新建南寧至廣州鐵路

新建南寧至廣州鐵路上的肇慶西江特大橋--世界上最大跨度的高速鐵路拱橋

項目概況

新建南寧至廣州鐵路正線全長約574km，其中廣西境內347km，廣東境內227km。主要技術標準為國鐵Ⅰ級，速度目標值200km/h以上，新建雙線電化鐵路，牽引質量4000噸，到發(fā)線有效長850米。

南廣線自既有南寧站引出后，經(jīng)新建的南寧東站，與柳南客專四線并行，在黎塘西站東端引出，途徑廣西貴港、梧州市、廣東云浮、肇慶市，在肇慶東站與貴廣鐵路四線并行，經(jīng)佛山市后引入廣州南站。

中鐵工程設計咨詢集團有限公司承擔了其中桂平（不含）至肇慶東（不含）段的勘察設計工作，線路長度285km。該段跨越桂粵兩省區(qū)，起于廣西自治區(qū)桂平市，經(jīng)平南縣、藤縣、蒼梧縣，廣東省郁南縣、云安縣、云城區(qū)，高要市，迄于肇慶市鼎湖區(qū)與貴廣鐵路并場設置的肇慶東站，共新建車站7個，橋隧長度占線路長度的60％。

主要工點有肇慶西江特大橋、五指山隧道等。

新建南寧至廣州鐵路于2009年5月開工建設，2014年4月18日南寧至梧州南段開通運營，12月26日全線開通運營，最快的列車3小時19分鐘，比既有鐵路的12小時少了8.5小時以上，比高速公路的9小時縮短了5.5小時，大大縮短了粵桂間的時空距離。

項目意義

新建南寧至廣州鐵路是廣西、云南至華南沿海地區(qū)鐵路通道的骨干線路。本線西端通過湘桂線連接南昆鐵路（云桂鐵路）可達貴州西部和云南地區(qū)；東端連接廣州樞紐經(jīng)廣深港客運專線、沿?？焖偻ǖ揽蛇_珠江三角洲和閩臺經(jīng)濟區(qū)，形成一條經(jīng)濟橋梁和交通紐帶，對推進泛珠三角區(qū)域合作與發(fā)展，增強區(qū)域整體經(jīng)濟實力和競爭力，提升泛珠三角的影響力和輻射力，打造北部灣（廣西）經(jīng)濟區(qū)域成為我國經(jīng)濟發(fā)展新的增長極，實現(xiàn)區(qū)域優(yōu)勢互補和共同發(fā)展具有重要的意義和作用。

重難點工程、技術難點與創(chuàng)新

1．國內鐵路行業(yè)首次使用---高填軟土路基

技術難點：南廣鐵路大部分位于低山丘陵區(qū)及中低山區(qū)，線路選線受地形影響，尤其是梧州、云浮等地級市車站站位選擇結合地方市政規(guī)劃需求限制，不可避免的出現(xiàn)高填軟土路基，部分路基填筑高度達到23m，同時路基基底軟土厚度較大，指標差。

創(chuàng)新點：針對這種高填軟土路基的復雜性，以及南廣鐵路工后沉降小于10cm的要求，采用了確保穩(wěn)定、控制沉降的設計理念。經(jīng)過綜合分析，確定采用CFG樁與多向攪拌水泥砂漿樁組合樁的加固形式，在國內鐵路行業(yè)首次使用，確保路基穩(wěn)定性。

2．巖溶地基處理

技術難點：南廣鐵路碳酸鹽巖廣泛分布，大安、云浮段沿線地貌類型以溶蝕平原為主，巖溶較發(fā)育，地下水位較淺，巖溶地面塌陷時有發(fā)生，塌陷危害是本段鐵路路基建設主要的安全隱憂。

創(chuàng)新點：為確保該區(qū)域及類似地質條件地段路基建設的安全，并為其它巖溶地質條件相似地區(qū)鐵路路基建設積累經(jīng)驗和提供參考，開展了路基巖溶工程設計施工關鍵技術研究。通過系統(tǒng)研究，建立南廣鐵路巖溶路基設計、施工、檢測技術標準，指導整個南廣鐵路巖溶路基設計、施工與檢測，確保工程施工質量和南廣鐵路的安全運營。

3．采用導向跟管鉆進法下穿高速公路

技術難點：南廣線大山頭隧道下穿既有廣梧高速公路，隧道與高速公路交角為38度，交叉范圍內隧道長度約89m，最大覆土厚度僅9.3m，由于高速公路沉降要求高，隧道開挖前采用φ159@300長管棚超前支護一次性穿越高速公路，管棚長85m。按傳統(tǒng)管棚施工工藝，85m長無法一次性施工完成，且精度低，支護效果不佳，鉆孔過程中極易造成地標沉降。

創(chuàng)新點：大山頭隧道管棚采用導向跟管鉆進法施工，管棚鉆進過程中能準確測定鉆頭在地下的位置和方向，據(jù)此確定鉆進軌跡同設計軌跡的差異，利用能進行方向調節(jié)的導向鉆頭（一般軟土層中用楔型鉆頭）改變鉆進方位，從而按設計軌跡鉆通孔道，完成管棚打設。采用該工藝后隧道順利完成了下穿高速公路段落，公路路面沉降最終為44mm，洞內拱頂沉降38mm，有效地控制了高速公路路面沉降。

