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宁杭高铁,全长248.963公里,与沪宁城际铁路、沪杭甬客运专线等共同构成长三角快速城际轨道网,并衔接京沪高速铁路、沪汉蓉快速通道、沪昆客运专线以及沿海铁路等路网干线,是长三角城际轨道交通网的骨架之一。然而,在它的背后,却有着一个又一个鲜为人知的故事。尤其是最初的组织规划,尽管已经隐身悠长的轨道间,却有着不可磨灭的作用与地位。这其中包含各方利益之争、世界级的技术难题攻克、大量的环境保护课题……扬子晚报记者独家专访中铁四院负责宁杭高铁线路设计的总工程师郭志勇,还原宁杭高铁最初的故事。扬子晚报记者 徐媛园
宁杭高铁途经哪些城市怎么定的?
溧水、溧阳差点与宁杭高铁擦肩而过
2006年4月24日-29日,铁路总公司、江苏省及浙江省联合对中铁四院的预可行性研究进行了审查。项目正式命名为宁杭铁路。实际上,早在十一五规划中,宁杭之间就已经有一条被规划的货运线。郭志勇说,后来的方案,也是在这个规划的基础上进行设计的。
最初中铁四院拿出了三个方案,分别是东线、西线和中线。东线是从句容、金坛,到宜兴;中线是从南京南直接取直到宜兴;西线是从溧水、溧阳到宜兴。“各个地市都希望大型基建项目从自己城市过,都拿着材料找过来,竞争十分激烈。”郭志勇说,中铁四院在这些城市都进行了详细的评估工作,最后确定了西线的方案,即从溧水、溧阳、瓦屋山到宜兴,再到杭州。
“我们设站的目的,当然要尽可能地服务多的客流,从这个角度来说,金坛很符合要求。”郭志勇说,但是金坛有一个很大的弱点,即它的城市里有大型盐矿,“这种大型矿物盐矿,对高铁安全性是一种很大的威胁。”盐矿可能会形成地标塌陷、开裂,不仅建设难度考验很大,而且这个盐矿离城市很近,如果采取绕避的方式,就会把城市绕出去,这样就失去了修建高铁的意义。“此外东线已经有沪宁线覆盖了,我们也想让宁杭高铁覆盖到其他的地方,像溧阳、宜兴,历史上都没有通过客运铁路。”就这样,形成了如今的“西线方案”。
途经诸多风景区,怎么保护?
所有风景区全部避开,还加种绿色植物
宁杭高铁主要通过长江一、二级阶地,低山丘陵及冲湖积、湖沼积、海积平原。沿线经济发达、风景名胜及文物古迹较多,软土及松软土分别广泛,环保及水土保持要求很高。这些在前期勘探中,也都有详细记录。
记者梳理了一下,由北到南对线路走向有较大影响的主要有南京市萧正立石刻(国家级)、良渚文化遗址(国家级)。风景名胜区有溧水的卧龙湖、东平湖、东庐山风景区、溧阳的天目湖风景区、宜兴的龙背山森林公园、宜兴森林公园、南岳寺、善卷风景区、阳羡风景区、德清的下渚湖湿地风景区。包括江苏境内沿线较大的水库如卧龙湖水库、中山水库均为水源保护地。所以在选线中,都对这些进行了绕避,并造林,进行绿色隔断,减少对环境的影响。多绕一些,增加了运行时间和成本,但郭志勇说,这样做是值得的。
高铁建设过程中有哪些难点?
京杭大运河大跨度曲线桥创下国内客运专线铁路之最
在业内,该桥的构造被称为“尼尔森体系”,它是集拉、压、弯等构件组合在一起的一种优良结构,具有较大的承受超载和偏载的能力。宁杭高铁京杭大运河跨越桥,是一座弯桥,该桥与杭州市绕城高速公路与杭州市天然气管道夹角为45°和43°。152米大跨度曲线桥,是之前没有遇到过的。“而且这座桥与杭州东站靠得很近,如果造得太高,下到东站的坡度就不够。如果造低了,又达不到航道部门的要求。”为了增加桥梁的稳定性,采用了全钢构结构,并将桥墩所受的力,通过力学设计,转移到了拱形的连续梁上。
线路整体走向是如何精确定位的?
