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2009-12

科技日报:专家解读:武广高铁“高”在哪?

新闻来源: 《科技日报》 浏览次数:时间:2009-12-25

 

 

 

 

 

 

 

  ■ 新闻背景

  “从速度上讲,武广客运专线的设计速度是350公里/小时,比日本、法国都高。” 2009年12月26日,武广客运专线将正式通车,这将是全世界运行速度最高、运营里程最长的高速道路,也将成为中国高速铁路建设的教科书。这一时刻,中国铁路已经跑到了世界最快。铁道部更是公布了雄心勃勃的计划,将以北京为中心,打造1至8小时快速交通圈,绝大部分省会城市都将被纳入这个快速交通圈。中国正飞速进入高铁时代。

  从武汉到广州不到三小时,您可以像乘坐公交车一样享受城市间的旅程


  ■ 将新闻进行到底

  12月26日, 迄今为止世界上一次建成里程最长、运营速度最高的高速铁路武广客运专线将正式开通运营,其设计时速350公里,平均旅行时速341公里。

  武广铁路客运专线全长1068.6公里、总投资约930亿元,是目前我国建设线路里程最长、技术标准最高、投资最多的高速客运专线。其中,桥梁684座468公里、隧道226座177公里。全线铺设无砟轨道,采用世界上最先进的国产“和谐号”高速动车组和牵引供电、列车控制、行车指挥等系统,行车密度可达3分钟/列。武广铁路客运专线集合了我国最新、最先进的铁路建设技术,被称为“中国铁路建设史上新的里程碑”。

  ——高速度——

  394.2公里/小时:到达时间缩短7小时


  12月9日,高速动车组在武汉至广州的铁路客运专线上跑出394.2公里的最高时速,创两车“重联”制式下的世界高速铁路最高运营速度,使武汉与广州3小时通达,比原先缩短7小时。

  铁道部总工程师何华武介绍,武广客运专线将于2010年元旦前开通运营。届时,广州至武汉的时间由10小时缩短到3小时,能较好地满足旅客对快速、安全、舒适、便捷和准时的要求,满足人民群众出行的需要。初期每天可运送5万人次,高峰时期每天可运送10万—15万人次。

  ——高标准——

  路基“零沉降”:“比F1赛车道路基标准还高”


  吴成福(武广客运专线项目部经理):一般说来,铁路线下工程的重点在于桥梁、隧道等结构物,而武广客运专线的路基施工也是重要难点,在350公里时速前提下,高稳定性与高平顺性决定了路基工程必须按土工结构物对待。按规定,武广客运专线路基修好后到铺轨前最大只能有15毫米的沉降,而在运行后路基沉降允许值为零,也就是说不能有丝毫下沉,比F1赛车道路基标准还高,路基施工成为武广线的头号难点。

  为此,中铁四局施工技术人员大力开展攻关试验,在路基底部打入CFG桩、搅拌桩、粉喷桩、旋喷桩、预应力管桩等各式混凝土桩,提高地基承载力,并进行静载试验,之后,在基础上面进行路基填筑。路基填筑使用由工厂化生产出的碎石、沙、泥土等组成的专用混合填料,并严格执行路基填筑的施工工艺和流程,确保路基的密实度,实现路基“零沉降”目标。

  ——高难度——

  桥梁工程“零沉渣”:“要将混凝土与岩石无缝对接”


  薛模美(中铁四局武广客运专线新广州站项目经理部常务副经理):武广高速铁路设计时速接近飞机起飞速度,这么高的速度,任何一点小的颠簸和方向性偏差,都可能在一瞬间造成意想不到的灾难。和普通铁路不同,高速铁路对轨道沉降要求非常严格,沉降越小,轨道就越平顺,轨道越平顺,列车就能跑得越快。要想保证高速铁路最终350公里速度的工程质量,最重要一条桥梁工程要实现零沉渣。

  “零沉渣”就是整个钻孔桩和底下的岩层、石头要紧密结合,中间不能有浮土,不能有渣子,使混凝土和石头紧密结合,我给它定义成“零沉渣”。有人说,高铁技术说白了就是一门解决沉降的技术,普通铁路沉降允许15毫米的误差,但是我们却提出了更为苛刻的要求。动车运行是否平稳,其中一个关键因素在100米的地下。如果,桩基和岩床之间留有沉渣,那么,重达1000多吨的动车通过时,桩基受压就会下沉。要实现零沉降首先就要做到零沉渣。能够将混凝土与岩石无缝对接,完全咬合,实现零沉降,这在铁路施工技术上实现了零的突破,给高速运行的列车提供了平稳与舒适的保障。后来铁道部将零沉渣工艺编制了一个国家级的工法,在全国进行推广使用。