4、巖溶發(fā)育的鼎湖特大橋

技術難點：鼎湖特大橋位于巖溶強發(fā)育區(qū)，跨越長利涌河道約370m為巖溶極發(fā)育區(qū)。覆蓋層厚32m～45m，以下為層厚5m～24m不等的串珠狀溶洞，巖層厚度0.1m～1.5m。地質鉆孔深151m未見溶洞底板。物探揭示巖溶底板最大埋深約300m,地質CT揭示串珠狀溶洞極發(fā)育，該層溶洞大部分為相互串聯(lián)。在復雜地質條件下采用常規(guī)的橋梁鉆孔樁基礎施工難度高，輔助措施量大還難以保證順利成孔，同時對地表覆蓋層的穩(wěn)定性影響嚴重。如何研究安全、可靠、合理、符合結構受力要求、施工簡便的基礎結構型式，是本橋設計必須解決的技術難題。

創(chuàng)新點：經(jīng)過綜合分析研究，對橋臺基礎采用開口鋼管樁基礎，根據(jù)各墩具體地質情況，采用0.8m的打入鋼管樁群樁基礎，加大沉臺面積。通過特殊設計確保了巖溶強發(fā)育區(qū)鐵路橋梁的安全穩(wěn)定。

5、世界上最大跨度的高速鐵路拱橋—肇慶西江特大橋

技術難點：肇慶西江特大橋位于西江轉折處，水深（60～80m）流急,地形地貌及地質條件復雜，施工場地狹窄,施工條件困難。由于鋼箱拱肋構件加工精度要求嚴、安裝線形控制難度大、主跨鋼箱拱肋拼裝懸臂長等原因致使施工難度極大。

西江橋主跨486m是目前世界上最大跨度的高速鐵路拱橋，需要解決大跨度拱橋在高速鐵路運營下的抗風、抗震、車橋共振等一系列技術難題。

創(chuàng)新點：（1）根據(jù)地形、地質和環(huán)境條件確定了486m（計算跨度450m）中承式鋼箱提籃拱橋的主要設計參數(shù);經(jīng)過“邊段豎轉+中段提升”、“纜索吊機節(jié)段懸拼”等施工方案的深入研究比較,最終采用了“纜索吊機節(jié)段懸拼”的總體施工方案；

（2）結合“前臨西江后靠陡峭山坡”的基礎工程特點提出了可承擔巨大水平力的新型基礎結構形式、計算分析方法，并對其深基坑支護方案進行了研究；

（3）經(jīng)全橋風洞試驗和列車走行性分析，通過加重橋面系重量可同時解決大跨度鋼箱拱的風振問題并提高大橋高速列車的行車性能；

（4）設計了能適應空間轉角變化的新型錨拉板吊索錨固構造，并進行了試驗驗證；

（5）利用土力學和結構力學多學科理論對位于軟弱圍巖邊坡上纜索吊扣塔的錨碇及邊坡穩(wěn)定性進行了分析，確定了采用預應力錨索進行邊坡加固的形式及預應力錨索的各項參數(shù)，解決了大橋施工的關鍵安全問題。

參建單位先后攻克橋梁兩岸高達120m、總土方量逾60萬m3的上山“天路”修筑等難題，開發(fā)了水下光滑陡峭巖石基礎圍堰設計與施工、大型混凝土沉井在破碎巖層條件下的下沉、臨江面施工水位以下30m的止水及深基坑開挖與安全防護技術、大截面鋼箱提籃拱拱肋高精度合龍等新技術，確保了西江特大橋安全、有序、成功合龍，在橋梁的結構型式、跨度、構造和施工工藝等方面將我國鐵路橋梁的建設技術提高到一個新水平。

6、跨工業(yè)大道特大橋

技術難點：橋梁穿越10～24m厚度不等的深厚素填土。填土年限不足5年。從既有的文獻報道分析，首次在深厚素填土區(qū)設計橋梁基礎。

創(chuàng)新點：充分考慮素填土固結沉降產(chǎn)生的負摩擦力影響、不均勻沉降以及附加水平蠕變等不利影響、墩臺水平剛度限值要求和工后沉降限制要求，經(jīng)技術、經(jīng)濟比選，選用樁外側設置表面涂刷特制瀝青層的鋼管套方案。

目前國內尚未有采用瀝青涂層樁的報道，考慮材料組份、制作工藝等因素與國外的差異性，設計時考慮采用瀝青涂層后，負摩阻減小至30%，并選取3根工程樁進行現(xiàn)場試驗，實測消除負摩阻效果。實驗結果表明,實測負摩擦力比比設計預估值小，符合設計預期。

7、軟土地基高填土小橋涵設計

技術難點：軟土地基高填土小橋涵設計的沉降控制，南廣線山區(qū)溝谷軟土較厚，一般6～12m深，填土高度8～15m，如何控制小橋涵工后沉降是設計難題之一。

創(chuàng)新點：充分考慮軟土地基不同特點，準確預估沉降固結時間和沉降量，根據(jù)工后沉降限值要求，選擇鋼筋混凝土小方樁、CFG樁、水泥砂漿樁、沉管灌注鋼筋混凝土樁等不同基礎類型，盡量保持與路基沉降的協(xié)調，使工程得到大量優(yōu)化，沉降檢測結果符合預期。

項目獲獎

1、《新建南廣鐵路桂平至肇慶北段可研方案研究及投資估算》獲全國工程造價優(yōu)秀成果獎一等獎

2、《新建鐵路南寧至廣州線可行性研究》獲全國優(yōu)秀工程咨詢成果二等獎

3、南廣接觸網(wǎng)質量管理小組《實現(xiàn)南廣鐵路接觸網(wǎng)工程接口設計零缺陷質量控制》獲國家工程建設（勘察設計）優(yōu)秀QC小組

4、《南廣鐵路(黎塘站-藤縣站)配合大機搗固軌道精調項目》獲股份公司優(yōu)秀工程勘察二等獎