继港珠澳大桥通车后,又一项挑战世界难题、突破科技壁垒的超级工程——甬舟铁路于近日全面启动勘察设计,标志着这条世界上控制因素最复杂、越海桥隧工程技术难度最大的铁路正式上马。
海底隧道比港珠澳大桥还长10 km
港珠澳大桥建成通车,除了是世界最长的公路跨海大桥外,其“桥梁+隧道”的设计模式也是一大亮点。同港珠澳大桥一样,全长77 km的甬舟铁路主体工程也采用“桥梁+隧道”组合方式,并将在这2个领域更进一步刷新世界之最: 全长16.2 km的金塘海底隧道,建成后将成为世界上最长的海底高铁隧道;主跨1 488 m的西堠门特大桥,将成为世界同类项目中跨度最大的公铁合建大桥。
两者有所不同的是,港珠澳大桥越海隧道全长6.7 km,属于沉管公路隧道,而甬舟铁路金塘隧道是铁路盾构隧道,全长16.2 km,其中位于海底的盾构段长10.87 km,这意味着全线的1/7将沉在东海海底。工程背后从量变到质变的难度跨越,也在挑战着技术和装备的极限。
甬舟铁路设计时速250 km,从宁波到舟山只要30 min,从舟山到杭州只要80 min。该项目的建设将使我国桥梁、隧道设计水平提升到一个新高度。
甬舟铁路和甬舟高速公路复线是部分合建的,也就是说,铁路和高速公路走向基本一致。因此,宁波到舟山穿越金塘的隧道段备受各界关注,通过全方位比选,推荐并评审通过了公铁分建的隧道方案。
指甲盖上承受0.78 MPa水压
该方案中,铁路单洞隧道无论从水下盾构隧道长度还是从盾构横断面规模来看,都属世界铁路之最,每开挖1 m,都将伴随着世界级难度的技术攻关。业内人士指出,和世界上已建成的部分著名水下隧道相比,金塘海底隧道难度可见一斑。
1)地质条件差。国内此前已建的广深港狮子洋隧道、厦门翔安海底隧道、青岛胶州湾海底隧道海中段均位于岩层,而甬舟铁路隧道海中段位于岩土复合层,国内尚无超大直径泥水平衡盾构施工经验,这就需要有足够的技术储备。
2)海底水压超高。业内人士说,港珠澳大桥隧道沉管埋入40多m海底,相当于要顶住近10层楼深的海水压力,甬舟铁路金塘盾构隧道最大埋深达78 m,承受的海水压力更高。曾因高水压创造当时大直径盾构隧道纪录的南京长江隧道,一个指甲盖面积大小的隧道壁要承受0.65 MPa水压力,而金塘隧道同等面积要承受0.78 MPa水压力。
3)防灾救援难度大。金塘隧道采用单洞设计,海中段约9 km,无法设置直通地面出入口,这就对隧道内防灾救援设计提出了更为严苛的要求。
4)海中对接难度大。在施工中,工程技术人员还将碰到海中对接难度大、复合地层高水压长距离掘进难度大等一系列问题,这些技术难题都是世界级的。
业内人士表示,按照项目进度的一般规律,一个项目从勘察设计招标到开工建设,大概需要经历1年左右的时间。在勘察设计后,项目的初步设计、施工图等更为具体的方案将逐步出炉。可以预见,甬舟铁路建成后,将成为世界级大湾区又一个超级工程和最美地标。