繼港珠澳大橋建成通車後，又一項挑戰世界難題、突破科技壁壘的超級工程——甬（寧波）舟（山）鐵路已於近日全面啟動勘察設計，標誌著這條世界控制因素最複雜、越海橋隧工程技術難度最大的鐵路正式上馬。
甬舟鐵路平面示意圖
港珠澳大橋孿生“鐵路版”
同港珠澳大橋一樣，全長77公里的甬舟鐵路主體工程也採用“橋+隧”組合方式，並將在這兩個領域更進一步刷新世界之最：全長16.2公里的金塘海底隧道，建成後將成為世界最長的海底高鐵隧道；主跨1488米的西堠門特大橋，將成為世界同類項目中跨度最大的公鐵合建大橋。
方案審查
二者不同之處在於，港珠澳大橋越海隧道全長6.7公里，屬於沉管公路隧道，而甬舟鐵路金塘隧道是鐵路盾構隧道，全長達到16.2公里，意味著全線的五分之一都將沉在東海海底。長度的簡單增加看似輕鬆，工程背後從量變到質變的難度跨越，則挑戰著科技極限。
義甬舟開放大通道意義重大
義甬舟開放大通道是浙江省“十三五”時期規劃建設的重大戰略平臺之一，以寧波舟山港、義烏陸港、甬金高速、甬舟鐵路為支撐，建成集江、海、河、鐵路、公路、航空等六位一體的多式聯運綜合樞紐和以綠色、智能、安全為特徵的集疏運體系。義甬舟開放大通道的建設，將義烏和舟山港連接起來。
甬舟鐵路水道分佈圖
甬舟鐵路作為重要組成部分，西起寧波東站，經寧波市鄞州區、北侖區，至舟山市金塘島、冊子島及本島定海區，止於舟山（白泉），依次穿越金塘水道、西堠門水道、桃夭門水道和富翅門水道。
西堠門橋樑效果圖
據甬舟鐵路總體設計負責人、中鐵第四勘察設計院張超永介紹，甬舟鐵路設計時速250公里，是實現浙江省高鐵1小時交通圈的重大舉措，對加快舟山自貿區建設將產生巨大的經濟和社會效益，建成後不但將結束舟山群島不通火車的歷史，而且從寧波到舟山只要30分鐘，從杭州到舟山只要80分鐘。同時，該項目的建設將使我國橋樑、隧道設計水平提升到一個新高度。
世界級工程對應世界級難度
從構想走向現實，甬舟鐵路一直備受關注，其中最引人關注的是穿越金塘水道段。前期研究過程中，對該段究竟採用橋樑還是隧道方式過海，業內爭議較大，中鐵第四勘察設計院通過全方位比選，推薦並評審通過了公鐵分建的隧道方案。
金塘水道海底公鐵隧道關係圖
該方案中，鐵路單洞隧道全長16.2公里，海底盾構段長10.87公里，無論從水下盾構隧道長度還是盾構橫斷面規模來看，都屬世界鐵路之最，開挖的每一米，都將伴隨著世界級難度的技術攻關。
中國勘察設計大師、鐵四院副總工程師肖明清現場踏勘
和世界上已建成的部分著名水下隧道橫向對比，金塘海底隧道難度可見一斑。
地質條件差。國內已建的廣深港獅子洋隧道（中國第一條海底高鐵隧道）、廈門翔安海底隧道（中國大陸第一條海底隧道）、青島膠州灣海底隧道（中國大陸第二條海底隧道），海中段均位於岩層，而甬舟鐵路隧道海中段位於岩土複合地層，國內尚無超大直徑泥水平衡盾構施工經驗。
設計研究人員進行通航專題論證的動床試驗
水壓超高。港珠澳大橋隧道沉管埋入40多米海底，相當於要頂住近10層樓深的海水壓力，甬舟鐵路金塘盾構隧道最大埋深達到78米，承受的海水壓力更高。曾因高水壓創造當時大直徑盾構隧道紀錄的南京長江隧道，一個指甲蓋面積大小的隧道就要承受6.5公斤水壓力，而金塘隧道同等面積要承受7.8公斤壓力。
防災救援難度大。英吉利海峽隧道、廣深港獅子洋隧道等隧道，採用一條線路、兩個隧洞設計，一旦出現災情事故，可利用兩個隧洞互相疏散。金塘隧道則採用單洞設計，且海中段長約9公里，無法設置直通地面的出入口，對隧道內的防災救援設計難度極大，要求極高。
非火災工況隧道內停車疏散效果圖
海中對接難度大。金塘隧道採用兩頭盾構掘進，中途對接貫通的模式建設，寧波側的盾構機掘進長度約4920米，金塘側盾構機掘進長度約5950米，總掘進長度比廣深港獅子洋隧道多出了近2000米，盾構長距離相向掘進、海中對接、洞內解體，對接精度要求更高，技術更復雜，拆機與運輸更困難。
複合式泥水平衡盾構機基本構造圖
複合地層高水壓長距離掘進難度大。強度極高的破巖好比“鑽石層”，粘粉粒含量高的地層好比“年糕團”，軟硬不均的地層一方面快速磨損盾構機的刀具，另一方面又結成泥餅貼在刀盤上，大大增加了大直徑、長距離、高水壓更換刀具的風險和施工難度。
中國科技實力，Show Time！
日本青函隧道是世界最長的海底隧道，全長53公里，建設週期17年。
青函隧道示意圖
英吉利海底隧道是世界上海底段最長的隧道，全長37公里，建設週期7年。
英吉利海峽隧道
中國港珠澳大橋海底隧道是世界上技術最難的沉管隧道，全長5.6公里，建設週期9年；廣深港獅子洋隧道是世界行車速度最快的海底隧道，全長10.8公里，建設週期4年。
