世界之巔,復(fù)興號(hào)駛上新“天路”

2021-07-26 09:34:29 來源: 科技日?qǐng)?bào) 點(diǎn)擊數(shù):

深瞳工作室出品

科技日?qǐng)?bào)記者?矯陽(yáng) 策劃?劉莉

這條新“天路”,全長(zhǎng)435公里,設(shè)計(jì)時(shí)速160公里,從拉薩向南,穿過岡底斯山余脈進(jìn)入雅江河谷,跨過雅江后,一路向東直到林芝。90%以上的線路在海拔3000米以上,橋隧比高達(dá)75%,工程建設(shè)面臨的復(fù)雜地質(zhì)地貌,舉世罕見。

對(duì)西藏東南谷地的地貌,何娘者了然于心。

這里,冰峰熠熠,溝壑縱橫,氣象萬(wàn)千。

這里,“云中天堂”南迦巴瓦直抵云端,“天河”雅魯藏布江(以下簡(jiǎn)稱雅江)奔流直下,滔滔2000公里;岡底斯山和喜馬拉雅山脈,海拔2950米—5500米,高差達(dá)2500米。

這里,多期古大洋板塊碰撞,強(qiáng)巖爆、風(fēng)積沙、高地溫、冰磧層等復(fù)雜地質(zhì)災(zāi)害集中,地震頻發(fā)。

自2010年起,為在這片區(qū)域設(shè)計(jì)一條鐵路線,中鐵二院工程集團(tuán)有限公司(以下簡(jiǎn)稱中鐵二院)哈尼族鐵路線路設(shè)計(jì)專家、拉林鐵路設(shè)計(jì)總體何娘者,受命率團(tuán)隊(duì)無(wú)數(shù)次徒步丈量雪山天河。

今年6月25日,川藏鐵路先行段、拉薩—林芝(拉林)鐵路開通?!斑@也是西藏第一條電氣化鐵路?!敝需F電氣化局拉林鐵路項(xiàng)目經(jīng)理馬林難掩激動(dòng)。

這條新“天路”,全長(zhǎng)435公里,設(shè)計(jì)時(shí)速160公里,從拉薩向南,穿過岡底斯山余脈進(jìn)入雅江河谷,跨過雅江后,一路向東直到林芝。90%以上的線路在海拔3000米以上,橋隧比高達(dá)75%,工程建設(shè)面臨的復(fù)雜地質(zhì)地貌,舉世罕見。

這天,藏族動(dòng)車司機(jī)、34歲的斯朗旺扎,開始了自己嶄新的人生——首次駕駛著復(fù)興號(hào),在世界屋脊東南谷地,沿這條雪域新“天路”行駛。

7月22日,正在西藏考察的習(xí)近平總書記,乘火車沿這條開通尚不滿一個(gè)月的拉林鐵路,從林芝前往拉薩。

飛馳在世界屋脊的復(fù)興號(hào)高原內(nèi)電雙源動(dòng)車組。羅春曉?

“天河”岸邊,造就出一條鐵路線

2010年,中鐵二院接到任務(wù),在西藏區(qū)域東西2100公里、南北400公里的廣袤土地上,為拉林鐵路設(shè)計(jì)一個(gè)走向方案。

科技、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、人文示范線,是拉林鐵路的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

從那時(shí)開始,中鐵二院組建了一支由上百名勘測(cè)人員、涉及三十多個(gè)專業(yè)的隊(duì)伍,開始了長(zhǎng)達(dá)5年的實(shí)地踏勘,何娘者就在其中擔(dān)當(dāng)選線重任。

選線之初,兩大走向一直爭(zhēng)執(zhí)不下,分別是沿318國(guó)道和沿雅江方案。雅江方案地殼不穩(wěn),地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā),多數(shù)專家認(rèn)為不適合推薦。

西藏自治區(qū)鐵路建設(shè)有限公司副總經(jīng)理朱錦堂急在心里?!拔鞑亟?jīng)濟(jì)帶都在雅江沿岸,地方百姓都在期盼著沿雅江線?!?/p>

建設(shè)新“天路”,就是要惠及西藏。雅江縫合帶工程地質(zhì)特性專題研究即刻啟動(dòng)。

一年內(nèi),中鐵二院針對(duì)拉林項(xiàng)目開展了大量測(cè)繪、勘探、試驗(yàn)和研究。

地質(zhì)災(zāi)害、高寒缺氧、生態(tài)脆弱、山陡無(wú)路……猶如一道道“鬼門關(guān)”。野外勘測(cè)時(shí),團(tuán)隊(duì)成員常遇的情景是,歷經(jīng)數(shù)千年的熱脹冷縮,峭壁上的巖石支離破碎,上千米之上,時(shí)有石頭滾落下來。

