川青鐵路爬上川西北高原。成蘭鐵路公司供圖
川觀新聞記者 王眉靈
川青鐵路鎮(zhèn)江關(guān)至黃勝關(guān)段進入運行試驗階段，開啟通車“倒計時”！8月13日，這一消息引起極大關(guān)注，迅速登上熱搜。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。從成都坐動車，2小時到黃龍九寨站、4小時到黃龍九寨溝景區(qū)，將成為現(xiàn)實。
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？
試驗車駛?cè)氪ㄇ噼F路松潘站。中國鐵路成都局集團公司供圖
應對前所未有的挑戰(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)，地勢北西高、南東低，相對高差多在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次穿越活動斷裂帶，170公里伴行岷江活動斷裂帶，涉及諸多自然保護區(qū)和風景名勝區(qū)。
“國內(nèi)外專家、院士到川青線調(diào)研后評估認為，川青鐵路修建技術(shù)難度之大，安全風險之高，環(huán)保控制之嚴，在我國鐵路建設(shè)史上前所未有?！背商m鐵路有限責任公司總經(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：當時建設(shè)項目名為成蘭鐵路）成黃段275.8公里全部作為工程試驗段先行開工建設(shè)，開啟了邊研究邊建設(shè)之路。
以科研破題，國鐵集團牽頭進行了《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》《艱險困難山區(qū)高速鐵路復雜地質(zhì)隧道修建技術(shù)》《艱險困難復雜地質(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)境保護關(guān)鍵技術(shù)研究》4項課題研究，從選線到建設(shè)全覆蓋，參與專家團隊涉及多個領(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)測繪總面積達4028平方公里，測繪中還綜合應用了全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)定位、三維建模、三維激光掃描等先進技術(shù)，正式開工前，線路設(shè)計方案修改了上百次。
川青鐵路走向示意圖。中國鐵路成都局集團公司供圖
2008年“5·12”汶川特大地震發(fā)生后，設(shè)計團隊又有針對性地開展了包括次生災害、地質(zhì)災害等8大地質(zhì)專題研究，判定全線4萬多個地質(zhì)影響點，能規(guī)避的規(guī)避，不能規(guī)避的則進行處置。線路最終確定的走向，規(guī)避了龍門山斷裂帶汶川地震災害核心區(qū)，選擇了震害較輕的走廊地帶通過。
如何應對次生災害挑戰(zhàn)，是設(shè)計選線的一大考量。川青鐵路面臨的地質(zhì)狀況極為復雜，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目橋梁負責人李明清在勘測期間，曾親歷泥石流?！爱斈嗍鲝纳磉呁募倍^，有一種從未有過的壓迫感。大自然的破壞力實在驚人，這也讓我們對大自然充滿敬畏?！彼f，設(shè)計團隊開展了泥石流對鐵路橋墩沖擊作用和泥石流溝綜合整治技術(shù)科研和試驗專題，相應成果在川青鐵路得到了充分運用。全線泥石流隱患點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，但是對橋梁工程的影響甚微。
16項工程專題研究攻關(guān)
讓“超級地鐵”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……從盆地進入中低山區(qū)后，川青鐵路一頭扎進大山，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“超級地鐵”。
隧道緣何多？一方面是安全考量。專家分析地震災損發(fā)現(xiàn)，地震中隧道的破壞相對更??；另一方面是出于環(huán)?？剂?。中鐵二院川青鐵路總體設(shè)計負責人穆亞林介紹，川青鐵路通過的大熊貓棲息地等自然區(qū)域，是我國和全球生物多樣性最豐富的地區(qū)之一，按照“近而不進”的原則，線路最大限度繞避了生態(tài)敏感區(qū)和重要水源補給區(qū)，實在無法繞避的，則采用長隧道、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區(qū)時，就采用了28.4公里超長隧道穿越。
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雜的地質(zhì)條件，多種不良地質(zhì)在這里疊加，36公里長的軟巖大變形、5公里長的巖爆段、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“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)場開展了16項工程試驗專題研究，許多創(chuàng)新技術(shù)在這里誕生，大變形主動控制技術(shù)、激發(fā)極化（TIP）超前探水法等四項成果已在全國鐵路建設(shè)中得到推廣應用，并為我國其他山區(qū)鐵路建設(shè)提供指導和借鑒。
“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鐵路有限責任公司成蘭鐵路建設(shè)指揮部指揮長李群舉例，全線最長、里程28.4公里的平安隧道，歷經(jīng)39個月打通，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，摸索出了長短錨桿組合支護技術(shù)，最終解決難題。
