12年,從平原開往高原 川青鐵路開通的背后
11月28日,川青鐵路青白江東至鎮江關段開通運營。開通前一天,67歲的羌族村民劉永明給廣州的女兒發去消息:“動車開到家門口,今年過年,你們全家一定要坐高鐵回來。”
川青鐵路,從海拔600米成都平原向海拔2500米的青藏高原迅速過渡,因此成為中國穿越地形梯度差最大的鐵路。線路穿越諸多山脈水系,11次穿越活動斷裂,是我國穿越活動斷裂最多的鐵路之一。由于沿線地形地貌、地質條件、自然環境聚齊了復雜艱險山區鐵路的所有特點,它被設計單位列為國內最難修的鐵路之一。建設單位“12年磨一劍”,終成這條高原“天路”。
12年來,這條鐵路建設歷經過怎樣的艱難?從平原開往高原的鐵路,又有什么新的特點?
川青鐵路青白江東至鎮江關段示意圖。成都鐵路供圖
5年掘進1.3公里 12年工人更替上萬名
建設者默默堅守 攻克諸多世界性難題
榴桐寨隧道位于茂縣渭門鎮和溝口鎮境內,全長16.4公里,為左右分修隧道,列車通過5分鐘,工程建設卻用了10年。
“這樣規模的隧道,原本以為三四年就能貫通,沒想到最后修了這么久。”中鐵十二局項目總工王曉光曾參與過金寨隧道、戴云山隧道、向莆鐵路等工程修建,是一名隧道“老兵”。他坦言,迄今為止,榴桐寨隧道是他遇到過的最難修的隧道。
“隧道最大埋深達1410米,埋深500米以上段落近11公里,是當時國內在建鐵路隧道埋深超過1000米范圍內地應力最高的隧道。”王曉光說,掘進過程中頻繁遇到軟巖大變形,甚至還出現罕見的軟巖巖爆。
高寒動車組列車駛過川青鐵路。成蘭鐵路公司供圖
另一個難點是,隧道圍巖的軟弱破碎。隧道內遍布千枚巖、炭質千枚巖,IV、V級圍巖占比達85%以上。在這樣的地質環境中掘進,猶如在“豆腐渣里打洞”,洞口直徑擴大一點,建設難度呈幾何倍增長。
“走兩步,退一步”,是王曉光對當年艱難建設的概括。2017年12月,隧道掘進了75%,左右洞總計只剩1300米左右尚未貫通,但讓人沒有料到的是,就是這短短1公里多的距離,打通卻耗費了5年時間。這期間,隧道月進尺持續在20米左右徘徊。
“距離隧道口5公里至8公里處出現了大規模滯后的軟巖變形,導致襯砌開裂、隧洞垮塌。”王曉光說,當時,用于支護的鋼拱架被扭曲成麻花狀,發出磨牙般的咯吱聲,最后斷裂破碎。突如其來的變故讓工人們不得不選擇回填隧道,重頭再來。
“我們最終通過技術創新攻克難關。”王曉光說,為了主動控制巖變,推進建設,施工人員決定采用“短進尺”“快循環”的方式,即短距離開挖隧道,立即注漿加固,快速封閉成環,緊接著進入下一輪循環,由此保證圍巖松動控制在安全范圍內。
為了避免后期受地殼運動的影響,施工人員還從“動物脊柱”的原理中得到啟發,把受到影響的隧洞分成數十個短節段分段建設,每個節段間加入橡膠,充當“軟骨組織”,增強其韌性和剛性,使之適應隧道錯動及轉動。另外,還在隧道襯砌中安裝了地應力監測設備,用于相關領域的預警。
川青鐵路高原段多為長大隧道,其中安州到鎮江關段134公里,橋隧比達99%,僅隧道比就96%。這樣的設計,有對地形爬升過渡的需求,有對抗震的考量,也有對生態保護的考慮。
成蘭鐵路公司成蘭指揮部指揮長肖霞林介紹,這些隧道分布在平原向高原急切過渡的地帶,建設中遇到了很多從來沒有經歷過的世界性的難題。為了啃下這些“硬骨頭”,他們在建設過程中,實踐、摸索、總結、應用,取得了很多技術性的突破。比如,長達28.4公里的平安隧道,隧道內多為IV級圍巖,于是采取全斷面(帶仰供)機械化開挖方式,實現快速掘進,只用了39個月就實現隧道貫通;柿子園、躍龍門、茂縣隧道均8次穿越活動斷裂帶,在掘進過程中采用特殊結構斷面,有效防止地殼運動對隧道結構的破壞。
肖霞林說,在國鐵集團的指導下,開展了許多科研應用課題,其中不少課題在全路進行推廣,“這對全國山區鐵路的建設有著重要的借鑒意義”。
