中国铁路设计集团有限公司两部作品获评“铁路好新闻”
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2026/6/18 6:58:40
来源: 全国勘察设计信息网
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近日,中国国家铁路集团有限公司党组宣传部、中国铁路新闻工作者协会在京联合举办第七届“铁路好新闻”优秀作品发布活动,中国铁路设计集团有限公司两部作品榜上有名!
文字类A组优秀作品 汕头湾底“蛟龙”舞——世界首条时速350公里高铁海底隧道贯通记 汕头湾,跨越难。 广东汕头内海湾,是我国重要的海上交通枢纽,这里商船如织、航线繁忙。用高铁连通南北两岸,架桥会阻碍通航,建设隧道便成为首选方案。 汕汕高铁汕头湾海底隧道是世界首条时速350公里高铁海底隧道,全长9781米。隧道采用钻爆法和盾构法从南北两端双向掘进,设计与建造难度堪称世界级“工程教科书”。 近日,经过4年多艰难掘进,工程团队突破高烈度地震区、复杂地质条件、超高水压等多重难关,汕头湾海底隧道成功贯通。它宛如“海底蛟龙”斜跨汕头湾,连接起珠三角和粤港澳大湾区,为区域经济发展注入强劲动能。 内外加固方式:穿越海底地层最薄处 “地处高烈度地震区,穿越17条断层破碎带,承受海底近1兆帕超高水压。”2018年,经现场踏勘确认,中国铁路设计集团有限公司(以下简称“中国铁设”)汕头湾海底隧道主管总工程师孟庆余判断,他们可能闯进了铁路隧道设计“禁区”。 以从南向北开挖的钻爆段为例,由于要下穿汕头湾主航道风化凹槽,爆破作业的洞顶上方,弱风化完整岩层最薄处仅2.36米!一旦爆破失败,整条隧道将被海水“吞噬”。 绕避绝无可能,加固围岩成为最有效的解决办法。 一种建议是,以地下超前注浆方式对隧道周围及开挖地层进行加固,形成隧道周圈保护层,应对高水压、多断层难题;另一种建议是,着眼于施工安全与长远运营,应该做隧道区域保护层。 第一种方案,需破解浆液渗入难题;第二种方案,国内尚无成熟先例。为确保安全,中国铁设团队顶着压力对两种方案进行综合,围绕一条全新技术路线的攻关由此开启。 工程团队在主航道上搭建海上注浆平台,保障通航的同时,见缝插针“打游击战”。但是,当钻杆下探至海底百米深处,浆液不仅难以渗入岩层裂隙,还被高压海水悉数冲释。 如何解决?岩体不可改变,只能在工艺上想办法。工程团队创新施工方法,在海底岩体周边先加注一圈快凝胶材料,将其“箍住”后,再将超细水泥压进岩体,封堵裂隙,变“豆腐渣”般的岩体为坚固混凝土。 经过数月作业,一个横向36米宽、纵向45米长的门字型保护层抵在海底地层最薄处。它犹如一个可靠的棚子,将破碎岩石与高压海水挡在外侧。 但是,海水的侵蚀力远超孟庆余的设想。当隧道钻爆至风化凹槽处,地下水氯盐的侵蚀性已达到最高等级,隧道钢筋混凝土结构面临潜在威胁。大家思来想去,决心勇闯“无人区”,在高铁海底隧道中首次尝试使用抗压强度为C50的混凝土结构。 中国铁设团队联合高校开展科研攻关,从基础材料入手,调整混凝土配合比、首创冰水低温拌合工艺……经过数十次试验后,团队最终掌握了混凝土不裂的方法与工艺。 2022年8月,汕头湾海底隧道内,第一板C50模筑衬砌浇筑成功。此后,孟庆余带领团队用内外加固方式,让汕头湾海底隧道顺利穿过海底地层最薄处。 百变盾构工艺:掘进“三重极限”地质段 汕头湾北岸,滩涂淤泥深厚,入海处浅覆高压,采用钻爆法、明挖法作业,坍塌风险很高,种种工况让盾构掘进方案脱颖而出。 施工前半段,盾构机日行近10米,用时仅4个月,便完成掘进任务。当进入海底深处,盾构推进的速度急转直下,有些段落一天掘进不足1米! 先遇孤石阵,再碰软硬不均地层,最后挑战“钢铁”般硬岩……汕头湾海底隧道盾构段的“三重极限”地质段落,让中国铁设汕汕高铁项目总工程师李为记忆犹新。 100米范围内,3块巨型孤石挡在盾构机前。硬顶,存在安全风险;爆破,影响周边环境。进退维谷之际,同步进行的海上注浆作业给李为带来启发:何不采用钻爆方式破解孤石困局? 