試驗(yàn)動(dòng)車行駛在川青鐵路上。中國鐵路成都局集團(tuán)公司供圖
川青鐵路鎮(zhèn)江關(guān)至黃勝關(guān)段進(jìn)入運(yùn)行試驗(yàn)階段，開啟通車“倒計(jì)時(shí)”！8月13日，這一消息引起極大關(guān)注，迅速登上微博熱搜。這意味著，歷經(jīng)13年建設(shè)，川青鐵路成功穿越橫斷山脈，登上海拔3000多米的川西北高原。從成都坐動(dòng)車，2小時(shí)到黃龍九寨站、4小時(shí)到黃龍九寨溝景區(qū)，將成為現(xiàn)實(shí)。
連接四川和青海的川青鐵路是我國“八縱八橫”高鐵網(wǎng)中蘭州、西寧至廣州通道的重要組成部分，全長(zhǎng)800多公里，從成都平原的青白江站到川西北高原的黃勝關(guān)站（以下簡(jiǎn)稱“川青鐵路成黃段”）是全線海拔高差最大的一段——270余公里，海拔差超過2500米，比華山還高，在我國鐵路建設(shè)史上前所未有。
從平原到高原，川青鐵路如何成功攀升？
應(yīng)對(duì)前所未有的挑戰(zhàn) 開啟邊研究邊建設(shè)之路
中國地貌有三大階梯，川青鐵路地處青藏高原東部邊緣，位于第二地貌階梯向第一地貌階梯急切過渡的高山峽谷區(qū)，地勢(shì)北西高、南東低，相對(duì)高差多在1000米以上；線路橫穿龍門山、岷山、西秦嶺等山脈，跨越了岷江、白龍江等大江大河，11次穿越活動(dòng)斷裂帶，170公里伴行岷江活動(dòng)斷裂帶，涉及諸多自然保護(hù)區(qū)和風(fēng)景名勝區(qū)。
“國內(nèi)外專家、院士到川青線調(diào)研后評(píng)估認(rèn)為，川青鐵路修建技術(shù)難度之大、安全風(fēng)險(xiǎn)之高、環(huán)?？刂浦畤?yán)，我國鐵路建設(shè)史上前所未有?！背商m鐵路有限責(zé)任公司總經(jīng)理付國成介紹，根據(jù)國家發(fā)展改革委和原鐵道部相關(guān)要求，2012年川青鐵路（注：當(dāng)時(shí)建設(shè)項(xiàng)目名為成蘭鐵路）成黃段275.8公里全部作為工程試驗(yàn)段先行開工建設(shè)，開啟了邊研究邊建設(shè)之路。
以科研破題，國鐵集團(tuán)牽頭進(jìn)行了成蘭鐵路高烈度地震山區(qū)鐵路綜合選線關(guān)鍵技術(shù)研究、艱險(xiǎn)困難山區(qū)高速鐵路復(fù)雜地質(zhì)隧道修建技術(shù)、艱險(xiǎn)困難復(fù)雜地質(zhì)條件下路基橋梁修建關(guān)鍵技術(shù)研究、成蘭鐵路生態(tài)敏感區(qū)環(huán)境保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)研究4項(xiàng)課題研究，從選線到建設(shè)全覆蓋，參與專家團(tuán)隊(duì)涉及多個(gè)領(lǐng)域。
一條鐵路怎么走，線路選擇極為關(guān)鍵。中鐵二院川青鐵路項(xiàng)目經(jīng)理周躍峰介紹，川青鐵路的前期工作從2004年就開始了，地質(zhì)測(cè)繪總面積達(dá)4028平方公里，測(cè)繪中還綜合應(yīng)用了全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)定位、三維建模、三維激光掃描等先進(jìn)技術(shù)，正式開工前，線路設(shè)計(jì)方案修改了上百次。
