11月26日,丽江至香格里拉铁路正式开通运营,昆明站至香格里拉站最快4小时30分可达。为了这条139公里长的铁路,2万余名建设者在崇山峻岭间昼夜奋战了9年。
丽香铁路位于云南省西北部,穿越青藏高原横断山区腹地,连通丽江市与迪庆藏族自治州。自海拔2400米的丽江站引出,铁路一路向北,经过虎跳峡时海拔下降到2000米,之后快速上升,到香格里拉站时海拔已达3274米。
丽香铁路线路走向地处印度板块与欧亚板块接触带前沿,是我国地壳构造运动最为强烈的地区之一。沿线山高谷深,最大坡度达到28.5‰,相当于长度1000米的距离,起点和终点的高差达到28.5米,地形地质条件极其复杂,建设难度国内罕见。
“我在滇西从事铁路建设13年了,见证大理至保山铁路、大理至临沧铁路、丽香铁路等一条条铁路建成通车,面对复杂的地质条件,我们每一次都要进行新的实践探索。”看到动车开进香格里拉,中国铁路昆明局集团有限公司滇西铁路建设指挥部指挥长张敏银难掩内心的激动。
丽香铁路自丽江站引出,向北经虎跳峡、小中甸镇至香格里拉,全长139公里,全线翻山越岭、桥隧相连,新建桥梁34座、隧道20座,桥隧比高达73.4%。“要想建成这条铁路,就必须打通深埋于玉龙雪山和哈巴雪山腹地的2座长大隧道。”张敏银说。
软岩大变形、高地应力、高温富水……沿线地质条件复杂,给建设施工带来不小挑战。其中施工难度最大的隧道,莫过于哈巴雪山隧道和玉龙雪山隧道。
哈巴雪山隧道全长9.5公里,为Ⅰ级高风险隧道。不到10公里的隧道,动车通过只需3分钟,但从2014年动工起,建设者却奋斗了9个年头。
“像这样集齐超大埋深、高地应力和软岩大变形等特点的隧道,国内罕见。”承建哈巴雪山隧道的中铁十六局丽香铁路项目经理部现场负责人霍二伦说,为了动车能早日开进香格里拉,再苦再累也值得。2017年,霍二伦来到哈巴雪山,目标只有一个:加快隧道开挖进度,让香格里拉群众可以早日坐上动车出行。
哈巴雪山隧道最大埋深1155米,地应力太过强大,相当于深海237米所承受的水压。一般来说,隧道初期支护与二衬钢板允许接触压力为0.5兆帕,约等于水下50米的压强。但哈巴雪山隧道施工阶段实测接触应力达到2.37兆帕,接近设计允许最大接触应力的5倍。
在如此强的地应力下施工,隧道极易出现围岩溜坍、支护变形等险情。2021年4月的一天,施工班组在隧道内突遇险情。“当时正进行喷浆作业,掌子面周围的围岩突然下落细粉,我们紧急撤出现场。”霍二伦说,不到2分钟,围岩就出现溜坍,喷涌而出的围岩将几百公斤重的喷浆机都冲出十几米。
全线重点控制性工程玉龙雪山隧道全长14.7公里,是全线最长隧道,地处横断山脉纵谷地带,共穿越6条断层。
受断层破碎带、高温富水、高地应力等高风险不良地质影响,自2014年开工建设以来,隧道先后发生突泥、涌水、溜坍230余次,单个作业面最大涌水量3.7万方,围岩大变形段落长7700余米,最大单侧变形2.3米,变形几乎以肉眼可见的速度侵入,在国内外也极为罕见,每前进一步都异常艰辛。
突泥涌水惊心动魄。“2016年发生两次大规模突泥涌水,其中一次涌水量达每小时3000多立方,巨大的突泥涌水更是把车辆和设备冲出去300多米远,抢险6个月后才恢复正常掘进施工。
高温高湿险象环生。隧道内温度长期达36℃左右、湿度75%以上,加上隧道地处高原、独头掘进长达5635米,洞内空气稀薄、通风排烟困难。中铁隧道局购置制冰机,每天往洞内运送冰块降温,优化隧道通风条件,改善作业环境,施工人员才艰难向前推进。
