高铁修到百米海底 探访全国最大水压最大埋深海底隧道
高铁修到百米海底
探访全国最大水压最大埋深海底隧道
逢山开路,遇水架桥,这对铁路建设者来说已是家常便饭。若要穿山越壑,潜江入海,能否依然沉稳应对?在广东虎门珠江入海口,建设中的深江铁路珠江口隧道正在书写“答卷”。
深江铁路途经深圳、东莞、广州、中山、江门5个地市,是中国“八纵八横”高铁网沿海通道的重要组成部分,也是对接服务“一带一路”倡议、支持粤港澳大湾区和中国广东自贸区建设的重大交通基础设施。作为深江铁路全线重点控制性工程,珠江口隧道连接东莞与广州南沙。隧道全长13.69公里,为单洞双线高速铁路,设计时速200公里,是目前我国最大水压最大埋深海底隧道。
自2020年7月开工建设以来,珠江口隧道工期已持续3年有余。这条海底全新“大动脉”是如何修建的?背后依靠哪些技术支撑?记者走近建设中的珠江口隧道。
海底最大埋深115米、水压高至1.06兆帕,长距离穿越多种复杂地层
施工难度在全世界范围内都是罕见的
广东东莞、广州隔珠江口而望,这一次它们因珠江口隧道变得更加紧密。根据线路规划图,隧道从东莞滨海湾站入地穿越珠江口,在广州南沙万顷沙镇上岸。待建成后,往来两地不过4分钟车程。
许多人不知道的是,4分钟的快捷背后是长达10年的方案论证比选。
跨越江河湖海的方式很多,桥梁、桥隧、岛桥隧或隧道皆可行。深江铁路选择以全程水下隧道方式穿越珠江口。
据相关资料显示,珠江口隧道海域段长约11.05公里,最大埋深115米,接近40层楼高。随着深度加大,水压也在不断增强。盾构机施工时承受的极值达1.06兆帕,超过10个标准大气压,相当于在指甲盖大小的面积上承受10.6公斤的压力。加之周边环境水腐蚀性较为严重,会破坏钢筋表面的防腐层,造成钢筋混凝土结构性能劣化,影响结构的使用寿命。
既要承受如此大的水压,又要抵御海水侵蚀,为何偏偏选择全程水下隧道方式?
“珠江口隧道穿越经济发达、人口密集、生态环境敏感地区,对施工提出很高的要求。”中铁十四局深江铁路珠江口隧道工程项目总工程师陈兴飞告诉记者,首先要最小程度干扰周边社区、航运航道、生态系统,以保持环境的稳定。其次,施工要考虑地质条件,确保隧道的安全和持久。为满足这些要求,线路选定时需要综合考虑交通需求、生态保护和地质特征,同时与利益相关者充分协商,以达成最佳方案。
其实,综合考虑多种因素,曾诞生公铁两用桥、单一桥、隧道等多种方案。这些方案各有特点,多数专家认为,珠江口穿行的主航道是粤港澳大湾区港口群连接国际航道、通达国内外港口的水路运输大动脉,考虑到桥梁在建设和后期运维阶段会对通航、防洪、环境、成本造成一定影响,最终舍弃经济效益较好的公铁两用大桥方案,改为隧道下穿。
确定如何越过珠江口后,就是线路的选择。针对珠江口东西两岸施工点位、线路通道走向、工程合理性等情况,形成了南、北线两个方案。可无论如何走线规划,都避不开珠江口水域复杂的地质环境。
珠江三角洲是由珠江水系冲积而成、水况复杂、地形多变的复合型三角洲。勘察结果显示,两条线位的地貌单元均为珠江三角洲平原,该水域底部覆盖层成分基本相同,“上软下硬”,上部主要是软土、砂土沉积,下部由上更新统黏性土、砂砾石层组成,底部有微风化花岗岩岩层。
“海底凹凸不平、软硬不均,其中全断面硬岩长2.75公里,断裂带区间长达490米,岩石最大饱和抗压强度达124兆帕。”陈兴飞粗略算了下,这种情况下,隧道跨越珠江口要穿过17条断裂破碎带、13种地层、5种复合地质。“其施工难度在全世界范围内都是罕见的。”
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