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

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。

152公里的隧道、通道和竖井

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。

吉萨大金字塔体积的5倍

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

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。

2006:首次贯通之年

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。

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

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。

“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。

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。

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

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: 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
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80% 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。
250公里/小时
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。
550米
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。
项目数据
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项目名称
哥达基线隧道
四台撑靴式硬岩掘进机创造世界奇迹
业主 AlpTransit Gotthard GmbH
地质状况
硬岩
片麻岩, 花岗岩, 板岩
掘进长度
85425 m
设备参数
2x 撑靴式硬岩掘进机:
直径: 9430 mm
隧道衬砌方式: 围岩支护
刀盘功率: 3500 kW
扭矩: 8526 kNm

2x 撑靴式硬岩掘进机:
直径: 9580 mm
隧道衬砌方式: 围岩支护
刀盘功率: 3500 kW
扭矩: 8526 kNm

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Gerhard Goisser 海瑞克美国子公司 首席运营官
Steffen Dubé 海瑞克美国子公司 董事长

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