11月8日,川藏鐵路雅安至林芝段開工動員大會在北京和川藏鐵路控制性工程色季拉山隧道、大渡河特大橋三地,以視頻連線方式同時進行,宣布該段正式開工建設。
2020年7月6日,中國中鐵電氣化局施工人員對川藏鐵路拉薩至林芝段接觸網專業首件工程進行復檢。圖|中新社
這次開工的雅林段,是川藏鐵路最後一段,也是最難的一段,工期預計為10年,將於2030年竣工。2011年,外國工程師估計該工程至少要花100年時間。
川藏鐵路連接西藏和四川,在國家安全、經濟發展及民生幸福等方面被寄予厚望。事實上,繼青藏鐵路之後,這第二條「天路」的謀劃,已前後跨越三個世紀……
一條路,為什麼要這麼久?晚清,靠堅船利炮轟開中國大門的英國進一步覬覦我西藏地區:
1876年,英國借「滇案」迫使清政府籤訂《煙臺條約》,取得由川入藏「探訪路程的權利」。
【註:1874年,英國探路隊探查緬滇陸路交通,英國駐華使館翻譯馬嘉理南下迎接。1875年1月,馬嘉理到緬甸八莫與探路隊會合後,向雲南邊境進發。2月21日,在雲南騰越地區的蠻允(今雲南德宏州盈江縣芒允)附近與當地的少數民族發生衝突,馬嘉理與數名隨行人員被打死。此事被稱為「馬嘉理事件」,也稱「滇案」。】清政府的步步退讓,助長了侵略者的氣焰。
1885年,英國組織專人潛入西藏,「研究修建鐵路的地段」, 非法「考察」我國西南邊疆。
1888年,英國發動第一次侵藏戰爭,迫使清廷籤訂《中英會議藏印條約》,開亞東為商埠,正式叩開了我國西藏地區的大門。
1897年,英國取得滇緬鐵路修築權。據《達威斯滇緬鐵路報告書》記載:「吾等幾難深信處於雲南之臨近,尚有一物產豐富,人口稠密之省份——四川」。可見,英國修築我國西藏地區通往四川的鐵路,不僅是侵略我國邊疆地區的支撐點,更是圖謀我國長江中下遊地區的跳板。
1904年8月,英國武力脅迫地方當局籤訂《拉薩條約》,企圖獨佔西藏鐵路權利。為達目的,英國還積極「向清廷諸公斡旋」,並私自規劃鐵路以「巴脫吾城起,經四川省打箭爐而達於成都、重慶」。
1910年,英國在印度創設「印藏滇蜀鐵道公司」、公開招股,並明言準備興建從印度起、經西藏至雲南和四川的鐵路,野心昭然若揭。
實際上,早在1877年、《煙臺條約》籤訂的第二年,四川總督丁寶楨就意識到:「設藏路一開,則四川全境終失,川中一失,天下藩籬盡壞」。他提出了「固川保藏」的初步設想。
如何守土強國?有志之士們意識到:第一要務在於發展交通。
1895年,清政府發布「自強要策」,正式宣布修建鐵路。第一個提出川藏鐵路規劃並積極推動的,是時任四川總督錫良。
1906年,錫良與駐藏大臣有泰上奏朝廷,提議修建西藏到四川的鐵路,既可抵禦英國侵略、加強國防,又能促進沿途經濟發展,「一舉而有數善」。
根據實際情況,錫良給出了「暫建築單線鐵道」具體方案,以「前藏之布達拉地方為起點」,經由「察穆多經四川省之巴塘、打箭爐及雅州府直達成都省城」。同年12月,錫良還在成都舉辦藏文學堂,將川西鐵路計劃列入課程之中。
此後,清朝最後一任駐藏大臣聯豫、外交名臣張蔭棠等,都對在川藏地區修建鐵路進行過探察和推進。這都說明,川藏鐵路已經進入清政府視野,成為應對邊疆危機的重要手段。
1910年,清政府提出「逐步推進」策略,決定先在川藏之間「敷設軍用輕便鐵路,以期簡便易行」,等到商業振興、礦物發達之時「再行逐漸改築」。
軍閥混戰時期,列強趁火打劫。
1913年,英國向北洋政府提議合資修建「從成都起,經邛崍(今昌都)、拉裡(今嘉黎)、江達至拉薩」的鐵路。北洋政府未予應允,後因一戰爆發,英國黯然退場。
2誠如孫中山所說,「大西南鐵路建設不僅要考慮社會、經濟及商業利益,還要重視軍事防禦、國防後備等因素。」他辭去臨時大總統後,將主要精力投入中國鐵路事業,「欲以十年時間修建二十萬裡之鐵路」。
1917-1919年,他編成《實業計劃》,將四川至西藏的鐵路列入中國鐵路幹路網之中,既為「中國各地均脈絡貫串,四通八達,成為高度統一連貫之有機體,保證各地經濟流通,內陸荒蕪之地均能開發」。
1928年,四川省政府主席、川康邊防總指揮劉文輝向蔣介石提出「籌設成康、康藏兩路鐵道」,並將其列入戍理西康的計劃之中。「成康、康藏兩路鐵道」,就是川藏鐵路的雛形。抗日戰爭時期,劉文輝多次提及川藏交通問題,然而,國民政府無力擔負如此龐大的工程,而且缺乏高原修築鐵路的技術和穩定的社會環境。
1949年後,邊疆地區的發展與安全備受重視,尤其是在國境線超過4000公裡的西藏。50年代,黨中央、國務院指示鐵道部對進藏鐵路進行規劃、勘測及選址,經過多年的勘測論證,提出4個進藏方案——川藏、青藏、滇藏、甘藏。
