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    世界之巔,復興號駛上新“天路”

    對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2500米。

    這里,多期古大洋板塊碰撞,強巖爆、風積沙、高地溫、冰磧層等復雜地質災害集中,地震頻發。

    自2010年起,為在這片區域設計一條鐵路線,中鐵二院工程集團有限公司(以下簡稱中鐵二院)哈尼族鐵路線路設計專家、拉林鐵路設計總體何娘者,受命率團隊無數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。“這也是西藏第一條電氣化鐵路。”中鐵電氣化局拉林鐵路項目經理馬林難掩激動。

    這條新“天路”,全長435公里,設計時速160公里,從拉薩向南,穿過岡底斯山余脈進入雅江河谷,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75%,工程建設面臨的復雜地質地貌,舉世罕見。

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

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

    “天河”岸邊,造就出一條鐵路線

    2010年,中鐵二院接到任務,在西藏區域東西2100公里、南北400公里的廣袤土地上,為拉林鐵路設計一個走向方案。

    科技、經濟、環保、人文示范線,是拉林鐵路的設計目標。

    從那時開始,中鐵二院組建了一支由上百名勘測人員、涉及三十多個專業的隊伍,開始了長達5年的實地踏勘,何娘者就在其中擔當選線重任。

    選線之初,兩大走向一直爭執不下,分別是沿318國道和沿雅江方案。雅江方案地殼不穩,地質災害頻發,多數專家認為不適合推薦。

    西藏自治區鐵路建設有限公司副總經理朱錦堂急在心里。“西藏經濟帶都在雅江沿岸,地方百姓都在期盼著沿雅江線。”

    建設新“天路”,就是要惠及西藏。雅江縫合帶工程地質特性專題研究即刻啟動。

    一年內,中鐵二院針對拉林項目開展了大量測繪、勘探、試驗和研究。

    地質災害、高寒缺氧、生態脆弱、山陡無路……猶如一道道“鬼門關”。野外勘測時,團隊成員常遇的情景是,歷經數千年的熱脹冷縮,峭壁上的巖石支離破碎,上千米之上,時有石頭滾落下來。

    最終,一份沿雅江方案可行性報告完成。

    設計方向明確后,具體設計方案仍歷經多次重大技術調整。

    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。

    經科學踏勘,何娘者團隊在50公里線路內,創造性地采用了九跨雅江方案。峽谷內,九座跨江橋形成一個大橋群,蔚為壯觀,天人合一。

    桑日至加查段,最初設計沿雅江峽谷走。按已有資料,這是一種無可非議的保守設計。

    然而,因峽谷高差逾3000多米,這里一直不通路,無法到現場踏勘,何娘者與團隊人員一直忐忑不安。

    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間趕赴現場。“沿江全是嚴重的危巖落石,工程地質條件極差。”眼前的地質條件令設計團隊心驚不已。

    必須重新研究方案。

    經反復論證,原設計方案被改為兩跨雅江取直線路。

    這一優化,不僅節省了1億零61萬元建設資金,而且由于縮短1.84公里線路,鐵路通車后,每年還將節省200萬元以上運營費用。

    加查縣境內,有一大片千年核桃林,聞名遐邇。原設計線路從中穿過,線路順暢、投資小。

    2013年8月,何娘者到加查縣核對現場,驀然發現,線路所經之處,雖歷經千年,古核桃樹仍葉肥果盛。“一棵核桃樹每年有2到3萬元經濟收入。”熱果村村民次仁宗巴家承包了7棵核桃樹,鐵路建好后,她家這些核桃就可以銷往更遠的地方了。

    從次仁宗巴的眼神中,何娘者讀懂了她對核桃林的依賴,對鐵路的企盼。“選線絕不能犧牲老百姓的生存環境。”何娘者重新規劃線路,最大程度繞避了這片千年核桃林。

    皚皚雪山群中,這些測量勘測人孤獨而堅韌的背影,已深深鐫刻在這條雪域新“天路”的軌跡上。

    拉林鐵路設計成功,多項選線地勘新技術應運而出。“創新應用了復雜艱險山區鐵路減災選線理論和智能選線技術,提出了板塊縫合帶地區綜合選線理論,基于BIM和GIS技術構建了線路—構筑物—災害環境耦合約束的綜合選線模型和線路方案評價體系。”何娘者說,形成了一套適用青藏高原地質復雜艱險山區高標準鐵路的“空、天、地”一體化綜合勘察技術。

