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152

总长为152公里的隧道、通道和竖井为圣·哥达项目而建。

哥达基线隧道

四台撑靴式硬岩掘进机创造世界奇迹

________________ 凭借着机械隧道掘进技术,4台海瑞克敞开式(撑靴式)硬岩掘进机穿越山岭,创造了掘进速度和长度的新记录。今天,连接Estfeld与Bodio两地的哥达基线隧道长度达57公里。2016年6月1日,世界上最长的铁路隧道向世人敞开了大门。这条隧道 成为新阿尔卑斯铁路枢纽(NEAT), 拉近了瑞士与欧洲的距离。


创世界纪录:划时代的哥达隧道项目主线贯通

全球最长铁路隧道项目图示: 从Erstfeld到Bodio的两条各长57公里的隧道。
北欧和南欧 将会更紧密联系在一起

2011年3月23日及2010年10月15日,哥达基线隧道西侧和东侧隧道分别贯通,标志着世界上最长的铁路隧道建设史上的一个最重要的里程碑。这条平行各长57公里的铁路隧道穿越阿尔卑斯山,将在瑞士把欧洲北部和南部连接起来。海瑞克4台撑靴式硬岩掘进机完成了超过85公里的主线隧道施工。

穿越硬岩的巨人

2016年底,第一批高速列车将以200至250公里的时速穿越哥达基线隧道。整个阿尔卑斯铁路枢纽 (New Alpine Transversal, NEAT)开通以后,苏黎世与米兰之间的行程将缩短1小时,仅仅需要2小时40分钟。瑞士铁路公司还有望缩短货物运输的时间, 其重要意义远不止改善德国和意大利之间的交通。乘坐铁路穿越阿尔卑斯山旅行的新时代正在到来。早上从苏黎世的中央火车站出发, 上午在米兰时尚的艾曼纽拱廊 (Galleria Vittoriov Emanuele) 进行休闲购物, 下午购物袋中满载意大利顶尖设计师设计的服饰而归。这并不是一个遥不可及的梦想,而是梦想成真。

在这两个商业中心之间快速短途旅行将因一个空前绝后的划时代项目而成为可能, 这就是与Ceneri —Zimmerberg基线隧道相连的新哥达基线隧道。这条隧道长57公里, 海拔最大高度550米,也就是说, 真正位于圣·哥达山 (St. Gotthard mountain)山脚,两条单洞隧道将从谷底穿越阿尔卑斯山脉再到谷底,线路几乎是水平的。慢到乘客可以沿路顺手采花的旅行将一去不复返, 列车需要双火车头牵引才能爬上陡坡也将成为历史。



世界最长的奇迹

瑞士联邦委员会委员莫利茨·洛伊恩贝格 (Moritz Leuenberger) 在描述这一 "世界最长奇观" 时说: "这将是欧洲直接穿越阿尔卑斯的高速铁路走廊, 为鹿特丹 (Rotterdam) 和热那亚 (Genoa) 之间的物流运输提供了一条绿色环保之道。尽管我们不是欧盟成员, 我们也在与我们的伙伴一起发展欧洲的基础设施。" 瑞士计划尽可能利用铁路代替公路运输货物, 以此来保护环境, 哥达基线隧道这一伟大的壮举便是这一计划的一部分。

这个阿尔卑斯山国家正在突飞猛进地接近这一目标。这条世界最长铁路隧道的 "外壳" 已经竣工。2011年3月23和2010年10月15日,位于Faido和Sedrun段交界处的这段隧道(整个隧道的中间点)最终也是最关键的贯通,标志着这一盛大工程建设上的一个最重要的里程碑,这是整个工程中激动人心的成就。这个项目是近半个世纪精心规划的结果, 并且随着技术和地质科学的发展而不断完善。它同样需要勇敢而有远见的政治决策。哥达基线隧道的创意是1947年第一次提出的──隧道建设工程直到2001年才正式开始。

“从工程设计和物料组织方面来讲,这条隧道对于本世纪未来的隧道项目设定了一个基准。”

董事会主席马丁.海瑞克博士

 

 

