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揭秘
川青鐵路這樣“爬”上川西北高原
試驗(yàn)動(dòng)車行駛在川青鐵路上。中國鐵路成都局集團(tuán)公司供圖
川青鐵路成都東至黃勝關(guān)段走向示意圖。中國鐵路成都局集團(tuán)公司供圖
● 川青鐵路地質(zhì)測(cè)繪總面積達(dá)4028平方公里,正式開工前,線路設(shè)計(jì)方案修改了上百次
● 川青鐵路在現(xiàn)場(chǎng)開展了16項(xiàng)工程試驗(yàn)專題研究,許多創(chuàng)新技術(shù)在這里誕生
● 在高海拔車站安裝50余組道岔融雪裝置——為列車的“方向盤”除冰融雪
● 黃龍九寨站候車大廳、綜合服務(wù)中心等場(chǎng)所采用了低溫地板輻射采暖系統(tǒng)
川青鐵路鎮(zhèn)江關(guān)至黃勝關(guān)段進(jìn)入運(yùn)行試驗(yàn)階段,開啟通車“倒計(jì)時(shí)”!8月13日,這一消息引起極大關(guān)注,迅速登上微博熱搜。這意味著,歷經(jīng)13年建設(shè),川青鐵路成功穿越橫斷山脈,登上海拔3000多米的川西北高原。從成都坐動(dòng)車,2小時(shí)到黃龍九寨站、4小時(shí)到黃龍九寨溝景區(qū),將成為現(xiàn)實(shí)。
連接四川和青海的川青鐵路是我國“八縱八橫”高鐵網(wǎng)中蘭州、西寧至廣州通道的重要組成部分,全長800多公里,從成都平原的青白江站到川西北高原的黃勝關(guān)站(以下簡稱“川青鐵路成黃段”)是全線海拔高差最大的一段——270余公里,海拔差超過2500米,比華山還高,在我國鐵路建設(shè)史上前所未有。
從平原到高原,川青鐵路如何成功攀升?
應(yīng)對(duì)前所未有的挑戰(zhàn) 開啟邊研究邊建設(shè)之路
中國地貌有三大階梯,川青鐵路地處青藏高原東部邊緣,位于第二地貌階梯向第一地貌階梯急切過渡的高山峽谷區(qū),地勢(shì)北西高、南東低,相對(duì)高差多在1000米以上;線路橫穿龍門山、岷山、西秦嶺等山脈,跨越了岷江、白龍江等大江大河,11次穿越活動(dòng)斷裂帶,170公里伴行岷江活動(dòng)斷裂帶,涉及諸多自然保護(hù)區(qū)和風(fēng)景名勝區(qū)。
“國內(nèi)外專家、院士到川青線調(diào)研后評(píng)估認(rèn)為,川青鐵路修建技術(shù)難度之大、安全風(fēng)險(xiǎn)之高、環(huán)??刂浦畤?yán),我國鐵路建設(shè)史上前所未有。”成蘭鐵路有限責(zé)任公司總經(jīng)理付國成介紹,根據(jù)國家發(fā)展改革委和原鐵道部相關(guān)要求,2012年川青鐵路(注:當(dāng)時(shí)建設(shè)項(xiàng)目名為成蘭鐵路)成黃段275.8公里全部作為工程試驗(yàn)段先行開工建設(shè),開啟了邊研究邊建設(shè)之路。
以科研破題,國鐵集團(tuán)牽頭進(jìn)行了成蘭鐵路高烈度地震山區(qū)鐵路綜合選線關(guān)鍵技術(shù)研究、艱險(xiǎn)困難山區(qū)高速鐵路復(fù)雜地質(zhì)隧道修建技術(shù)、艱險(xiǎn)困難復(fù)雜地質(zhì)條件下路基橋梁修建關(guān)鍵技術(shù)研究、成蘭鐵路生態(tài)敏感區(qū)環(huán)境保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)研究4項(xiàng)課題研究,從選線到建設(shè)全覆蓋,參與專家團(tuán)隊(duì)涉及多個(gè)領(lǐng)域。