    雅江谷地,橫臥一道百年彩虹

    “看,藏木特大橋!”每當D8981次動車鉆出隧道時,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區,已成為拉林鐵路一個網紅景點。大橋長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、防強紫外線。作為中鐵二院拉林鐵路橋梁專業設計負責人,羅偉元深知,這是一道世界難題。

    經過不計其數的尋覓、試驗,羅偉元為藏木特大橋找到了新材料:C60自密實無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目經理后,張立軍迅速趕往山南地區。忍受著強烈的高原反應,在抵達現場時,張立軍立即覺察到,這將是一場史無前例的硬仗。

    雅江不通航,施工船舶需要在內地解體,汽運至工地再組裝;第一臺挖機爬到幾百米高的工作位置用了三個月;峽谷高深,山體陡峭,兩岸山上很多施工材料,小至砂石料,大至卷揚機,都是人工背上山的;區域內常年10級大風,晴雨不定,日溫差達到30℃。

    此外,藏木特大橋技術難度極大,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,帶領管理人員在海拔3350米的橋址處爬山勘查;晚上,開會討論方案。

    先后確定了945米工作索方案、610米纜索吊機方案、鋼管拱拼裝場選址、鋼管拱運輸和架設方案、拱座施工方案等多個技術難度極大的方案,還確定了若干個小的施工方案。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及標準研究》課題小組,聯合專業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多個日夜,近千名建設者先后攻克多個高原地質災害難題,克服施工場地狹小、高溫差、強紫外線、強陣風、機械人工效率低下等不利因素影響,在確保質量、安全的同時,順利完成了大橋安全合龍目標,該橋多項科技成果達到國際先進水平。

    當天,張立軍終于睡了一個安穩覺。

    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,是拉林鐵路又一項重難點控制性工程。

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

    2015年7月11日,是中國鐵建十二局巴玉隧道前項目經理白國峰和副經理武俊平的“驚魂一日”。

    當天,隧道掘進不到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,持續了兩個多小時。這是他們第一次遇到巖爆。

    從那以后,巖爆如影隨形。一臺又一臺施工設備被飛石砸得面目全非。停工、停工、再停工,作業人員換了7批。

    巖爆災害一度是巴玉隧道能否貫通的關鍵技術難題,也成為國際巖石力學與工程界研究的焦點和難點。

    不畏浮云遮望眼,越是艱險越向前。

    面對巖爆這一巖石力學領域世界性難題,建設者與巖石力學科研人員一起,開始了艱難的攻關。

    在海拔3500米的隧道施工區,中國科學院武漢巖土力學研究所科研人員,開展了累積長達4650米大埋深洞段巖爆實時監測、預警與調控研究工作,駐守長達918天。

    “必須克服巖爆恐懼,這是我們的擔當!”施工一方,項目管理人員則以無畏的勇氣,沖到巖爆防治第一線。

    在建設者與科研人員的共同努力下,多套巖爆頻發條件下的施工方法被摸索出來。首次在青藏高原搭建了遠距離無線通訊傳輸的巖爆實時微震監測系統,首次揭示了川藏鐵路深埋隧道間歇型巖爆孕育規律與機制,率先建立了川藏鐵路深埋高應力隧道巖爆定量預警標準,并提出了巴玉隧道巖爆針對性主動性動態施工方案。

    “這些方法較好解決了巖爆問題,相關成果已被納入《川藏鐵路巖爆隧道設計指南》。”2019年11月2日,巴玉隧道貫通。在歡呼的聲浪中,現任項目經理喬志斌,這位有著多年一線工程經驗的指揮員,眼睛已略顯濕潤。

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

    “國槐綠”,雪域畫卷再添新顏

    飛馳在世界屋脊的復興號高原內電雙源動車組,其“國槐綠”涂裝,與雪山江河、綠樹藍天和藏式民居交相輝映,為雪域再添新顏,構成一幅迷人的畫卷。

    奔跑在西藏高原的“國槐綠”,有什么獨門秘籍?