团队从前端打出多个钻头,“数箭齐发”破入巨石。随着装入的炸药轻微发力,孤石裂成碎石,轰然坍塌,障碍被清除。 大家原以为,穿过孤石阵,盾构掘进将一帆风顺。但形态多样、软硬不均的地层让盾构机再次“受挫”。 问题出在哪?实际地质情况极为复杂,盾构机无法准确调整参数,难以操控掘进姿态。加密实地勘探、汇总地质数据、精准画像地层……慢工出细活,在团队的不懈努力下,盾构机顺利贯通软硬不均地层。 就在大家认为黎明即将到来时,没想到,最后几百米的盾构“路”却是最难走的。 当盾构机掘进至全断面硬岩段落,掌子面频繁转入风化槽及节理密集带地层,坚不可摧的刀具被异常掰断,溃口磨耗越来越大。屋漏偏逢连夜雨,在这强度高达200兆帕的硬岩中,又遭遇突发掉落大石块,让向前掘进的道路雪上加霜。 必须穿过这500余米长的硬岩段!“那段时间,大家都很焦虑,失眠成了常态。”李为回忆。 工程团队联合行业专家,经现场调研、论证后,想出一个妙招——“变大口吞咽为小口啃食”。依据这一思路,团队对盾构机进行施工改造——增设滚动检测系统、加密刀具数量,让盾构机稳扎稳打,一步一步向前推进。 硬岩层被逐步“啃食”,但盾构机磨损消耗极大,“趴窝”风险增加。工程团队再次调整掘进策略,通过精细化维修保养与监测,确保盾构机在海底有效掘进。 3月26日,历时900多天,盾构施工法隧道与钻爆施工法隧道最终胜利会师。14.57米的开挖直径,也让汕头湾海底隧道成为当前世界直径最大的铁路海底隧道。 练就科技“绝活”:抵抗活动断层强蠕动 汕头湾海底隧道时刻承受着来自断层运动和周围海水的挤压,隧道运营安全面临挑战。 当得知海底隧道要在8度震区穿越多条断层破碎带时,中国铁设汕头湾海底隧道设计工程师霍飞“压力巨大”。“如此复杂的地质构造国内外鲜有耳闻,一旦隧道发生结构性破坏或大错台,海水将瞬间涌入,直接威胁高铁通行安全。”霍飞说。 什么方法能让汕头湾海底隧道不受断层蠕动影响而屹立百年? 传统隧道会在盾构管片处预留缝隙,依靠接缝防水设计抵御高压渗透。但是汕头湾海底隧道承受的最高水压达0.985兆帕,海水在此强压力下,可形成高达98.5米的水柱。只做接缝防水无法确保万无一失,其他抗震防断层的举措必须跟上。 2020年6月的一天,正在进行抗震调研的霍飞,被一处嵌在建筑承重结构与上部结构间的隔震支座所吸引。这种既能在竖向承受建筑物重量又能在横向自由变形的橡胶结构,瞬间打开了他的思路。 何不效仿隔震支座,给汕头湾海底隧道裹一层隔震抗震的“软硬层”! 橡胶、泡沫、混凝土……各类韧性强、抗压性好的材料轮番上阵测试。通过层层筛选,既能在日常抵抗海水压力,又能在突发地震时吸收地震能量的柔性隔震材料被找到。 3个月后,当隧道掘进至F9断层处,疲劳测试在实验室同步开展。安装在隧道外层的柔性隔震材料,在模拟地震载荷与真实高水压环境中,经受住了一动一静的极限施压,始终保持良好的隔震性能,顺利通过测试。 与此同时,在盾构机入海前,安装在管片接缝处的密封垫,也在伺服液压装置上接受了多次震动和错动考验,实现了“震中不漏、震后不渗”的既定目标。 当前,柔性隔震层、密封垫被广泛应用在汕头湾海底隧道中,它们已成为隧道抵抗地震断层蠕动和超高水压威胁,实现“以柔克刚”必不可少的科技“绝活”。 “汕汕高铁是我国‘八纵八横’高铁网主通道之‘沿海通道’的重要组成部分,正式开通运营后,时速350公里的高铁百秒即可跨越汕头湾。”展望未来,李为信心满满,“我们将继续攻坚克难,锚定铁路科技创新,努力在更多复杂地质条件下书写工程建设传奇。” 在粤东大地书写关键“一撇” 南海东北部,汕头湾海域,海天寥廓。 海面之上,碧波荡漾,海风轻拂。海面之下,是汕汕高铁汕头湾海底隧道完成的一场为期4年多的“穿越之旅”。 汕头湾海底隧道是呈东北至西南走向的海底隧道,不单是中国高铁技术向海洋延伸的里程碑,更是改写粤东地区交通格局,为区域经济注入强劲动能的关键“一撇”。 这“一撇”,成功突破世界级技术难题,首创“单洞双线”高铁海底隧道模式,填补国内技术标准空白,为全球建设高铁海底隧道提供“中国方案”。 这“一撇”,彻底打通粤东高铁“卡脖子”路段,使汕汕铁路运能从日均24对提升至50对以上,推动粤东地区全面融入粤港澳大湾区“1.5小时经济圈”。 这“一撇”,激活了汕头“三新两特一大”产业集群,加速临港经济区、六合产业园等平台建设,推动新能源、新材料产业与大湾区深度联动。 汕头湾海底隧道不仅是中国基建从“规模扩张”向“技术引领”转型的缩影,更是以工程硬实力支撑区域协调发展、服务“双循环”格局的典范。这条穿海“巨龙”,正以中国速度书写“超级工程”的新时代传奇。
