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世界級難題,攻克了

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“現(xiàn)在的青藏線G109極其‘工業(yè)朋克’?!背啥家晃粚W⑽鞑芈糜蔚膶в螌Α吨袊侣勚芸氛f。

今年6月,國道G109格爾木至那曲段公路改建工程啟動。凍土融沉、路基開裂、路面起伏毀壞,G109一度“百病纏身”。由于大量施工便道的建立,以及原有道路拆除,現(xiàn)在從格爾木進入拉薩的線路十分難走。司機和導游們都在期待三年工期后G109的新生。

除了老路翻新,新的交通項目仍在西藏不斷落地。近日,新藏鐵路有限公司成立,由國鐵集團全資持股。截至2024年底,西藏公路通車總里程和鐵路運營里程分別達到12.49萬公里、1359公里。多位受訪者告訴《中國新聞周刊》,西藏的交通建設取得了舉世矚目的成就,但新建項目仍面臨高橋隧比(即橋梁和隧道占總里程的比例)、凍土、地質災害、高海拔缺氧、生態(tài)保護及物流保障等綜合挑戰(zhàn)。高原工程的復雜性和長期維護需求也使其成為世界級難題。



空中俯瞰世界海拔最高的鐵路鋼管混凝土拱橋——藏木雅魯藏布江雙線特大橋。

高橋隧比難題

張曉昊接受《中國新聞周刊》采訪時剛結束一天的檢修工作。他是中國鐵路青藏集團有限公司(以下簡稱“青藏集團公司”)拉薩基礎設施段副段長,主管橋梁、隧道、涵洞、路基等基礎設施的日常檢查維護。“我們的主要工作就是保證設施設備狀態(tài)良好,及時消除病害隱患?!?/p>

他負責的拉林鐵路連接拉薩市與林芝市,是川藏鐵路的重要組成部分,也是西藏目前僅有的電氣化鐵路,最高海拔3650米,線長403.14公里,于2021年6月建成投運。“電氣化帶來最直接的改變就是列車能力變強,單列列車的貨運量可提升到 4000—5000噸?!?/p>

對于拉林鐵路,張曉昊感觸最深的便是極高的橋梁與極深、極長的隧道。拉林線穿越岡底斯山與念青唐古拉山、喜馬拉雅山之間的藏南谷地,16次跨越雅魯藏布江,全線橋隧比75%,“很多時候一個隧道出來接一段橋,緊接著又是隧道”。



復興號高原動車組行駛在拉林鐵路。

但并非所有進藏線路都是高橋隧比。浙江工業(yè)大學土木工程學院教授彭衛(wèi)兵向《中國新聞周刊》介紹,青藏鐵路由于全線位于高原,橋隧比反而降低不少。多條進藏鐵路中,川藏鐵路橋隧比最高,總體達81%,其中隧道又占近90%。

一位曾經參與國道318、219等項目西藏段建設的高級公路工程師告訴《中國新聞周刊》,就公路而言,橋隧比高主要有兩方面原因。首先是公路等級,通常,等級越高的公路橋隧比越高,這是因為高等級公路對線形指標要求更高,為了讓公路趨向線形或者說更“直”,就得多修建橋隧。其次,若經過區(qū)域地形復雜,橋隧比也會有所提高。

高橋隧比給交通建設帶來了諸多難題。彭衛(wèi)兵指出,就公路而言,橋隧比高集中體現(xiàn)為造價高,每公里造價可達普通公路的2—3倍。但帶來工程難度更顯著的因素是高地震烈度。

西藏位于印度板塊和亞歐板塊交界處,地震頻繁、烈度高。彭衛(wèi)兵認為,一般來說,橋隧建設都盡量避免跨越地質斷層帶,也就是地震高發(fā)區(qū)域,但在西藏很難完全避開,許多隧道甚至需要穿越斷層。如此復雜的地質環(huán)境下,施工難度是世界級的。

對隧道來說,地應力是另一個問題。彭衛(wèi)兵指出,西藏許多公路隧道埋深超千米,這就造成地應力非常高,有地方高達27兆帕,相當于270個大氣壓。因此在掘進建設的時候,工人常常遇上巖爆。此外,工人還常遇到高溫熱泉,突然噴出的泉水水溫超過90℃。

