攻克多项技术难题 中国首条跨海高铁开通

坐在飞速行驶的高铁列车中，眺望车外，多项蔚蓝的技术海面卷起层层浪花，往来船只穿梭，难题偶尔还有海鸥飞过……这幅惬意舒适的中国海景图，正是首条福厦高铁带给人们惬意出行的新体验。

9月28日，经过6年建设，攻克高铁由中铁第四勘察设计院(以下简称“铁四院”)设计，多项中铁十一局、技术中铁建大桥局、难题中铁十六局、中国中铁十七局、首条中铁建设、跨海开通中铁建电气化局等单位参与建设的攻克高铁全国首条设计时速350公里的跨海高铁——福厦高铁正式开通运营，从此“坐着高铁看大海”走进现实。

这条全长277.42公里的跨海高铁，是中国“八纵八横”高速铁路网上至关重要的一块拼图，沿线设福州南、福清西、莆田、泉港、泉州东、泉州南、厦门北、漳州8座客运车站，正线桥梁84座、隧道29座，桥隧比高达85.1%。项目开启了中国沿海智能高铁建设的新篇章，通过智能建造、智能装备、智能运营技术创新的不断深化，完善沿海智能高铁建设体系。

凿路架桥智绘“山海”新蓝图

福建依山向海，水网交错，山水阻隔……这样复杂的地貌特征，是福厦高铁设计师们绕不开的难题。在这种情况下，想要让图纸上的线条图案，顺利转化为现实中的钢筋水泥，铁四院设计团队需要考虑很多领域和细节。

设计负责人罗俊文介绍说，福厦高铁经过福建省东南沿海地区，经济发达，人口密集，自然生态环境良好。沿线分布有自然保护区、风景名胜区、森林公园、饮用水源保护区，还涉及居民住宅、学校、医院等。

“在福厦高铁设计过程中，我们对生态环境保护的考量贯穿了全过程。”罗俊文表示，在选线过程中，设计团队全面调查了沿线植被、浮游植物类型，两栖动物、爬行类、鸟类、兽类、浮游动物等，通过绕避森林公园、饮用水源保护区等措施，实现生态环保效益的最大化，力争将福厦高铁打造成一条“生态景观画廊”。

作为跨海铁路，福厦高铁全线濒临海湾，桥隧众多，其中还包含4座高风险隧道，存在涌水涌泥、断层破碎带、采空区等不良地质，再加上特殊桥跨多、结构复杂等，建设施工难度很大。与此同时，福厦高铁全线有百余处与高速公路、既有铁路交叉或邻近，安全管控难度同样不小。

为了确保环保、安全、高效地完成中国首条跨海高铁建设，东南沿海铁路福建有限责任公司在项目上场之初便设置了先行标，围绕后期建设将面临的穿山、跨海等难题，进行全线“四新技术”、科技创新的先行先试任务。

中铁十七局先行标项目经理钟益雄说：“为提高全线隧道的施工质量和精度，我们在全国首创装配式格栅隧道增加二衬钢筋定位装置，有效解决隧道二衬钢筋定位及保护层控制的问题，并率先引进应用三维激光扫描仪检测系统，能够将初支(衬砌)厚度误差精度控制在3毫米以内。”

为最大程度减少桥梁施工对环境的影响，中铁十七局在全线率先应用泥沙分离器，实现工程废弃泥浆处理零排放和废料渣滓资源循环再利用，为建设绿色高铁奠定了基础。

同时，在福厦高铁建设过程中，数字施工与智慧建造技术在全生命建设周期中发挥着关键作用。设计团队采用云计算、物联网、大数据、人工智能、移动互联网、BIM、GIS、北斗等先进技术，树起了高铁智能建设的新标杆。

铁四院福厦高铁BIM总设计师孙泽昌介绍说，BIM技术首次在福建的铁路建设中得到全线全专业的应用，包括线路、桥梁、隧道、路基、地质、站场、轨道、接触网、供变电、环保、通信、信号等20个专业工程中。

他表示：“BIM技术相当于在数字世界里对福厦高铁进行了‘孪生’，把图纸上的铁路给‘立起来’，更加直观，更好地表达设计意图。该技术不仅可以从设计源头上解决原来图纸上看不到的‘死角’，同时它还能向下游延伸，协同智慧建造和智慧运维。”

孙泽昌带领设计团队利用自主研发的三维选线设计软件，构建了全线超过3500平方公里的数字地面模型、13类共计489个标准构建模型，实现了全线303公里桥梁、路基、隧道、站场、接触网与轨道、立交道路的模型构建，提供了77处立交道路与7处站场概念模型的构建。

在以BIM为开发平台的智慧工地系统上，高铁关键的“四电”智能装备不再是“单机版”，而是进入联网模式。智慧安全体验区、接触网智能预配区、智能建造基地等一系列成果，实现了对铁路四电工程全生命周期的可视化、数字化、全过程管理，减少碰撞与返工，提高建造质量，保证施工安全。

因地制宜施行“一桥一策”

结构迥异、外形多样、技术各具千秋的桥梁，是福厦高铁最大的特色。

铁四院桥梁院总工程师严爱国表示，福厦高铁是我国高铁中桥梁结构最多样复杂的：线路上桥梁林立，横渡湄洲湾、泉州湾与安海湾，穿越乌龙江、九龙江等大江大河，上跨G324国道及沈海、福泉、厦蓉、泉州绕城等高速公路，飞跃既有福厦、鹰厦、厦深等铁路。