最終,一份沿雅江方案可行性報(bào)告完成。

設(shè)計(jì)方向明確后,具體設(shè)計(jì)方案仍歷經(jīng)多次重大技術(shù)調(diào)整。

加查至朗縣段,雅江如同落入群山的絲帶,形成“九拐十八彎”的曲折峽谷。

經(jīng)科學(xué)踏勘,何娘者團(tuán)隊(duì)在50公里線路內(nèi),創(chuàng)造性地采用了九跨雅江方案。峽谷內(nèi),九座跨江橋形成一個(gè)大橋群,蔚為壯觀,天人合一。

桑日至加查段,最初設(shè)計(jì)沿雅江峽谷走。按已有資料,這是一種無(wú)可非議的保守設(shè)計(jì)。

然而,因峽谷高差逾3000多米,這里一直不通路,無(wú)法到現(xiàn)場(chǎng)踏勘,何娘者與團(tuán)隊(duì)人員一直忐忑不安。

2012年,桑加峽谷初通公路,何娘者隨中鐵二院副總工程師林世金第一時(shí)間趕赴現(xiàn)場(chǎng)?!把亟菄?yán)重的危巖落石,工程地質(zhì)條件極差?!毖矍暗牡刭|(zhì)條件令設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)心驚不已。

必須重新研究方案。

經(jīng)反復(fù)論證,原設(shè)計(jì)方案被改為兩跨雅江取直線路。

這一優(yōu)化,不僅節(jié)省了1億零61萬(wàn)元建設(shè)資金,而且由于縮短1.84公里線路,鐵路通車后,每年還將節(jié)省200萬(wàn)元以上運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。

加查縣境內(nèi),有一大片千年核桃林,聞名遐邇。原設(shè)計(jì)線路從中穿過,線路順暢、投資小。

2013年8月,何娘者到加查縣核對(duì)現(xiàn)場(chǎng),驀然發(fā)現(xiàn),線路所經(jīng)之處,雖歷經(jīng)千年,古核桃樹仍葉肥果盛?!耙豢煤颂覙涿磕暧?到3萬(wàn)元經(jīng)濟(jì)收入?!睙峁宕迕翊稳首诎图页邪?棵核桃樹,鐵路建好后,她家這些核桃就可以銷往更遠(yuǎn)的地方了。

從次仁宗巴的眼神中,何娘者讀懂了她對(duì)核桃林的依賴,對(duì)鐵路的企盼?!斑x線絕不能犧牲老百姓的生存環(huán)境。”何娘者重新規(guī)劃線路,最大程度繞避了這片千年核桃林。

皚皚雪山群中,這些測(cè)量勘測(cè)人孤獨(dú)而堅(jiān)韌的背影,已深深鐫刻在這條雪域新“天路”的軌跡上。

拉林鐵路設(shè)計(jì)成功,多項(xiàng)選線地勘新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而出?!皠?chuàng)新應(yīng)用了復(fù)雜艱險(xiǎn)山區(qū)鐵路減災(zāi)選線理論和智能選線技術(shù),提出了板塊縫合帶地區(qū)綜合選線理論,基于BIM和GIS技術(shù)構(gòu)建了線路—構(gòu)筑物—災(zāi)害環(huán)境耦合約束的綜合選線模型和線路方案評(píng)價(jià)體系?!焙文镎哒f,形成了一套適用青藏高原地質(zhì)復(fù)雜艱險(xiǎn)山區(qū)高標(biāo)準(zhǔn)鐵路的“空、天、地”一體化綜合勘察技術(shù)。

勘測(cè)設(shè)計(jì)隊(duì)員在現(xiàn)場(chǎng)踏勘。受訪者供圖

雅江谷地,橫臥一道百年彩虹

“看,藏木特大橋!”每當(dāng)D8981次動(dòng)車鉆出隧道時(shí),這座橫跨雅江的鋼管拱橋,總能引起乘客們的歡呼。

拉林鐵路藏木特大橋,位于桑加大峽谷藏木水電站上游庫(kù)區(qū),已成為拉林鐵路一個(gè)網(wǎng)紅景點(diǎn)。大橋長(zhǎng)525.1米,如一道彩虹,橫臥在雅江之上,是世界上海拔最高、跨度最大的鐵路鋼管混凝土拱橋。

