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阿尔卑斯交通枢纽工程


世界最长的铁路隧道圣哥达所面临的挑战


作者:Luigi Jorio, 于Erstfeld


挖掘工程持续了十年,几百人在隧道工地上同时施工,热带气候,土壤渗水:这就是要于2016年底建成通车的圣哥达基础隧道-并不仅仅是要在山中打个洞那么简单。参与施工的工程师们,向媒体讲述了为建成这一世界上最长的铁路隧道,他们必须要解决的问题。

在工程最紧时,隧道里要有最多700人同时工作 (AlpTransit)

在工程最紧时,隧道里要有最多700人同时工作

(AlpTransit)

如果火车正在以每小时250公里的速度行驶,那么乘客断不会注意到铁道旁的绿色推拉门。当然,这些门最好一辈子都不要被用到。因为这就是新的圣哥达基础隧道(英)的逃生门,可即使是轻易用不到的逃生门,竟然也是件小小的大师之作。

“我们开发的逃生门,在断电情况下要轻巧得连孩童都可以打开;但在紧急情况下,绝对要能阻挡住火和烟;还要能经受住火车驶过时产生的巨大的气压波,”Ernst Basler + Partner公司工程部的Peter Schuster说。

这些推拉门,每隔325米就会出现一扇,它们通往横向逃生道,连接着2条双向单线隧道。推拉门的设计与开发,相当耗时耗工,总共试过5种样板门,才将终极版开发出来,“这是一个丑陋、昂贵,但却独一无二的版本,”工程师Schuster强调。

在这世界上最长的铁路隧道中,不允许有意外发生。“就算是最细小的零件,也用上了工程师们的不少创造力,”Schuster说。当天,他和其他专业人员一起,在乌里州Erstfeld瑞士顾问工程公司联合会(usic)(德、法、意)的媒体日上,向大家介绍了圣哥达的修建工作。

安全至上

对阿尔卑斯交通枢纽(AlpTransit)工程来说,率先遇到的最大挑战就是平面铁路线路的落实。“我们不能简单地在洞口的南门和北门设定一条笔直的路线,”同属Ernst Basler+Partner公司的女隧道工程师Fabiana Henke说。

“我们必须考虑众多因素,从地理的到地质的,比如一直到2300米的覆岩的情况,以及挖掘的必要性、坑道入口的设置等”。

有些因素乍看与地底下的隧道关系并不大,例如大坝。“在圣哥达地区,我们尽量避免在水库地下‘动土’,因为这可能会引起渗水,”Fabiana Henke解释说。

最后,还有一个关键性的问题要做出抉择:隧道要造成双线带安全通道的,就像圣哥达公路隧道一样,还是要建成法国和英国海底隧道那样的管道式?最后折衷的分离、单线式隧道入选。“最重要的是出于安全考虑,当然还要考虑到维护和花费,”Peter Schuster具体谈到。

新的圣哥达基础隧道由2个单线隧道组成,它们之间通过横向巷道相连,在发生紧急情况时,可用作逃生道。 (AlpTransit)

新的圣哥达基础隧道由2个单线隧道组成,它们之间通过横向巷道相连,在发生紧急情况时,可用作逃生道。

(AlpTransit)

“雨伞”防范措施

在1999年第一声爆破声响起之前,没有人知道,山里面的条件到底如何。不过大家都知道,矿工和工程师们肯定要在高温条件下作业。 在隧道中,气温可以高达45摄氏度,这比瑞士意外险机构(SUVA)所明确规定的最高气温28度要高许多。

“矿工的作业面得到冷却,通过换气系统输入新鲜空气,”Peter Schuster说。隧道进入运营期时,驶入的火车会将新鲜空气压缩至隧道,为隧道管道内部降温。

工程师们所面临的另一项挑战是,可能或已经存在的渗水现象。特别是在Piora盆地,这一地区的地层接近于颗粒状的白云岩。地质学家担心,在巨大压力下,水可能会向下渗。这种情况一旦发生,那么阿尔卑斯交通枢纽计划将毁于一旦。幸好勘探结果显示,这一地层结构并未到达隧道所处的地方。