152公里的隧道、通道和竖井

超过85公里的主线隧道, 使用海瑞克的隧道掘进机开挖和支护。

哥达基线隧道项目需建设总共152公里的隧道和竖井。规划者将2条主隧道以及约180条施工通道分成5个建设标段。5个标段可以同时施工, 所以可以大大缩短总的建设周期。但是, 这同样需要大量后勤保障, 需要建设入口隧道和供给隧道, 需要挖掘大量地下硐室供掘进作业或钻爆法施工使用。

海瑞克直径9.58米的撑靴式硬岩掘进机 用于北端标段施工。

宏伟的施工现场

在哥达基线隧道宏伟的施工现场有3条入口隧道和供给隧道 ── 位于北端的Amsteg,中部的Sedrun过渡导洞和南端的Faido经北端Bodio和Erstfeld附近的隧道口的山路进入隧道相对容易,而在Amsteg是通过一条“仅2公里”长的短隧道进入。位于Faido的入口隧道长2.7公里,坡度约为13%。Sedrun过渡导洞的工程相当复杂, 它首先要在主隧道上方挖掘一条约1公里长的水平入口隧道, 然
后从其终端向下建造深度约800米的两个竖井到隧道层。最
后再建一个450米长的通风井才算完成这一壮观的工程。

地下: 最艰难的组装与拆卸。

宏伟的施工现场

在哥达基线隧道宏伟的施工现场有3条入口隧道和供给隧道 ── 位于北端的Amsteg,中部的Sedrun过渡导洞和南端的Faido经北端Bodio和Erstfeld附近的隧道口的山路进入隧道相对容易,而在Amsteg是通过一条“仅2公里”长的短隧道进入。位于Faido的入口隧道长2.7公里,坡度约为13%。Sedrun过渡导洞的工程相当复杂, 它首先要在主隧道上方挖掘一条约1公里长的水平入口隧道, 然
后从其终端向下建造深度约800米的两个竖井到隧道层。最
后再建一个450米长的通风井才算完成这一壮观的工程。

平衡:高精度规划与不可预测的地质条件

断层和地质挑战 要求设备和施工团队的最佳表现。

像哥达项目这样大型的隧道钻进过程中,随时都可能发生意料之外的情况。隧道建设人员的敬业精神具有至关重要的作用,他们的工作就象是在精密计划与不可预见之间走钢丝。尽管已做过大量调研准备工作,意外困难仍会不时出现。例如,2003年2月,从哥达南端刚刚开始掘进隧道时──仅仅开始200米,疏松的岩层使施工受阻。从Bodio开始动工的两台隧道掘进机──施工团队亲切地称掘进东侧隧道的设备为“Sissi” (S-210),掘进西侧隧道的设备为“Heidi” (S-211)──遭遇了角砾破碎岩带。这种地质对于专为硬岩条件设计的撑靴式隧道掘进机来说过于松软,想快速掘进几乎是不可能的。隧道每掘进一米都要经过一套复杂的程序进行安全支护。直到2003年8月,两台掘进机才完成约400米的掘进任务,得以通过这些破碎带。

高强度工作: 加固开挖的隧道。

在山脉中起伏

不过, 施工日志中也有一些意外的并且令人振奋的记录。例如, 2004年春季从北侧传来好消息。根据施工计划,地质学家预计要中断多达4个月来处理Intschi带。但是幸运的是,这一地带比推测的长度短50%左右。施工团队操作着名字有些天真的 “Gabi 1” 和 “Gabi 2”隧道掘进机通过了这一地带,尽管掘进速度有所减慢。虽然如此,施工进程中总是喜忧参半。有时刀盘旋转一周可以掘进多达12毫米,实现月进尺560米的卓越进度,而有时遇到困难的地段, 每月仅前进140米,意味着刀盘旋转一周只能掘进3毫米。

