桥隧专家郭陕云专访

2011-02-28 13:50:57 来源:中华铁道网

作为跨越交通障碍的工程手段,桥梁和隧道各有各的用途,在多数情况下,谁也代替不了谁。所谓的“桥隧之争”,是指某些穿越或跨越水系的工程方案问题。具体到每一个方案该用隧道穿越,还是以桥梁跨越,应当以高度负责的精神,实事求是的态度,充分调研,科学决策。

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郭陕云,国家一级建造师,教授级高级工程师,男,生于1946年8月,现为中国土木工程学会常务理事和隧道及地下工程分会理事长、中国工程爆破协会特邀常务理事、中铁隧道集团高级顾问。本人自1969大学毕业以后,即从事铁路工务工程专业,曾任工人、技术员、工程师等职,1982年为衡广铁路复线大瑶山隧道进口工区技术主管,1984年7月始任铁道部隧道工程局第一工程处副处长,处长、局施工技术处处长,1994年5月任铁道部隧道工程局副局长,1999年10月任代局长、局长,2001年5月企业改制后任中铁隧道集团公司董事长兼总经理。曾参与并作为主要管理人员或主要负责者的许多个工程项目曾荣获得国家科技进步奖、省部级科技进步奖、国家优质工程金奖、建设工程鲁班奖、土木工程詹天佑大奖等。

《路讯》杂志记者 王云

《路讯》:作为中国土木工程学会隧道与地下工程分会第六届理事会理事长,请您为读者介绍一下这个机构?

郭陕云:中国土木工程学会隧道及地下工程分会成立于1979年2月7日,原由铁路部门隧道界发起并得到全国有关各方面的支持和参与,初定名“中国土木工程学会隧道学会”,1997年改为现名。分会历史上曾经的挂靠单位是西南交通大学、中国铁路工程总公司、中铁隧道集团有限公司(原铁道部隧道工程局)。现今分会的130多个理事单位半数以上是原来专门从事铁路建设的,理事成员大多数有铁路建设业绩和资质。所以,隧道及地下工程分会的成长壮大与铁路事业的发展是分不开的。分会的学术活动和技术交流与铁路隧道建设密切相关,在分会工作的服务对象中铁路是一个重要方面。如上世纪七十年代末及八十年“新奥法”在我国的引进传播、推广运用,首先是在铁路展开的,而后进入其它建设领域。可以说,隧道及地下工程分会为我国铁路行业发展有着突出的贡献。

《路讯》:请您为我们介绍一下我国隧道建设方面所取得的成就。未来几年,我国隧道建设将有多大的扩展空间?

郭陕云:隧道工程技术运用较广,如铁路、公路、水工、矿业、军工、人防、市政工程及城市轨道交通,等等。这些行业的建设隶属于国家多个部门、地方或建设领域,就隧道而言,很难有一套准确、完整的统计数据来精确地说明我国究竟有多少隧道(洞)以及它的未来规模。但是,从新近的、较为权威的资料数据看,到2009年底我国铁路、公路及城市轨道交通等几个大项已投入使用的各类隧道总数达万座以上,总延长7000余公里。目前,我国正处于基本建设高速发展期,即公众所言“铁公基”,正在施工建设的各类隧道就有3700多公里。也有资料说,到2020年单是铁路隧道总延长将超过9000公里。2009年12月,国务院又批复了22个城市的轨道交通建设计划,总投资达8820.03亿元人民币。我们知道,这22个城市都是人口、道路和建筑设施较为集中的区域,所规划建设的轨道交通绝大部分为地铁。还有正在实施或将要实施的引水、输气、国防,等等项目,不可胜数。总之,现在中国的隧道工程无论从建设规模或是建设速度而言,都是世界第一,未来隧道工程建设事业发展的空间很大,前途光明,业界有“21世纪是地下空间大开发的时代”的说法。

《路讯》:当前行业内的专家掀起一股‘桥隧之争’,支持建设桥梁或隧道的专家各成一派。请问您是怎么看待‘桥隧之争’的?

