“铁路版”港珠澳大桥，正式上马！
继港珠澳大桥建成通车后，又一项挑战世界难题、突破科技壁垒的超级工程——甬（宁波）舟（山）铁路已于近日全面启动勘察设计，标志着这条世界控制因素最复杂、越海桥隧工程技术难度最大的铁路正式上马。
港珠澳大桥孪生“铁路版”
同港珠澳大桥一样，全长77公里的甬舟铁路主体工程也采用“桥+隧”组合方式，并将在这两个领域更进一步刷新世界之最：全长16.2公里的金塘海底隧道，建成后将成为世界最长的海底高铁隧道；主跨1488米的西堠门特大桥，将成为世界同类项目中跨度最大的公铁合建大桥。
方案审查
二者不同之处在于，港珠澳大桥越海隧道全长6.7公里，属于沉管公路隧道，而甬舟铁路金塘隧道是铁路盾构隧道，全长达到16.2公里，意味着全线的五分之一都将沉在东海海底。长度的简单增加看似轻松，工程背后从量变到质变的难度跨越，则挑战着科技极限。
义甬舟开放大通道意义重大
义甬舟开放大通道是浙江省“十三五”时期规划建设的重大战略平台之一，以宁波舟山港、义乌陆港、甬金高速、甬舟铁路为支撑，建成集江、海、河、铁路、公路、航空等六位一体的多式联运综合枢纽和以绿色、智能、安全为特征的集疏运体系。义甬舟开放大通道的建设，将义乌和舟山港连接起来。
甬舟铁路作为重要组成部分，西起宁波东站，经宁波市鄞州区、北仑区，至舟山市金塘岛、册子岛及本岛定海区，止于舟山（白泉），依次穿越金塘水道、西堠门水道、桃夭门水道和富翅门水道。
西堠门桥梁效果图
据甬舟铁路总体设计负责人、中铁第四勘察设计院张超永介绍，甬舟铁路设计时速250公里，是实现浙江省高铁1小时交通圈的重大举措，对加快舟山自贸区建设将产生巨大的经济和社会效益，建成后不但将结束舟山群岛不通火车的历史，而且从宁波到舟山只要30分钟，从杭州到舟山只要80分钟。 同时，该项目的建设将使我国桥梁、隧道设计水平提升到一个新高度。
世界级工程对应世界级难度
从构想走向现实，甬舟铁路一直备受关注，其中最引人关注的是穿越金塘水道段。 前期研究过程中，对该段究竟采用桥梁还是隧道方式过海，业内争议较大，中铁第四勘察设计院通过全方位比选，推荐并评审通过了公铁分建的隧道方案。
金塘水道海底公铁隧道关系图
该方案中，铁路单洞隧道全长16.2公里，海底盾构段长10.87公里，无论从水下盾构隧道长度还是盾构横断面规模来看，都属世界铁路之最，开挖的每一米，都将伴随着世界级难度的技术攻关。
中国勘察设计大师、铁四院副总工程师肖明清现场踏勘
和世界上已建成的部分著名水下隧道横向对比，金塘海底隧道难度可见一斑。
地质条件差。国内已建的广深港狮子洋隧道（中国第一条海底高铁隧道）、厦门翔安海底隧道（中国大陆第一条海底隧道）、青岛胶州湾海底隧道（中国大陆第二条海底隧道），海中段均位于岩层，而甬舟铁路隧道海中段位于岩土复合地层，国内尚无超大直径泥水平衡盾构施工经验。
设计研究人员进行通航专题论证的动床试验
水压超高。港珠澳大桥隧道沉管埋入40多米海底，相当于要顶住近10层楼深的海水压力，甬舟铁路金塘盾构隧道最大埋深达到78米，承受的海水压力更高。曾因高水压创造当时大直径盾构隧道纪录的南京长江隧道，一个指甲盖面积大小的隧道就要承受6.5公斤水压力，而金塘隧道同等面积要承受7.8公斤压力。
防灾救援难度大。英吉利海峡隧道、广深港狮子洋隧道等隧道，采用一条线路、两个隧洞设计，一旦出现灾情事故，可利用两个隧洞互相疏散。金塘隧道则采用单洞设计，且海中段长约9公里，无法设置直通地面的出入口，对隧道内的防灾救援设计难度极大，要求极高。
非火灾工况隧道内停车疏散效果图
海中对接难度大。金塘隧道采用两头盾构掘进，中途对接贯通的模式建设，宁波侧的盾构机掘进长度约4920米，金塘侧盾构机掘进长度约5950米，总掘进长度比广深港狮子洋隧道多出了近2000米，盾构长距离相向掘进、海中对接、洞内解体，对接精度要求更高，技术更复杂，拆机与运输更困难。
复合式泥水平衡盾构机基本构造图
复合地层高水压长距离掘进难度大。强度极高的破岩好比“钻石层”，粘粉粒含量高的地层好比“年糕团”，软硬不均的地层一方面快速磨损盾构机的刀具，另一方面又结成泥饼贴在刀盘上，大大增加了大直径、长距离、高水压更换刀具的风险和施工难度。
中国科技实力，Show Time！
日本青函隧道是世界最长的海底隧道，全长53公里，建设周期17年。
青函隧道示意图
英吉利海底隧道是世界上海底段最长的隧道，全长37公里，建设周期7年。
英吉利海峡隧道