2005年6月,出现了对于工程师和客户来说都不太好的情况。在毫无预兆的情况下,松散的岩石混着山水顷刻之间进入在西侧隧道作业的Gabi 2的刀盘。起初,掘进队员试图人工清理刀盘部位的粉细物质,并将隧道掘进机缩回几厘米,但没有成功。最后,将水泥和膨润土混合物注入掘进机刀盘前面的不稳定区域,进行加固。与此同时,隧道建设者们从已经掘进好的东侧隧道的前方横着向西侧隧道挖出一条50米长的连通隧道, 然后在西侧隧道中往回向着Gabi 2的方向挖掘,最后从前面将Gabi 2的刀盘卸下。历经5个月的停顿后,直到2005年11月才恢复了正常掘进工作。

在南部从Bodio到Faido区间,掘进机也不得不面对变化无常的地质状况,因而影响了掘进速度。在对2台隧道掘进机进行适应性调整,以应对不可预见的地质环境后,情况得到了显著改善。2005年12月,“Sissi”在东侧隧道取得了截至那时哥达隧道建设中最佳日进尺 —— 38米。

2006:首次贯通之年。

分别比计划时间提前6个月和9个月:北断的两台设备提前抵达Sedrun,并创下记录。

2006年6月和10月, 北端施工团队庆祝Amsteg-Sedrun段掘进任务完成,成绩卓越。掘进机分别比计划时间提前6个月和9个月挺进到施工段终点。但两台掘进机在到达终点前都遭遇了黎明前的黑暗。就在该段完工之前, 它们遇到了地质障碍 ——角砾破碎岩。这就是掘进机在硬岩区提前拆解的原因。工人们随后通过隧道列车将其组件运出隧道。

精准无误: 从南端开始掘进,在Faido贯通时误差仅几厘米。

在Faido实现贯通

2006年秋季,南段也最终在Faido多功能站实现贯通,并达到了要求的精度。直径超过8米的两台隧道掘进机在分别掘进13.5公里和14公里后到达各自的接收井,水平和垂直偏差仅为几个厘米。这种精度相当于一位神枪手在2公里外击中1枚1欧元硬币时所能达到的准确度。经过全面检修和换装直径超过9米的更大的新刀盘后,Sissi和Heidi分别于2007年7月和10月再次出发,从Faido向北朝Sedrun掘进。

安全通过Piora盆地的“严峻”考验

警报解除: Piora盆地没有预期的那么困难。

另一个复杂的区域在等待着隧道施工队伍。Piora盆地是一个漏斗形构造,充满糖粒状白云岩和水,深达山脉岩层。这种地质状况一早就被探测到,而且对这一区间的勘探工作比哥达山脉其他区域的都要密集。由于无从知道这个“漏斗”进入山脉有多深,所以决定进行试验钻探。从州级公路向扰动带钻进一条长约5.5公里的水平隧道。1996年,勘探隧道到达断层带。勘探发现,松散的岩粒承受着约150巴的巨大压力。混有白云岩的混浊水柱从山中喷射而出, 淹没了路面。媒体称之为 “Piora海滩的末日”。

从勘探隧道向将来基线隧道附近钻了19个斜孔,最终使工程师了解了全部地下情况。这些斜孔深达硬岩,没有遇到水压。通过观察钻芯、温度和地震观测结果,地质学家做出结论:Piora盆地底部由石膏岩封闭。而后,2008年10月12日从Sissi传来喜讯:“成功穿越Piora盆地”。Sissi的姊妹机很快也成功穿越。

紧急情况下,列车可在庞大的地下车站停靠。

在从Faido到Sedrun的过渡平导洞用常规的钻爆方进行开挖也是一项极端的技术挑战。在这里,隧道建设者从岩层中爆破出庞大的地下车站,用作紧急情况下火车的专用停车港。另外还建有分岔隧道,供列车在运行过程中从一个路洞开入另一个路洞。通过一套复杂的横向洞和连接洞, 可以保证烟雾排出, 新鲜空气可以进入隧
道。两个多功能车站本身就是庞大的建筑工地。在这里,隧道建设者需要面对岩石进行钻爆法作业所带来的特别挑战。

 

