中國最失敗的高鐵,由於選址規劃錯誤,300公里修了整整7年,造成多名工程師犧牲

菠蘿蜜 20/04/2021 09:13 檢舉

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如果問你中國最難修的鐵路是哪條?相信很多人會不約而同想到青藏鐵路,作為世界上海拔最高的鐵路,穿越多年凍土的青藏線無疑是鐵路史上的奇跡。

不過,中國還有一條比它更難修的鐵路,這條鐵路從百年前的清末就開始規劃,全線只有三百多公里卻整整修了7年(要知道,全長2600多公里的京九鐵路才修了3年而已),這就是連接宜昌到萬州的宜萬鐵路。

(一)三百多公里的鐵路上,除了隧道就是大橋

宜萬鐵路是中國中長期鐵路網規劃中「四縱四橫」之一的滬漢蓉快速鐵路客運通道的重要組成部分,也是一條以客運為主,兼顧貨運的電氣化出川運輸大通道。

線路起自湖北宜昌,終至四川重慶萬州區,全長377公里,其中宜昌東至涼霧段長288公里,一次建成雙線;涼霧至萬州段長89公里,初期為單線。在雙線地段的火車運行速度為160km/h,單線地段的運行速度為120km/h。

全線共修建隧道159座,其中I級風險的隧道有8座,形成了施工難度極高的風險隧道群,在這8座隧道中,鐵路控制性工程齊嶽山隧道的施工時間就長達6年。沿線修建橋樑253座,正線橋隧占線路總長的74%,工程總投資225.7億元,平均每公里造價高達近6000萬元。

線路沿途山高穀深,斷崖縱橫,最大高程1800米左右,相對高差200~800米,自然坡度一般大於30°。鐵路沿線有滑坡、順層、危岩落石、岩堆等不良地質,70%的區域廣泛分佈著碳酸鹽地層。

在地表之上,長江的幹流和支流將崇山峻嶺深切成長江三峽和大大小小的峽谷;在地表之下,石灰岩經過地下億萬年的溶解,成為了千奇百怪、高深莫測的洞穴。

流水的侵蝕使得沿線岩溶溶洞形態各異,地下岩溶洞穴、暗河特別發育,並由斷層連通地面和地下水系,其地形和地質的複雜程度堪稱鐵路建築之最,是有名的築路禁區。

(二)途經喀斯特山區,你能想到的地質災害這兒都有

修建宜萬鐵路過程中,為了征服險惡的自然條件,建造成本翻倍增加。那麼,宜萬鐵路需要解決哪些地質災害?它們對鐵路的修建究竟有什麼影響呢?

總結起來,有如下幾個方面:

第一個需要解決的攔路虎,就是喀斯特岩溶和密如蛛網的暗河、湧水。

宜萬鐵路地處鄂西、渝東山區,岩溶發育,類型齊全,形態各異,無論是地表還是地下,岩溶洞穴比比皆是,並且規模宏大,山體中暗河縱橫,一不小心就會發生突泥、突水的事故,危及施工人員安全。

所以,要想通過,就需要開鑿工程風險極高的隧道群,可謂步步驚心。

(看起來風景無限的喀斯特溶洞,對於鐵路卻是暗伏殺機的陷阱)

第二個需要解決的攔路虎,就是煤層瓦斯及天然氣。

宜萬鐵路穿越的地區,很多位於儲煤地層中,在修建長大隧道的時候,不可避免地會遭遇瓦斯和天然氣等易燃易爆氣體,不但危及人員健康,還會引起燃燒和爆炸,造成嚴重的生命財產損失。

