布伦纳基线隧道项目作为意大利和奥地利之间的重要跨境工程,涉及一条穿越阿尔卑斯山的双管隧道,长64 km。起初,项目建设者期望布伦纳基线隧道能像20世纪初建造的那些穿越阿尔卑斯山的铁路隧道一样,稳定运营超百年。
如今,建筑技术和材料已经有了巨大的革新,因此,项目建设者期望布伦纳基线隧道的使用寿命从传统的100年提升至200年。为了达到这个目标,从施工到运维都采用了多项创新方案与技术。
利用勘探隧道辅助运维
布伦纳基线隧道旁建有1条勘探隧道,其主要作用是在主隧道开挖前提供地质、岩土工程和水文地质信息,并在运营阶段发挥重要作用。勘探隧道可以优化铁路隧道沿线系统和设施的维护工作流程,运维人员和设备可以方便地
从勘探隧道进入主隧道的旁路,而不用进入主隧道本身,大部分维护工作无需封闭交通,也无需有轨运输车来运输运维设备。此外,由于勘探隧道内部空间相对充足,所以隧道运维所用的设备也可以存放于勘探隧道中,进一步节省主隧道的空间。
长距离排水管道清洗
排水系统对于保障隧道结构与内部机电设备非常重要,需要定期清理,防止管道内积垢;一旦沉积物变硬,就需要采取更激进的清理措施,例如使用铣削设备清洗。对于布伦纳基线隧道这样的长距离隧道而言,隧道排水管道的清洗也是一个巨大的挑战。
鉴于此,运维团队为排水管道配备了一套高效的清洁系统,将清洗工作对铁路交通的干扰降至最低。专用车辆沿着勘探隧道行驶至主隧道联络旁道下方,将清洗头伸入排水管道中,清洗头后方的软管内配备有光纤电缆,以便进行视频监控和远程控制;清洗完毕后,缓慢拉扯软管使其沿相反方向缩回,喷嘴喷出水柱,从而清除沉积物和矿物质残留。整个过程会被录像以反馈清洗效果,并对未清洗到位的区域进行反复冲洗。这套冲洗系统已经在奥地利的多条隧道中得到应用,设备的单次可冲洗管道长度达600 m。
结构监测
运营过程中,对隧道结构的监测是非常重要的。为此,管片内部安装了基于分布式光纤测量的新型测量设备,能够持续地监测隧道的壳体应力,能为管片提供长期的、高精度的应变曲线。
测量的原理是利用光纤伸长时光信号的变化将混凝土的应变传递出去。因为光纤对沿线的应变和温度变化都十分敏感,所以还需要额外配备一根光纤来测量温度,用于评估和补偿整体测量精度。由于没有安装永久性电子元件,因此这种测量系统使用寿命极长,且测量无需中断隧道运营。
光纤通过扎带直接固定在管片的钢筋上,然后进行混凝土浇筑;管片浇筑完成后光纤测量系统即可投入使用,因此在施工阶段这套系统也能起到监测作用。实际施工中,通过分布式光纤测量系统确定了实际的岩石荷载,辅助了开挖与支护方案的选择。
(摘自 隧道网微信公众平台 2025-08-06)