圖①：世界最寬跨海大橋西堠門(mén)公鐵兩用大橋施工現(xiàn)場(chǎng)，中鐵四局項(xiàng)目技術(shù)員在檢查墩身鋼筋安裝間距。
圖②：富翅門(mén)公鐵兩用大橋舟山側(cè)施工現(xiàn)場(chǎng)。
圖③：金塘海底隧道工程盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)下井。

（受訪者供圖）在浙江，一條鐵路線從開(kāi)工之初就備受關(guān)注，這就是連接寧波至舟山的甬舟鐵路。它將改變舟山市不通鐵路的歷史，補(bǔ)齊浙江“市市通高鐵”的最后一塊“拼圖”。

5月16日，金塘海底隧道寧波側(cè)和舟山側(cè)，兩臺(tái)超大直徑盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，開(kāi)啟相向穿海之旅，標(biāo)志著世界最長(zhǎng)海底高鐵隧道建設(shè)進(jìn)入盾構(gòu)掘進(jìn)階段。“甬舟號(hào)”和“定海號(hào)”兩臺(tái)盾構(gòu)機(jī)最終將在海底“會(huì)師”。

甬舟鐵路是國(guó)家中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃中的重大項(xiàng)目，全長(zhǎng)76.4公里，其中新建線路全長(zhǎng)70.137公里，建設(shè)工期6年，中途跨越東海海域，因其施工難度大被稱(chēng)為“世界級(jí)跨海工程”。眼下，甬舟鐵路全線重點(diǎn)工程“一隧三橋”全部開(kāi)工建設(shè)，記者走進(jìn)工程現(xiàn)場(chǎng)，看大國(guó)重器如何“鉆天入地”、施工隊(duì)伍如何攻關(guān)技術(shù)難點(diǎn)。

橋隧比超90%，施工難度大

在非山即海之地修鐵路有多難？因地理環(huán)境復(fù)雜、施工難度大，甬舟鐵路在開(kāi)工前經(jīng)歷了10年前期研究。

舟山作為群島城市，與寧波隔海相望，地理?xiàng)l件極其復(fù)雜。不到77公里的甬舟鐵路線上，有大中橋梁36座、隧道17座，橋隧比超過(guò)90%，跨海段總長(zhǎng)達(dá)10公里，施工難度不言而喻。

中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院甬舟鐵路總體設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人程小平介紹，之所以橋隧比例高，一方面是因?yàn)轫?xiàng)目所經(jīng)之地非山即海的地形地貌條件決定的，另一方面是能減少鐵路用地以及對(duì)周邊環(huán)境的影響。

不僅如此，線路還依次跨越了金塘水道、西堠門(mén)水道、桃夭門(mén)水道、富翅門(mén)水道?！翱缭竭@4個(gè)水道，是因?yàn)殍F路選線可利用金塘島、冊(cè)子島、富翅島陸域地形，盡量縮短海中段工程長(zhǎng)度，節(jié)省建設(shè)資金?！背绦∑秸f(shuō)。

海域平均流速在2.5—3.8米/秒，洋面6級(jí)以上大風(fēng)天氣年均超100天，最大浪高達(dá)7.8米……西堠門(mén)水道是東海有名的急流區(qū)，因流速急、海床呈裸巖形態(tài)導(dǎo)致洋流紊亂，因此當(dāng)?shù)亓鱾饔小按洗蠛米?，西堠門(mén)難過(guò)”的說(shuō)法，施工面臨“風(fēng)大、浪高、水深、流急”的挑戰(zhàn)，加上海床基巖裸露，施工難度很大。

為達(dá)到通航需要，西堠門(mén)公鐵兩用大橋單跨設(shè)計(jì)必須達(dá)千米以上。綜合考慮通航需求和海中復(fù)雜地形地質(zhì)等綜合因素后，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)結(jié)合柔性懸索橋大跨和斜拉橋剛性的優(yōu)勢(shì)，在國(guó)內(nèi)首創(chuàng)“懸索+斜拉”及公鐵同層設(shè)計(jì)，將跨海鐵路橋單跨一舉推至1488米，建立了大跨度“懸索+斜拉”協(xié)作體系的計(jì)算理論，填補(bǔ)了相關(guān)橋梁設(shè)計(jì)方面的空白。

金塘水道是寧波舟山港進(jìn)出通道，每年有上萬(wàn)艘次的各類(lèi)運(yùn)輸船途經(jīng)此處，高速鐵路建設(shè)如何尋找路徑？施工團(tuán)隊(duì)把目光投向了隧道，這樣不會(huì)影響10萬(wàn)噸級(jí)以上船舶自由出入。