与普通桥梁相比，跨海大桥设计难度更大。为此，福厦高铁的设计建设方开展了海上大跨度简支梁建造技术、独塔混凝土斜拉桥裸塔转体技术、耐海洋大气环境腐蚀技术，以及BIM技术、桥梁健康监测等专项研究。

以泉州湾跨海大桥为例，泉州湾位于沿海高风速带，风速大，风况复杂，全年6级及以上风力天数达91天。如何解决风的问题，保证桥梁在大风中稳固，又能保持动车高速运行的连续性，铁四院设计团队采用了大量新结构和新技术。

首先，在桥梁主塔造型上，设计团队进行了结构设计创新。铁四院福厦高铁桥梁设计负责人杨恒介绍：“该主梁采用流线箱形结构，并附加导流板、减振栏杆、拉索电涡流阻尼器等有效气动措施。这些结构设计使桥体绕开风向，减少了复杂风环境下的风致振动。”

其次，针对高盐高湿的海洋腐蚀大气环境，设计团队解决了海洋环境对桥梁的锈蚀问题。在泉州湾跨海大桥，远观桥墩会发现下半部呈现一截白色。

“这是特殊的防腐蚀材料。”杨恒表示，福厦高铁的几座跨海大桥索塔钢锚梁和支座均采用了新材料，在国内首次采用耐海洋大气腐蚀钢，以及免涂装(不涂油漆)、不设除湿系统，成为全球首座采用免涂装耐候钢的大型跨海工程。

福厦高铁经过的湄洲湾海域，全年6级以上大风长达150天，一年之中有效施工天数不足200天。而串联起湄洲湾海域的298榀高铁箱梁长40米，重达1000吨，在常年大风的茫茫大海上，既要有足够的力气将这些梁段稳稳提起，运送到放置点，再稳稳吊装在桥墩上，又要保证全程平稳行驶，精准控向，对施工来说是一个不小的挑战。

负责此次架设任务的千吨级运架一体机“昆仑号”，由中铁十一局汉江重工联合铁五院历时4年打造。整机重967吨，由1.5万多件不同大小的零部件构成，能够在7级大风下安全作业，集提梁、运梁、架梁功能于一体，是中国智能化程度最高、可应用范围最广的高铁桥梁施工装备。一经投用，备受关注，仅用时218天就完成了湄洲湾全部箱梁的架设。

在6年多的建设时间里，福厦高铁建设者们坚持“一桥一策”，成功破解海风海水腐蚀、季节性台风影响、高速铁路桥梁变形等一系列难题。他们采用泥沙分离器、混凝土超灌提醒仪、超声波检孔仪、智能温控系统等10余种最新施工技术、工艺，不仅打通了施工过程中的关键环节，也填补了我国高铁建设领域的多项空白，实现了高铁建设技术的新突破。

打造“一小时绿色交通圈”

事实上，福厦高铁不仅在桥隧建造、技术创新等方面取得了瞩目的成绩，其沿线站房也在绿色低碳的探索上交出了令人满意的答卷。

为了践行绿色建造理念，打造智慧节能型站房，新建的厦门北站换乘中心屋面，安装了目前全国高铁站房面积最大的天气感应式智能天窗。

中铁建设厦门北站项目总工程师潘峰潭介绍说，通过分布在四周的风雨感应器，天窗可根据实时监测的光照、降雨、风力等环境数据，无需人工干预，便可人性化自动开合玻璃及窗帘，充分改善室内环境质量。据测算，智能天窗每年将减少40天通风系统运转，相当于减少14.13吨二氧化碳排放。

通常情况下，换乘中心地下负10米集散空间，环境封闭黑暗无自然光。为把自然光照引到此处，获得不输于地上空间的舒适感，新建厦门北站在国内首次全面运用智能光纤系统。该系统通过在屋面安装的82套采光机，精准追踪太阳方位采集阳光，利用大通量特种光纤输送至地下空间，替代灯具照明。

“光纤照明覆盖面积达7000平方米，相当于为地下部分安装了一扇巨大天窗。”潘峰潭介绍，系统一次能源利用效率高达80%，全年节约用电约72万度，相当于减少565吨二氧化碳排放。

“在福建省已有福厦铁路动车组的基础上，重新建一条福厦高速铁路，在设计者看来，是必要且必然的结果。”独立分析师徐宏对记者说，福建的既有铁路更靠近西侧，而新建的福厦高铁更倾向于靠近沿海经济发展更集中的地方，从而实现从不同角度覆盖旅客客流。

更重要的是，福厦高铁的价值并非局限在福建省内，其对于全国的交通运输都有很好的促进作用——它是中国“八纵八横”高速铁路网中沿海大通道的重要组成部分。

目前，杭深铁路沿途要经过杭州、宁波、温州、福州、厦门、汕头，最终到达深圳。福厦高铁的修建，有利于贯通南北，继续打通东部沿海高铁，进而跟现有的京广高铁和京港高铁并列，形成中国又一条纵向高铁大动脉。

交通网络的完善，使福厦高铁将长三角、海峡两岸和珠三角三大沿海经济区紧密连接在一起。可以想见，未来，福厦高铁将有效改善沿线地区交通和投资环境，为沿线周边经济发展注入强大的生机和活力。

中青报·中青网记者 张真齐 来源：中国青年报