高原上建一座壽命百年的橋,需要耐高溫差、防強(qiáng)紫外線。作為中鐵二院拉林鐵路橋梁專業(yè)設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人,羅偉元深知,這是一道世界難題。

經(jīng)過不計(jì)其數(shù)的尋覓、試驗(yàn),羅偉元為藏木特大橋找到了新材料:C60自密實(shí)無(wú)收縮混凝土和免涂裝耐候鋼。

2015年6月,被中鐵廣州工程局任命為藏木特大橋項(xiàng)目經(jīng)理后,張立軍迅速趕往山南地區(qū)。忍受著強(qiáng)烈的高原反應(yīng),在抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)時(shí),張立軍立即覺察到,這將是一場(chǎng)史無(wú)前例的硬仗。

雅江不通航,施工船舶需要在內(nèi)地解體,汽運(yùn)至工地再組裝;第一臺(tái)挖機(jī)爬到幾百米高的工作位置用了三個(gè)月;峽谷高深,山體陡峭,兩岸山上很多施工材料,小至砂石料,大至卷?yè)P(yáng)機(jī),都是人工背上山的;區(qū)域內(nèi)常年10級(jí)大風(fēng),晴雨不定,日溫差達(dá)到30℃。

此外,藏木特大橋技術(shù)難度極大,同類型橋梁中跨度最大;橋址處海拔3350米,同類型橋梁中海拔最高;拉薩岸上游塔架總高度170米,是同類型纜索吊機(jī)中最高的索塔。

自2015年7月1日藏木特大橋開工,張立軍腦子里的弦一天沒松過。白天,帶領(lǐng)管理人員在海拔3350米的橋址處爬山勘查;晚上,開會(huì)討論方案。

先后確定了945米工作索方案、610米纜索吊機(jī)方案、鋼管拱拼裝場(chǎng)選址、鋼管拱運(yùn)輸和架設(shè)方案、拱座施工方案等多個(gè)技術(shù)難度極大的方案,還確定了若干個(gè)小的施工方案。依托藏木特大橋,成立了《大跨度中承式鋼管砼拱橋施工技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)研究》課題小組,聯(lián)合專業(yè)科研院校和院士專家,開展多線科研課題研究。

2018年9月28日,藏木特大橋主拱合龍;2020年6月20日,藏木特大橋全橋合龍。

1000多個(gè)日夜,近千名建設(shè)者先后攻克多個(gè)高原地質(zhì)災(zāi)害難題,克服施工場(chǎng)地狹小、高溫差、強(qiáng)紫外線、強(qiáng)陣風(fēng)、機(jī)械人工效率低下等不利因素影響,在確保質(zhì)量、安全的同時(shí),順利完成了大橋安全合龍目標(biāo),該橋多項(xiàng)科技成果達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

當(dāng)天,張立軍終于睡了一個(gè)安穩(wěn)覺。

雪山“腹部”,隧道巖爆被征服了

與藏木特大橋相連的巴玉隧道,是拉林鐵路又一項(xiàng)重難點(diǎn)控制性工程。

隧道位于巴玉雪山“腹部”,海拔3400米以上,全長(zhǎng)13073米,最大埋深達(dá)2080米,洞內(nèi)地溫約47℃,巖爆里程就占了94%,是目前世界上巖爆最強(qiáng)、獨(dú)頭掘進(jìn)距離最長(zhǎng)、埋深最大的高原鐵路隧道。

2015年7月11日,是中國(guó)鐵建十二局巴玉隧道前項(xiàng)目經(jīng)理白國(guó)峰和副經(jīng)理武俊平的“驚魂一日”。

當(dāng)天,隧道掘進(jìn)不到300米,巖壁上臉盆大的石塊突然彈射出來,緊接著碎石像炮彈一樣不停地彈射,持續(xù)了兩個(gè)多小時(shí)。這是他們第一次遇到巖爆。

從那以后,巖爆如影隨形。一臺(tái)又一臺(tái)施工設(shè)備被飛石砸得面目全非。停工、停工、再停工,作業(yè)人員換了7批。

巖爆災(zāi)害一度是巴玉隧道能否貫通的關(guān)鍵技術(shù)難題,也成為國(guó)際巖石力學(xué)與工程界研究的焦點(diǎn)和難點(diǎn)。

不畏浮云遮望眼,越是艱險(xiǎn)越向前。

面對(duì)巖爆這一巖石力學(xué)領(lǐng)域世界性難題,建設(shè)者與巖石力學(xué)科研人員一起,開始了艱難的攻關(guān)。

在海拔3500米的隧道施工區(qū),中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所科研人員,開展了累積長(zhǎng)達(dá)4650米大埋深洞段巖爆實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、預(yù)警與調(diào)控研究工作,駐守長(zhǎng)達(dá)918天。

