從最初的五年工期到實(shí)際兩年7個(gè)月完成鋪軌,京滬高鐵再改高鐵建設速度記錄這個(gè)時(shí)間,在國外建設高鐵時(shí),還不足留給路基自然沉降。
按照時(shí)速380公里的設計要求,京滬高鐵線(xiàn)路建成百年內,沉降要控制在5毫米以?xún)?。如果超出這個(gè)限度,輕者會(huì )舒適度降低,重者可能會(huì )出現列車(chē)脫軌等安全事故,后果不堪設想。
這是一個(gè)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(yíng)提前
2008年4月18日,京滬高鐵正式開(kāi)工。
不久,中國水電四局有限公司京滬高鐵項目部進(jìn)駐山東大汶河特大橋現場(chǎng)。
最初,副總經(jīng)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(méi)有報出去,京滬高鐵建設的整個(gè)工期就改了。
“改成了4年,我們就照著(zhù)4年工期再做施工方案。”羅卿記得,最后批復下來(lái)的工期是4年。
這也并非京滬高鐵建設的實(shí)際工期。
根據官方公布的資料,京滬高鐵全線(xiàn)2010年11月15日鋪軌完成;2011年5月11日,京滬高鐵進(jìn)入聯(lián)調聯(lián)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(shí)間較多,另一方面是京滬高鐵通車(chē)的時(shí)間不斷提前。
最初,媒體報道稱(chēng)京滬高鐵將于2013年開(kāi)通;此后,鐵路人士稱(chēng)“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(kāi)通運營(yíng);直到今年初,鐵道部部長(cháng)盛光祖宣布,京滬高鐵將在6月底正式開(kāi)通運營(yíng)。
羅卿所在的項目,線(xiàn)下工程的工期也不到3年。
趕工期下如何完成任務(wù)
“蜂窩”打孔 “桑拿”制墩
為了趕工期,各種發(fā)明“層出不窮”。
京滬高鐵線(xiàn)路經(jīng)過(guò)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?,必須建在它們上面。
建橋墩的施工必須避開(kāi)汛期。因此,冬天至夏天前是他們施工的黃金時(shí)間。羅卿和他的項目部在設計線(xiàn)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(guò)。
根據地質(zhì)勘探資料,項目部請了一個(gè)專(zhuān)業(yè)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(zhù)各式裝備進(jìn)場(chǎng)了。幾天后,羅卿到現場(chǎng)一看,工人都走了,連裝備也都運走了,“招呼也不打,錢(qián)也不要了”。
項目部又請了兩個(gè)專(zhuān)業(yè)鉆孔樁隊伍。同樣,干幾天就撤了。
羅卿細問(wèn)才知道,這些專(zhuān)業(yè)鉆孔樁隊伍用他們的方法打孔,直徑1.5米的鉆孔24小時(shí)才打進(jìn)去兩三厘米,“這活兒沒(méi)法兒干”。
羅卿所在的公司是干水利工程起家的?,F場(chǎng)施工負責人郝長(cháng)福根據水利施工展開(kāi)聯(lián)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(shí)間最大縮短553小時(shí),平均縮短309小時(shí)。
此后,“預鉆法”施工被評為京滬高鐵優(yōu)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(shí)。今年初,這一工法獲得國家知識版權局發(fā)明專(zhuān)利。
架橋施工有多個(gè)環(huán)節,一步?jīng)]完成,后面的都受阻。羅卿說(shuō),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(gè)過(guò)程需要4周左右。
為節省時(shí)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(guò)提高墩身環(huán)境溫度,加快混凝土水化反應速度,從而提高其強度”,羅卿說(shuō),通過(guò)這一方法,墩身具備架梁條件的時(shí)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(fā)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(yōu)也被專(zhuān)家重視。北京交通大學(xué)教授趙堅表示,最大的問(wèn)題在于高速鐵路修了后,它會(huì )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(jīng)過(guò)四年、五年沉降,然后再運行,或者再做一些工作。
