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另一场能源革命 纵贯7省 世界最长的重载铁路开通

日期:2019-09-30  来源:中国煤炭新闻网  责任编辑:网络运营部

9月28日,中国铁建所属多家单位联合参与设计建设的世界上一次性建成并开通运营里程最长的重载铁路——浩勒报吉至吉安铁路(以下简称浩吉铁路,即原蒙西至华中地区铁路)开通运营,中国铁路版图新增一条纵贯南北的能源运输大通道。

多拉快跑,是人们对交通工具的恒久期望。如果说,风驰电掣的高铁让中国铁路进入“高铁时代”,那么在蒙西至华中绵延千里的江河山川中驭风而来的浩吉铁路,则以一次载货万吨的“洪荒之力”,带领中国铁路货运事业向着“重载时代”锵锵迈进。

穿越200多座隧道,跨过700多座桥梁,从毛乌素沙漠、陕北黄土高原、吕梁山脉、中条山脉、秦岭山脉、江汉平原、洞庭湖平原和赣西丘陵一路走来,将黄河、汉江、长江、洞庭湖和赣江甩在身后,连接起内蒙、陕西、山西、河南、湖北、湖南、江西七个省份,全长1814.5公里的浩吉铁路,也因此成为中国跨越省份最多的货运铁路、世界最长的重载铁路。

榆林煤炭网对中国铁建所有参建单位来说,浩吉铁路是让他们甘苦备尝、百感交集的一件作品。如果说近年来在高铁领域的善作善成,体现了他们在“快”上的创新意识,那么浩吉铁路在“重”上的品质追求,则测试出这个企业坚忍不拔的精神,凝聚着他们的另一种成就和光彩。

铁路重载运输简单地理解,就是“多拉”,再具体一点,就是尽可能地让一趟货物列车的载重量增加,以实现提高效益、降低成本。

按照国际重载运输协会2005年制定的标准:每列列车的牵引质量不少于8000吨,车辆轴重不小于27吨,铁路线路长度不少于150公里的区段,每年计费的货运量不少于4000万吨。只要满足上述三个条件中的两个,就会被世界同行承认是重载铁路。

我国铁路重载运输的尝试始于1984年,那一年的11月,北京铁路局在大同至秦皇岛间进行了双机牵引7400吨的重载组合列车的试验。1992年,我国第一条重载单元双线电气化运煤专线大秦线全线开通,2002年达到1亿吨年运量的目标,此后连续保持并不断刷新着列车开行密度最高、运行速度最快、运输效率最优以及单条铁路运量最大等多项重载铁路纪录,走出了一条中国特色的内涵扩大再生产之路,为世界重载铁路发展添上了浓墨重彩的一笔。

在中国经济持续增长的宏大背景下,人们更希望重载运输变在大秦线“一枝独秀”为在整个路网“百花齐放”。

浩吉铁路就是以重载技术要求为设计前提的一条重要的货运铁路。设计牵引定数一万吨(也就是一次能拉一万吨货),开通后将实现一列车荷载160辆车厢的牵引动力,按每节车60吨运力计算,每列车将可以替代30吨的载货汽车320辆。

更为重要的是,从大秦线到浩吉铁路,将我国重载运输从专用线路或货运区间线路实现了向干线铁路的延伸,并逐步实现路网层面的重载运输。它的开通改变了过去中国煤炭资源由西至东,再经过海运江运才能到达华中地区的状况,而是纵贯南北,直达华中腹地。

浩吉铁路第一次将集疏运系统同步规划和建设,衔接了沿线众多煤炭基地和输出入线路,丰富了这条能源大动脉的“毛细血管”,解决了铁路运输前后“一公里”难题。

榆林煤炭网此外,浩吉铁路连接包西、陇海、焦柳、京广、京九等 10 余条铁路干线,实现了与国铁路网的互联互通,充分释放了运输能力,保证了浩吉铁路这一超级工程最大的运输效能。