“如果采用橋梁跨越，會(huì)大大降低其通航能力，給寧波舟山港帶來(lái)?yè)p失?！敝需F第四勘察設(shè)計(jì)院甬舟鐵路金塘海底隧道設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人劉巖解釋?zhuān)捎诘刭|(zhì)條件復(fù)雜、隧道上方海運(yùn)繁忙、海浪高且急，隧道設(shè)計(jì)面臨“大斷面、高水壓、長(zhǎng)掘進(jìn)、強(qiáng)腐蝕”等一系列技術(shù)難題。

除此之外，桃夭門(mén)水道潮流湍急、渦漩遍布，基礎(chǔ)范圍內(nèi)海床起伏較大；富翅門(mén)水道則地質(zhì)條件復(fù)雜，寧波側(cè)裸巖、巖面傾斜、巖石強(qiáng)度大，舟山側(cè)覆蓋層起伏大，給工程建設(shè)帶來(lái)巨大技術(shù)挑戰(zhàn)。

因地制宜，工程建設(shè)忙

經(jīng)過(guò)前期大量研究與考證，甬舟鐵路最終確定在跨西堠門(mén)、桃夭門(mén)、富翅門(mén)水道上采用公鐵兩用橋方案上跨，在跨金塘水道上采用隧道方案下穿。

“為節(jié)約通道資源并降低建設(shè)總費(fèi)用，在修建跨海通道工程時(shí)，一般首選公鐵合建橋梁方案，分別單建的成本要遠(yuǎn)大于公鐵合建，這是典型的‘1+1＞2’?！背绦∑秸f(shuō)。

2020年12月，隨著舟山市冊(cè)子島上挖掘機(jī)鏟下第一抔土，甬舟鐵路正式開(kāi)工，隨后進(jìn)入火熱施工狀態(tài)。

今年4月，金塘海底隧道舟山側(cè)，“定海號(hào)”盾構(gòu)機(jī)開(kāi)始下井。隨著一聲令下，一臺(tái)800噸和一臺(tái)400噸重的履帶吊同時(shí)啟動(dòng)，將“定海號(hào)”盾構(gòu)刀盤(pán)緩緩抬離地面。

“定海號(hào)”盾構(gòu)機(jī)總長(zhǎng)135米，總重約4350噸，是普通機(jī)型重量的8倍，可以說(shuō)是盾構(gòu)機(jī)中的“巨無(wú)霸”，由刀盤(pán)、主機(jī)、設(shè)備橋和4節(jié)拖車(chē)組成，刀盤(pán)直徑達(dá)到14.57米。其刀盤(pán)涂裝“東海龍王”圖案，寓意著“定海神龍”，也表達(dá)了建設(shè)者挑戰(zhàn)世界級(jí)工程難題的決心。

在司索隊(duì)長(zhǎng)指揮下，800噸履帶吊與400噸履帶吊配合默契，一點(diǎn)點(diǎn)將水平放置的刀盤(pán)調(diào)整至“側(cè)立”位置并保持刀盤(pán)穩(wěn)定，隨后緊貼工作井緩緩下放，刀盤(pán)與井壁的最小距離僅有約20厘米，多名司索工通過(guò)繩索牽引進(jìn)行微調(diào)，確保下放過(guò)程刀盤(pán)與井壁零碰撞。

在近40名作業(yè)人員的相互配合下，刀盤(pán)接連完成起吊、轉(zhuǎn)身等工作，經(jīng)過(guò)約2個(gè)小時(shí)的吊裝，“定海號(hào)”盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)成功下井，與在井下的盾構(gòu)機(jī)主機(jī)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)對(duì)接、合體。

據(jù)悉，要在海面下最大埋深78米的復(fù)雜地質(zhì)地層里打隧道，單向掘進(jìn)11.2公里至少需要7年，且單臺(tái)盾構(gòu)機(jī)使用壽命難以滿足。為了甬舟鐵路早日通車(chē)，兩臺(tái)盾構(gòu)機(jī)分別從寧波和舟山方向朝海底掘進(jìn)，預(yù)計(jì)將于2026年底在海底對(duì)接，實(shí)現(xiàn)“雙向奔赴”，這種方法在國(guó)內(nèi)尚屬首次。

與此同時(shí)，其他施工段工程有序進(jìn)行。3月16日，富翅門(mén)公鐵兩用大橋首根樁基灌注完成，標(biāo)志著大橋建設(shè)進(jìn)入全新階段；3月26日，伴隨著最后一方水下混凝土順利灌入導(dǎo)管中，桃夭門(mén)公鐵兩用大橋5號(hào)主塔墩首根3.5米大直徑鉆孔樁基礎(chǔ)澆筑完成，該橋進(jìn)入全面建設(shè)施工階段；5月15日，歷經(jīng)74天的緊張拋石嵌固施工，西堠門(mén)公鐵兩用大橋4號(hào)主塔世界首創(chuàng)嵌入式設(shè)置沉井正式就位，標(biāo)志著大橋建設(shè)進(jìn)入全新階段……