第三個需要解決的攔路虎,就是高地應力和高地溫。

高地應力是開鑿隧道之時遭遇的最兇惡的敵人之一,對不同的岩層,高地應力表現為不同的工程事故。

比如對於硬質岩層而言,高地應力會產生岩爆現象,隧道岩壁崩裂飛出的岩石碎塊,威力猶如炮彈;而稍軟一些岩層,就會給隧道開鑿的洞室造成嚴重變形。

宜萬鐵路有多座隧道的埋深很大,最深的隧道埋深800米以上,引起隧道洞身岩石的溫度偏高,而高地溫產生的熱水和硫化氫等有毒氣體,會給施工人員造成很大危害,同時縮短隧道襯砌材料以及施工設備的使用壽命。

第四個需要解決的攔路虎,就是斷層破碎帶。

宜萬鐵路有多座長大隧道穿越規模宏大的區域性大斷裂帶,斷裂帶的位置、規模、性質、破碎程度、富水性、導水性等,都將直接影響到工程的施工難度和造價。

第五個需要解決的攔路虎,就是危岩落石、滑坡、岩堆、順層等不良地質。

宜萬鐵路全線多處工點都有危岩落石、滑坡、岩堆、順層等不良地質,施工難度大,安全隱患多,工程非常艱巨。

(三)攻克多項技術難題,「橋隧博物館」這樣煉成

別看宜萬鐵路沿線存在如此之多的地質災害,但是「魔高一尺,道高一丈」,工程科技人員針對這些災害,也研究採取了相應的解決措施,降低或者避免了其對工程的影響,最大限度地減少或者消除施工期間人員的傷亡與對設備的損害。

首先地質災害要防患於未然,就要採取先進的「 綜合超前地質精確探測預報技術」。

通過超前預報,可精確探明隧道開挖前突水、突泥、岩溶隱伏構造形態及規模,判釋成災類型,準確評估災害對施工的影響程度。

具體而言就是,先通過地質調查、物探等技術手段,掌握第一手資料,判斷岩溶成災徵兆,再利用長、中、短距離水準鑽孔及超長炮孔等直觀物理手段,對岩溶位置、湧水量、水壓、岩溶充填物性質及規模等進行定量探測,並將地質超前預報按照地質風險進行分級管理。

其次,針對岩溶、暗河等已探明的易發生突水突泥的地段,採取「 隧道圍岩預注漿加固及堵水技術」。

比如,對於易發生重大地質災害的突水、突泥、高壓、富水溶腔,採用輪廓線外3~8米全斷面帷幕注漿加固方案;對於一般裂隙湧水、規模較小溶腔,對工程不會造成施工危害,則採取局部注漿或開挖揭示後徑向注漿堵水方案。

(喀斯特溶洞與地下暗河連接,一不小心就會突水突泥,宜萬鐵路修建過程中,最嚴重的一次突水突泥猶如小型水庫瞬間潰壩,重達幾十噸的機械設備被沖出施工區域幾米遠)

再者,對於沿線那些具有強烈富水性和透水性,極易形成較大規模突水突泥的岩溶高壓富水溶腔,採取「 高壓富水溶腔釋能降壓技術」,即通過設置永久排水洞、與排水洞相連通的排水支洞、鑽孔、正洞溶腔臨界爆破等手段,達到排水、排泥、排石目的。

在如此險惡的自然環境中進行隧道施工,將面臨很多不可預知的風險,這就要建立一套有效的災難防范和逃生機制,以便災難來臨之前就能迅速進行預報和疏散人員,減少人員的傷亡,這種技術就是「 隧道防災預警及救援技術」。

其主要內容是,建立風險隧道安全等級管理體系,根據相關的地質預報、雨量、水量、水壓觀測及圍岩監控量測系統提供的資訊,制定風險隧道安全進洞施工條件;在岩溶隧道各作業面設置可靠的防災報警和應急照明及逃生救援系統;加強施工防災演練等。

結語

宜萬鐵路不但是中國鐵路史上修建難度最高的鐵路,在整個世界鐵路史上也是獨一無二的,工程成功穿越了20餘條暗河,30余處高壓富水大斷裂、100餘處大型溶洞,岩溶處理1088處,戰勝了100余次突水突泥石等地質災害。

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