今年5月,記者探訪濟南西站。本報記者 王海欣 攝
海口網消息6月7日?? 從最初的五年工期到實際兩年7個月完成鋪軌,京滬高鐵再改高鐵建設速度記錄這個時間,在國外建設高鐵時,還不足留給路基自然沉降。
按照時速380公里的設計要求,京滬高鐵線路建成百年內,沉降要控制在5毫米以內。如果超出這個限度,輕者會舒適度降低,重者可能會出現列車脫軌等安全事故,后果不堪設想。
這是一個空前嚴苛的要求在工期一再縮短之下,如何保證安全?如果沉降超標,如何補救?
工期為何不斷縮短
拆遷滯后 運營提前
2008年4月18日,京滬高鐵正式開工。
不久,中國水電四局有限公司京滬高鐵項目部進駐山東大汶河特大橋現場。
最初,副總經理兼總工程師羅卿按照5年工期,做出了施工方案。但方案還沒有報出去,京滬高鐵建設的整個工期就改了。
“改成了4年,我們就照著4年工期再做施工方案?!绷_卿記得,最后批復下來的工期是4年。
這也并非京滬高鐵建設的實際工期。
根據官方公布的資料,京滬高鐵全線2010年11月15日鋪軌完成;2011年5月11日,京滬高鐵進入聯調聯試試驗階段。
工期一再縮短的原因何在?鐵路內部人士介紹,一方面是拆遷占用時間較多,另一方面是京滬高鐵通車的時間不斷提前。
最初,媒體報道稱京滬高鐵將于2013年開通;此后,鐵路人士稱“京滬高鐵能趕上2012年的春運”;不久,鐵路系統傳言京滬高鐵將在今年國慶節開通運營;直到今年初,鐵道部部長盛光祖宣布,京滬高鐵將在6月底正式開通運營。
羅卿所在的項目,線下工程的工期也不到3年。
趕工期下如何完成任務
“蜂窩”打孔 “桑拿”制墩
為了趕工期,各種發明“層出不窮”。
京滬高鐵線路經過的大汶河地下是典型的巖溶地區,既有堅硬的石灰巖,又有呈“糖葫蘆”狀一串串的溶洞??绱筱牒哟髽虻臉蚨眨仨毥ㄔ谒鼈兩厦?。
建橋墩的施工必須避開汛期。因此,冬天至夏天前是他們施工的黃金時間。羅卿和他的項目部在設計線路東側修了一條施工用的大壩,壩下安裝涵管,讓水從涵管下通過。
根據地質勘探資料,項目部請了一個專業的鉆孔樁隊伍,由他們負責在河床下的巖石上打樁,以便建立橋墩。
鉆孔樁隊伍帶著各式裝備進場了。幾天后,羅卿到現場一看,工人都走了,連裝備也都運走了,“招呼也不打,錢也不要了”。
項目部又請了兩個專業鉆孔樁隊伍。同樣,干幾天就撤了。
羅卿細問才知道,這些專業鉆孔樁隊伍用他們的方法打孔,直徑1.5米的鉆孔24小時才打進去兩三厘米,“這活兒沒法兒干”。
羅卿所在的公司是干水利工程起家的?,F場施工負責人郝長福根據水利施工展開聯想,在鉆孔樁位置采用更細的鉆孔在巖石上先打洞,將巖石打成“蜂窩煤狀”,叫做“預鉆”。然后,再用較粗的鉆機打樁。
多次試驗之后,他們得出了最佳的鉆孔直徑和鉆孔數量,“打洞”效率明顯提高。在大汶河特大橋部分橋墩的12根樁基中采用這種方法,施工時間最大縮短553小時,平均縮短309小時。
此后,“預鉆法”施工被評為京滬高鐵優秀施工工法,被推廣到荊河特大橋和羅而莊特大橋上,平均每根樁縮短196小時。今年初,這一工法獲得國家知識版權局發明專利。
架橋施工有多個環節,一步沒完成,后面的都受阻。羅卿說,橋墩架好后,要等待墩身的混凝土達到一定強度,才能在上面架梁。一般情況下,這個過程需要4周左右。
為節省時間,羅卿的隊伍想到給橋墩“蒸桑拿”:在墩身四周搭建保溫棚,在棚內加熱,使其溫度提高。
“通過提高墩身環境溫度,加快混凝土水化反應速度,從而提高其強度”,羅卿說,通過這一方法,墩身具備架梁條件的時間從4周縮短為1周。
如何防止沉降
人工碾壓 以橋為路
諸多“發明”助力,京滬高鐵以超乎尋常的速度竣工。
與之相伴,超快速度下的安全隱憂也被專家重視。北京交通大學教授趙堅表示,最大的問題在于高速鐵路修了后,它會自然沉降。國外的解決辦法是什么呢?就是修了這條鐵路,放在那兒,經過四年、五年沉降,然后再運行,或者再做一些工作。
一名長期在鐵路施工一線的負責人介紹,國外高鐵建設工期差不多要10年,路基做好后,自然沉降至少要兩三年。我國高鐵建設工期短,沒有那么長的時間讓路基自然沉降,因此,采用了很多工程措施。
京滬高鐵80%的線路是以橋代路,用很深的、堅固的橋墩來規避可能的沉降。羅卿說,大汶河特大橋橋墩最深的達54米,相當于18層樓高。