山体应力释放

若干区段的山体压力很高,以致于增大开挖断面的常规方法不能奏效。一般情况下, 这种压力会使山体变
形 —— 山体变形越大, 释放的山体压力就越大。但是, 在哥
达基线隧道的关键区域, 仅靠放任山体变形无法实现要求的
稳定性。需要一种对抗山体的力量来抑制洞体腔室的完全闭
合。解决方案是使用套叠滑动撑环。这种方法的原理是, 用
两个可套叠滑动的钢质半环相接, 在隧道断面构成一个完整
的撑环。洞壁超挖约70厘米, 在山体的压力下, 环片缓慢向心
滑动, 直到两个半环相扣在一起并互相支撑。

 

 

24小时掘进56米

高速掘进:全为列车的高速通行

经过综合检修后, 两台海瑞克撑靴式硬岩掘进机Gabi 1和Gabi 2继续掘进, 要完成长度超过7公里的Erstfeld-Amsteg区间,那里的地质条件近乎理想。这成就了2009年夏季末哥达隧道掘进的记录。在仅仅24小时内, Gabi 2掘进机在山体中掘进超过56米——对于该尺寸的隧道掘进机来说,这是一个世界记录。经过短短的18个月后,两个掘进团队分别于2009年6月16日和9月16日到达Amsteg的目的地,比预定工期提前6个月。

这次贯通是隧道建设者和掘进机精确作业的最好见证。两台隧道掘进机实现了真正意义上的毫米级精度——距设计路线水平方向偏离4毫米, 垂直方向偏离8毫米。

2009年6月16日: 东侧隧道在Amsteg贯通。

“大蠕虫”

与此同时,“Sissi”和“Heidi”仍在Sedrun南部的山区掘进。尽管“Heidi”在Faido与Sedrun之间的西侧隧洞遇到了岩石塌落的问题,通过后续加固措施,2010年7月恢复掘进。幸运的是,这一事件对于项目计划几乎没有产生影响。施工仍然继续,由海瑞克分公司Maschinenund
Stahlbau Dresden提供的两台模板台车(衬砌设备)远远地跟在两台隧道掘进机后面工作。这两台600米长的“大蠕虫”负责铺设排水管道、安装密封系统并用混凝土浇注顶拱,每移动一次就完成12米区间的作业。简言之,这两个施工系统为隧道做好准备,为装设铁路系统创造条件,最佳月进尺为600米。

2009年6月16日:东侧隧道在Amsteg贯通。

2010年10月15日: 哥达基线隧道主线贯通。

2011年3月23日,西线隧道贯通;2010年10月15日,东线隧道贯通,使“地中海沿岸一览无遗”成为现实。隧道打通后,还需要几年完善工程,将隧道变成具有通行功能的高速铁路线。隧道设有大量的安全措施,例如设有两个应急车站,发生危险情况时列车可以在这里停靠。

 

 

“对于任何企业家和工程师来说,能够参加这样一个世纪性的工程是一份独特的礼物。我们的工程师和设备能够展示出他们的最佳表现,我本人无比骄傲。确实没有其它能比这更让我满意的事情了。”

 董事会主席马丁.海瑞克博士  

第一批列车预计将于2016年 快速穿过新的基线隧道。

在应急车站,乘客可以快速地从一条隧道转移至另一条隧道,两条姊妹隧道互为逃生通道。这是一种聪明之选,瑞士所有参与项目的人员对所有备选方案进行长时间的论证之后, 这个方案最终胜出。

隧道建设团队和掘进设备的工作都已经接近尾声,结果令人非常满意。所有风险都已化解,所有阻碍都已克服,所有过山车式的紧急情况都已成为过去。尽管遭遇了几近不可想象的复杂情况,项目保持了原定进度。在一个地方失去的时间在别的地方填补回来了。谈及最后一个标段(Erstfeld–Amsteg)的贯通时,瑞士联邦委员会委员莫利茨·洛伊恩贝格说到,这是“面对质疑者和抱怨者的巨大胜利”。他的座右铭是“不管山有多高,石有多硬,有志者,事竟成。我们想做到,所以我们能做到。”

更多信息,请浏览:

http://www.alptransit.ch/
AlpTransit Gotthard AG


哥达隧道 ── 过去、现在与未来

在哥达山脉建设隧道的历史超过3个世纪。哥达基线隧道将成为世界上最长的隧道:一个划时代的项目。

 