文字类B组优秀作品 张云龙:怀创新之志 攀精测高峰 高铁精密测量控制网——高铁建设、运营中至关重要的空间位置基准,全国高铁的每一寸钢轨都基于此获得精确三维坐标。 高精度卫星定位测量系统——构建该基准的“智慧天眼”,持续追踪着控制网点的毫米级位移,以保障全路钢轨坐标精度稳定可靠。 如今,这双“天眼”已在关键技术上实现了质的飞跃——由中国铁路设计集团有限公司测绘地理信息研究院高级工程师张云龙带领的团队,历时7年攻坚克难,成功研发出了自主可控的北斗三代星地融合高精度测量系统。这套系统国外技术垄断,为中国高铁精密测量控制网装上了自己的“智慧天眼”。 破壁:精测系统打破国外技术垄断 2018年7月,张云龙从北京交通大学博士毕业,进入中国铁设测绘院工作。彼时,我国高铁精密测量领域面临着国外卫星定位技术“卡脖子”困境。仪器设备依赖进口,价格高昂、与中国北斗卫星适配性差、面对复杂地形“水土不服”等问题,制约了我国高铁建设的自主性与安全性。 目睹国外技术垄断的弊端,张云龙暗下决心:“一定要让中国铁路在精测领域拥有自己的‘智慧天眼’。”那时,适逢我国北斗三号全球卫星导航系统全面建成,他立刻投身到基于北斗卫星的铁路智能勘测系统研发当中。 研发,从硬件攻关开始。 性能可靠的芯片是硬件装备的核心。为了选出最适配的芯片,张云龙拿出“将板凳坐穿”的韧劲,一头扎进实验室里,一台电脑、一杯水,常常一坐就是一整天。 国内外30余家企业、80余款芯片,他与团队从精度、灵敏度到信噪比、定位时间、抗干扰性,收集数据、测算对比,历时半年,终于找到了“最优解”。如今,市面上但凡“有名有姓”的芯片,张云龙都如数家珍。 提升装备抗干扰能力是硬件优化的另一半。在芯片测评的同时,张云龙带领团队从硬件设计的各环节入手,通过选取最优的外观材料和电子器件材料,设计结构、模具和电路,反复测算、调试,成功掌握了电离层闪烁监测、抑制及抗多径干扰技术。最终研发成功的北斗三代星地融合高精度测量系统,兼具低功耗与长续航特性,抗干扰能力提升30%。 从2022年开始,这项自主创新研发成果迎来实战检验。“传统铁路精密测量网卫星定位接收机受电离层干扰影响,通常只能在特定时段开展测量作业。”张云龙介绍,在潍烟高铁、沈白高铁等国家重点工程中,搭载抗干扰技术的北斗智能测量装备取代进口设备,实现了从固定时段测量到全天候测量的有效突破,测量效率提升20%以上,误差控制在毫米级。 在成功突破硬件技术瓶颈后,张云龙团队将工作重心转向软件生态建设。 “只有硬件装备、没有自主可控的软件支撑,就谈不上真正的技术自主。”张云龙带领团队从底层基线解算算法优化开始,深入高原铁路现场,在零下20摄氏度的严寒中采集数据,分析影响精度的各种干扰因素;在实验室调试代码,分析海量的实测数据,经历了无数次的推翻重构,设计核心架构、训练大气误差补偿智能算法模型…… 历时800多个日夜,他们终于成功开发出具有完全自主知识产权的铁路北斗精密测量软件系统,实现了从硬件到软件的全链条技术突破。 “难,很难,但再难也要做,我们必须要摆脱‘卡脖子’技术困境。”张云龙回想起当时软件攻坚的日子坚定地说。 如今,基于北斗卫星导航系统的智能勘测系统已应用于众多铁路建设项目中,从平原到高原、从城市到山区、从“分体式”到“一体化集成”、从“通用模型”到“场景定制”,这项具有完全自主知识产权的技术在一次又一次的优化中实现了跨越式发展,已构建起覆盖勘察设计、施工建设、运营维护全生命周期的“智慧天眼”系统。 