一條鐵路怎么走,線路選擇極為關(guān)鍵。中鐵二院川青鐵路項(xiàng)目經(jīng)理周躍峰介紹,川青鐵路的前期工作從2004年就開始了,地質(zhì)測(cè)繪總面積達(dá)4028平方公里,測(cè)繪中還綜合應(yīng)用了全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)定位、三維建模、三維激光掃描等先進(jìn)技術(shù),正式開工前,線路設(shè)計(jì)方案修改了上百次。
2008年“5·12”汶川特大地震發(fā)生后,設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)又有針對(duì)性地開展了包括次生災(zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害等8大地質(zhì)專題研究,判定全線4萬多個(gè)地質(zhì)影響點(diǎn),能規(guī)避的規(guī)避,不能規(guī)避的則進(jìn)行處置。線路最終確定的走向,規(guī)避了龍門山斷裂帶汶川地震災(zāi)害核心區(qū),選擇了震害較輕的走廊地帶通過。
如何應(yīng)對(duì)次生災(zāi)害挑戰(zhàn),是設(shè)計(jì)選線的一大考量。川青鐵路面臨的地質(zhì)狀況極為復(fù)雜,用業(yè)內(nèi)人士的話來說,是“其他鐵路有的川青鐵路基本都有,其他鐵路沒有的,川青鐵路也經(jīng)歷并攻克了”。
中鐵二院川青鐵路項(xiàng)目橋梁負(fù)責(zé)人李明清在勘測(cè)期間,曾親歷泥石流?!爱?dāng)泥石流從身邊湍急而過,有一種從未有過的壓迫感。大自然的破壞力實(shí)在驚人,這也讓我們對(duì)大自然充滿敬畏。”他說,設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)開展了泥石流對(duì)鐵路橋墩沖擊作用和泥石流溝綜合整治技術(shù)科研和試驗(yàn)專題,相應(yīng)成果在川青鐵路得到了充分運(yùn)用。全線泥石流隱患點(diǎn)52條,跨越泥石流的橋梁有13座,分別采用不同跨度的梁型跨越,并設(shè)置泥石流排導(dǎo)槽和泥石流防撞墩。川青鐵路建設(shè)至今已12年,雖多次遭遇泥石流,但是對(duì)橋梁工程的影響甚微。
16項(xiàng)工程試驗(yàn)專題研究攻關(guān) 讓“超級(jí)地鐵”穿越崇山峻嶺
躍龍門隧道、榴桐寨隧道、茂縣隧道、德勝隧道、平安隧道……從盆地進(jìn)入中低山區(qū)后,川青鐵路一頭扎進(jìn)大山,穿過近160公里的隧道群,逐漸爬上高山區(qū)、高原區(qū),猶如一條穿行于崇山峻嶺的“超級(jí)地鐵”。
隧道緣何多?一方面是安全考量。專家分析地震災(zāi)損發(fā)現(xiàn),地震中隧道的破壞相對(duì)更小。另一方面是出于環(huán)??剂俊V需F二院川青鐵路總體設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人穆亞林介紹,川青鐵路通過的大熊貓棲息地等區(qū)域,是我國和全球生物多樣性最豐富的地區(qū),按照“近而不進(jìn)”的原則,線路最大限度繞避了生態(tài)敏感區(qū)和重要水源補(bǔ)給區(qū),實(shí)在無法繞避的,則采用長隧道、連續(xù)隧道群無害化地通過,比如在穿越千佛山和寶頂溝自然保護(hù)區(qū)時(shí),就采用了28.4公里超長隧道穿越。