多位受訪者表示,在青藏高原修路,凍土是逃不過的難題。凍土是溫度低于0℃且含有冰的特殊巖土體,可分為短時凍土、季節(jié)凍土以及多年凍土。彭衛(wèi)兵指出,高溫凍土年平均溫度在-1℃—0℃,凍層會不可逆地發(fā)生沉降,從而破壞路面。低溫凍土年均溫在-1℃以下,公路病害暴發(fā)的速度相對慢一些。

青藏集團公司計劃統(tǒng)計部規(guī)劃基建科副科長張彩虹向《中國新聞周刊》介紹,西藏地區(qū)基本為多年凍土,環(huán)境比較穩(wěn)定。中國從20世紀50年代開始凍土研究和大規(guī)??睖y,已有較為成熟的應對措施。西藏多條鐵路采取了防止凍土土溫升高的路基形式,例如片石路基和熱棒路基,沿線也采用碎石護坡技術,保護凍土路基。目前,極少出現(xiàn)凍土的融沉破壞。

青藏鐵路兩側常有斜插入路基的一排排“棍子”,那便是熱棒,能將凍土路基中的熱量轉移到地表。張曉昊表示,1984年通車的青藏鐵路一期工程,其凍土治理措施在當時是非常先進的,這些技術沿用至今。但近20年來,青藏高原暖濕化趨勢顯著,降雨帶北移,凍土也變得更加活躍,主要表現(xiàn)為凍結線的上升。這意味著凍土路基、橋梁基礎的穩(wěn)定性進一步下降。

張曉昊表示,針對已出現(xiàn)的凍土問題,鐵路方面一般會采取一些補償性工程措施,例如路基表面再設一層阻熱材料,防止繼續(xù)沉降。新技術也在攻關、落地過程中。有的技術利用類似空調的原理,從地下向地表搬運熱量,讓深層凍土保持低溫,再加上防太陽輻射的阻熱材料,阻止熱量下移。

此外,前述工程師提到,西藏的交通建設還需克服極端天氣的影響。高原年平均氣溫低,機械設備效率下降,施工人員易出現(xiàn)高原反應。同時,部分區(qū)域存在季節(jié)性封凍現(xiàn)象,施工窗口期短,比如墨脫公路每年僅能施工5個月。這也增加了沿線設施例如服務區(qū)、變電所等的長期施工難度。

在彭衛(wèi)兵看來,中國作為工程強國,更多基建工程將向著高風險區(qū)域挺進。一切設計是在風險和收益中取平衡。公路和鐵路選址時會盡量避開高風險區(qū)域,但災害有其固有的發(fā)生概率。因此,應對風險始終是必修課。



拉林鐵路橋隧工對藏木雅魯藏布江雙線特大橋進行日常檢查。本文圖/受訪者提供

“注入可持續(xù)的生命力”

6月18日,拉薩、日喀則、林芝等地暴雨。茹振華是青藏集團公司拉薩基礎設施段副段長,主管供電專業(yè)。他向《中國新聞周刊》回憶,當天短時的降雨量,對鐵路設施造成了一定破壞?!爱斖硌杆俳M織了幾百人冒雨搶修,一直到第二天凌晨才結束?!?/p>

“在高原,只要飄來一塊云,就可能下雨。云來回跑,下雨的地點就很難捉摸,天氣預報有時也不太準。拉林鐵路每個車間負責100多公里路面,就算在這個范圍里面,天氣也是不一樣的?!比阏袢A舉例說,有時拉薩站晴空萬里,但沿線再往前走5—10公里有片云,一下雨就有可能發(fā)生水毀。因此,作為線路監(jiān)測者,茹振華和團隊每天要沿線巡視?!袄盅鼐€都裝有高清攝像頭,一旦某段有云形成,我們會立刻通知車間趕緊巡視設備,做好防災準備?!?/p>

張曉昊指出,拉林鐵路沿線多高山峽谷,林芝附近植被茂盛,但靠近西藏的路段山體高陡、植被稀少,局地短時強降雨的沖刷破壞性非常強。每年5月到10月中旬的汛期,防范治理壓力都非常大。同時,夏季也是施工維修的黃金季節(jié),要抓住機會進行重點病害整治、工程質量缺陷整治、災害隱患排查,對已發(fā)生水毀的地段或是防洪能力比較薄弱的地段,要安排搶修。