郭陕云:作为跨越交通障碍的工程手段,桥梁和隧道各有各的用途,在多数情况下,谁也代替不了谁。所谓的“桥隧之争”,是指某些穿越或跨越水系的工程方案问题。具体到每一个方案该用隧道穿越,还是以桥梁跨越,应当以高度负责的精神,实事求是的态度,充分调研,科学决策。能够影响重大项目工程方案的因素很多,林林总总,方方面面。有长远的也有眼前的;有全局的也有局部的;有技术的也有经济的,甚至是政治的,等等。所以,这里没有必要桥隧“各成一派”。我的看法是:桥梁专业的人要尽可能地多了解隧,隧道专业的人也要尽可能地去了解桥。作为专家参谋决不可盲目发轫、固执己见。主要决策者若能够两者融会贯通,那就更好。

如跨越琼州海峡的工程方案问题,影响因素十分复杂,当桥、当隧,应该慎重对待。从投资额度来说,无论桥隧都非常巨大,或分修,或合建尚可定量比较;从工程技术讲,桥隧工程皆存在前所未有的重大地质难题,若线位存在新生代活动大断裂,桥隧方案都有可能被否决;从政治因素看,除了开发、振兴海南外,琼州海峡为陆岛天堑,北部湾要冲,军事地位显赫;从运营条件讲,海浪、潮汐、暗流、浓雾、台风、雷暴,等等,都会给工程正常使用带来危害;从环保角度评价,海峡内宝贵的珊瑚礁和珍稀鱼类等资源必须在考虑之列。各因素孰重孰轻,对工程方案的制约程度,决策者或可把握。

《路讯》:和桥梁设备的成型成套相比,当前隧道设备似乎有更大的发展空间,尤其是中小型盾构机设备,还一直为德日等少数跨国公司所垄断。请问您是如何看待我国隧道设备的研发和本土化发展的?

郭陕云:是的,我国桥梁设备的成型配套相对完善,而且国产化程度很高。相对而言,我国隧道设备虽有较大发展,但是专业化程度很低。所以,在以往的长大隧道施工组织中,一般都有个隧道施工机械化配套课题,为什么?因为我国几乎没有一个像样的隧道专业设备制造工厂。我们要把用于矿山、路基及其它工程建筑的机械设备拿来“配套”进行隧道施工。最近三十多年来,随着隧道施工高端设备的引进和吸收,我国隧道施工设备制造的空白面貌正在逐步改变。就盾构设备来说,国内已有多家工厂在生产,可分为两大类型:一种是有自主知识产权型的,如上海隧道股份的工厂和中铁新乡隧道设备工厂,他们都是国家“863”计划中隧道掘进机项目的执行单位;另一种是与外商合作型的,属于加工组装,或有部分自主知识产权。但是,从总的情况来看,其水平大多在仿制阶段,质量层次不高,大型或重型设备的关键部件仍依赖于从国外进口。

对于隧道设备的研发和所谓的“本土化”我是这么看的:像盾构机、掘进机、液压凿岩台车等大型隧道设备的制造技术虽然复杂,但是它们仍属于普通的建筑工程机械,在国外的生产厂商很多,都是民营的,也并不存在跨国公司的“垄断”。我们主要是落后在工业基础上,生产出来的东西从外表看样子很像,就是质量不行。要赶上别人,我们必须努力,还要有个过程。近几年来,国内有一些工程机械的发展比较好,就很能说明问题。我认为制造隧道施工大型设备的关键是总体设计,我们在这方面的专业人才太少。解体那些高端进口设备来看,其部件或许成千上万,但是这些另部件的生产厂家却是四面八方,不拘“本土”,设备制造商只是整机设计和组装而已。因此,我们应该有这样的思路:自主设计,世界采购,组装起步,着重成本。在现阶段片面强调“国产化”或“本土化”,那只可能是热情而已,只会给国家及企业造成更大的损失和浪费 。在过去这方面的教训我们还少吗?

路讯》:请问目前我国隧道机械设备在哪些方面还相对空白?您对隧道设备生产企业的发展有哪些建议?

郭陕云:隧道施工的基本特点是:作业场面小,环境条件差,地质影响大,工序流程多。施工现场围绕着开挖、支护、构筑三大基本作业,和人、机、碴、料、水、电、风、气八个要素组成了多个作业循环,多条物流线。因此,隧道施工设备种类及品名很多,我们没有的;或有,但是较落后的,都是需要补充及发展的空白。此外,辅助工法的实施也是隧道施工的重要特点之一。辅助工法多用于围岩和地层的力学特性的改善和加固,如注浆、桩墙、冷冻、锚固、喷护等工法均为隧道施工辅助工法。辅助工法十分重要,很多情况下关系到主体工程施工的成败。由于辅助工法不到位而招致工程事故甚至工程失败的例子很多。辅助工法的研究开发和设备配套也是隧道施工的重要方面。

从施工效率和效益来看,隧道施工设备组合的关键不在于个别设备的高性能,而在于完整、合理的配套,要消除“短板”。过去,我们太多的建设经历证明了这一点。例如,我们在上个世纪的八十年代建

设大瑶山铁路隧道时,从国外批量引进了钻眼、装运、混凝土等大型设备,所谓组成了几条“现代化生产线”,生产力有了较大的提高。但是,在后来的二十多年隧道钻爆法施工中,那些大型设备却很少见到了,生产效率却更高。主要是我们把各种大小设备、机具的配套搞得更好了。所以,我们的隧道设备制造工厂不但要研究、开发大设备,更要注重研究、开发、生产那些“不起眼”的、却是很有用的小机器,以至小机具。

《路讯》:请您谈谈对未来我国铁路、地铁隧道的发展有何展望?