“必須克服巖爆恐懼,這是我們的擔(dān)當(dāng)!”施工一方,項(xiàng)目管理人員則以無(wú)畏的勇氣,沖到巖爆防治第一線。

在建設(shè)者與科研人員的共同努力下,多套巖爆頻發(fā)條件下的施工方法被摸索出來。首次在青藏高原搭建了遠(yuǎn)距離無(wú)線通訊傳輸?shù)膸r爆實(shí)時(shí)微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng),首次揭示了川藏鐵路深埋隧道間歇型巖爆孕育規(guī)律與機(jī)制,率先建立了川藏鐵路深埋高應(yīng)力隧道巖爆定量預(yù)警標(biāo)準(zhǔn),并提出了巴玉隧道巖爆針對(duì)性主動(dòng)性動(dòng)態(tài)施工方案。

“這些方法較好解決了巖爆問題,相關(guān)成果已被納入《川藏鐵路巖爆隧道設(shè)計(jì)指南》?!?019年11月2日,巴玉隧道貫通。在歡呼的聲浪中,現(xiàn)任項(xiàng)目經(jīng)理喬志斌,這位有著多年一線工程經(jīng)驗(yàn)的指揮員,眼睛已略顯濕潤(rùn)。

拉林鐵路全線共計(jì)47座隧道,121座橋梁,這些百年工程背后的故事,無(wú)不蕩氣回腸。

“國(guó)槐綠”,雪域畫卷再添新顏

飛馳在世界屋脊的復(fù)興號(hào)高原內(nèi)電雙源動(dòng)車組,其“國(guó)槐綠”涂裝,與雪山江河、綠樹藍(lán)天和藏式民居交相輝映,為雪域再添新顏,構(gòu)成一幅迷人的畫卷。

奔跑在西藏高原的“國(guó)槐綠”,有什么獨(dú)門秘籍?

“兩端分別編掛電力動(dòng)力車和內(nèi)燃動(dòng)力車,中間編掛拖車?!畠?nèi)燃+電力’雙動(dòng)力牽引模式,為全球動(dòng)車組首創(chuàng)。”復(fù)興號(hào)高原內(nèi)電雙源動(dòng)車組具體研發(fā)者之一、中國(guó)中車科學(xué)家、中車株洲電力機(jī)車有限公司(以下簡(jiǎn)稱中車株機(jī))副總工程師樊運(yùn)新如數(shù)家珍,編組為12輛,設(shè)一等、二等和商務(wù)車廂,載客量755人。最高運(yùn)營(yíng)時(shí)速160公里,最高運(yùn)行海拔5100米,能適應(yīng)高海拔、連續(xù)長(zhǎng)大隧道環(huán)境,可跨電氣化和非電氣化線路貫通運(yùn)用。

6月25日,望著首列駛出拉薩站的“國(guó)槐綠”,樊運(yùn)新心潮澎湃,180多個(gè)緊張研發(fā)的日夜,一一浮現(xiàn)。

就在拉林鐵路建設(shè)接近尾聲時(shí),讓復(fù)興號(hào)動(dòng)車組駛進(jìn)西藏,成為決策者的共識(shí)。

如何針對(duì)高原鐵路運(yùn)營(yíng)條件,專門研制生產(chǎn)一款復(fù)興號(hào)動(dòng)車組新產(chǎn)品?

2020年11月初,中車株機(jī)接到緊急任務(wù),由中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司(以下簡(jiǎn)稱國(guó)鐵集團(tuán))牽頭,組成包括中車株機(jī)、中車大連機(jī)車車輛有限公司(以下簡(jiǎn)稱中車大連)、中車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司在內(nèi)的聯(lián)合研制團(tuán)隊(duì),共同生產(chǎn)研制復(fù)興號(hào)高原內(nèi)電雙源動(dòng)車組。

新設(shè)計(jì)的這款復(fù)興號(hào)要達(dá)到什么標(biāo)準(zhǔn)?