浩吉铁路设计时速只有120公里,却是一条国内货运铁路标准示范线,也是一条体现了重载铁路中国范的精品铁路。铁四院分管副总工程师姚中华介绍,依托浩吉铁路开展了重载铁路路基、桥梁、隧道、轨道等关键技术研究攻关,对推进重载铁路运输技术创新,构建重载铁路成套技术和标准体系,创新重载铁路运输组织模式都具有重要意义。

2012年10月16日,对于蒙西小镇浩勒报吉和红色革命圣地吉安来说,是个特别值得纪念的日子。这一天,浩吉铁路荆州长江公铁大桥和洞庭湖特大桥率先开工,从此把中国版图上两座几乎毫不相干小城的命运紧紧联在一起。也就是从这一天起,在浩吉铁路公司的带领下,4个现场指挥部、5家设计院、50家施工单位、15家监理单位团结协作,力出一孔,开始了8年的决战决胜光阴。

以中国铁建为例,他们承担了全线一半的勘察设计任务,并有15家单位参与施工。匍匐为路,躬身为桥,在这场硬碰硬的攻坚战中,浩吉铁路就是铁建筑路人的化身,铁建人也都是善于斩关夺隘的将士。

2011年岁末,通过艰苦卓绝的努力,铁四院取得浩吉铁路三门峡至荆门段(中段)、岳阳至吉安段(南段)两个标段近900公里的投标胜利。正月初三,一辆辆满载勘测人员和仪器的越野车,在迎春的爆竹声中,裹挟着清冷的寒气,分赴豫、鄂、湘、赣四省,拉开了这条煤运通道初测的序幕。

突显设计先行的理念,浩吉铁路建设过程中全面深度地提前介入设计。邀请专家学者进行全线研讨,通过无数次论证之后,给出了近乎没有瑕疵的全线最优方案。最终浩吉铁路项目投资总额较可研批复减少220亿元,这在国内铁路建设史上也是一次极具前瞻性和示范作用的尝试。

铁四院岳吉段指挥部负责人马涛介绍,为了做好优质设计服务,铁四院配合施工服务管段三门峡至吉安段不完全统计,就完成施工图现场核对4597个工点、方案优化研究285项、变更设计5010项、地质核查13262项。

浩吉铁路隧道总计228座,长度468公里,10公里以上隧道有10座,隧道穿越岩溶、瓦斯、膨胀岩土及黄土等复杂地质地貌,施工极为困难。

山西运城,是中华文明的重要发祥地之一。对中铁十二局来说,洞穿重重险阻,在黄土、砂层中把浩吉铁路万荣隧道打造成国内软岩大断面隧道施工的典范工程,相当于挑战地下工程的《哥德巴赫猜想》。他们引进了对付砂层隧道施工的利器,改进隧道施工技术,提高了效率,安全也有了保障。

长达22.7公里的崤山隧道为浩吉全线最长隧道,地质构造及水文条件极为复杂,沿线穿越21条断层破碎带,最大埋深达500米,安全质量控制难度大。“通过实施光面爆破、仰拱长栈桥施工等先进工艺,推广移动互联网应用、超前地质预报和监控量测等科技手段,我们破解了重载铁路长大隧道施工难题,实现了隧道零事故、零误差贯通 。”中铁十六局蒙华铁路项目经理郭永忠介绍说。

窥一斑而知全豹,从南到北,浩吉铁路隧道工程全线都是硬骨头,施工难度强度极大。而机械化程度高、引进新工艺、新工法是浩吉铁路建设的一大亮点。正如中铁二十局郑庄隧道项目经理史粮逢所说:“隧道再难,咱不怕!因为中国铁建是一支了不起的机械化之师。”

江西铜鼓,全长15.39公里的九岭山隧道为浩吉铁路单洞双线第一长隧,全隧共穿越6条断层破碎带和4条节理密集带。面对岩质坚硬、高地应力的施工难题,中铁十九局采用了三臂凿岩台车技术、仰拱长栈桥技术等新设备;

陕西靖边,浩吉铁路头号极高风险隧道——阳城隧道,典型的黄土高原侵蚀性梁峁沟谷地貌,如横亘在中铁十七局建设前的“魔鬼区域”,通过真空降水等智慧施工方法,他们降低了围岩含水量,让“软柿子”变成“冻柿子”;

