黃土高原呈現鐵路基建新答卷

26日,跨越陝西、甘肅、寧夏三省區的銀西高鐵全線正式通車運行,沿線大部分地區也從手無寸“鐵”邁入“高鐵時代”。時間回溯,在近十年時間裏,中國鐵路建設者再次完成了一場“大考”。萬眾期待下,面對複雜的建設條件,他們如何克服諸多難題,交出了一份怎樣的答卷?

來自黃土地的攻堅強音

沿線地區需要一條怎樣的鐵路?立項之初,中鐵第一勘察設計院銀西高鐵設計總工程師馬文輝就在琢磨:這個區域長期處於路網空白,人流、信息流、物流等諸多需求待滿足,地質條件也相當複雜。

經過4年研究論證,方案確立為:設計時速250公里,預留時速350公里提速條件的有砟高鐵。“時速250公里,能夠節約40%的出行成本,擴大受益羣體。預留提速空間,則是為老區經濟社會長遠發展考慮。”馬文輝説。

銀西高鐵作為我國首條設計時速達到250公里以上的長大幹線有砟高鐵,適應沿線複雜的地質條件、較小的人口密度,與無砟高鐵方案相比可節約80億元的投資。

經過軟塑黃土層、溝壑梁峁、沙地等複雜地質地貌的銀西高鐵,橋隧比達到61.8%,單體工程數量是一般高鐵的2至3倍。在4年多時間裏,鐵路建設者們相繼完成了漠谷河1號特大橋、上閣村隧道等重難點控制性工程。

隴東地區的董志塬是世界最大黃土塬區,軟塑性黃土廣佈,含水量最高達33%。上閣村隧道打得格外艱難,這條“爛泥裏打出來的隧道”長6782米,耗時44個月,成為銀西高鐵“考卷”裏完成的最後一道題。

“濕陷性地質,極易坍塌、變形,施工中共發生3次塌方,5次大變形。”中鐵二十二局銀西鐵路項目部黨工委書記曲懷志説,“地下水層一會在頭頂,一會在腳下,可難壞了人。”為了攻克這道考題,專家圍繞軟塑性黃土開展研究,利用洞內帷幕注漿、地表深井降水等新技術解決了黃土層出水多、易變形的難題。

因地制宜選擇設計、施工方案,這是打造銀西高鐵這件“作品”的基本思路。在吳忠市境內,線路要穿過大片黃河灌區,地層多為粉細砂。“我們用長18.74公里的特大橋代替路基線路,避開農田、村莊及多條交通要道,採取7次跨越。”中鐵三局項目負責人賈磊説,通過攻克粉砂土樁基施工技術成倍加快了施工進度,這種規模的特長特大橋在國內也是少有的。

藉助技術創新和工藝提升突破施工難點,在銀西高鐵並不鮮見。中鐵一局銀西項目總工楊帆介紹,僅漠谷河1號特大橋一項工程中就使用了5項創新工藝,總結QC成果1項。

高鐵建設的科技新調

“高鐵要想跑起來,光鋪好路還不夠,還得依靠它的‘神經系統’。”中鐵三局電務工程總工程師姜賀彬説,“四電”工程(以通信、信號、電力及電氣化工程為主)就是高鐵的“神經系統”,時速200多公里的列車,像接力棒一樣,在不同區間傳遞,靠的就是這雙無形的手。

走進鹽池縣惠安堡車站通信機房,玻璃地板下,信號設備、傳輸電纜有序排列,通信線路關鍵節點一目瞭然。這種場景的實現有賴於BIM技術(建築信息模型)與“四電”工程的創造性結合。

原來,動工前,銀西高鐵甘寧段170個設備用房,就已經生成設備、線纜、信號等要素多維模型,“模型中,這間房子所有的東西都能以實際比例呈現,線路、設備是否有交叉碰撞都能精準顯示,使施工實現按圖索驥。”姜賀彬説。

利用BIM技術全線打造“四電”工程,在我國高鐵建設史中尚屬首次,建設功效提升約20%。甜水堡範公牽引變電所的機房裏還有一個“神器”——輔助監控屏,這台擁有30多個紅外攝像頭的設備,能實時監控站內所有電力設備運行情況,提升無人化值守能力。此外,變電所供電電源和線路的施工通過優化工藝,實現對周邊生態的保護,“我們避免了大型機械作業,施工主要依靠人工,有效保護了林區和風景區。” 國網甘肅省電力公司慶陽供電公司建設部副主任蘇繼紅説。

建護並重的綠色協奏曲

與“逢山開路,遇水架橋”的魄力相比,銀西高鐵對生態環境則顯得格外小心。“從選線到施工,我們始終繃緊保護生態環境這根弦,不管保護等級高還是低,都要細緻研究環保問題。”馬文輝説。

從西安到銀川,線路要經過大量的文物保護單位、脆弱的黃土塬區和荒漠戈壁,銀西高鐵的總體設計充分考慮到高鐵建設、運營對周邊生態環境影響,選線儘量避繞環境敏感點。

大量土方的開挖和棄土場的選擇對環境的影響不容忽視。“對於土方的處理,我們採取平衡的原則,棄土地址選擇不影響當地建設、利於恢復耕種的荒地。”銀西高鐵路基專業設計負責人苗璐説,例如沿線隴東地區溝壑縱橫,水土流失嚴重,施工單位結合慶陽市發展需要,選擇“棄土填溝”,並植樹種草、建設排水設施,不僅幫助水土保持,還為未來發展耕地打下基礎。據統計,沿線工程綜合利用土石方804萬立方米,造地675畝。

銀西高鐵還建設了許多“綠色長廊”。沿線大部分區域都做了邊坡綠化,林草植被覆蓋率達到35%,列車行駛其間,黃土上的綠色帶飛舞。在毛烏素沙地邊緣,總面積112萬平方米的防沙網格帶嚴陣以待,經過近兩年的維護,兩側流動沙丘已逐漸變為半固定沙丘。

銀西高鐵是一條輸血路,也是一條生態路。工程交響,生態協奏,多種動聽的聲音正在陝甘寧老區奏響。(記者 任衞東、馬維坤、吳鴻波、李傑、許晉豫)

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