詹天佑奖获得项目风采
十几年前,青藏铁路全线贯通的消息,直接震撼了世界铁路界,因为全球没有哪个国家敢相信,中国能够在平均海拔4000米的青藏高原上,成功修建出一条铁路,所以这条铁路也被外界称为天路,但这还没有结束,如今中国的又一座超级工程亮相!在5600米的巨大山峰上,成功修建了拉林铁路,世界为之瞩目。
2023年12月,第二十届第二批中国土木工程詹天佑奖评选,经过推荐申报、形式审查、专业组初评、终审会议评审以及詹天佑奖指导委员会审核等程序,已确定45项入选工程,其中铁路工程入选名单中,拉林铁路在4项工程中排位第一,充分显示了拉林铁路筑造品质工程的实力。
从2014年12月19日开始施工建设,到2021年6月25日正式开通运营,拉林铁路是我国进藏铁路的重要组成部分,拉林铁路的建成通车,结束了藏东南地区不通铁路的历史,弥补了既有交通方式易受高原气候影响的短板,进一步完善了区域综合交通运输体系,提升了交通运输的稳定性和通达性,实现了西藏各族群众“坐上动车去拉萨”的梦想。
克服多项世界级工程难题
拉萨是中国西藏自治区的首府,西藏的政治、经济、文化和宗教中心,也是藏传佛教圣地,而距拉萨410公里以外的林芝,处于西藏自治区东南部,雅鲁藏布江中下游,享有“人间净地·醉美林芝”之美誉,地缘相差较远的两地,来往交通不便,从林芝到拉萨机票价格贵,乘坐大巴则需要6个多小时,车票大约180元。
虽然为了进一步畅通拉萨与林芝之间的交通,拉萨至林芝高等级公路已于2019年4月26日全线通车,但仅依靠公路通行还不足以满足西藏人民对交通便利的渴望。
千呼万唤始出来,2014年12月19日,总投资366.74亿元的拉林铁路正式动工,覆盖地区面积22.63万平方公里,直接受益人口131万。这也意味着,拉萨和林芝越来越近了。
纵观拉林铁路全线,线路起自西藏自治区拉萨市,经山南市贡嘎县、扎囊县、乃东区、桑日县、加查县和林芝市朗县、米林县,到达林芝市区,全长435.48公里,设计时速160公里,沿途共设38个车站,车站设置密度居全国之首,考虑到沿线农牧民出行,每十几公里就有一个车站,是一条建在高原上的高标准铁路。同时,拉林铁路也属于国家I级单线电气化铁路,初期开通运营办理客货运输业务的有贡嘎、扎囊、山南、桑日、加查、朗县、米林、岗嘎、林芝9个车站,是人类历史上第一次穿越喜马拉雅山脉和念青唐古拉山脉之间的西藏南部谷地高山区的铁路。
拉林铁路的建设确实是难上加难,地势条件而言,位于青藏高原东南部的拉林铁路海拔在2800米至3700米之间,不仅山势异常陡峭,沟谷空间狭窄,更是我国地壳运动最强烈的地区之一,地质异常复杂。线路需要经历16次跨越雅鲁藏布江,穿越高烈度地震带和地质断裂带,沿线山高谷深,相对高差达2500米,施工难度极大。同时施工团队还需要面临硬岩岩爆、软岩变形、高地温、高地应力、冰碛层涌水流坍、风积沙、泥石流、坍塌滑坡、危岩落石等不良地质灾害。
即使万难摆在前面,但工程人勇于攻坚的探索奋斗精神从未因困难险阻而有所退却。
2015年3月项目开工建设,集中力量对“强岩爆、高地温、冰碛层、风积沙、大变形”等工程难题进行攻关。为适应拉林铁路高原运营的环境条件,铁路部门强化了沿线地质灾害防治措施,建立了监测报警体系,完善落实了应急预案和处置机制,全面提升了应对各种复杂灾害性气候、安全运行的能力。
对于地形上的难题,施工团队进行逢山开路,遇水架桥,在掌握了先进盾构机科技后,即使像喜马拉雅山一样的高峰,也能够被中国人征服,因为盾构机可以轻松在山体上钻出一条隧道,从而让铁路可以沿着隧道建设,而到了峡谷地带,中国已经在西南地区建设了大量特大桥,很多桥梁也是架设在峡谷上的,所以直接为铁路桥的修建提供了宝贵的经验,而在穿越冻土地带时,项目团队则采用热棒来保持土壤温度,避免出现冻土融化的情况,而最后一个难题,自然就是如何保护当地生态了,在这个问题上,青藏线就穿越藏羚羊的保护区,为了不打扰藏羚羊,直接选择了高架桥的修建方案,所以这一经验也可以直接复制到拉林铁路上,从而让铁路建设对当地生态的影响降到最低。
开通运营前,国铁集团组织相关单位,严格各项规定和标准,对拉林铁路各专业设备进行了检测验收和安全评估,对轨道状态、弓网性能、列车控制、通讯信号系统等进行了综合优化,满足了铁路安全、稳定运营要求,目前已具备开通运营条件。
值得一提的是,国铁集团牵头组织国内机车车辆科研和装备制造企业组建创新联合体,成功研制了复兴号高原内电双源动车组,在拉林铁路开通时同步上线运营,历史性地实现复兴号对31个省区市的全覆盖。该动车组采用整列一体化设计,两端分别挂电力动力车和内燃动力车,可在电气化和非电气化线路间自由切换、贯通运用,编组为12辆,设一等、二等和商务车厢,定员755人,创新采用弥散和分布式相结合的方式连续供氧,为旅客提供良好乘车体验,完全适应高海拔、连续长大隧道环境。