陕西延安,在国内最长纯黄土隧道郑庄隧道施工中,中铁二十局采用“新奥法“施工原理,进一步探索衬砌和拱顶注浆工艺,顺利穿越VI级围岩地段;

还是延安,在浩吉铁路最难修的富水黄土隧道——小南塬隧道斜井施工中,中铁二十一局运用“喷锚机器人”——湿喷机械手这一新设备,显著提高工效和初支喷射质量,突破软泥里打隧道的施工难题。

工艺工法的不断革新,就是施工生产的“助推器”。中铁十八局管段内14座隧道,黄土地段长,施工中容易产生变形、塌方。他们引进“穿山甲”——悬臂式隧道掘进机,对围岩迅速进行切割,就像“刀削面”;中铁二十四局集团管段也有14座隧道穿越素有中国洞都之称的江西新余。他们在全国首次使用仰拱初期支护封闭成环技术、推广液压自行式24米长栈桥等新设备,一直向前推进的掌子面,不断突破溶洞、溶腔、突水、突泥、地下涌水、高瓦斯等隧道施工高风险,将喀斯特地貌带来的地质挑战甩在身后。

万鼓雷殷地,千旗火生风。走进浩吉铁路隧道工地,大型的橘黄色三臂凿岩台车好似冲锋在前的战车,戴有全套防护装备的操作工人威武雄壮,就像战士操作重型机关炮一样,喷射出战斗的烈焰……不断增长的大长隧道建设,呼唤着一场新的技术革命。

榆林煤炭网连接“一带一路”,集疏万千能源,以建设精品、智能、绿色、人文货运铁路为指引,浩吉铁路肩负起建设中国铁路货运示范线的使命。

作为国家重要的资源开发型铁路和重大交通基础设施,浩吉铁路被国务院列为基础设施等领域首批推出的鼓励社会资本参与建设营运的80个示范项目之首,开创了铁路领域积极发展混合所有制经济的新模式。按照“政府指导、多元化投资、市场化运作”原则,由央企、国企、民企及金融机构等20多家股东投资组建了国内最大的混合所有制企业——蒙西华中铁路股份有限公司。

浩吉铁路积极开展大中型铁路项目建设管理探索与实践,实行施工单价承包和分包管理相结合的建设管理模式。借鉴国际上通行的FIDIC条款管理理念,采用单价承包方式,实现量价分离、合理单价、据实计量,有效解决了工程实施过程中所出现的问题。通过规范化的分包管理,梳理并明确了施工单位和分包人的权利和义务, 使得施工单位自控体系更加完善,最终实现合作共赢。

积极创新建设管理。按照“建设为运输、运输为经营、经营为效益”的理念,发挥建设单位核心作用,开展单价承包、规范工程分包, 落实班组长工程质量责任制;全面开展工程技术创新、工艺工法创新,确保了工程质量和施工安全,节省工程投资200多亿元,全线提前8个月开通运营。

榆林煤炭网浩吉铁路两次跨越黄河,依次跨越汉江、长江、洞庭湖和赣江等水系,5公里以上的特大桥有10座,桥型囊括了斜拉桥、拱桥、钢桁梁、道岔梁、转体结构、门式墩、空间刚架等几乎所有桥梁结构。

中铁十一局承建的浩吉铁路汉江特大桥主跨246米,它不仅是三门峡至荆门段最大跨度的桥梁,也是国内“部分斜拉桥”家族中联长最长的一座。

为满足汉江通航及上游公路桥对孔设置需求,主桥采用五跨布置形式。桥塔高度只有其他斜拉桥桥塔高度的一半左右,所以这个“矮个子”又被称为矮塔斜拉桥。既有斜拉桥的“柔”,又有连续梁桥的“刚”,具有美观、经济、施工方便、适用跨径灵活多变等优点,因此近年来被广泛运用。

三门峡市,白天鹅的故乡,一排排桥墩高耸林立,天蓝色的钢桁梁耀眼夺目。这座大桥便是由中国铁建大桥局承建的浩吉铁路三门峡黄河公铁两用大桥,它连接了黄河两岸的山西省运城市与河南省三门峡市,是全线控制性工程,创下连续顶推长度最长1142.5米、顶推重量最重4.3万吨、设计活载最大473.2千牛/米的三项世界纪录!