一名長(cháng)期在鐵路施工一線(xiàn)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(méi)有那么長(cháng)的時(shí)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(xiàn)路是以橋代路,用很深的、堅固的橋墩來(lái)規避可能的沉降。羅卿說(shuō),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(yōu)是在路基上。北京鐵城建設監理有限公司副總經(jīng)理李克賢說(shuō),山東段青后莊附近地基很軟,路基做完后,進(jìn)行了沉降監測,發(fā)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(zhuān)家“會(huì )診”的意見(jiàn)是,當初對地基處理時(shí)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(gè)胖子,將它壓實(shí)”。采取這一措施后,監測結果顯示該路段已趨于穩定。
市賈旺區。在施工單位自設沉降監測點(diǎn)之外,監理公司在重點(diǎn)路段另設三個(gè)評檢監理小組,專(zhuān)管沉降監測。
李克賢說(shuō),京滬高鐵的路基修好后,要經(jīng)過(guò)一個(gè)冬天、一個(gè)夏天的自然沉降。經(jīng)過(guò)夏天的雨水浸泡、冬天的墑凍,土會(huì )變得比較緊密。
前述的鐵路施工一線(xiàn)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(shí)間往往不斷縮短。因此,考慮給一年的自然沉降時(shí)間,個(gè)別的路段并不能做到。
自然沉降時(shí)間不夠,怎么辦?施工部門(mén)就采取各種施工措施人工壓實(shí),包括碾壓等等。“如果從安全的角度講,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(shuō),通過(guò)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(yíng)后,路基可能還會(huì )沉降,這叫“工后沉降”。按照京滬高鐵時(shí)速380公里的設計要求,這個(gè)工后沉降的數值不能超過(guò)5毫米,時(shí)間跨度是100年內。
如果超過(guò)了5毫米會(huì )怎樣?高速運行的列車(chē)可能會(huì )因為路基不平而出現脫軌等安全事故,后果不堪設想。
事實(shí)上,京津城際曾被曝路基經(jīng)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(wú)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(gè)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(lián)調聯(lián)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(wàn)能的。李克賢說(shuō),目前通過(guò)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(zhì)量必須不能出現超出這一范圍的問(wèn)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(xiàn)路建好后,多達數百處的監測點(diǎn)也要隨時(shí)報告監測數據。
趕工期情況下,京滬高鐵是否會(huì )出現沉降等危險?北京交通大學(xué)教授趙堅表示,京滬高鐵主要通過(guò)人工壓實(shí)來(lái)應對,“安全上不是問(wèn)題,至少最近不是問(wèn)題”,“只要監測好了,將來(lái)也不是問(wèn)題”。
如何防止異物墜入
兩側封閉 全線(xiàn)監控
京滬高鐵線(xiàn)路兩側都已封閉,可防止牲畜跑入,也可以防止與轎車(chē)等相撞,但無(wú)法防止飛鳥(niǎo)闖入,也無(wú)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(chē)而言,后果是災難性的。
北京交通大學(xué)軌道交通控制與安全重點(diǎn)實(shí)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(fā)現這些異物再采取制動(dòng)措施,顯然是來(lái)不及的。為此,京滬高鐵全線(xiàn)建立了視頻監測系統。在立交橋等重點(diǎn)部位,都建立了視頻、紅外等監測設施。一旦發(fā)現有異物,鐵路工作人員會(huì )立即清理,并將信息通報臨近的列車(chē)。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(chē)為何不再“咣當”響
與傳統的鐵路線(xiàn)路不同,運行在京滬高鐵上的列車(chē)不會(huì )發(fā)生“咣當咣當”的響聲。為什么?
北京鐵城建設監理公司副總經(jīng)理李克賢介紹,京滬高鐵全線(xiàn)是無(wú)縫線(xiàn)路,就是一根軌,沒(méi)有縫隙。鋼軌從鋼廠(chǎng)出來(lái)時(shí),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(chǎng),再每4根焊到一起,長(cháng)度到了2公里。最后,這2公里長(cháng)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(shí)會(huì )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(jìn)行,具體到某一段,溫差不得超過(guò)2℃。
來(lái)源: 京華時(shí)報
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