2008年“5·12”汶川特大地震發(fā)生后，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)又有針對(duì)性地開展了包括次生災(zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害等8大地質(zhì)專題研究，判定全線4萬多個(gè)地質(zhì)影響點(diǎn)，能規(guī)避的規(guī)避，不能規(guī)避的則進(jìn)行處置。線路最終確定的走向，規(guī)避了龍門山斷裂帶汶川地震災(zāi)害核心區(qū)，選擇了震害較輕的走廊地帶通過。
如何應(yīng)對(duì)次生災(zāi)害挑戰(zhàn)，是設(shè)計(jì)選線的一大考量。川青鐵路面臨的地質(zhì)狀況極為復(fù)雜，用業(yè)內(nèi)人士的話來說，是“其他鐵路有的川青鐵路基本都有，其他鐵路沒有的，川青鐵路也經(jīng)歷并攻克了”。
中鐵二院川青鐵路項(xiàng)目橋梁負(fù)責(zé)人李明清在勘測(cè)期間，曾親歷泥石流。“當(dāng)泥石流從身邊湍急而過，有一種從未有過的壓迫感。大自然的破壞力實(shí)在驚人，這也讓我們對(duì)大自然充滿敬畏。”他說，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)開展了泥石流對(duì)鐵路橋墩沖擊作用和泥石流溝綜合整治技術(shù)科研和試驗(yàn)專題，相應(yīng)成果在川青鐵路得到了充分運(yùn)用。全線泥石流隱患點(diǎn)52條，跨越泥石流的橋梁有13座，分別采用不同跨度的梁型跨越，并設(shè)置泥石流排導(dǎo)槽和泥石流防撞墩。川青鐵路建設(shè)至今已12年，雖多次遭遇泥石流，但是對(duì)橋梁工程的影響甚微。
16項(xiàng)工程試驗(yàn)專題研究攻關(guān) 讓“超級(jí)地鐵”穿越崇山峻嶺
躍龍門隧道、榴桐寨隧道、茂縣隧道、德勝隧道、平安隧道……從盆地進(jìn)入中低山區(qū)后，川青鐵路一頭扎進(jìn)大山，穿過近160公里的隧道群，逐漸爬上高山區(qū)、高原區(qū)，猶如一條穿行于崇山峻嶺的“超級(jí)地鐵”。
隧道緣何多？一方面是安全考量。專家分析地震災(zāi)損發(fā)現(xiàn)，地震中隧道的破壞相對(duì)更小。另一方面是出于環(huán)?？剂俊Ｖ需F二院川青鐵路總體設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人穆亞林介紹，川青鐵路通過的大熊貓棲息地等區(qū)域，是我國和全球生物多樣性最豐富的地區(qū)，按照“近而不進(jìn)”的原則，線路最大限度繞避了生態(tài)敏感區(qū)和重要水源補(bǔ)給區(qū)，實(shí)在無法繞避的，則采用長(zhǎng)隧道、連續(xù)隧道群無害化地通過，比如在穿越千佛山和寶頂溝自然保護(hù)區(qū)時(shí)，就采用了28.4公里超長(zhǎng)隧道穿越。
而在工程建設(shè)中，隧道修建原本就是極難的；加之川青鐵路極其復(fù)雜的地質(zhì)條件，多種不良地質(zhì)在這里疊加，36公里長(zhǎng)的軟巖大變形、5公里長(zhǎng)的巖爆段、每天267立方米流量的巖溶富水層、23公里含有高瓦斯硫化氫的有毒有害氣體段落等諸多“攔路虎”，在隧道里比比皆是。
一邊研究一邊建設(shè)，川青鐵路在現(xiàn)場(chǎng)開展了16項(xiàng)工程試驗(yàn)專題研究，許多創(chuàng)新技術(shù)在這里誕生，大變形主動(dòng)控制技術(shù)、激發(fā)極化（TIP）超前探水法等四項(xiàng)成果已在全國鐵路建設(shè)中得到推廣應(yīng)用，并為我國其他山區(qū)鐵路建設(shè)提供指導(dǎo)和借鑒。