针对大桥施工的关键节点和重难点,在大桥主桥钢桁梁顶推平台拼装施工中,施工人员把主桥墩旁原设计用钢量7000多吨的落地支架顶推平台调整为墩顶混凝土托梁形式,一下就减少了近一半的钢材使用量。

榆林煤炭网中铁二十二局施工的吉安赣江特大桥是全线另一座桥梁控制工程,是国内重载铁路最大跨度刚构连续梁,桥长2869米,其中水面施工1032米。采用“先梁后拱”施工工艺,有效的解决了相关施工难题,为我国重荷载特殊结构桥梁施工积累了宝贵经验。

浩吉铁路岳阳以北为双线铁路,岳阳以南设计为单线铁路。在湖南浏阳承担架梁任务的中铁十五局集团,在单线铁路桥隧相连,隧道口狭窄,架梁施工难度大等困难面前,通过存梁、制梁、架梁等一系列技术攻关活动,不断优化施工方案,确保了613孔T梁的架设任务于2019年3月13日全部完成,为浩吉铁路按期建成通车奠定了重要基础。

为满足运煤专列的运行需要,隧道内增设了防护门阻燃、隔断措施和自动灭火消防设备。据中国铁建电气化局技术人员介绍 ,为了满足重载对机车牵引功率的需求,牵引变电所回流电流大,最大牵引电流为2300安培,开通后将实现一列车荷载160辆车厢的牵引能力。

中铁十九局集团承建浩吉铁路铺轨757.93公里。为确保工期,项目部反复论证,制定了在大里程最后8公里采取“边运边铺”的人工铺轨方案,并经过现场的计算和试验,研究了一套“倒轨车”。这套设备经过不断改进和升级,做到每天在5公里范围内倒运3对500米长轨,是原来工效的数十倍,大大的减少了人员投入和施工时间,同时也降低成本,提高了效益,工人们亲切的将“倒轨车”称为“倒轨神器”。

此外,铁四院创新设计的全路首座大规模机辆段——浩吉铁路襄州机辆段,首次提出新建规模较大、修程较高的车辆设施、机务设施生产辅助房屋宜合并设置,得到铁总、建设单位的充分肯定,填补了国铁领域机辆段设计的空白,创造机辆合一设计品牌。

绿水青山就是金山银山。浩吉铁路沿途经过了沙漠保护区、黄河湿地、南水北调水源保护区、江汉平原湿地等环境脆弱、敏感地区,穿过多个气候带,环境保护和绿色施工极为重要。

位于湖北荆州4000多米的长湖特大桥穿越长湖湿地,这里是野生动植物的天堂,分布有700种植物和600种野生动物。中铁十四局建设者精心呵护长湖的一草一木一水,坚持绿色施工,技术创新10多项,营造出清水出“长虹”,鱼鸟奏“欢歌”的和谐画面;

作为黄河下游南岸的一大支流,孕育华夏文明的洛河迎来现代建筑,作为国内最大跨度重载铁路上承式钢管混凝土拱桥,洛河特大桥是是浩吉铁路重点控制工程之一。洛河大桥位于河南省卢氏县境内,全长313.64米,主跨采用220米跨上承式钢管混凝土拱桥一跨跨越洛河。“洛河大桥所跨的故县水库是一级水源保护区,选择一跨过河不仅仅是从美学上将现代建筑与文明古河相结合,更多是将绿色环保理念贯彻到每一个设计中。”铁四院副总工程师文望青介绍道。

榆林煤炭网山相连,水相连,路相连。一个个桥墩如雨后春笋般拔地而起,一段段延伸的路基在群山间时隐时现,一座座隧道在掘进机巨大的轰鸣声中向前、向前……浩吉铁路通车,广袤草原将与碧水湘赣牵手,一列列满载黑色黄金的列车从北方呼啸而来,让七省亲密相连。

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