試驗列車通過川青鐵路德勝隧道。中國鐵路成都局集團公司供圖
不久前貫通的德勝隧道，全長近23公里，是國內(nèi)建成的最長單洞雙線鐵路隧道，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不足7米。洞內(nèi)還建有防災救援站，在軟巖大變形環(huán)境下出現(xiàn)了群洞效應，已經(jīng)掘進好的支洞在別的支洞掘進時又出現(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?！敝需F十六局川青鐵路項目總工程師王建江說，項目團隊集中攻堅，開展了一系列“小改小革”，連續(xù)6個月掘進超過150米，成功實現(xiàn)了“洞穿”。
掘進難，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。中鐵八局成蘭項目常務副指揮長張華介紹，項目團隊安裝了運輸遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，對T梁的運、架及工程線運輸施工全面實施監(jiān)控，全程視頻監(jiān)控作業(yè)，同時配置了80余臺（輛）先進設(shè)備，按照3臺機車同時牽引的施工方法，安全、如期完成了鋪軌。
列車、線路、車站多維創(chuàng)新
確保動車能安全穩(wěn)定運行
鐵軌成功“爬”上了高原，動車又如何確保安全、穩(wěn)定運行呢？
隧道多、海拔高差大、氣候惡劣會影響鐵路通信信號傳輸。“我們采用了多項技術(shù)來克服這些難題?！敝需F電氣化局成蘭鐵路項目部副經(jīng)理萬向龍介紹，項目采用了先進的無線通信技術(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)，還加強了信號設(shè)備的耐寒、耐高壓等性能測試，確保其在極端環(huán)境下也能穩(wěn)定運行，實現(xiàn)精確的列車定位、速度監(jiān)控和沖突檢測等功能，確保了列車之間的安全間隔和行車秩序。
為提高接觸網(wǎng)測量精準度，項目部還自主研發(fā)了接觸網(wǎng)隧道自動測量儀，一人即可完成測量，減少了數(shù)據(jù)反復記錄帶來的誤差。該成果被中國中鐵評為“國際先進創(chuàng)新成果”。
川青鐵路黃龍九寨站。成蘭鐵路公司供圖
川青鐵路沿線的黃龍九寨溝、黃勝關(guān)等站點，每年10月至次年3月積雪嚴重，鐵軌會不會被凍住？道岔融雪裝置——為列車的“方向盤”除冰融雪。
中國鐵路成都局集團公司相關(guān)負責人介紹，道岔是列車的“方向盤”，積雪或結(jié)冰容易導致道岔轉(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)備抗風雪安全過冬。這種融雪裝置是自動化的，當一鍵啟動后，裝置控制終端上的應急操作按鈕、道岔上安設(shè)的加熱條和外鎖閉加熱器件就會通電加熱，冰雪落上立即融化，不會影響道岔正常轉(zhuǎn)換。
爬上高原，川青鐵路動車將采用CRH2G型高寒動車組運行。這種動車組能在零下40℃到40℃極端氣候環(huán)境下正常運營，動車組使用的材料、潤滑油脂及電氣元件，都通過了零下40℃的耐低溫試驗，升級了耐寒能力。研發(fā)人員還對轉(zhuǎn)向架進行高寒適應性設(shè)計，獨創(chuàng)“噴涂防凍”和“高壓吹風除雪”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，確保動車組安全可靠運行。
去年11月底川青鐵路青白江至鎮(zhèn)江關(guān)段開通后，川觀新聞記者曾多次乘坐動車，從成都東站出發(fā)抵達海拔2500米的鎮(zhèn)江關(guān)站。動車經(jīng)過安州站后，就長時間在隧道內(nèi)行進，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，仍是如履平地。
“我們有一份標準化操作清單?！敝袊F路成都局成都機務段相關(guān)負責人介紹，去年川青鐵路開通前，成都機務段派出“蜀道先鋒”聯(lián)調(diào)聯(lián)試團隊，對列車駕駛操作模式、技術(shù)難點進行了摸索總結(jié)，針對影響線路平穩(wěn)性的諸多技術(shù)難點進行攻關(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，也同樣進行了攻關(guān)和總結(jié)，標準化操作清單上增加了不少內(nèi)容。
高原晝夜及區(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℃。為應對高寒地區(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、綜合服務中心等場所采用了低溫地板輻射采暖系統(tǒng)。
黃龍九寨站站長郭琦介紹，該系統(tǒng)猶如一個隱藏在地下的熱水循環(huán) “精靈”，能通過遠程控制系統(tǒng)，實現(xiàn)自動控溫。工作人員可以根據(jù)不同時間段的需求，靈活設(shè)置溫度，確保為旅客提供最舒適的體感溫度。“無論是清晨的寒意，還是午后的冷暖變化，這套先進的采暖系統(tǒng)都能自動調(diào)整，為旅客打造溫暖、貼心的候車環(huán)境?！?/p>
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必須得向鐵路建設(shè)者致敬，正是有了“逢山開路、遇水架橋”的奮斗精神，“高原天路”才得以攻克。展望未來，這條黃金通道必將為雪域高原帶去蓬勃向上的生機與活力。
川青鐵路，歷經(jīng)13年建設(shè)，成功穿越橫斷山脈，登上海拔3000多米的川西北高原！??????
應對前所末有的挑戰(zhàn)，開啟邊研究邊建設(shè)之路。
揭秘川青鐵路怎樣爬上海拔3000多米的川西北高原的
用高科技解決川青鐵路建設(shè)中遇到各種難題！