 

2016年6月1日

哥达基线隧道──新穿越阿尔卑斯铁路枢纽计划的核心部分──投入运行。

2011年3月23日

在西侧隧道Sedrun与Faido区间实现主线贯通。

2010年10月15日

在东侧隧道Sedrun与Faido区间实现贯通。

2009年

北端的机械化隧道掘进作业成功完成。

2008年

S-210成功穿越令人畏惧的Piora盆地。

2006年

在基线隧道北端和南端掘进的海瑞克隧道掘进机到达首个接收井, 比计划提前多达9个月。

2003年

4台海瑞克撑靴式硬岩掘进机开始掘进。

2001年

第一批设备订单由海瑞克公司获得。

1999年

随着第一声爆破声, 开挖工作在Sedrun展开。

1998年

瑞士政府批准为新穿越阿尔卑斯铁路枢纽计划 (NewAlpine Transversal, NEAT) 项目融资。

1996年

哥达基线隧道的初期准备和勘探工作在Sedrun展开。

1993年

开始在 Piora盆地勘探钻孔。

1980年

首条公路隧道投入运行。 将Göschenen与Airolo连通。

1969年

开始建设穿越哥达山的首条公路隧道。

1882年

长15公里的铁路隧道投入运行, 这是当时全球最长的铁路隧道。

1880年

2月29日实现贯通, 按当时的标准, 达到了极高的精确度。

1872年

穿越哥达山脉的第一条铁路隧道开工, 由瑞士工程师Louis Favre指挥施工。

1707年

来自提契诺州(Ticino)的建筑大师Morettini采用切削和爆破方式挖出一条64米长穿过Chilchberg山的隧道 ──这就是著名的Urner Loch。

 

 


穿越阿尔卑斯山:NEAT——新穿越阿尔卑斯铁路枢纽计划

穿过瑞士境内阿尔卑斯山的一条平坦铁路线正在建设之中,将改善通往欧洲心脏的运输和交通状况。

阿尔卑斯山脉,尤其是在瑞士境内的那一段,对贯穿欧洲的运输起着举足轻重的作用。意大利与其它欧盟国家之间约80%的货物运输需要穿过阿尔卑斯山。目前,这些运输中三分之二是依靠公路,主要是沿勃伦那 (奥地利)、Fréjus和Mont Cenis(法国)和哥达(瑞士)这条运输走廊。欧洲运输理念是将部分公路运输转向铁路,尤其是在阿尔卑斯地区。瑞士的邻国签署协议同意提供与哥达基线隧道相连的高速铁路通道。

新穿越阿尔卑斯铁路枢纽计划 (New Alpine Transversal, NEAT)将使穿越阿尔卑斯的高速交通成为可能。由于客运火车时速将达200至250公里,所以这条铁路线路将成为航空运输的替代方案。Zimmerberg基线隧道、新哥达基线隧道和坚纳里基线隧道(Ceneri Base Tunnel)将使旅客在苏黎世和米兰之间旅行的时间由4小时10分钟减少到2小时40分钟。穿越阿尔卑斯享受午餐的快速短途旅行将成为可能。

当前,穿越阿尔卑斯山的公路交通量每8年就翻一番。在哥达公路隧道,每天都会出现几公里长的堵车长龙。这便是要将货物运输转向铁路的原因。在哥达和勒奇山脉(Lötschberg)的两个NEAT枢纽轴线将使货运能力提高一倍以上,由目前的每年2000万吨增加到每年5000万吨。不仅交通频率更高,而且平坦铁路的概念还意味着火车可以更长,重量增加到两倍(4000吨取代现在的2000吨),这将使目前在斜坡处需要助力车头的情况成为历史。

新的最高点与伯尔尼的城市高度相同,即海拔550米。与之相比较,现有山间铁路的最高点是海拔1150米。经过瑞士境内的线路将处于更低的海拔位置,并且缩短40公里。货运列车运行时速将是以前的两倍,达160公里。


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