“隧間橋多出現(xiàn)在峽谷地區(qū),這里常有滑坡和泥石流風險,加大了設計和運維的難度。”彭衛(wèi)兵說,相比地質條件好的區(qū)域,西藏公路應急設施的設計密度需要更高,比如隧道里的聯(lián)絡道、應急救援站等。在泥石流、滑坡等地質災害密集區(qū)域也應增設監(jiān)控。

日常排查檢修很重要。茹振華表示,正常運行的列車后面有時會掛一節(jié)檢修車,專門檢測線路問題,不同檢測車還有分工,例如針對接觸網、供配電所等。“跟著列車跑一圈,就有數(shù)據(jù)供分析,我們就可以精準定位問題。”

隨著鐵路電氣化進程推進,更多電力機車將開始在西藏服役。川藏鐵路雅安至林芝段預計2030年左右通車,將采用電氣化標準。電力設施的建設和維護已成為新挑戰(zhàn)。

茹振華介紹,對電車來說,鋼軌兩側設有橫跨火車車頂?shù)慕佑|懸掛系統(tǒng),上有承力索和接觸線,后者與電車的受電弓接觸,提供電力。這意味著受電弓全程需平順地從接觸網上劃過,因此接觸網的允許誤差在正負一厘米內。工人要在距離軌道6米高的接觸網上作業(yè)。

多位受訪者表示,災害應對首先要做到保持地表植被,尤其避免對凍土區(qū)段地表的擾動,最大限度地保護凍結線,同時減少水土流失。這也是諸多交通工程關注的重點。張彩虹表示,拉林鐵路工程總投資366億元,其中環(huán)保相關投資13.17億元,占3.6%。

西藏鐵路部分建設區(qū)段常會穿越國家級風景名勝區(qū)和自然保護區(qū),在設計階段,環(huán)境影響論證報告就必不可少。張彩虹向《中國新聞周刊》介紹,拉林鐵路建設時制定了一系列植被和表土的保護措施,控制施工活動范圍,防止人員、機械設備破壞植被。同時,在路基迎風外側設立攔沙橋,攔沙橋內種植合適的喬木、灌木、草地,從而防風固沙、保持水土。

水體保護也需要額外的投入。拉林鐵路沿線污水納入城市管網,或者將處理過的污水進行回用,用于地面澆灌和綠化。跨越敏感水體的橋梁,橋面也設置了雨水收集池和污水儲水池。張彩虹表示,持續(xù)兩年的監(jiān)測數(shù)據(jù)表明,這些橋梁對沿線水體幾乎不產生影響。

這也對以黑頸鶴為代表的珍稀野生動物的生存環(huán)境至關重要。張彩虹介紹,黑頸鶴為國家一級保護動物,主要越冬棲息地在雅魯藏布江中游河谷,與拉林鐵路部分線路重疊,因此,施工過程中,拉林鐵路通過科學規(guī)劃臨時工程,減少對棲息地的占用,運營期通過管護使得沿線生態(tài)環(huán)境持續(xù)恢復,已實現(xiàn)鐵路與黑頸鶴的和諧共生。

拉林鐵路使拉薩至林芝的通行時間從公路的8小時縮短至3.5小時,建成后,林芝等地旅游收入年均增長超30%。鐵路帶動旅游業(yè)繁榮,沿線居民經營民宿、餐飲、導游等產業(yè)收入隨之增加,動車司機、安檢員、保潔員等大量崗位也為當?shù)鼐蜆I(yè)帶來了生機。

前述工程師表示,在山南、朗縣等沿路站點,鐵路帶動城鎮(zhèn)化進程,特別是車站附近,高樓商鋪近兩年快速涌現(xiàn)。修路從來不僅是修一條交通線,更是經濟發(fā)展的黃金通道。拉林鐵路也即將啟動復線建設,未來,進藏的路還會更寬、更快。

“所謂‘前人種樹,后人乘涼’,鐵路建設時的科學規(guī)劃為交通動脈打下了根基,后期的維護保養(yǎng)則注入了可持續(xù)的生命力,二者同樣重要?!睆埐屎缯f。

發(fā)于2025.8.25總第1201期《中國新聞周刊》雜志

雜志標題:西藏天塹如何變“天路”

記者:周游(nolan.y.zhou@gmail.com)

編輯:杜瑋

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