量产:监测系统从中国走向世界 “每一个仪器都要调试好、测试好,不要出问题。”张云龙向团队成员何义磊嘱咐道。这些由张云龙团队研发的“星聚智控”北斗监测一体机,在测试完毕后,将被应用在雅万高铁沿线。 这一技术从自用到走向世界,张云龙用了整整7年。 2019年7月,北斗“云—边—端”智能形变监测系统成型,并迅速投入到哈佳铁路路基监测项目当中。同年12月,哈佳铁路路基监测项目遭遇极寒天气,设备软硬件均出现了不同程度的问题。天寒地冻、冷风刺骨,张云龙需要使用的电脑被冻到死机,完全无法工作。他毫不犹豫地将电脑抱在胸前,待其恢复到正常温度后继续进行调试。工作结束后,张云龙的手已经冻得无法打弯,身体也止不住地抖。 “那是我们第一代设备,各方面还不够完善,但在一次次迭代中,设备越来越稳定,效果也越来越好了。”在不断的实践优化中,张云龙的腰板越来越直,底气也越来越足。 京广高铁、襄荆高铁、郑阜高铁、京港高铁……经过数年的不懈努力,如今,北斗“云—边—端”智能形变监测系统已成功应用于众多铁路运营项目中,在全国范围内建立了569个监测站。 不仅如此,第三代产品——“星聚智控”北斗监测一体机已经走出国门,在雅万高铁运营监测中发挥了关键作用。 面对印尼爪哇岛火山岩地质带、热带雨林覆盖区和密集水系等特殊环境,以及赤道附近特有的电离层扰动,该设备凭借独特的抗干扰技术,高效完成了雅万高铁运营测量任务,为雅万高铁区域沉降监测、灾害预警及应急管理提供精准时空信息支撑,让雅万高铁的运营安全稳稳跃上新台阶。 “从中国到世界,自主创新就是底气。与其他品牌相比,我们的系统自主可控可调试,这就是我们的优势。”张云龙自豪地说。 领航:技术与人才共同成长 “新兴技术从哪里突破,行业应用就向哪里发展。”张云龙和他的团队从不拘泥于现有的成绩,不单单满足于产品落地、应用实践这张答卷,更向布局未来、引领行业的高峰发起冲击。 2024年,张云龙牵头筹建iGMAS(国际GNSS监测评估系统)铁路北斗创新应用中心。“iGMAS是我国第一个在联合国框架下发起并主导的科学工程,依托其中轨道、钟差、电离层等前沿技术,我们能够持续攻关北斗/低轨星座统一时空基准等前沿核心理论方法,提升北斗模型精度与产品性能,为铁路行业北斗创新应用提供关键支撑。”他说。 如今,张云龙正带领团队着手于低轨卫星星座增强技术研究、亚米级智能隧道内定位技术研发、“北斗+机器视觉”融合监测创新等前沿研究方向,在前沿技术上发展,在行业应用上突破。 一花独放不是春,百花齐放春满园。 在向前沿技术进发的同时,张云龙不忘关注团队中每位成员的成长。“他会记录下我们团队中每个人的科研难点。张工办公室的大门永远向大家敞开,有问题找张工,他准在。”团队成员胡锦民笑着说。 日复一日的学习钻研、科研攻关,让张云龙的团队成长为中国铁设有名的“不畏难、打硬仗”的科研队伍。7年时间里,张云龙带领团队突破北斗在铁路领域的5项关键技术,研发出3大类智能测量监测装备、发明专利20项、获省部级科技进步奖项8项……近年来,他也先后获得新时代青年先锋奖、全国青年岗位能手、詹天佑铁道科学技术奖青年奖…… “荣誉是过去的注脚,创新才是永恒的主题。”站在实验室的大屏幕前,张云龙的语气平静而坚定,“国家的需要在哪里,我们的创新就在哪里;行业的痛点在哪里,我们的攻坚就在哪里。这就是中国工程师的初心。” 采访手记:“再难也要做” 谈及基于北斗卫星的铁路智能勘测系统研发,张云龙直言自己也曾心生忧虑:“国外技术垄断像座大山,压得人喘不过气来。”然而,他并没有妥协,从芯片适配到极端环境攻关,从软件迭代到走出国门,他把“再难也要做”的决心融入每次键盘敲击的声响里。 “打破垄断,让中国铁路建设拥有自己的‘智慧天眼’,这就是我的使命。”张云龙朴素的话语里,饱含着一位铁路科技工作者的决心与责任。正因有无数像他一样默默耕耘的铁路科技工作者,中国铁路的自主创新之路才越走越远、越走越广。
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