中铁四院85人的勘测队用脚一步步丈量
在方案研究阶段,中铁四院的部分工作人员就开始开着汽车、拿着1:2000的军用图,去沿线各个地点进行核对。“比如说军用地图说某个地方有重要建筑、有矿产、有对铁路影响较大的建筑物、国家文物保护单位,我们就要去核实。”核实的方法就是开车到没有路的地方,然后人走进去找。“比如溧阳有私矿,我们就要去核实,它的规模、产量、隶属等,以确定届时是绕避,还是做其他措施。”郭志勇说。
而到了可行性研究阶段,就需要工作人员们扛着各种探测仪器,一步步从起点走到终点,对地质、水文等各种状况一点一点地核实。那是一个85人的庞大队伍,由大旗组(定插大旗决定前进方向)、导线组(在大旗附近打木桩,将全站仪架上来,测量水平角、垂直角等)、后面还有水平测量组(测量山的高度)、再后面还有负责钻探等组。从南京南,走到杭州东,一共花了三个月。“现在虽然可以有飞机先进行航拍,但为了更清楚地掌握地质状况,我们还是要实地勘测。”江南多是软土层,尤其是环太湖地带,有不少海集相(原来是海洋,后沉积形成自然地表)、湖集相。
正是由于水网太密,勘探队往往没走多少米,就会遇到一条四五米宽的河沟。由于不知道深浅,勘探队总要沿着河沟走好几个小时,一直到有桥的地方,再绕回来。有时候在勘探时突然遇到雷雨天,大家就只能在大树下或者村民家里避雨。如果晚上找不到住的地方,大家就在一起“露营”,享受“被成群蚊子攻击的感觉”。
“每一寸土地的地质状况,我们都要掌握。这样才能精细设计我们的轨道设计施工方案。”溧阳市附近水网地区、宜兴及长兴段沿太湖湖积平原及德清至杭州申嘉湖平原区第四系地层身后,软土分布广泛。松软的土质,容易造成高铁路基沉降,而中铁四院对此十分有经验。对于这些地段,采取了以桥代路的方法。我们现在沿着宁杭高铁开车,就会看到很多河沟里都立着柱子,高铁就在高架桥上跑,而且桥梁占地宽度仅为18米,远小于路基用地宽度,节约了耕地。据记者了解,采用以桥代路方式也与不同地区的地质构造有关,在西部地区,地基构造很结实,因此桥少路多;东部土壤松软,采用桥梁的方式更多一些。
对话总工程师>>
高铁有没有逃生通道 高压线对人有无影响?
1、问:宁杭高铁全线用2.2米高的钢筋混凝土防护栏+0.5m刺丝滚笼对路基、桥梁、隧道和车站进行全封闭式处理。那么在设计之初,有没有考虑到一旦遇到危险情况,如何疏散乘客?沿线有没有逃生通道?分布在哪里?
郭:这个是有规定的。规定铁路隧道长度大于500米,就要考虑旅客有逃生通道。隧道如果说有个一公里的隧道,就在隧道中间开孔,在孔里结合自然地形条件,开横洞或斜井。路基上相对安全,只要跑下路基一般就没事了。在路基的防护栏上,每500米就有一个门,桥上面规定3公里必须有一个下桥的逃生通道。另外在全线10-15公里左右设置一处警务区,1.5至2公里设置一处治安岗亭。一旦有情况,马上就会及时通知救援。此外,沿线还装了异物入侵防灾监控报警装置。
2、问:时速350公里的高速列车进入隧道后,由于空气动力学效应,在洞口产生的微波气压会产生极大的爆炸声,严重的可能使建筑物的玻璃破碎,对环境造成污染,如何解决?
郭:对长度大于1200m的隧道根据洞口周边设置缓冲装置。拱部开孔两处,两孔间距7m,释放列车带来的气流,减小洞口气压,解决了噪声问题。
3、问:宁杭高铁在南京有两个站,南京南站和江宁东站,两个站乘高铁五到十分钟。为什么要设江宁东站?
郭:高铁站间距离一般是30-50公里。我们首先考虑在省会城市、地级市、县级市设站。另外如果两个城市相距特别远,超过六七十公里,没有大的居民集散点,从铁路运营上考虑,中间也要设站。因为比如前车慢、后车快,有个小站,有个车站,前面慢的就到前面停一下。还有就是地方政府来要求。江宁作为南京的一个区,具备设站条件,而且地方政府对这个站有规划。
4、问:沿线避雷设备是如何安装的?
郭:宁杭高铁沿线都贯通避雷线设备。
5、问:高铁沿线分布25000伏的高压电线,对人体的辐射如何?
郭:我们的辐射是符合国家标准的,也经过了环保等各部门的各项验收。
6、问:粉质土路基施工后沉降控制难题能否再详细说明?
郭:湖相积及海相积软土层分布广,成因类型多,成因状况复杂。沉降工作是设计重点。主要采用桩板结构,CFG桩等结合的地基处理措施,通过系统沉降监测和现场多种试验测试验证。
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