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人民日报 2017年07月06日 星期四
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中科院成都山地所,有一群科研人员,勇于挑战天险,为川藏铁路防灾选线,他们是——

丈量“天路”的人

本报记者 吴月辉

《 人民日报 》( 2017年07月06日   09 版)

  中科院成都山地所专家在考察现场。
  新华社记者 金立旺摄

  自古以来,从川入藏,须翻高山、跨急流,一路艰辛且危险。尽管如此,人们铺设“天路”的步伐却从未停止。

  1950年,川藏公路开始动工建设。其后,经过11万军民19年的艰苦修建,于1969年全面建成通车,从此结束了从川入藏只靠人走畜驮的历史。

  如今,为了让这段险途更加坦荡,川藏铁路的建设也提上日程,并纳入国家“十三五”规划。2014年底,川藏铁路成康段和拉林段已开始动工。目前,全线开工建设正在计划当中。

  最难“天路”有多难

  “八起八伏”,累计爬升高度超过14000米

  川藏铁路东起四川成都,西至西藏拉萨,全长近1700公里。它包括三段:成康铁路(成都至康定,又分为成雅铁路和雅康铁路)、康林铁路(康定—林芝)、拉林铁路(拉萨—林芝)。川藏铁路设计时速200公里(限制区段时速160公里),建成之后,从拉萨到成都仅需13个小时。

  相比公路,铁路的建设难度更为巨大。如何科学合理地规避和防范铁路选线中的山地灾害,成为当前需要攻克的难关。

  中国科学院于2015年部署了科技服务网络计划项目“川藏铁路山地灾害分布规律、风险分析与防治试验示范”,中国科学院成都山地灾害与环境研究所(以下简称中科院成都山地所)的科研人员被委以重任。“我们希望借此进一步发展山地灾害从理论到技术、再到应用示范的学科创新链条,探索面向国民经济主战场的‘科学—技术—工程—用户’的科技服务模式。”中科院成都山地所所长文安邦说。

  其实,国家早在新中国成立初期就开始着手勘查川藏铁路,上世纪90年代开始选线。当年选择修建进藏铁路时,在青藏、川藏、甘藏三条线路中比选,川藏铁路因为修建难度太大、投资花费太高,就暂且被搁置了。

  游勇是中科院成都山地所总工程师,他坦言,这是他从业几十年以来所遇到的难度最大、也最为棘手的一个任务。

  川藏铁路的修建难度之大世界罕见,也远超已经建好的青藏铁路,1700多公里的线路要历经“八起八伏”,累计爬升高度超过14000米。在修建过程中,建设者们将面临“显著的地形高差”“强烈的板块活动”“频发的山地灾害”和“脆弱的生态环境”四大极具挑战性的难题。也就是说,相当于在最艰险、最复杂的高山峡谷之间修建世界上技术难度最大的“巨型过山车”。

  比如,其中从泸定县到康定市一段仅50公里的路段却要爬升近2000米。“为了克服这种巨大的地形高差和绕避灾害频发区,沿线约80%的路段都要建在桥梁、隧道上。”游勇进一步解释,川藏铁路沿线还穿越印度洋板块和欧亚板块活跃的地震断裂带,面临着地震、冻土、雪崩、地热、溶洞、暗河、岩爆等多种复杂的地质状况。

  山地灾害为啥多

  横跨14条大江大河、21座4000米以上的雪山

  在对修建川藏铁路将要面临的一些难题进行初步预估之后,科研人员判断,“频发的山地灾害”是决定川藏铁路建设成功与否的关键因素之一。

  这一论断也得到了业界广泛的赞同。2016年10月,一场名为“破解川藏铁路山地灾害难题——‘川藏铁路建设的挑战与对策’”的学术交流会召开。与会8位院士在谈到这一问题时也达成了共识,即“在如此复杂的地质环境条件下修建铁路,必将面临大量的科学和技术难题,其中山地灾害成为局部乃至全线的关键控制节点”。