全程参与建设的昆明局集团公司滇西铁路建设指挥部副指挥长陈应武说:“哈巴雪山隧道、玉龙雪山隧道施工完成,代表着我国高原复杂地质隧道建设取得重大突破,为今后建设类似隧道积累了宝贵经验。”
丽香铁路在建设过程中经过了几个地貌单元,地质条件十分复杂。广大铁路建设者发扬“海拔高境界更高,标准高热情更高”的精神,集成运用我国铁路建设实践经验,攻克“断层破碎带、高温富水、高地应力大变形”等工程难题,形成一套领先的大变形控制技术措施,为我国高原铁路建设积累了宝贵经验,创造了我国乃至世界铁路建设史上的一个又一个奇迹。
丽香铁路运用“空、天、地”一体化综合勘察技术,查明沿线灾害类型和分布,针对大跨度桥梁、高地应力大变形等罕见不良地质,采取切实有效的工程措施,有效解决高原铁路路基加固防护的技术难题。
作为世界首座大跨度钢桁梁铁路悬索桥,位于云南省丽江市与迪庆藏族自治州香格里拉市交界处的金沙江特大桥,全长882.5米,主跨达660米,桥面与江面间的垂直距离约250米,相当于80余层楼房的高度,主桥采用悬吊上承式钢桁梁悬索桥,大桥两端均与隧道连接。
中跨钢桁梁架设实现“三个世界第一”:用缆索吊机吊装640吨大吨位钢桁梁在世界范围内尚属先例;吊装采用的智能化缆索吊机为我国自主研发设计,最大吊重达800吨,是目前世界上吊重最重的缆索吊机;缆塔塔顶至钢梁拼装场高差330米,是目前世界上起吊高度最大的缆索吊。
玉龙雪山隧道建设中,多次邀请国内隧道领域及相关专家到现场会诊,就变形原因、控制措施进行分析研讨,通过优化断面、调整支护参数、采用双层拱架、优化工艺工法等措施,进行大量的方案研究与探索实验,最终形成一套大变形控制技术措施,大大提升了施工进度,获得16项国家实用性发明专利和一大批省级科研工法。
哈巴雪山隧道建设期间,邀请众多专家深入隧道“把脉问诊”,最终采用超前中导洞贯通释放地应力、后二次扩挖至正洞,并对正洞支护进行加强的施工方案,推动隧道建设。“优先开挖中导洞,有效释放地应力,也就是在隧道正洞位置挖一个比正常断面小一点的洞,使地应力释放后再扩挖至正洞断面。”陈应武说。
丽香铁路地处高海拔地区,面对高海拔氧气稀薄,特长隧道多、线路坡度大、单线铁路作业空间狭小等难题,铁路部门统筹资源力量,协调设计、施工、监理和科研单位开展技术攻关,优化资源配置,创新施工工艺,结合现场实际工况改造机械设备,创造了高原铁路单日铺轨8公里的纪录。
CR200J1-D型复兴号动车组是一款针对丽香铁路沿线高原、高寒环境设计的动车组,最高运营时速160公里。动车组整车涂装以“中国白”为底色、“中国红”为腰带、“国槐绿”为窗带,用长城灰进行点缀,整体外观大气优美。车体外观采用了符合空气动力学的流线型外形,减小运行阻力。动车组采用鼓型车体,车厢更加宽敞,能够为旅客提供更舒适的旅行空间。
为适应丽香铁路特殊运行条件,整列动车组提升全车密封性能,增加压力波保护控制系统,能够在列车出入隧道或会车时,根据头车信号及时关闭空调新风口和废排风口,避免外界空气压力急剧变化对车厢旅客造成不适,提高乘坐舒适性。同时,因高原地区沸点降低,电热开水器增设自动保温及低温排水功能,能保证储水箱水温达到95摄氏度以上,提升旅客供水品质。
昆明局集团公司车辆部客车科科长王铭初说:“该动车组多项技术填补了行业空白,达到世界领先水平。”
中国铁路昆明局集团有限公司融媒体中心
文字|张伟明
原标题:《丽香铁路:创造高原铁路建设史上的奇迹》
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