“川青鐵路隧道多，且每座隧道遇到的地質(zhì)問題都不一樣?！背商m鐵路有限責(zé)任公司成蘭鐵路建設(shè)指揮部指揮長(zhǎng)李群舉例，全線最長(zhǎng)、里程28.4公里的平安隧道，歷經(jīng)39個(gè)月打通，在國內(nèi)首次系統(tǒng)形成了IV圍巖全斷面開挖（含仰拱）的機(jī)械化配套快速施工工法；榴桐寨隧道遇到了軟巖大變形，僅剩的1.3公里用了足足5年才打通，建設(shè)者通過不斷嘗試，摸索出了長(zhǎng)短錨桿組合支護(hù)技術(shù)，最終解決難題。
不久前貫通的德勝隧道，全長(zhǎng)近23公里，是國內(nèi)建成的最長(zhǎng)單洞雙線鐵路隧道，洞內(nèi)地質(zhì)極為破碎，巖層一捏就成泥，施工猶如“在粉煤堆上打洞”，最困難的地段全年掘進(jìn)不足7米。洞內(nèi)還建有防災(zāi)救援站，在軟巖大變形環(huán)境下出現(xiàn)了群洞效應(yīng)，已經(jīng)掘進(jìn)好的支洞在別的支洞掘進(jìn)時(shí)又出現(xiàn)破裂、變形?！捌渌淼捞幹密泿r大變形的方式，在這里不管用。”中鐵十六局川青鐵路項(xiàng)目總工程師王建江說，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)集中攻堅(jiān)，開展了一系列“小改小革”，連續(xù)6個(gè)月掘進(jìn)超過150米，成功實(shí)現(xiàn)了“洞穿”。
掘進(jìn)難，鋪軌也不容易。即將通車的鎮(zhèn)江關(guān)至黃勝關(guān)段近70公里，高差卻有650米，全線最大坡度17.8‰，是普通高鐵線路坡度的3倍，加之地處高原，氣候條件惡劣，軌道鋪設(shè)難度非常高。中鐵八局成蘭項(xiàng)目常務(wù)副指揮長(zhǎng)張華介紹，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)安裝了運(yùn)輸遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)T梁的運(yùn)、架及工程線運(yùn)輸施工全面實(shí)施監(jiān)控，全程視頻監(jiān)控作業(yè)，同時(shí)配置了80余臺(tái)（輛）先進(jìn)設(shè)備，按照3臺(tái)機(jī)車同時(shí)牽引的施工方法，安全、如期完成了鋪軌。
列車、線路、車站多維創(chuàng)新 確保動(dòng)車能安全穩(wěn)定運(yùn)行
鐵軌成功“爬”上了高原，動(dòng)車又如何確保安全、穩(wěn)定運(yùn)行呢？
隧道多、海拔高差大、氣候惡劣會(huì)影響鐵路通信信號(hào)傳輸?！拔覀儾捎昧硕囗?xiàng)技術(shù)創(chuàng)新來克服這些難題?！敝需F電氣化局成蘭鐵路項(xiàng)目部副經(jīng)理萬向龍介紹，項(xiàng)目采用了先進(jìn)的無線通信技術(shù)，確保了列車在山區(qū)、隧道等區(qū)域的通信暢通；在高原地區(qū)，還加強(qiáng)了信號(hào)設(shè)備的耐寒、耐高壓等性能測(cè)試，確保其在極端環(huán)境下也能穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)精確的列車定位、速度監(jiān)控和沖突檢測(cè)等功能，確保了列車之間的安全間隔和行車秩序。
為提高接觸網(wǎng)測(cè)量精準(zhǔn)度，項(xiàng)目部還自主研發(fā)了接觸網(wǎng)隧道自動(dòng)測(cè)量?jī)x，一人即可完成測(cè)量，減少了數(shù)據(jù)反復(fù)記錄帶來的誤差。該成果被中國中鐵評(píng)為“國際先進(jìn)創(chuàng)新成果”。
川青鐵路沿線的黃龍九寨、黃勝關(guān)等站點(diǎn)，每年10月至次年3月積雪嚴(yán)重，鐵軌會(huì)不會(huì)被凍?。康啦砣谘┭b置——為列車的“方向盤”除冰融雪。