  “这也是整个川藏铁路中雅安至林芝这一段一直未动工的原因,因为这一段面临的山地灾害问题最为严重,施工难度最大,至今仍处在预可研阶段。” 中科院成都山地所副所长陈晓清说。

  中科院成都山地所专家团队要做的就是试着破解这一路段的“山地灾害”难题。

  按照初步的线路方案,川藏铁路要穿越横断山区及西藏东南部高原、高山峡谷地带,横跨14条大江大河、21座4000米以上的雪山。

  “据我们统计,沿线可能会遭遇到的山地灾害包括滑坡灾害、泥石流灾害、水毁灾害、雪害、冰害、溜砂坡灾害等。”游勇说,“仅川藏铁路帕隆藏布这一长271公里的路段,可能会发生冰湖溃决泥石流、冰水泥石流的灾害点就有399处。而在长360公里的鲜水河段,就有泥石流310处、滑坡241个。”

  为什么这里山地灾害如此频发和严重?

  中国科学院院士、中科院成都山地所副所长崔鹏说:“主要有三个原因:一是这里跨越多个地震带,构造活跃,强震多发,侵蚀作用强烈,有着灾害发生极为有利的地质环境条件;二是中高山地高落差、大坡降的地形,为灾害发育提供巨大的能量条件;三是这里受季风和西风带影响,气候差异明显,为灾害发育提供了有利的气候和水源条件。”

  关键顽疾怎么治

  全线山地灾害技术咨询报告有望今年底完成

  “在给出治理对策之前,我们必须弄清川藏铁路沿线泥石流、滑坡等山地灾害的区域分布规律是什么?它们对铁路工程的影响有多大?如何科学划分铁路山地灾害的危险区、安全区?”游勇说,“此外,川藏铁路将穿越以前一些我们科研人员从未观测的地方,那里究竟有没有泥石流,泥石流的危害有多大?这些我们手里都没有任何信息,还需要去调查研究。”

  中科院成都山地所的科研人员首先借助遥感卫星,来搞清楚铁路沿线的崩塌、滑坡、泥石流的数量、分布现状,然后通过查阅历史资料,以及实地踏勘、现场采样、试验分析、数值模拟等方式进行更细致的研究和分析。

  “遥感影像看不到坡体内部结构,所以还需要结合实地调查。”中科院成都山地所副研究员李秀珍说,“比如我们研究人员必须用一些爬坡的‘土方法’,爬到上面寻找一些以前灾害发生时留下的可用肉眼分辨的痕迹,根据这些痕迹来推算出当时灾害的规模、流量、冲击速度、危害方式等信息。”

  摸清了山地灾害情况,该采取什么样的防治对策?

  陈晓清说:“在我们研究人员看来,如果风险特别大,就采取‘避开’的方式。如果问题可以解决,而且能够节省成本,就想办法去‘治理’。”

  比如,日地沟是位于四川省甘孜藏族自治州康定市附近的一条泥石流沟。“对于该沟泥石流、崩塌滑坡等山地灾害的危险性评价及其防治对策,是确定此段铁路选线至关重要的先决条件之一。”中科院成都山地所副研究员柳金峰说。

  根据之前的线路方案,在日地沟铁路桥近中心位置原本要设置一个桥墩。但科研人员经过调查研究,发现日地沟铁路桥梁可能受到两种崩塌滚石灾害的影响,一种是隧道口附近受到工程扰动的边坡、危岩可能发生松动掉落,另外高处崩落的滚石沿坡面运动,可能对经过铁路线路造成危害。

  “因此,我们觉得这个位置采取‘铁路拱桥方案+铁路桥上游缝隙坝拦挡+铁路桥下防护及排导’相结合的方式更合适。”游勇说,“就像这样,沿线山地灾害我们都要一一找出对策,川藏铁路全线的山地灾害技术咨询报告有望在今年年底完成。”

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