郭陕云:有关发展的话题我在前面已经说到了,这里再讲具体些。

由于地理环境的原因,在我国修筑铁路离不开隧道建设。目前,我国铁路的营运里程不足10万公里,人均约一支香烟的长度。铁路要解除“瓶颈”制约,满足国民经济发展的需要,在2020年以前,新的干线建设应在每年2000公里以上。依我国已有铁路的分布状况,这些新线建设项目大多应在中西部地区和东南沿海。在这些地区修建铁路,隧道占线路的比率一般都很高。二十世纪的九十年代,铁路建设大干快上,大秦Ⅱ期,神朔、宝中、侯月、京九、南昆、朔黄、达成、广大、西康、神延、内昆等铁路干线和兰新、株六、宝成等铁路复线建设都是在这个时期建设的,所建铁路隧道占线路长度的比率达27.68%。按照这个比例,新一轮的铁路大建设中,我国铁路隧道的建设能力应在年均400~500公里,这是我国铁路隧道建设还从来没有达到过的速度。目前正在兴起的高速铁路及客运专线的建设,会明显加大隧道在铁路线路中的比率,高速铁路会对隧道设施的功用和性能提出更高的要求。

铁路给人类的生活、生产带来了方便,但也较多地破坏了人类赖以生存的自然生态环境。要有效地解决这一矛盾,最好的办法是将铁路尽可能多地建于地下。在生产能力、经济能力相对落后的时代,要实现这一点几乎是不可能的。但在生产能力、经济能力较为发达的今天,则应该认真地对待这个问题。

譬如,铁路经过人口集中的城镇时,鸣笛和轮轨的噪声危害人们的健康。横贯市区的铁路线往往成为妨碍其他交通顺畅的难点。在城市用地日益宝贵的今天,铁路线没有必要继续去占领那“寸金”之地。铁路在市区进入地下又能与地下轨道交通相联系,何乐而不为?

再如,那一道道跨越江河重镇的铁路桥,虽然蔚为壮观,甚至成了城市的亮点和骄傲,但是同时带来的环境破坏和噪音污染也是显而易见的。更重要的是这些拔地而起,中流砥柱的墩台却是严重降低堤防功能的祸首。因此,在沿江重镇过多地修桥是有害的,这在国际工程界已经形成了共识。新建的铁路干线在跨越江河时应尽可能地走入地下。

作为隧道和地下工程工作者,应该对铁路隧道建设事业给予更多的关注和努力。特别是在这一轮铁路大建设高潮中,隧道工程技术面临新的发展机遇,催人振奋。我国地域广大,地形、地质复杂、多条铁路干线所经地区被誉为“地质博物馆”。铁路隧道修建曾遇到并成功克服的不良地质有:岩溶、岩堆、岩爆、泥石流、滑坡、断层、黄土、古河槽、膨胀岩、瓦斯、毒气、有害射线、高温、高应力蠕变地层、高压富水带,等等;铁路隧道曾多次穿越高原、高寒、风沙地区,并爬上了“世界屋脊”。我国铁路隧道修建技术堪称“百科全书”。

特殊的地理环境和地质条件促成了中国铁路隧道的技术发展,也造就了世界上最庞大的隧道建设队伍。

另一方面,隧道的修建同样会引发另类环境保护问题。如水文地质和地层应力状态的改变,甚至造成自然生态环境的破坏,像地下水位下降、地表径流干枯,农田和植被毁坏等。这就要求铁路隧道建设应立足于环保,最大限度地减少施工对地层的破坏;同时要加大隧道结构的防水能力,使隧道工程在竣工后恢复地层原始水文状况;有条件时,还要改善隧道所处地区的自然环境条件,使之有利于生态发展。所以,环境保护问题向隧道建设提出了更高的要求,甚至要我们摆脱传统的思维方式和工作习惯,走出新的隧道建设之路,可以说,任重而道远。

谢谢您接受我们的采访!
 

 

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