汕汕铁路时速350km海底高铁隧道 挑战世界级技术难题

编辑︰言嘉庸

  汕汕高速铁路起自广汕铁路汕尾站,终至广梅汕铁路汕头站,设计行车时速350公里,全长约162公里,全线设有7座车站,计划于2023年3月通车。作为重点工程,汕汕铁路是国家“八纵八横”沿海时速350公里高铁通道的重要组成部分,也是粤东地区联系粤港澳大湾区的重要通道,通车后汕头至广州的行程有望缩短至1.5小时左右。

汕汕铁路关键工程 海底隧道建设环境严苛

  汕汕铁路自2018年12月开工建设,其中汕头湾海底隧道是全线最关键的工程项目,也是国内外首座设计时速350公里的大直径海底高铁隧道,建设难度及风险控制均为世界之最。

  据汕汕铁路项目隧道专业负责人介绍,这座海底高铁隧道要在高烈度地震区穿越17条断层破碎带。又因为长距离位于高水压风险区域,隧底最大水压可达0.97兆帕,水在这样的强压力下,可形成高达97米的水柱,创下中国水下隧道之最。在承受高水压渗透作用的同时,还要适应规范最高等级氯盐侵蚀环境及盐类结晶环境,两者的耦合作用导致海底隧道服役环境更为恶劣。

  工程地质条件复杂是另一大难题,地质勘测条件显示,隧道先后穿越淤泥及淤泥质粘土地层、淤泥与花岗岩软硬不均地层、软硬岩软硬不均地层以及全断面弱风化花岗岩地层,工程人员将这段隧道的开挖过程比喻为“先切豆腐后磨生铁,软硬夹生”。

大盾构施工作为最先进的隧道挖掘方式,凭借快速、方便、安全的优势,广泛应用于铁路、公路、地铁等隧道工程中。大湾区在建的3条高铁——汕汕、广湛、深江铁路,都采用大盾构隧道施工。图为汕汕铁路工程配备的“永平号”混合式盾构机。(图片来源:中国铁路微信公众号)

 汕汕铁路配备开路先锋“永平号”盾构机

  工欲善其事 ,必先利其器。为提高隧道挖掘效率,施工队量身打造了一个开路先锋——“永平号”混合式盾构机,刀盘开挖直径14.57米,是目前世界最大直径高铁海底盾构隧道。

  此外,“永平号”滚刀刀间距由传统的100毫米压缩至90毫米,如同一颗颗用钢铁打造的“牙齿”,可以有效磨碎岩石,提高掘进效率。滚刀配备全自动检测系统,这些在大直径盾构隧道施工中均为首次应用。

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汕汕铁路工程量身打造的“永平号”混合式盾构机更适应于高水压、高地震烈度复合地层大直径海底隧道掘进。(图片来源:中铁十四局影片截图)

  修建海底隧道困难重重,为甚么不选择架桥或者绕路?汕汕铁路项目隧道专业负责人对此解释称,线路位于汕头港出海口附近,毗邻电厂,架桥会严重限制港口货轮和运煤船通行。此外,相比海上桥梁而言,隧道方案可有效规避台风威胁,抗震性能也优于地面结构,运营服役期间还可以降低对海洋环境及航道通行的影响。

  至于绕路方案被否决,是由于其曲线半径不能满足时速350公里列车运行的曲率要求,也不能实现规划的路网功能。

汕汕铁路可大大加强闽粤两省间及珠三角与海西、长三角地区间的联系,有利于完善粤东沿海地区经济布局。(网上图片)

  汕汕铁路开通后,向西连接广汕铁路,向东连接汕漳铁路,将在珠三角、海西、长三角之间构筑一条南北走向的客运通道,填补沿海通道纵向千余公里无时速350公里高铁布局的空白。

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