短短的10分钟——近年来,作为厦门跨岛发展的重要纽带,翔安隧道深远地影响了厦门的城市格局、人民生活,为厦门经济、人文、社会发展注入强劲动能。
不少家住岛内、在翔安上班的市民,回想起多年前的“上班之路”,总会用“艰辛”两个字。
在翔安区民政局上班的邱蓓蓓回忆说,当时从岛内到翔安只有厦门大桥和厦门海堤两条通道,每天一大早她都得先搭车到火车站,乘坐早上6点开往翔安的班车,途经思明、湖里、集美、同安,再到单位,单程就要两个多小时。即使走高速,也只能缩短一二十分钟。
出岛不便,翔安的市民进岛同样麻烦。翔安的郭建居说,在翔安隧道开通前,当地人最害怕的就是生病——从后村到岛内的大医院要两个多小时的车程。
“风头水尾、土地贫瘠、交通闭塞”,这些是当年翔安的形容词。跨岛发展,交通须先行,翔安隧道的建设提上日程。
翔安隧道不仅是我国内地第一条大断面海底隧道,也是第一条由国内专家自行设计的海底隧道,还是世界上第一条大断面钻爆法施工的海底公路隧道。修建这样一条有着诸多“之最”的隧道,对当时的建设者无疑是一个巨大的考验和挑战。
工程建设须穿越陆地、浅滩和海域三种地貌,地质条件极为复杂,重特大级危险源极多,路桥集团的建设者介绍,翔安隧道拥有三大世界罕见难题——世界上覆盖层最浅的海底隧道,最薄处5.7米;行车主洞开挖断面面积达170.7平方米,在世界海底隧道建设史上尚属首例,当时全世界已建、在建的跨海隧道有20多条,都是小断面;软弱围岩(俗称烂泥巴)、富水砂层、风化槽(囊)这些不良地质段规模之大也为世界罕见。
历经8年的前期研究和4年8个月的艰苦奋战,建设者共组织攻克了30余项科研实验课题,12次成功穿越海底风化深槽,顺利实现了翔安隧道预定的安全、质量等控制目标。
2010年,翔安隧道建成通车。自此,厦门的东通道打通,厦门岛内和翔安的距离拉近,进出岛路线从“U”形拉成直线,时间从原来的2小时缩短到了10分钟。
邱蓓蓓家住湖里康乐一带,如今,她每天早上7点25分准时从家里出发,开车前往翔安上班。一上仙岳高架桥,途经翔安隧道、翔安大道,全程无红绿灯,半小时左右直达位于新店的单位。
翔安隧道建成通车以来,运营情况良好,使用功能完好,形成了厦门从海上到海底的全天候立体交通格局。根据相关统计,目前翔安隧道双向日均车流量接近10万辆,被誉为利用率最高的隧道之一。
西藏米拉山隧道
世界海拔最高公路特长隧道
今年4月26日,平均海拔4740米的高海拔特长公路隧道——拉林高等级公路米拉山隧道正式双向通车,这使往返西藏自治区拉萨和林芝两地的单向车程时间从8小时缩短至5小时。对于许多自驾游爱好者来说,无疑是一个激动人心的消息。
米拉山同时孕育了两条有名的河流——拉萨河、尼洋河,所以被称为神山。米拉山海拔在5000米以上,气温较低,下雪要比其他地方早,每年从10月就开始下雪,一直持续到次年4月。米拉山隧道自2015年4月1日开工建设,项目起于工布江达县加兴乡G318东侧,止于墨竹工卡县日多乡念村,路线全长18.181千米。隧道左线长5727米、右线长5720米,斜井长1045米。隧道进口海拔4752米,出口海拔4774米,斜井井口海拔4889.6米。中铁二局拉林公路米拉山隧道项目经理部相关负责人介绍,米拉山隧道的建成通车,使翻越米拉山的18公里路程缩短至5.7公里,实现了林芝至拉萨的全线高等级化,进一步优化了西藏干线路网结构,改善了交通运输环境。
这条双向四车道的绝美公路,大体沿318国道线或尼洋河路线展开,部分路段更平行于国道G318拉林段,一头连接着充满雪域人文风情的“日光城”拉萨,一头连接着风景秀美的“西藏小江南”林芝,其间还串起了一个个大小景点:不仅有尼洋河、雅鲁藏布江大峡谷、南伊沟等生态风光,还有布达拉宫、松赞干布出生地、莲花生大师修仙洞等人文景点……不仅如此,与许多全封闭的高速公路不同,这条公路不仅不收过路费,还能中途停车欣赏风景。譬如在达孜县巴嘎雪湿地附近,高速路旁专门设置了一个观景台,可领略巴嘎雪湿地的风景和不远处的金色池塘。
中铁二局米拉山隧道项目经理龚彬介绍说:“为确保隧道安全优质建成,项目部在施工过程中针对西藏特殊地质,加大科技创新,取得技术突破10余项,有效解决了米拉山隧道极寒地区施工,岩层破碎变化频繁、涌水量大等施工困难。”
(综合新华网、央广网、搜狐网、厦门日报、中国西藏网等相关报道)