据中车株机公司副总工程师樊运新介绍,动车组最高运行时速160公里,采用3动9拖编组型式,并可具备扩展到12拖的能力,运用“内燃+电力”双动力的牵引模式,可实现全程牵引顺畅不换车。
全线120座桥梁全部架通
拉林铁路全线一共建有数类桥梁120座,其中跨度430米的藏木雅鲁藏布江双线特大桥为新建川藏铁路拉萨至林芝段的重难点控制性桥梁之一,这座桥是目前世界上海拔最高、跨度最大的铁路钢管混凝土拱桥。要修建这样一座世界最“长”大桥,中铁建设者们可谓是绞尽脑汁攻克了数项重大技术难题,其中包括突破高原高寒环境下12级风峡谷区的复杂地形以及高原高寒的巨大温差等多项自然为我们设置的难题和考验。
藏木雅鲁藏布江特大桥的特点也十分突出,建造过程中,藏木雅鲁藏布江特大桥首先要面临“四难”,钢管拱内C60无收缩混凝土需连续顶升作业,桥址处昼夜温差大,需考虑混凝土冻胀,质量控制和顶升难。安装条件而言,桥梁主拱为提篮式,空间结构复杂,相邻节段对接精度要求高,拱肋节段线型控制和安装难。同时,桥位地处峡谷和多风地区,最大风速12级,缆索吊机塔架安全风险控制和拼装较难,拱座还处于裂隙发育和回填片石地带,库区水位高,基础埋置深,面临着基坑开挖支护和止水难。
为解决上述技术难点,建设团队首次在铁路桥梁采用免涂装耐候钢,钢管混凝土采用自密实、易流动无收缩混凝土,同时钢管混凝土拱桥拱圈首次采用变管径设计,主管管径由1.8米渐变至1.6米。与此同时,为适应桥位特殊地质和地形环境,创新性采用“钻孔群桩与嵌固桩组合基础”。在工艺创新方面,藏木雅鲁藏布江特大桥的缆索吊机首次采用不对称、不等边跨、不等高塔架、同一侧塔架使用高低腿、吊塔扣塔合一、缆索在塔顶和后锚均横移的布置形式,突破了传统形式,实现项目建设的有效运转。
隧道施工过程中最高地温47摄氏度
拉林铁路全线桥隧总长300.01公里,占线路长度的74.6%。47座隧道中有14座为高风险隧道,其中7座为极高风险隧道。
2019年11月2日9时50分,随着一阵爆破声响,拉萨至林芝铁路重点控制性工程——巴玉隧道顺利贯通。这一隧道被列为一级高风险隧道,创造了在高原铁路隧道独头掘进7015米的最高纪录。巴玉隧道进口位于山南市曲松县曲松镇,出口位于加查县拉绥乡,正洞全长13073米,平导全长9481米,最高海拔3500米,最大埋深2080米,被建设者称为“石头像炮弹一样飞的隧道”。施工过程中最高地温47摄氏度,同时94%位于岩爆区。
中铁十二局拉萨铁路项目部指挥长乔志斌说,岩爆发生的强度大、频率高,一般岩爆持续时间达2至6个小时,最长持续超过一周,甚至在岩爆发生几个月以后还会有二次岩爆,这在世界隧道施工史上十分罕见。除此之外,受特殊地理条件限制,该隧道无法设置辅助坑道,只能从进、出口两头独头掘进。建设者采用直眼掏槽水压爆破技术进行“弱爆破”,每道工序增加了“应力释放”环节,将岩爆发生频率降至最低,确保安全有序掘进。
为攻克隧道贯通难点,中铁十二局联合中国科学院以有效应对岩爆为主题,对掌子面前方地应力、岩爆等级、岩爆的预警及预防等进行分析研究,发明了跟踪岩爆的微震传感器阵列动态布置技术,并首次搭建青藏高原远距离无线通信传输的岩爆实时微震监测系统。
与巴玉隧道同样具备施工难度的,还有扎绕隧道。扎绕隧道所处藏南谷地,山高谷深,上亿年的地质演变使该区域岩层极度复杂,多变的围岩状况让建设者们“摸不着头脑”。为实时监控地质变化情况,他们加强了地质雷达探测和地质钻探频次,并结合现场实际围岩情况对爆破参数、支护参数等进行合理调整。除了岩层,漏水也给隧道挖掘带来了许多困难。
2017年4月27日, 工程进度仅剩400余米,施工方发现出水点近10个,发生突泥涌水10余次,最大涌水量达到2000立方米/时,累计涌水560万立方米,相当于近半个西湖的蓄水量……隧道掘进举步维艰,现场施工一度陷入停滞,日均掘进不到50厘米。经过勘探,施工方明确了“以堵为主,限量排放”的理念,该项目疏堵结合,保障施工安全,实现了隧道的顺利贯通。
2021年6月25日拉林铁路正式开通运营,拉林铁路开通后,极大地缩短了西藏各城市之间的交通距离,从拉萨到林芝,原本开车需要6-7个小时的路程,如今坐火车最快只需要3个半小时即可到达,直接省了一半的时间。飞驰在西藏高原之上的这条绿色长龙,如今已然成为当地百姓出行的首选交通了。
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