更大的擔憂是在路基上。北京鐵城建設監理有限公司副總經理李克賢說,山東段青后莊附近地基很軟,路基做完后,進行了沉降監測,發現它沉降達到50毫米,大大超出標準。其后,監測的結果仍不理想。一年左右,沉降直奔60毫米而去。
沉降不穩定,就不能鋪軌。專家“會診”的意見是,當初對地基處理時的“強度”不夠。因此,要求對該路段“加載預壓”,相當于“在路基上站上幾個胖子,將它壓實”。采取這一措施后,監測結果顯示該路段已趨于穩定。
李克賢所在的北京鐵城建設監理有限責任公司負責監理京滬高鐵近270公里的建設任務,從黃河橋以南直到徐州市賈旺區。在施工單位自設沉降監測點之外,監理公司在重點路段另設三個評檢監理小組,專管沉降監測。
李克賢說,京滬高鐵的路基修好后,要經過一個冬天、一個夏天的自然沉降。經過夏天的雨水浸泡、冬天的墑凍,土會變得比較緊密。
前述的鐵路施工一線負責人介紹,因為拆遷等因素影響,真正留給建設單位施工的時間往往不斷縮短。因此,考慮給一年的自然沉降時間,個別的路段并不能做到。
自然沉降時間不夠,怎么辦?施工部門就采取各種施工措施人工壓實,包括碾壓等等?!叭绻麖陌踩慕嵌戎v,自然沉降最好,用了措施就可能有破壞”,該負責人表示,施工也是“純天然的好”。
如果沉降超標怎么辦
路基下陷 可調墊板
李克賢說,通過評估的路段,其沉降都必須穩定,但穩定不是絕對不沉降。鐵路正式運營后,路基可能還會沉降,這叫“工后沉降”。按照京滬高鐵時速380公里的設計要求,這個工后沉降的數值不能超過5毫米,時間跨度是100年內。
如果超過了5毫米會怎樣?高速運行的列車可能會因為路基不平而出現脫軌等安全事故,后果不堪設想。
事實上,京津城際曾被曝路基經雨水浸泡后,出現下陷的情況。
在傳統的有砟軌道鐵路上,如果路基下陷,在路基上直接填上碎石等填料即可。京滬高鐵是無砟軌道,不可能采取這一方法。
李克賢介紹,京滬高鐵的軌道板和鋼軌之間,有三層東西:塑料墊片、彈性墊板、鋼墊板。如果路基下沉了,鋼軌是不能變的,可以改變的是這三個部分。比如目前的鋼墊板一般是10毫米厚,可以換成20毫米厚的。在京滬高鐵聯調聯試試驗階段,調整的是塑料墊片的厚度。這是預防沉降的方案。
這并不是萬能的。李克賢說,目前通過鋼墊板等允許的最大調整厚度是1厘米,幾十年內,最大調整厚度可能是5厘米。
因此,工程質量必須不能出現超出這一范圍的問題。
預防沉降必須加強監測。京滬高鐵制定了嚴格的沉降監測制度,線路建好后,多達數百處的監測點也要隨時報告監測數據。
趕工期情況下,京滬高鐵是否會出現沉降等危險?北京交通大學教授趙堅表示,京滬高鐵主要通過人工壓實來應對,“安全上不是問題,至少最近不是問題”,“只要監測好了,將來也不是問題”。
如何防止異物墜入
兩側封閉 全線監控
京滬高鐵線路兩側都已封閉,可防止牲畜跑入,也可以防止與轎車等相撞,但無法防止飛鳥闖入,也無法阻止空中掉下的雜物。如果有石頭等雜物墜入鐵軌,對高速運行的列車而言,后果是災難性的。
北京交通大學軌道交通控制與安全重點實驗室主任唐濤介紹,高鐵上方有立交橋,就有可能墜入一些異物。如果等司機發現這些異物再采取制動措施,顯然是來不及的。為此,京滬高鐵全線建立了視頻監測系統。在立交橋等重點部位,都建立了視頻、紅外等監測設施。一旦發現有異物,鐵路工作人員會立即清理,并將信息通報臨近的列車。此外,高鐵與周邊物體還有一定的隔離距離,可防止人們往軌道內扔異物。
千里京滬 一軌相連
火車為何不再“咣當”響
與傳統的鐵路線路不同,運行在京滬高鐵上的列車不會發生“咣當咣當”的響聲。為什么?
北京鐵城建設監理公司副總經理李克賢介紹,京滬高鐵全線是無縫線路,就是一根軌,沒有縫隙。鋼軌從鋼廠出來時,是100米一根。拉到焊軌基地后,每5根焊到一塊兒;運到施工現場,再每4根焊到一起,長度到了2公里。最后,這2公里長的鋼軌還要被焊接在一起,叫“鎖定焊接”。因為鋼軌在溫差大時會有伸縮,京滬高鐵要求“鎖定焊接”要在鋼軌的溫度20℃至26℃之間進行,具體到某一段,溫差不得超過2℃。
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