而在工程建設(shè)中,隧道修建原本就是極難的;加之川青鐵路極其復(fù)雜的地質(zhì)條件,多種不良地質(zhì)在這里疊加,36公里長的軟巖大變形、5公里長的巖爆段、每天267立方米流量的巖溶富水層、23公里含有高瓦斯硫化氫的有毒有害氣體段落等諸多“攔路虎”,在隧道里比比皆是。
一邊研究一邊建設(shè),川青鐵路在現(xiàn)場(chǎng)開展了16項(xiàng)工程試驗(yàn)專題研究,許多創(chuàng)新技術(shù)在這里誕生,大變形主動(dòng)控制技術(shù)、激發(fā)極化(TIP)超前探水法等四項(xiàng)成果已在全國鐵路建設(shè)中得到推廣應(yīng)用,并為我國其他山區(qū)鐵路建設(shè)提供指導(dǎo)和借鑒。
“川青鐵路隧道多,且每座隧道遇到的地質(zhì)問題都不一樣?!背商m鐵路有限責(zé)任公司成蘭鐵路建設(shè)指揮部指揮長李群舉例,全線最長、里程28.4公里的平安隧道,歷經(jīng)39個(gè)月打通,在國內(nèi)首次系統(tǒng)形成了IV圍巖全斷面開挖(含仰拱)的機(jī)械化配套快速施工工法;榴桐寨隧道遇到了軟巖大變形,僅剩的1.3公里用了足足5年才打通,建設(shè)者通過不斷嘗試,摸索出了長短錨桿組合支護(hù)技術(shù),最終解決難題。
不久前貫通的德勝隧道,全長近23公里,是國內(nèi)建成的最長單洞雙線鐵路隧道,洞內(nèi)地質(zhì)極為破碎,巖層一捏就成泥,施工猶如“在粉煤堆上打洞”,最困難的地段全年掘進(jìn)不足7米。洞內(nèi)還建有防災(zāi)救援站,在軟巖大變形環(huán)境下出現(xiàn)了群洞效應(yīng),已經(jīng)掘進(jìn)好的支洞在別的支洞掘進(jìn)時(shí)又出現(xiàn)破裂、變形?!捌渌淼捞幹密泿r大變形的方式,在這里不管用。”中鐵十六局川青鐵路項(xiàng)目總工程師王建江說,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)集中攻堅(jiān),開展了一系列“小改小革”,連續(xù)6個(gè)月掘進(jìn)超過150米,成功實(shí)現(xiàn)了“洞穿”。
掘進(jìn)難,鋪軌也不容易。即將通車的鎮(zhèn)江關(guān)至黃勝關(guān)段近70公里,高差卻有650米,全線最大坡度17.8‰,是普通高鐵線路坡度的3倍,加之地處高原,氣候條件惡劣,軌道鋪設(shè)難度非常高。中鐵八局成蘭項(xiàng)目常務(wù)副指揮長張華介紹,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)安裝了運(yùn)輸遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng),對(duì)T梁的運(yùn)、架及工程線運(yùn)輸施工全面實(shí)施監(jiān)控,全程視頻監(jiān)控作業(yè),同時(shí)配置了80余臺(tái)(輛)先進(jìn)設(shè)備,按照3臺(tái)機(jī)車同時(shí)牽引的施工方法,安全、如期完成了鋪軌。
列車、線路、車站多維創(chuàng)新 確保動(dòng)車能安全穩(wěn)定運(yùn)行
鐵軌成功“爬”上了高原,動(dòng)車又如何確保安全、穩(wěn)定運(yùn)行呢?
