深瞳工作室出品
科技日報記者 矯陽 策劃 劉莉
這條新“天路”，全長435公里，設(shè)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(shè)面臨的復(fù)雜地質(zhì)地貌，舉世罕見。
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(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(shè)計專家、拉林鐵路設(shè)計總體何娘者，受命率團隊無數(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。“這也是西藏第一條電氣化鐵路?！敝需F電氣化局拉林鐵路項目經(jīng)理馬林難掩激動。
這條新“天路”，全長435公里，設(shè)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(shè)面臨的復(fù)雜地質(zhì)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(fù)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。
飛馳在世界屋脊的復(fù)興號高原內(nèi)電雙源動車組。羅春曉 攝
“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)計一個走向方案。
科技、經(jīng)濟、環(huán)保、人文示范線，是拉林鐵路的設(shè)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(yè)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(zhí)不下，分別是沿318國道和沿雅江方案。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。“西藏經(jīng)濟帶都在雅江沿岸，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。
一年內(nèi)，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(zhì)災(zāi)害、高寒缺氧、生態(tài)脆弱、山陡無路……猶如一道道“鬼門關(guān)”。野外勘測時，團隊成員常遇的情景是，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，時有石頭滾落下來。
最終，一份沿雅江方案可行性報告完成。
設(shè)計方向明確后，具體設(shè)計方案仍歷經(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)科學踏勘，何娘者團隊在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大橋群，蔚為壯觀，天人合一。
桑日至加查段，最初設(shè)計沿雅江峽谷走。按已有資料，這是一種無可非議的保守設(shè)計。
然而，因峽谷高差逾3000多米，這里一直不通路，無法到現(xiàn)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(xiàn)場?！把亟菄乐氐奈r落石，工程地質(zhì)條件極差?！毖矍暗牡刭|(zhì)條件令設(shè)計團隊心驚不已。
必須重新研究方案。
經(jīng)反復(fù)論證，原設(shè)計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200萬元以上運營費用。
加查縣境內(nèi)，有一大片千年核桃林，聞名遐邇。原設(shè)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(xiàn)場，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。“一棵核桃樹每年有2到3萬元經(jīng)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?！斑x線絕不能犧牲老百姓的生存環(huán)境?！焙文镎咧匦乱?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(shè)計成功，多項選線地勘新技術(shù)應(yīng)運而出?！皠?chuàng)新應(yīng)用了復(fù)雜艱險山區(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價體系。”何娘者說，形成了一套適用青藏高原地質(zhì)復(fù)雜艱險山區(qū)高標準鐵路的“空、天、地”一體化綜合勘察技術(shù)。
勘測設(shè)計隊員在現(xiàn)場踏勘。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(qū)，已成為拉林鐵路一個網(wǎng)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(yè)設(shè)計負責人，羅偉元深知，這是一道世界難題。
經(jīng)過不計其數(shù)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(jīng)理后，張立軍迅速趕往山南地區(qū)。忍受著強烈的高原反應(yīng)，在抵達現(xiàn)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(nèi)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(qū)域內(nèi)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(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(shè)方案、拱座施工方案等多個技術(shù)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(shù)及標準研究》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多個日夜，近千名建設(shè)者先后攻克多個高原地質(zhì)災(zāi)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(zhì)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(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(nèi)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(jīng)理白國峰和副經(jīng)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(xù)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(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(lǐng)域世界性難題，建設(shè)者與巖石力學科研人員一起，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(jiān)測、預(yù)警與調(diào)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(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距離無線通訊傳輸?shù)膸r爆實時微震監(jiān)測系統(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)警標準，并提出了巴玉隧道巖爆針對性主動性動態(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)計指南》。”2019年11月2日，巴玉隧道貫通。在歡呼的聲浪中，現(xiàn)任項目經(jīng)理喬志斌，這位有著多年一線工程經(jīng)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(fù)興號高原內(nèi)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(gòu)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(nèi)燃動力車，中間編掛拖車?！畠?nèi)燃+電力’雙動力牽引模式，為全球動車組首創(chuàng)?！睆?fù)興號高原內(nèi)電雙源動車組具體研發(fā)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(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。最高運營時速160公里，最高運行海拔5100米，能適應(yīng)高海拔、連續(xù)長大隧道環(huán)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(fā)的日夜，一一浮現(xiàn)。
就在拉林鐵路建設(shè)接近尾聲時，讓復(fù)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(chǎn)一款復(fù)興號動車組新產(chǎn)品？
2020年11月初，中車株機接到緊急任務(wù)，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(zhèn)車輛有限公司在內(nèi)的聯(lián)合研制團隊，共同生產(chǎn)研制復(fù)興號高原內(nèi)電雙源動車組。
新設(shè)計的這款復(fù)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(yīng)線路多隧道、高架橋等危險地段的安全性，運營環(huán)境特殊，設(shè)計挑戰(zhàn)大?！庇兄兄聘咴骐娏C車豐富經(jīng)驗的樊運新十分清楚。
一周內(nèi)，多名經(jīng)驗豐富的設(shè)計人員，密集前往西藏進行調(diào)研?？疾炀€路條件、機務(wù)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(xù)具體設(shè)計方案中。
2020年11月19日，動車組技術(shù)方案通過評審，高原內(nèi)電雙源動車組項目設(shè)計工作正式啟動。
內(nèi)燃與電力動力車協(xié)同控制，是復(fù)興號高原內(nèi)電雙源動車組的一項創(chuàng)新關(guān)鍵技術(shù)?！八^雙源動力，即一端是電力動力牽引，一端是內(nèi)燃動力車，可以實現(xiàn)有電區(qū)和無電區(qū)、電氣化和非電氣化的貫穿運行。”樊運新說，內(nèi)燃、電力動力車兩端分置的創(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)，試驗須先行。
在業(yè)內(nèi)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?！表椖考夹g(shù)研發(fā)經(jīng)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(nèi)增設(shè)了壓力波保護裝置。針對高原缺氧環(huán)境，動車組車廂內(nèi)采用彌散和分布式相結(jié)合的方式，實現(xiàn)一體化供氧，可連續(xù)提供充足氧氣。這是國際上是首次實現(xiàn)整列動車組的彌散供氧?！敝熊嚧筮B機車技術(shù)開發(fā)部運維技術(shù)室室主任、復(fù)興號高原內(nèi)電雙源動車組總體設(shè)計師孫傳慶說。
不是在設(shè)計生產(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(xiàn)場之間，與現(xiàn)場工藝、操作人員深入對接，解決各項技術(shù)難題。
2021年3月下旬，首列動車組完成編組。自動車組技術(shù)方案評審?fù)ㄟ^，僅耗時不到5個月。
6月25日，復(fù)興號高原內(nèi)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(xiàn)了復(fù)興號動車組對31個省市自治區(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。習近平總書記對川藏鐵路開工建設(shè)作出重要指示指出，建設(shè)川藏鐵路是貫徹落實新時代黨的治藏方略的一項重大舉措，對維護國家統(tǒng)一、促進民族團結(jié)、鞏固邊疆穩(wěn)定，對推動西部地區(qū)特別是川藏兩省區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展，具有十分重要的意義。
習近平總書記強調(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)揮我國社會主義制度能夠集中力量辦大事的優(yōu)勢，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。