中国港珠澳大桥海底隧道是世界上技术最难的沉管隧道，全长5.6公里，建设周期9年； 广深港狮子洋隧道是世界行车速度最快的海底隧道，全长10.8公里，建设周期 4 年。
越是困难，就越能证明工程的巨大意义。表面上看是打通一座隧道，实际考验的是一个国家的科技实力。要想完成世界第一的金塘隧道，必须有世界一流的技术才行。
南水北调中线穿黄工程
近年来，随着南水北调穿黄工程、武汉长江隧道、南京长江隧道、厦门翔安海底隧道、广深港狮子洋隧道、青岛胶州湾海底隧道、天津海河沉管隧道、武汉三阳路过江隧道、扬州瘦西湖隧道、厦门跨海地铁隧道、兰州穿黄地铁、济南穿黄地铁、港珠澳大桥沉管隧道等一系列水下隧道的建成和顺利推进，给了中国人底气和信心，敢于梦想更敢于建设16.2公里的世界最长海底高铁隧道。
狮子洋隧道
广深港狮子洋隧道，全长10.8公里，是我国第一座采用盾构法施工的最长、标准最高的水下铁路隧道，也是世界行车速度目标值最高的水下隧道。 在软硬交错的特殊复杂地质条件下，采用盾构机一次掘进长度超过5公里，且是水下60米进行盾构机对接，在世界隧道建设史上尚属首例。
建设者破除超浅埋始发、穿越小虎沥水道、带压开仓换刀、江中对接等被专家评为“不可接受风险”的世界性技术难题，完美呈现了一条“中国铁路世纪隧道”。依托该项目形成的“狮子洋隧道复合地层盾构掘进姿态控制与对接技术”成果，达到国际领先水平。2015年，广深港客专广深段获国家优质工程奖。
厦门翔安海底隧道
厦门翔安隧道全长8.695公里，其中海底隧道长6.05公里，是中国大陆第一座海底隧道，也是世界上覆盖层最浅的海底隧道，最薄处仅5.7米。该隧道由我国完全自主设计、施工，行车主洞开挖断面面积达170.7平方米，在世界海底隧道建设史上尚属首例，其软弱围岩（俗称烂泥巴）、富水砂层、风化槽群（囊）等不良地质段规模之大世界罕见。翔安隧道的建成，对探索适合中国国情的海底隧道建造技术，缩小与世界先进水平的差距，起到里程碑作用。
南京长江隧道
南京长江隧道被誉为“万里长江第一隧”，全长3930米，采用盾构工法施工，是世界上盾构直径最大的隧道之一、在国内首次实现长距离穿越砾砂圆砾复合地层。
在施工中，建设者一举攻克了六大世界级难题：“大”，使用盾构直径超大，开挖直径达14.93米，是世界最大的泥水平衡盾构机之一；“高”，指甲盖大小的面积承受的水土压力达6.5公斤；“深”，隧道最深到江底60米处；“薄”，江底盾构覆土厚度超浅；“长”，盾构水下一次掘进距离长，地质条件复杂；“险”，超大直径水下盾构隧道的设计理念和经验在国内几乎空白。该工程的完工，标志着中国超大直径盾构隧道的施工技术水准达到新高度，先后获国家优质工程金质奖、鲁班奖，两获国家科技进步奖，五项纪录入选“中国企业新纪录”。
扬州瘦西湖隧道
扬州瘦西湖隧道工程全长3.6公里，主体盾构段采用14.5米的世界超大直径泥水平衡盾构机施工，是世界最大直径单管双层公路隧道。
施工中，盾构机穿越特殊的全断面硬塑粘土地层，地层中近一半的超细颗粒直径为5微米，仅相当于头发丝的十分之一，施工难度极大。建设者成功改造盾构机刀盘冲刷系统，对泥水分离设备进行创造性升级，攻克世界性难题，多项技术达到国际领先水平。该工程下穿素有“园林之盛，甲于天下”美誉的瘦西湖风景区核心区段，建设者有效保护了5A级风景名胜区，荣获“全国建筑业绿色施工示范工程”。
苏通GIL管廊工程
淮南—南京—上海1000千伏交流特高压输变电工程，单相长度达5.8公里，隧道盾构段长5468.5米，是世界电压等级最高、输送容量最大、单体GIL最长的输变电工程，也是世界上第一次将大直径盾构应用于GIL电力管廊建设。
该工程是华东特高压交流环网合环运行的“咽喉要道”和控制性工程，盾构直径12.1米，是长江大直径、长距离隧道之一，也是目前国内埋深最深、水压最高的隧道，具有工期紧、风险高、地质条件复杂、技术难度大等特点。
港珠澳大桥拱北隧道
拱北隧道是港珠澳大桥珠海连接线核心控制性工程，全长2741米，由海域人工岛明挖段、口岸暗挖段、陆域明挖段三种不同结构的隧道连接而成，是目前世界最大断面公路隧道，下穿日均人流量超30万人次的我国最大出入境口岸——拱北口岸，在类似泥潭一样的高富水地质结构区，采用世界首创的“曲线管幕+水平冻结”施工工法，难度、规模和技术含量刷新数项世界纪录，被誉为“地下神九”。
超级工程超乎想象，背后是超级创新和超级艰辛。作为举世瞩目的超级工程，甬舟铁路不仅代表着中国铁路隧道和桥梁建设的最先进水平，也是展示交通建设者们创新能力的超级舞台，