中國鐵路成都局集團(tuán)公司相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，道岔是列車的“方向盤”，積雪或結(jié)冰容易導(dǎo)致道岔轉(zhuǎn)轍不靈活，因此在高海拔車站安裝了50余組道岔融雪裝置，確保道岔設(shè)備抗風(fēng)雪安全過冬。這種融雪裝置是自動(dòng)化的，當(dāng)一鍵啟動(dòng)后，裝置控制終端上的應(yīng)急操作按鈕、道岔上安設(shè)的加熱條和外鎖閉加熱器件就會(huì)通電加熱，冰雪落上立即融化，不會(huì)影響道岔正常轉(zhuǎn)換。
爬上高原，川青鐵路動(dòng)車將采用CRH2G型高寒動(dòng)車組運(yùn)行。這種動(dòng)車組能在零下40℃到40℃極端氣候環(huán)境下正常運(yùn)行，動(dòng)車組使用的材料、潤(rùn)滑油脂及電氣元件，都通過了零下40℃的耐低溫試驗(yàn)，升級(jí)了耐寒能力。研發(fā)人員還對(duì)轉(zhuǎn)向架進(jìn)行高寒適應(yīng)性設(shè)計(jì)，獨(dú)創(chuàng)“噴涂防凍”和“高壓吹風(fēng)除雪”等技術(shù)，能有效緩解高寒冰雪天氣轉(zhuǎn)向架積雪結(jié)冰的問題，確保動(dòng)車組安全可靠運(yùn)行。
去年11月底川青鐵路青白江至鎮(zhèn)江關(guān)段開通后，記者曾多次乘坐動(dòng)車，從成都東站出發(fā)抵達(dá)海拔2500米的鎮(zhèn)江關(guān)站。動(dòng)車經(jīng)過安州站后，就長(zhǎng)時(shí)間在隧道內(nèi)行進(jìn)，以平均每秒一米的速度爬升，但在乘車的過程中，完全感覺不到列車在爬升或晃動(dòng)，仍是如履平地。
“我們有一份標(biāo)準(zhǔn)化操作清單?！敝袊F路成都局成都機(jī)務(wù)段相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，去年川青鐵路開通前，成都機(jī)務(wù)段派出“蜀道先鋒”聯(lián)調(diào)聯(lián)試團(tuán)隊(duì)，對(duì)列車駕駛操作模式、技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行了摸索總結(jié)，針對(duì)影響線路平穩(wěn)性的諸多技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行攻關(guān)，形成了固化操作模式。今年新開通段落在聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間，也同樣進(jìn)行了攻關(guān)和總結(jié)，標(biāo)準(zhǔn)化操作清單上增加了不少內(nèi)容。
高端晝夜及區(qū)域氣溫溫差極大，黃龍九寨站所處地區(qū)年最低氣溫低至零下20℃。為應(yīng)對(duì)高寒地區(qū)的大溫差挑戰(zhàn)，黃龍九寨站積極創(chuàng)新，在該站候車大廳、綜合服務(wù)中心等場(chǎng)所采用了低溫地板輻射采暖系統(tǒng)。
黃龍九寨站站長(zhǎng)郭琦介紹，該系統(tǒng)猶如一個(gè)隱藏在地下的熱水循環(huán)“精靈”，能通過遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控溫。工作人員可以根據(jù)不同時(shí)間段的需求，靈活設(shè)置溫度，確保為旅客提供最舒適的體感溫度?！盁o論是清晨的寒意，還是午后的冷暖變化，這套先進(jìn)的采暖系統(tǒng)都能自動(dòng)調(diào)整，為旅客打造溫暖、貼心的候車環(huán)境?！?/p>