越是困難，就越能證明工程的巨大意義。表面上看是打通一座隧道，實際考驗的是一個國家的科技實力。要想完成世界第一的金塘隧道，必須有世界一流的技術才行。
南水北調中線穿黃工程
近年來，隨著南水北調穿黃工程、武漢長江隧道、南京長江隧道、廈門翔安海底隧道、廣深港獅子洋隧道、青島膠州灣海底隧道、天津海河沉管隧道、武漢三陽路過江隧道、揚州瘦西湖隧道、廈門跨海地鐵隧道、蘭州穿黃地鐵、濟南穿黃地鐵、港珠澳大橋沉管隧道等一系列水下隧道的建成和順利推進，給了中國人底氣和信心，敢於夢想更敢於建設16.2公里的世界最長海底高鐵隧道。
獅子洋隧道
廣深港獅子洋隧道，全長10.8公里，是我國第一座採用盾構法施工的最長、標準最高的水下鐵路隧道，也是世界行車速度目標值最高的水下隧道。在軟硬交錯的特殊複雜地質條件下，採用盾構機一次掘進長度超過5公里，且是水下60米進行盾構機對接，在世界隧道建設史上尚屬首例。
建設者破除超淺埋始發、穿越小虎瀝水道、帶壓開倉換刀、江中對接等被專家評為“不可接受風險”的世界性技術難題，完美呈現了一條“中國鐵路世紀隧道”。依託該項目形成的“獅子洋隧道複合地層盾構掘進姿態控制與對接技術”成果，達到國際領先水平。2015年，廣深港客專廣深段獲國家優質工程獎。
廈門翔安海底隧道
廈門翔安隧道全長8.695公里，其中海底隧道長6.05公里，是中國大陸第一座海底隧道，也是世界上覆蓋層最淺的海底隧道，最薄處僅5.7米。該隧道由我國完全自主設計、施工，行車主洞開挖斷面面積達170.7平方米，在世界海底隧道建設史上尚屬首例，其軟弱圍巖（俗稱爛泥巴）、富水砂層、風化槽群（囊）等不良地質段規模之大世界罕見。翔安隧道的建成，對探索適合中國國情的海底隧道建造技術，縮小與世界先進水平的差距，起到里程碑作用。
南京長江隧道
南京長江隧道被譽為“萬里長江第一隧”，全長3930米，採用盾構工法施工，是世界上盾構直徑最大的隧道之一、在國內首次實現長距離穿越礫砂圓礫複合地層。
在施工中，建設者一舉攻克了六大世界級難題：“大”，使用盾構直徑超大，開挖直徑達14.93米，是世界最大的泥水平衡盾構機之一；“高”，指甲蓋大小的面積承受的水土壓力達6.5公斤；“深”，隧道最深到江底60米處；“薄”，江底盾構覆土厚度超淺；“長”，盾構水下一次掘進距離長，地質條件複雜；“險”，超大直徑水下盾構隧道的設計理念和經驗在國內幾乎空白。該工程的完工，標誌著中國超大直徑盾構隧道的施工技術水準達到新高度，先後獲國家優質工程金質獎、魯班獎，兩獲國家科技進步獎，五項紀錄入選“中國企業新紀錄”。
揚州瘦西湖隧道
揚州瘦西湖隧道工程全長3.6公里，主體盾構段採用14.5米的世界超大直徑泥水平衡盾構機施工，是世界最大直徑單管雙層公路隧道。
施工中，盾構機穿越特殊的全斷面硬塑粘土地層，地層中近一半的超細顆粒直徑為5微米，僅相當於頭髮絲的十分之一，施工難度極大。建設者成功改造盾構機刀盤沖刷系統，對泥水分離設備進行創造性升級，攻克世界性難題，多項技術達到國際領先水平。該工程下穿素有“園林之盛，甲於天下”美譽的瘦西湖風景區核心區段，建設者有效保護了5A級風景名勝區，榮獲“全國建築業綠色施工示範工程”。
蘇通GIL管廊工程
淮南—南京—上海1000千伏交流特高壓輸變電工程，單相長度達5.8公里，隧道盾構段長5468.5米，是世界電壓等級最高、輸送容量最大、單體GIL最長的輸變電工程，也是世界上第一次將大直徑盾構應用於GIL電力管廊建設。
該工程是華東特高壓交流環網合環運行的“咽喉要道”和控制性工程，盾構直徑12.1米，是長江大直徑、長距離隧道之一，也是目前國內埋深最深、水壓最高的隧道，具有工期緊、風險高、地質條件複雜、技術難度大等特點。
港珠澳大橋拱北隧道
拱北隧道是港珠澳大橋珠海連接線核心控制性工程，全長2741米，由海域人工島明挖段、口岸暗挖段、陸域明挖段三種不同結構的隧道連接而成，是目前世界最大斷面公路隧道，下穿日均人流量超30萬人次的我國最大出入境口岸——拱北口岸，在類似泥潭一樣的高富水地質結構區，採用世界首創的“曲線管幕+水平凍結”施工工法，難度、規模和技術含量刷新數項世界紀錄，被譽為“地下神九”。
超級工程超乎想象，背後是超級創新和超級艱辛。作為舉世矚目的超級工程，甬舟鐵路不僅代表著中國鐵路隧道和橋樑建設的最先進水平，也是展示交通建設者們創新能力的超級舞臺，
橋隧聯通，碧海變通途。期待甬舟鐵路建成那一天，成為又一個最美地標！
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