高原反應、極寒天氣、高地溫、高瓦斯、硫化氫等有毒有害氣體……在高海拔地區修鐵路,建設者每天都要直面這些“攔路虎”。川青鐵路于2011年先期開工,2013年全面開工,12年來,有人離開,也有人選擇在大山里默默堅守。
被鐵路系統認定為極高風險隧道的躍龍門隧道,聚齊了高地應力、高地溫、軟巖大變形、突涌水、巖爆等隧道建設中最令人頭疼的工程難題,建設中期,隧道內還發現了高瓦斯、硫化氫等有毒有害氣體。最艱難的時候,掌子面連續8個月1米未進。
12年的建設過程中,工人更換至少萬人以上,有人剛到項目,了解到隧道情況,轉身就走。但是,項目上也有300多名技術人員扎根下來,把這里當成家,有60多名孩子在隧道建設期間出生。曾擔任中鐵十九局成蘭鐵路項目總工程師的劉國強曾感慨,“躍龍門隧道是我生命中不可磨滅的印記”。
道岔裝上“暖寶寶” 車站建成“暖房子”
應對“高寒” 有一個秘訣叫“暖”
這條建設艱難的鐵路線,如今順利開通運營,成為川西北地區和西南地區間快捷綠色的交通線。云上羌城、天府蓉城,因為線路的開通,被劃入1小時高鐵直達“朋友圈”。
茂縣站,群眾載歌載舞慶祝線路開通。人民網記者 郭瑩攝
在川青鐵路正式開通運營前一日,11月27日,記者試乘列車從成都東站出發,直抵龍門山腹心。列車經過安州站后,長時間在隧道內行進。一旁的乘務員告訴記者,列車從安州站駛出后的130多公里行駛期間,其實一直都在隧道里爬坡。
實際上,由于這條線路途徑平原向高原急切過渡地帶,全線最大坡度達到了17.8‰,但在乘車的過程中,乘客們絲毫感受不到列車爬升、晃動,只有如履平地的平穩、舒適。
為什么感覺不到車輛在抬升?成都機務段司機何宇介紹,秘訣在于一份1000余字的標準化操作清單。
據了解,川青鐵路在今年7月中旬開始聯調聯試,在這期間,成都機務段派出“蜀道先鋒”聯調聯試團隊,開始對列車駕駛操作模式、技術難點進行摸索總結。接近4個月的聯調聯試過程中,團隊成員摸索研究固化操作模式,針對影響線路平穩性的諸多技術難點進行攻關,最終形成了這份1000余字的標準清單。
“司乘人員按照清單進行標準化操作,就能保證列車在最平穩的狀態下行駛,也就能確保乘客有舒適的乘坐體驗了。”何宇透露,為了方便閱讀,操作清單編寫得非常詳細,”比如列車降速這項操作,清單會解答在不同場景下降速的步驟和幅度,給駕駛員、機車乘務員及時專業的指導。”
不僅如此,為了讓車輛更為順暢地在高原、高寒地區運行,川青鐵路在后續車次將引入CRH2G型高寒列車。這一列車解決了高海拔適應性和防紫外線老化的技術難題,更能適應該高海拔地區的鐵路運營。除此之外,為保障信號設備在冰雪天氣正常運行,茂縣和鎮江關站采用了RDD1型電加熱道岔融雪系統。這套系統就像給道岔裝上了“暖寶寶”,在冬季低溫時為道岔融雪消冰。
應對高寒,還有暖心的服務。“茂縣冬季溫度最低在3度到4度左右,在我們車站里,乘客不會再凍手凍腳。” 茂縣車站,綿陽車務段茂縣車站站長陳佳文介紹,考慮到川青鐵路晝夜氣溫和區域氣溫溫差較大,鐵路部門首次在茂縣車站候車廳、售票廳、公共衛生間等地方安裝了低溫地板輻射采暖系統,利用水循環加熱,把車站打造成一座環保節能的“暖房子”,站內溫度冬季始終維持在15℃—24℃左右,為旅客提供冬日溫暖。
鐵路開通,阿壩藏族羌族自治州一步邁入動車時代,成都平原、青藏高原的旅游資源串珠成鏈,阿壩州的旅游資源全面激活。阿壩州文體旅游局黨組書記陳順清介紹,今年1月至今,全州接待游客量已達到4000多萬人次,年底預計突破5000萬人次,“我們已經做好準備,迎接更多游客的到來!”
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