隧道多、海拔高差大、氣候惡劣會(huì)影響鐵路通信信號(hào)傳輸?!拔覀儾捎昧硕囗?xiàng)技術(shù)創(chuàng)新來克服這些難題?!敝需F電氣化局成蘭鐵路項(xiàng)目部副經(jīng)理萬向龍介紹,項(xiàng)目采用了先進(jìn)的無線通信技術(shù),確保了列車在山區(qū)、隧道等區(qū)域的通信暢通;在高原地區(qū),還加強(qiáng)了信號(hào)設(shè)備的耐寒、耐高壓等性能測(cè)試,確保其在極端環(huán)境下也能穩(wěn)定運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)精確的列車定位、速度監(jiān)控和沖突檢測(cè)等功能,確保了列車之間的安全間隔和行車秩序。
為提高接觸網(wǎng)測(cè)量精準(zhǔn)度,項(xiàng)目部還自主研發(fā)了接觸網(wǎng)隧道自動(dòng)測(cè)量儀,一人即可完成測(cè)量,減少了數(shù)據(jù)反復(fù)記錄帶來的誤差。該成果被中國中鐵評(píng)為“國際先進(jìn)創(chuàng)新成果”。
川青鐵路沿線的黃龍九寨、黃勝關(guān)等站點(diǎn),每年10月至次年3月積雪嚴(yán)重,鐵軌會(huì)不會(huì)被凍???道岔融雪裝置——為列車的“方向盤”除冰融雪。
中國鐵路成都局集團(tuán)公司相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,道岔是列車的“方向盤”,積雪或結(jié)冰容易導(dǎo)致道岔轉(zhuǎn)轍不靈活,因此在高海拔車站安裝了50余組道岔融雪裝置,確保道岔設(shè)備抗風(fēng)雪安全過冬。這種融雪裝置是自動(dòng)化的,當(dāng)一鍵啟動(dòng)后,裝置控制終端上的應(yīng)急操作按鈕、道岔上安設(shè)的加熱條和外鎖閉加熱器件就會(huì)通電加熱,冰雪落上立即融化,不會(huì)影響道岔正常轉(zhuǎn)換。
爬上高原,川青鐵路動(dòng)車將采用CRH2G型高寒動(dòng)車組運(yùn)行。這種動(dòng)車組能在零下40℃到40℃極端氣候環(huán)境下正常運(yùn)行,動(dòng)車組使用的材料、潤滑油脂及電氣元件,都通過了零下40℃的耐低溫試驗(yàn),升級(jí)了耐寒能力。研發(fā)人員還對(duì)轉(zhuǎn)向架進(jìn)行高寒適應(yīng)性設(shè)計(jì),獨(dú)創(chuàng)“噴涂防凍”和“高壓吹風(fēng)除雪”等技術(shù),能有效緩解高寒冰雪天氣轉(zhuǎn)向架積雪結(jié)冰的問題,確保動(dòng)車組安全可靠運(yùn)行。
去年11月底川青鐵路青白江至鎮(zhèn)江關(guān)段開通后,記者曾多次乘坐動(dòng)車,從成都東站出發(fā)抵達(dá)海拔2500米的鎮(zhèn)江關(guān)站。動(dòng)車經(jīng)過安州站后,就長時(shí)間在隧道內(nèi)行進(jìn),以平均每秒一米的速度爬升,但在乘車的過程中,完全感覺不到列車在爬升或晃動(dòng),仍是如履平地。
“我們有一份標(biāo)準(zhǔn)化操作清單?!敝袊F路成都局成都機(jī)務(wù)段相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,去年川青鐵路開通前,成都機(jī)務(wù)段派出“蜀道先鋒”聯(lián)調(diào)聯(lián)試團(tuán)隊(duì),對(duì)列車駕駛操作模式、技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行了摸索總結(jié),針對(duì)影響線路平穩(wěn)性的諸多技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行攻關(guān),形成了固化操作模式。今年新開通段落在聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間,也同樣進(jìn)行了攻關(guān)和總結(jié),標(biāo)準(zhǔn)化操作清單上增加了不少內(nèi)容。
高端晝夜及區(qū)域氣溫溫差極大,黃龍九寨站所處地區(qū)年最低氣溫低至零下20℃。為應(yīng)對(duì)高寒地區(qū)的大溫差挑戰(zhàn),黃龍九寨站積極創(chuàng)新,在該站候車大廳、綜合服務(wù)中心等場(chǎng)所采用了低溫地板輻射采暖系統(tǒng)。
黃龍九寨站站長郭琦介紹,該系統(tǒng)猶如一個(gè)隱藏在地下的熱水循環(huán)“精靈”,能通過遠(yuǎn)程控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控溫。工作人員可以根據(jù)不同時(shí)間段的需求,靈活設(shè)置溫度,確保為旅客提供最舒適的體感溫度。“無論是清晨的寒意,還是午后的冷暖變化,這套先進(jìn)的采暖系統(tǒng)都能自動(dòng)調(diào)整,為旅客打造溫暖、貼心的候車環(huán)境?!?/p>
□四川日?qǐng)?bào)全媒體記者 王眉靈
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