为了解决“防水”问题,工程队启用了“雨伞防范措施”,Fabiana Henke解释说,拱顶上端铺设防水材料,下面加设排水设施,可将铁轨下的水引出大门之外。

隧道顶端采用防渗漏的板材防水。在挖掘工程进行时所采用的双轨道,将要为单线行驶轨道所替代 (AlpTransit)

隧道顶端采用防渗漏的板材防水。在挖掘工程进行时所采用的双轨道,将要为单线行驶轨道所替代

(AlpTransit)

价值120亿瑞郎的隧道

新的圣哥达基础隧道长达57公里。建成后这条自乌里州Erstfeld通往提契诺州Bodio的隧道,将成为全世界最长的铁路隧道。

该项目目前有工作人员2600名,80%的挖掘工作由全断面隧道掘进机(TBM)完成,另有20%通过爆破。项目总造价124亿瑞郎。

官方揭幕仪式将于2016年6月举办,同年底将正式通车。货运列车可以最高时速160公里通行;客运列车250公里每小时。

如果位于Ceneri(介于贝林佐纳Bellinzona和卢加诺Lugano之间)的第二条圣哥达铁路线完工,那么苏黎世到米兰的行程将缩短至3个小时以内。

技术和时间上的挑战

“有人会说,隧道就是隧道,无论它有多长,最后还不就是隧道的那个样子,都一样,”Pini瑞士工程部总工程师Davide Merlini说。然而新的圣哥达基础隧道不同以往,特别是在隧道物流方面。当工程进行到最复杂阶段时,同时有700人在隧道里工作,“物流是项目中的项目啊,”Merlini说。

建筑工期超长,这对工程师们来说,也是挑战。“从项目开始,直到工期结束,这需要十多年,”Davide Merlini强调说。在这么长的时间段里,很多都会发生改变,最先变化的,就是技术。

不少在挖掘工程进行时已经得到使用的零部件,不得不被拆卸、替换,因为技术标准已经有了新的等级,Pöyry工程办公室的Roger Wiederkehr说。他负责牵引电机的安装,在这一领域,最近10年修改了一系列的法律和规章制度。

例如依照现行法律,每5公里就要有牵引电可断电设施,“这是一种安全措施,即使发生火灾等意外,也不会全线停车。已通过的火车可以照常行驶,”Roger Wiederkehr确信。

出口专业知识

圣哥达基础隧道将于2016年6月2日正式揭幕,这之前所实践的大量工程技术工作都是在瑞士进行的。如今,其中的一部分专业知识,已出口国外,在修建连接奥地利和意大利的Brenner基础隧道时,就会采用双向单线隧道,而有些技术,正是在圣哥达所积累的。“将瑞士的工程知识出售到国外,这也是该大型工程的众多目标之一,”Davide Merlini说。

无论是工程师还是矿工,都对能够参与这独一无二的工程而表示骄傲。Davide Merlini总结到:“每个项目都有其独特的美丽和困难之处。但像圣哥达基础隧道这样伟大的工程,肯定会帮助其他项目达到更高的安全标准”。

要更多工程师

“没有工程师,就不会有新的阿尔卑斯枢纽工程,”瑞士顾问工程公司联合会(usic)主席Heinz Marti说。

Marti提出,瑞士在这一行业,专业人员奇缺,至今仍有很多工程师职位空缺。而究其原因,他认为是:工程师的学业要求较高,而学成后的的工资却不能与之相匹配。

在接受瑞士广播电台访问时,Heinz Marti提到,瑞士每年可以提供4000个工程师职位,但其中800个要从国外招人,即使今年2月,全民接受了反对大规模移民的提案,也无改于这种现实。

他还提醒说,现在整整一代工程师即将步入退休年龄,而这个世界上最长的铁路隧道,在运营时肯定需要不少的工程师。


(转译:宋婷), 瑞士资讯swissinfo.ch

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