科技日?qǐng)?bào)記者從中國(guó)鐵路青藏集團(tuán)有限公司獲悉，在2022年春運(yùn)期間，拉林鐵路共運(yùn)送旅客12.5萬(wàn)人次，乘復(fù)興號(hào)出行成為當(dāng)?shù)孛癖姷氖走x。
2021年6月25日，西藏首條電氣化鐵路——拉林鐵路開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，結(jié)束了西藏東南地區(qū)不通鐵路的歷史。
拉林鐵路全長(zhǎng)435公里，設(shè)計(jì)時(shí)速160公里。工程建設(shè)面臨著復(fù)雜地質(zhì)地貌，極具挑戰(zhàn)。
克服重重困難，拉林鐵路連通萬(wàn)壑，雄偉壯觀。
形成高標(biāo)準(zhǔn)鐵路勘察技術(shù)
拉林鐵路所處地質(zhì)條件舉世罕見(jiàn)。“線路位于青藏高原東南部岡底斯山與喜馬拉雅山之間的藏南谷地，山高谷深，相對(duì)高差達(dá)2500米。”西藏鐵路建設(shè)有限公司工程部副部長(zhǎng)趙生杰說(shuō)。
“區(qū)域內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，內(nèi)動(dòng)力地質(zhì)作用強(qiáng)烈，淺表地貌改造頻繁，表生地質(zhì)作用強(qiáng)烈。由此產(chǎn)生了高地溫、高烈度地震、巖爆、軟巖大變形、危巖落石、滑坡、泥石流、風(fēng)積沙等一系列工程地質(zhì)問(wèn)題。” 趙生杰說(shuō)。
歷經(jīng)一年，負(fù)責(zé)拉林鐵路設(shè)計(jì)工作的中鐵二院工程集團(tuán)有限公司(以下簡(jiǎn)稱中鐵二院)針對(duì)拉林項(xiàng)目開(kāi)展了大量測(cè)繪、勘探、試驗(yàn)和研究。經(jīng)反復(fù)論證，多次優(yōu)化，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)交出了拉林鐵路設(shè)計(jì)圖：全線隧道總長(zhǎng)216.5公里，其中10公里以上的特長(zhǎng)隧道6座，最長(zhǎng)為17.3公里的達(dá)嘎拉隧道;16次跨越雅江。其中，主跨430米的藏木雅魯藏布江特大橋是世界上跨度最大、海拔最高的鐵路鋼管混凝土拱橋，也是國(guó)內(nèi)首座免涂裝耐候鋼鐵路大橋，可大大減少維護(hù)工作量，節(jié)省全壽命周期成本。
多項(xiàng)選線地勘新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而出。“項(xiàng)目創(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。”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)總體何娘者說(shuō)，項(xiàng)目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)。
啃下隧道建設(shè)“硬骨頭”
拉林鐵路共建設(shè)隧道47座，占線路總長(zhǎng)54%。隧道建設(shè)既是拉林鐵路的“重頭戲”，也是難啃的“硬骨頭”。
岡底斯山與喜馬拉雅山之間的藏東南谷地，集中了強(qiáng)巖爆、風(fēng)積沙、高地溫、冰磧層等復(fù)雜地質(zhì)災(zāi)害，施工難度極大。
巴玉隧道位于巴玉雪山“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。隧道施工中遭遇的前所未有的強(qiáng)巖爆，成為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)。
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(kāi)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(kāi)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。
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(lái)。他們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。
2019年11月2日，巴玉隧道貫通。“這些方法較好解決了巖爆問(wèn)題。” 西藏鐵路建設(shè)有限公司拉林項(xiàng)目部主任王元榮說(shuō)。
除了巖爆災(zāi)害，拉林鐵路還攻克了多個(gè)青藏高原隧道建設(shè)難題。包括通過(guò)創(chuàng)新運(yùn)用綜合降溫技術(shù)、隔熱技術(shù)，建成了世界上罕見(jiàn)的高地溫鐵路隧道——桑珠嶺隧道;通過(guò)對(duì)富水地段采取帷幕注漿、無(wú)水地段采取“大管棚+超前小導(dǎo)管及周邊小導(dǎo)管注漿+型鋼拱架支護(hù)相結(jié)合”的措施，建成了典型的富水冰磧層隧道——藏嘎隧道等。
復(fù)興號(hào)動(dòng)車組開(kāi)進(jìn)西藏
“拉林鐵路使用我國(guó)自主創(chuàng)新研制的復(fù)興號(hào)高原內(nèi)電雙源動(dòng)車組，其功率、載客量、加速性能等多項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)先于世界同類型車。列車兩端分別編掛電力和內(nèi)燃動(dòng)力車，可在電氣化和非電氣化線路間自由切換。”國(guó)鐵集團(tuán)機(jī)輛部機(jī)輛技術(shù)處高級(jí)工程師肖孝軍說(shuō)。
2020年11月初，國(guó)鐵集團(tuán)組織中國(guó)中車、中國(guó)鐵道科學(xué)研究院等國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)、高校和科研院所，采取組合創(chuàng)新和專項(xiàng)技術(shù)突破的方式，針對(duì)高原鐵路運(yùn)營(yíng)條件，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)地段的安全性需要，運(yùn)營(yíng)環(huán)境特殊，設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)大。”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)車有限公司副總工程師樊運(yùn)新說(shuō)。
在復(fù)興號(hào)高原內(nèi)電雙源動(dòng)車組研制過(guò)程中，國(guó)鐵集團(tuán)打通造、修、管、用各環(huán)節(jié)，組建聯(lián)合研制團(tuán)隊(duì)，確保了該動(dòng)車組按計(jì)劃進(jìn)度研制投用。
復(fù)興號(hào)高原內(nèi)電雙源動(dòng)車組定員755人，最高運(yùn)營(yíng)時(shí)速160公里，最高運(yùn)行海拔5100米。
“與國(guó)際上現(xiàn)有的內(nèi)電雙源動(dòng)車組相比，復(fù)興號(hào)高原內(nèi)電雙源動(dòng)車組具有多項(xiàng)領(lǐng)先技術(shù)優(yōu)勢(shì)。”樊運(yùn)新說(shuō)，如首次采用內(nèi)燃、電力動(dòng)力車兩端分置的創(chuàng)新組合模式;滿足高原低氣壓、高耐候性環(huán)境運(yùn)用條件，采用適應(yīng)連續(xù)多隧道的車體氣密性設(shè)計(jì)和壓力波控制等技術(shù);創(chuàng)新采用彌散和分布式相結(jié)合的方式，可為旅客連續(xù)提供充足氧氣;可在運(yùn)行中不停車完成內(nèi)電模式切換，實(shí)現(xiàn)電化區(qū)段采用內(nèi)燃應(yīng)急牽引自救援及應(yīng)急列車供電等。
“復(fù)興號(hào)動(dòng)車組開(kāi)進(jìn)西藏，實(shí)現(xiàn)了對(duì)31個(gè)省(區(qū)、市)的全覆蓋，翻開(kāi)了西藏和高原鐵路建設(shè)發(fā)展新篇章。”國(guó)鐵集團(tuán)負(fù)責(zé)人說(shuō)，自2006年青藏高原首條鐵路建成通車，如今延伸在世界屋脊的鐵路已經(jīng)覆蓋西藏7市地中的5個(gè)。