  无砟轨道“严丝合缝”:“相当于在钢筋混凝土上绣花”

  吴榃(武广客运专线新广州站项目经理部总工程师):无砟轨道是快速铁路最关键的施工环节。常规铁路都是在小块石头的基础上,再铺设枕木或水泥钢轨,但这种铁路不适于列车高速行驶。无砟轨道的轨枕本身是混凝土浇灌而成,而路基也不用碎石,铁轨、轨枕直接铺在混凝土路上。

  为满足客车高速运行时的平稳性、舒适性、安全性,在整个铺设过程中,误差精确度被牢牢锁定在1毫米以内,与旧有的有砟轨道相比,具有高平顺性、维修工作量小、运行速度快、使用寿命长等特点。

  武广客运专线运营里程1068.6公里,全程采用打磨严密的无缝钢轨。通车后旅客在火车上将很难察觉到现在火车上听到的“咣当”声。

  武广客运专线框架型板式无砟轨道试验段就是引进日本的板式无砟轨道技术。承担试验工程的中铁四局在引进吸收日本技术的基础上,结合自主创新,成功生产出CRTS I型板式无砟轨道板。这个看似简单的轨道板内部构造极其复杂的,用在钢筋混凝土上绣花来形容一点不为过。中国铁路与国外铁路的制式不同,在我国,所有列车的运行状态和信号都是通过铁轨传输的。无砟轨道板内有大量的钢筋,当列车运行时,钢筋会产生磁场和电感,干扰了信号的传输。怎么解决这一问题呢?经过上千次实验,我们找到给钢筋穿上绝缘外衣的方法,随后又先后攻克模具精度控制、钢筋交叉点绝缘、模板及预埋件的安装等一系列技术难点。

  隧道开凿创纪录:“稍有不慎就可能影响到地表建筑物

  张峰(中铁四局武广项目部总工程师):武广客运专线全线隧道总长度177公里,其中大瑶山隧道群分别穿过灰岩、板岩和砂岩,地质情况非常复杂,溶洞、暗河密布,仅3号隧道就遭遇断裂带9条。由于采用了独特的设计和新工艺新工法,大瑶山隧道群仅用了3年半就全部竣工。

  全长10.1公里的武广客运专线浏阳河隧道,位于长沙星沙开发区和新长沙县城,穿越潇湘西路、京珠高速公路等8条城市及公路主干道和浏阳河。施工难度非常大,稍有不慎就可能影响到地表建筑物,是国内第一条穿越城市、高速公路及河流的浅埋单洞双线铁路隧道,也是我国在建中标准最高和综合性施工难度最大的铁路客运专线隧道。

  浏阳河隧道工程特点及难点可以用“长、大、深、软、紧、难”六个字概括。在施工中,使用了TSP、红外线探测仪、地质雷达、超前水平钻孔等多种国内最先进的超前地质预报手段,及时指导隧道施工。同时,在对地表和洞内变形进行精密监测和数据科学分析的基础上,首次采用玻纤锚杆全断面预加固新技术,以“铣挖法+弱爆破”的施工新工法为手段,不断优化和改进施工工艺,控制了变形和沉降。

  2008年6月15日,浏阳河隧道河底段的顺利贯通,标志着国内隧道施工理念发生了革命性的改变。(文·舒郁仁 摄·胡晓民)

  ■ 延伸阅读

  感受“陆地飞行”:从武汉到广州仅用2小时54分


  早上7点56分乘坐CRH3“和谐号”从广州南站出发,11点50就到达了武汉站。武广铁路客运专线9日试运行的首列列车,1068.6公里的距离仅仅跑了2小时54分钟,创造了世界铁路运营速度奇迹。

  9日上午7点56分,记者从仍在建设中的广州南站登上武广铁路客运专线“和谐号”动车组。与当初京津城际客运专线试运行不同的是,武广客专动车组采用两车重联方式,一共16节车厢,可以搭载更多的旅客。

  动车组启动后,像短跑运动员一样很快就上了速度。8点正,时速超过200公里;8点02分,时速超过300公里;8点12分,时速超过350公里。飞机起飞时也就是这个速度。

  武广客专地质条件复杂,有226座隧道和684座桥梁。动车组在以350公里左右时速前进时,记者感到运行比较平稳,车体不晃,人也不晕。一杯水放在座椅前面的小桌板上,很少波澜。过隧道时,由于较大的压力差,人的耳膜会稍稍有些感觉。

  (新华社记者 齐中熙)  

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