目前，甬舟鐵路全線“三橋一隧”四大重點(diǎn)工程全部進(jìn)入主體結(jié)構(gòu)施工階段。

自主研發(fā)，技術(shù)亮點(diǎn)多

西堠門(mén)公鐵兩用大橋主跨1488米，橋面寬度達(dá)到68米，是目前世界最大跨度公鐵大橋，也是世界最寬跨海大橋；富翅門(mén)公鐵兩用大橋是全球最大跨度的高低塔公鐵平層斜拉橋，也是世界首座橋塔中穿挑臂式鋼箱梁斜拉橋；全長(zhǎng)16.18公里的金塘海底隧道，比港珠澳大橋的隧道還要長(zhǎng)將近10公里，建成后將成為國(guó)內(nèi)首條外海盾構(gòu)隧道，也是世界長(zhǎng)度最長(zhǎng)、地層最復(fù)雜的海底高鐵隧道……

甬舟鐵路線創(chuàng)下諸多“全國(guó)第一”“全球第一”，更展現(xiàn)出中國(guó)技術(shù)、裝備的實(shí)力：超大直徑盾構(gòu)機(jī)“定海號(hào)”最大開(kāi)挖直徑14.57米，總重量達(dá)4350噸；重達(dá)7600噸、平面尺寸1.3萬(wàn)平方米的自浮式鉆孔平臺(tái)，完全國(guó)產(chǎn)……

在西堠門(mén)公鐵兩用大橋施工現(xiàn)場(chǎng)，由中鐵大橋局技術(shù)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的“復(fù)雜海洋環(huán)境下風(fēng)、浪、流實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”以及設(shè)置的現(xiàn)場(chǎng)氣象站，可精準(zhǔn)預(yù)判施工區(qū)域未來(lái)7天的天氣、潮位、流速、波高等信息，給橋梁施工和結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)算提供資料。

對(duì)此，中鐵大橋局西堠門(mén)公鐵兩用大橋常務(wù)副經(jīng)理李永旗深有體會(huì)，2022年臺(tái)風(fēng)“軒嵐諾”和“梅花”經(jīng)過(guò)舟山區(qū)域，施工區(qū)域瞬時(shí)實(shí)測(cè)為颶風(fēng)12級(jí)，“正是得益于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的精準(zhǔn)預(yù)判，團(tuán)隊(duì)提前對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，有序應(yīng)對(duì)臺(tái)風(fēng)，極大降低了損失，保障了人員安全?！?/p>

刷新多項(xiàng)世界紀(jì)錄的西堠門(mén)公鐵兩用大橋給裝備和施工帶來(lái)新挑戰(zhàn)。為了托起呼嘯而過(guò)的高鐵，承受湍急水流的沖擊，大橋采用18根直徑6.3米的鉆孔樁基礎(chǔ)——這是世界直徑最大的橋梁鉆孔樁基礎(chǔ)，如何讓它們?cè)诓龥坝块g穩(wěn)穩(wěn)扎根？李永旗說(shuō)：“我們提出采用適應(yīng)海洋深水裸巖條件的自浮式鋼桁架鉆孔平臺(tái)，將水上施工轉(zhuǎn)化為陸地施工?！?/p>

為了給大功率鉆機(jī)搭建一個(gè)穩(wěn)定的施工平臺(tái)，2023年初，一個(gè)重達(dá)7600噸的自浮式鉆孔平臺(tái)抵達(dá)5號(hào)墩位。這個(gè)全新研發(fā)的鉆孔平臺(tái)，平面尺寸超過(guò)1.3萬(wàn)平方米，相當(dāng)于31個(gè)標(biāo)準(zhǔn)籃球場(chǎng)大小，定位誤差卻控制在30厘米以內(nèi)，角度偏差小于1度。這在世界橋梁建設(shè)中屬于首次嘗試。

技術(shù)人員介紹，在汪洋大海上作業(yè)，傳統(tǒng)的測(cè)量工具難以快速讀取和量測(cè)平臺(tái)位置、姿態(tài)的實(shí)時(shí)變化，而數(shù)字孿生技術(shù)的全面運(yùn)用，使測(cè)量效率遠(yuǎn)高于人工測(cè)量方式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)平臺(tái)的智能定位和遠(yuǎn)程調(diào)度。

不僅如此，大橋工地現(xiàn)場(chǎng)還安裝了PM2.5、PM10、風(fēng)速、溫度、噪音等監(jiān)測(cè)設(shè)備，實(shí)時(shí)采集環(huán)境參數(shù)，一旦發(fā)現(xiàn)超閾值指標(biāo)就會(huì)及時(shí)報(bào)警。