科技日報(bào)記者從中國鐵路青藏集團(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12.5萬人次,乘復(fù)興號出行成為當(dāng)?shù)孛癖姷氖走x。
2021年6月25日,西藏首條電氣化鐵路——拉林鐵路開通運(yùn)營,結(jié)束了西藏東南地區(qū)不通鐵路的歷史。
拉林鐵路全長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。“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,相對高差達(dá)2500米。”西藏鐵路建設(shè)有限公司工程部副部長趙生杰說。
“區(qū)域內(nèi)構(gòu)造發(fā)育,內(nèi)動力地質(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)問題。” 趙生杰說。
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(以下簡稱中鐵二院)針對拉林項(xiàng)目開展了大量測繪、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216.5公里,其中10公里以上的特長隧道6座,最長為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,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、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,也成為國際巖石力學(xué)與工程界研究的焦點(diǎn)和難點(diǎn)。
面對巖爆這一巖石力學(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,開始了艱難的攻關(guān)。
在海拔3500米的隧道施工區(qū),中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所科研人員,開展了累積長達(dá)4650米大埋深洞段巖爆實(shí)時(shí)監(jiān)測、預(yù)警與調(diào)控研究工作,駐守長達(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。他們首次在青藏高原搭建了遠(yuǎn)距離無線通訊傳輸?shù)膸r爆實(shí)時(shí)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(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性主動性動態(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題。” 西藏鐵路建設(shè)有限公司拉林項(xiàng)目部主任王元榮說。
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),建成了世界上罕見的高地溫鐵路隧道——桑珠嶺隧道;通過對富水地段采取帷幕注漿、無水地段采取“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)興號動車組開進(jìn)西藏
“拉林鐵路使用我國自主創(chuàng)新研制的復(fù)興號高原內(nèi)電雙源動車組,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)燃動力車,可在電氣化和非電氣化線路間自由切換。”國鐵集團(tuán)機(jī)輛部機(jī)輛技術(shù)處高級工程師肖孝軍說。
2020年11月初,國鐵集團(tuán)組織中國中車、中國鐵道科學(xué)研究院等國內(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,針對高原鐵路運(yùn)營條件,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(jì)的這款復(fù)興號要達(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)營環(huán)境特殊,設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)大。”復(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(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。
在復(fù)興號高原內(nèi)電雙源動車組研制過程中,國鐵集團(tuán)打通造、修、管、用各環(huán)節(jié),組建聯(lián)合研制團(tuán)隊(duì),確保了該動車組按計(jì)劃進(jìn)度研制投用。
復(fù)興號高原內(nèi)電雙源動車組定員755人,最高運(yùn)營時(shí)速160公里,最高運(yùn)行海拔5100米。
“與國際上現(xiàn)有的內(nèi)電雙源動車組相比,復(fù)興號高原內(nèi)電雙源動車組具有多項(xiàng)領(lǐng)先技術(shù)優(yōu)勢。”樊運(yùn)新說,如首次采用內(nèi)燃、電力動力車兩端分置的創(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)興號動車組開進(jìn)西藏,實(shí)現(xiàn)了對31個(gè)省(區(qū)、市)的全覆蓋,翻開了西藏和高原鐵路建設(shè)發(fā)展新篇章。”國鐵集團(tuán)負(fù)責(zé)人說,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)。
關(guān)鍵詞: 拉林鐵路2022年 春運(yùn)運(yùn)送旅客 設(shè)計(jì)時(shí)速 地質(zhì)地貌