世界最長(zhǎng)海底高鐵隧道，甬舟鐵路后的技術(shù)助力

今年7月底，鐵四院勘察設(shè)計(jì)的“隧道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與金塘海底隧道關(guān)鍵技術(shù)方案”通過了專家組評(píng)審，這標(biāo)志著世界最長(zhǎng)海底高鐵隧道的技術(shù)方案已準(zhǔn)備就緒。8月?lián)嚓P(guān)媒體報(bào)道，繼港珠澳大橋后，又一項(xiàng)挑戰(zhàn)世界難題、突破科技壁壘的超級(jí)跨海工程——甬舟鐵路項(xiàng)目準(zhǔn)備開建。那么，究竟有何難題，讓技術(shù)方案設(shè)計(jì)用時(shí)兩年？被稱為港珠澳大橋?qū)\生“鐵路版”的甬舟鐵路，都涉及了哪些先進(jìn)科技，它會(huì)像港珠澳大橋一樣建成后驚艷世界嘛？

基本介紹:

甬舟鐵路西起寧波東站，利用既有線路到邱隘站后，新建線路向北引出，經(jīng)寧波市鄞州區(qū)、北侖區(qū)，至舟山市金塘島、冊(cè)子島、富翅島及本島，東至定海區(qū)白泉鎮(zhèn)設(shè)舟山站。相對(duì)于中國(guó)四通八達(dá)的高鐵網(wǎng)，長(zhǎng)度為76.396千米的甬舟鐵路或許不值一提，但就鐵路施工與運(yùn)行環(huán)境來講，地質(zhì)條件、高水壓、海中對(duì)接等一些世界級(jí)難題，使甬舟鐵路成為目前世界控制因素最復(fù)雜、越海橋隧工程技術(shù)難度最大的鐵路。

世界之最:

甬舟鐵路線路不足百公里，卻將誕生“一隧”“一橋”兩項(xiàng)世界之最：全長(zhǎng) 16.18千米的金塘海底隧道，建成后將成為世界最長(zhǎng)的海底高鐵隧道；主跨1488 米的西堠門特大橋，將成為世界同類項(xiàng)目中跨度最大的公鐵合建大橋。

富翅門跨海大橋的位置風(fēng)大、浪高、裸巖、水深，建設(shè)條件復(fù)雜，也有兩項(xiàng)世界之最：主跨388米，是世界上最大跨度的高低塔公鐵平層斜拉橋；主梁寬度56.5米，是世界上最寬的挑臂式鋼箱梁。

科技助力:

對(duì)比全長(zhǎng)6.7千米的港珠澳大橋越海隧道，甬舟鐵路段的金塘隧道全長(zhǎng)達(dá)16.2 千米，且采用了鐵路盾構(gòu)結(jié)構(gòu)，這意味著全線的五分之一都將沉在東海海底。長(zhǎng)度的簡(jiǎn)單增加看似輕松，但工程背后從量變到質(zhì)變的難度跨越，都在挑戰(zhàn)科技和工程的極限。

金塘海隧道建設(shè)中，盾構(gòu)機(jī)起到了至關(guān)重要的作用。盾構(gòu)機(jī)全名盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)，作為一種隧道掘進(jìn)的專用工程機(jī)械，它具有開挖切削土體、輸送土碴、拼裝隧道襯砌、測(cè)量導(dǎo)向糾偏等功能，因此是海底隧道建設(shè)不可缺少的工程機(jī)械。盾構(gòu)機(jī)的一大特點(diǎn)是能夠“量體裁衣”，隧道中段位于巖土復(fù)合地層，硬巖與粉質(zhì)黏土的結(jié)合使常規(guī)盾構(gòu)變得困難。為了克服地質(zhì)條件帶來的困難，設(shè)計(jì)研發(fā)團(tuán)隊(duì)選用復(fù)合式泥水平衡盾構(gòu)機(jī)，同時(shí)專門進(jìn)行大量的模擬實(shí)驗(yàn)研究，選擇出適合在巖土復(fù)合地層使用的盾構(gòu)刀具參數(shù)。

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在巖土復(fù)合地層使用的盾構(gòu)刀具參數(shù)

主跨長(zhǎng)達(dá)1488米的西堠門特大橋，是國(guó)內(nèi)跨海大橋建設(shè)中首次采用“沉井基礎(chǔ)”技術(shù)方案的。所謂沉井基礎(chǔ)，是先在地表制作成一個(gè)井筒狀的結(jié)構(gòu)物（沉井），然后在井壁的圍護(hù)下通過從井內(nèi)不斷挖土，依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后再經(jīng)混凝土封底并填塞井孔，使其成為橋梁墩臺(tái)或其他結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)。西堠門特大橋的設(shè)計(jì)沉井基礎(chǔ)直徑達(dá)58米，為目前國(guó)內(nèi)最大水深、最大直徑的設(shè)置沉井基礎(chǔ)。

另外，三維物探、海上鉆井平臺(tái)、長(zhǎng)距離雙頭掘進(jìn)等一系列的技術(shù)探索，才使得甬舟鐵路設(shè)計(jì)方案得以通過，港珠澳大橋鐵路“孿生版”將作為中國(guó)基建的又一個(gè)代表，驚艷世界。

參考資料：

[1]新建寧波至舟山鐵路環(huán)境影響評(píng)價(jià)信息公示.浙江省人民政府,2020.08.14.

[2] “鐵路版”港珠澳大橋，正式上馬！.中國(guó)鐵建,2019.03.03 .

[3] 一條越海高鐵誕生兩個(gè)“世界之最”.中國(guó)鐵建,2020.08.06 .

[4] 甬舟鐵路又有最新進(jìn)展.澎湃新聞,2020.08.19.

[5] 于文杰,丁新,張安靜,竇國(guó)濤.沉井基礎(chǔ)應(yīng)用及試驗(yàn)?zāi)M[J]. 河南科技,2020,19:116-118.

[6] 閆富有,地下工程施工[M],黃河水利出版社,2018.08,141.