    “兩端分別編掛電力動力車和內燃動力車,中間編掛拖車。‘內燃+電力’雙動力牽引模式,為全球動車組首創。”復興號高原內電雙源動車組具體研發者之一、中國中車科學家、中車株洲電力機車有限公司(以下簡稱中車株機)副總工程師樊運新如數家珍,編組為12輛,設一等、二等和商務車廂,載客量755人。最高運營時速160公里,最高運行海拔5100米,能適應高海拔、連續長大隧道環境,可跨電氣化和非電氣化線路貫通運用。

    6月25日,望著首列駛出拉薩站的“國槐綠”,樊運新心潮澎湃,180多個緊張研發的日夜,一一浮現。

    就在拉林鐵路建設接近尾聲時,讓復興號動車組駛進西藏,成為決策者的共識。

    如何針對高原鐵路運營條件,專門研制生產一款復興號動車組新產品?

    2020年11月初,中車株機接到緊急任務,由中國國家鐵路集團有限公司(以下簡稱國鐵集團)牽頭,組成包括中車株機、中車大連機車車輛有限公司(以下簡稱中車大連)、中車南京浦鎮車輛有限公司在內的聯合研制團隊,共同生產研制復興號高原內電雙源動車組。

    新設計的這款復興號要達到什么標準?

    “既要滿足4000米海拔高原運行的要求,又要適應線路多隧道、高架橋等危險地段的安全性,運營環境特殊,設計挑戰大。”有著研制高原版電力機車豐富經驗的樊運新十分清楚。

    一周內,多名經驗豐富的設計人員,密集前往西藏進行調研。考察線路條件、機務段檢修條件等,聽取運營部門的要求和建議,并積極納入后續具體設計方案中。

    2020年11月19日,動車組技術方案通過評審,高原內電雙源動車組項目設計工作正式啟動。

    內燃與電力動力車協同控制,是復興號高原內電雙源動車組的一項創新關鍵技術。“所謂雙源動力,即一端是電力動力牽引,一端是內燃動力車,可以實現有電區和無電區、電氣化和非電氣化的貫穿運行。”樊運新說,內燃、電力動力車兩端分置的創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,試驗須先行。

    在業內多個院所合作下,一個地面1∶1試驗臺搭建了起來。“真實模擬實車運行的各種功能,確保每個功能可靠有效。”項目技術研發經理彭新平說,整個地面測試共完成近80個功能組,1000多個功能項點測試。

    拉林鐵路隧道多,動車組進隧道時,壓力波的改變會給乘客造成耳鳴等不適,還有高原缺氧問題,怎么解決?

    “我們在車內增設了壓力波保護裝置。針對高原缺氧環境,動車組車廂內采用彌散和分布式相結合的方式,實現一體化供氧,可連續提供充足氧氣。這是國際上是首次實現整列動車組的彌散供氧。”中車大連機車技術開發部運維技術室室主任、復興號高原內電雙源動車組總體設計師孫傳慶說。

    不是在設計生產一線,就是在去的路上。

    在列車的研發生產環節,項目組成員“24小時全天候待命”。他們每天奔走于辦公室與車間現場之間,與現場工藝、操作人員深入對接,解決各項技術難題。

    2021年3月下旬,首列動車組完成編組。自動車組技術方案評審通過,僅耗時不到5個月。

    6月25日,復興號高原內電雙源動車組在拉林鐵路正式上線,奔馳在世界屋脊之上。中國鐵路歷史性地實現了復興號動車組對31個省市自治區的全覆蓋。

    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。習近平總書記對川藏鐵路開工建設作出重要指示指出,建設川藏鐵路是貫徹落實新時代黨的治藏方略的一項重大舉措,對維護國家統一、促進民族團結、鞏固邊疆穩定,對推動西部地區特別是川藏兩省區經濟社會發展,具有十分重要的意義。

    習近平總書記強調,川藏鐵路沿線地形地質和氣候條件復雜、生態環境脆弱,修建難度之大世所罕見,要充分發揮我國社會主義制度能夠集中力量辦大事的優勢,把這一光榮而艱巨的歷史任務完成好。

    雪域“天路”,將續寫新的傳奇。

    (新媒體責編:xmtqyd)

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