“既要滿足4000米海拔高原運(yùn)行的要求,又要適應(yīng)線路多隧道、高架橋等危險(xiǎn)地段的安全性,運(yùn)營(yíng)環(huán)境特殊,設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)大?!庇兄兄聘咴骐娏C(jī)車豐富經(jīng)驗(yàn)的樊運(yùn)新十分清楚。

一周內(nèi),多名經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)人員,密集前往西藏進(jìn)行調(diào)研??疾炀€路條件、機(jī)務(wù)段檢修條件等,聽取運(yùn)營(yíng)部門的要求和建議,并積極納入后續(xù)具體設(shè)計(jì)方案中。

2020年11月19日,動(dòng)車組技術(shù)方案通過評(píng)審,高原內(nèi)電雙源動(dòng)車組項(xiàng)目設(shè)計(jì)工作正式啟動(dòng)。

內(nèi)燃與電力動(dòng)力車協(xié)同控制,是復(fù)興號(hào)高原內(nèi)電雙源動(dòng)車組的一項(xiàng)創(chuàng)新關(guān)鍵技術(shù)?!八^雙源動(dòng)力,即一端是電力動(dòng)力牽引,一端是內(nèi)燃動(dòng)力車,可以實(shí)現(xiàn)有電區(qū)和無(wú)電區(qū)、電氣化和非電氣化的貫穿運(yùn)行?!狈\(yùn)新說,內(nèi)燃、電力動(dòng)力車兩端分置的創(chuàng)新組合模式讓高原行車的可靠性、安全性得到更大提升。

攻克新技術(shù),試驗(yàn)須先行。

在業(yè)內(nèi)多個(gè)院所合作下,一個(gè)地面1∶1試驗(yàn)臺(tái)搭建了起來?!罢鎸?shí)模擬實(shí)車運(yùn)行的各種功能,確保每個(gè)功能可靠有效?!表?xiàng)目技術(shù)研發(fā)經(jīng)理彭新平說,整個(gè)地面測(cè)試共完成近80個(gè)功能組,1000多個(gè)功能項(xiàng)點(diǎn)測(cè)試。

拉林鐵路隧道多,動(dòng)車組進(jìn)隧道時(shí),壓力波的改變會(huì)給乘客造成耳鳴等不適,還有高原缺氧問題,怎么解決?

“我們?cè)谲噧?nèi)增設(shè)了壓力波保護(hù)裝置。針對(duì)高原缺氧環(huán)境,動(dòng)車組車廂內(nèi)采用彌散和分布式相結(jié)合的方式,實(shí)現(xiàn)一體化供氧,可連續(xù)提供充足氧氣。這是國(guó)際上是首次實(shí)現(xiàn)整列動(dòng)車組的彌散供氧?!敝熊嚧筮B機(jī)車技術(shù)開發(fā)部運(yùn)維技術(shù)室室主任、復(fù)興號(hào)高原內(nèi)電雙源動(dòng)車組總體設(shè)計(jì)師孫傳慶說。

不是在設(shè)計(jì)生產(chǎn)一線,就是在去的路上。

在列車的研發(fā)生產(chǎn)環(huán)節(jié),項(xiàng)目組成員“24小時(shí)全天候待命”。他們每天奔走于辦公室與車間現(xiàn)場(chǎng)之間,與現(xiàn)場(chǎng)工藝、操作人員深入對(duì)接,解決各項(xiàng)技術(shù)難題。

2021年3月下旬,首列動(dòng)車組完成編組。自動(dòng)車組技術(shù)方案評(píng)審?fù)ㄟ^,僅耗時(shí)不到5個(gè)月。

6月25日,復(fù)興號(hào)高原內(nèi)電雙源動(dòng)車組在拉林鐵路正式上線,奔馳在世界屋脊之上。中國(guó)鐵路歷史性地實(shí)現(xiàn)了復(fù)興號(hào)動(dòng)車組對(duì)31個(gè)省市自治區(qū)的全覆蓋。

雪域新“天路”正在延伸。

2020年11月8日,川藏鐵路(雅安至林芝段)開工。習(xí)近平總書記對(duì)川藏鐵路開工建設(shè)作出重要指示指出,建設(shè)川藏鐵路是貫徹落實(shí)新時(shí)代黨的治藏方略的一項(xiàng)重大舉措,對(duì)維護(hù)國(guó)家統(tǒng)一、促進(jìn)民族團(tuán)結(jié)、鞏固邊疆穩(wěn)定,對(duì)推動(dòng)西部地區(qū)特別是川藏兩省區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展,具有十分重要的意義。

習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào),川藏鐵路沿線地形地質(zhì)和氣候條件復(fù)雜、生態(tài)環(huán)境脆弱,修建難度之大世所罕見,要充分發(fā)揮我國(guó)社會(huì)主義制度能夠集中力量辦大事的優(yōu)勢(shì),把這一光榮而艱巨的歷史任務(wù)完成好。

雪域“天路”,將續(xù)寫新的傳奇。

責(zé)任編輯:冷媚

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