以上數據來源於2000年12月11日《人民日報》的《進藏鐵路:勘查論證緊鑼密鼓 四個方案各有特色》。製圖:瞭望智庫
四種方案各有側重,最終選定青藏線。這是因為這條線最短、地勢相對平緩、沿線工程條件更好、投資最小,前期準備十分充分,鐵道部第一勘測設計院在1956年開始踏勘,1957年完成報告,1958年開始初測,1960年完成全線初步設計、部分定測及站前專業部分施工設計。
其他3個方案線路多經高山峽谷區,河谷下切劇烈,相對高差一般在2000米以上,活動性斷層較多,易發雪崩和滑坡、泥石流,對施工極為不利。說起來,滇藏線比川藏線的難度還要高。
1950-1969年,青藏鐵路和川藏公路相繼開通,5000多位軍民為此獻出了生命。自2001年6月開始,近40萬人次建設者進入世界上海拔最高的地區修建鐵路。為人們了解川藏鐵路建設條件、保障物資供應創造了良好條件。川藏鐵路經過區域的電力、通信設施得到長足發展,為鐵路建設提供充足動力。
2006年7月1日,青藏鐵路全線貫通,至次年6月底,共發送旅客約202萬人次、發運貨物1100萬噸,解決了拉薩的物資供應問題,為從成都、拉薩兩個方向同時修建川藏鐵路創造條件。同時,青藏鐵路基本攻克了凍土地段的鐵路建造技術難關,為川藏鐵路建設提供了寶貴經驗。
2005年10月15日,青藏鐵路全線鋪軌完工。圖源:新華社
在這一階段,我國鐵路建設飛速發展,掌握了先進的管理理念和無逢軌道、列車控制、高速鐵路災害預警和減災防災等技術,均給日後建設川藏鐵路提供了重要參考。比如,地處雲貴高原區與長江中下遊平原區接合部的宜萬鐵路,在高墩橋梁和大埋深、穿斷層隧道方面的工程研究和實踐,對川藏鐵路建造有重要的參考價值。
建設川藏鐵路的時機終於成熟了。
2008年3月,在十一屆全國人大一次會議上,四川代表團88名全國人大代表聯名提交《關於儘快建設川藏鐵路的建議》,這條線路將從成都向西南經雙流、蒲江至雅安(此段與成雅城際鐵路共線),過雅安後穿越二郎山至瀘定、康定,出站後向西穿越折多山至塔公,折向南沿川藏公路318國道至雅江、理塘、義敦,出站後向北經沙馬、木曲跨越金沙江,向西經熱曲、曲美至昌都設站,出站後跨越怒江接入八宿、林芝至拉薩。
圖為川藏鐵路線路圖。
2015年3月,在十二屆全國人大三次會議上,四川代表團建議將川藏鐵路作為重大項目列入《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要》,並納入《國家鐵路「十三五」發展規劃》。
2016年3月16日,在《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要》中,川藏鐵路被列入「十三五」交通建設重點工程,成為重點推進的沿邊鐵路當中的一條重要鐵路線。
技術、理念、政策、投入都有了,但是,川藏鐵路的修建仍面臨重重考驗。
3川藏鐵路起於四川省成都市,經雅安、甘孜、昌都、林芝等地,最終抵達西藏自治區拉薩市,全線運營長度為1927公裡。從地形上看,它貫穿橫斷山脈,穿越地球板塊衝撞帶,並一路西行,深入青藏高原腹地,整個過程需「穿七江過八山」。
【注:即依次經過大渡河、雅礱江、金沙江、瀾滄江、怒江、易貢藏布江、雅魯藏布江等7大江河,穿越二郎山、折多山、高爾寺山、沙魯裡山、芒康山、他念他翁山、伯舒拉嶺、色季拉山等8座高山,累計爬升高度達到1.4萬米。】川藏鐵路線路布置圖。圖源:《川藏鐵路隧道工程》|鄭宗溪、孫其清,《隧道建設》2017年第08期
具體到數字,我們更能感覺到川藏鐵路「上臺階式」的爬升,其東端的成都海拔500米,中間的雅安海拔627米,而康定海拔驟升到2560米,昌都海拔3500米,林芝海拔3100米,西端的拉薩海拔3650米。
2018年10月11日,無人機拍攝的川藏鐵路成雅段王門坎大橋。圖源:薛玉斌|新華社
中鐵二院主管川藏鐵路勘察設計工作的副總工程師林世金曾說,川藏鐵路相當於在最艱險最複雜的高山峽谷當中,修建世界上難度最大的鐵路「巨型過山車」。
比如瀘定到康定一段,鐵路剛過大渡河就要翻折多山,直線距離只有50公裡,海拔高差卻有2000多米,相當於每公裡要爬50米。這樣的直線坡度,鐵路是沒法爬升的,只能通過「展線」來實現。
【註:在一些穿越崇山峻岭的鐵路線中,由於線路坡度過大,火車會順著山勢盤旋而上,這種迂迴上升的鐵路線就是展線。展線一般有「人」字形、S形、燈泡形、馬蹄形等多種類型。】採用展線後,從瀘定到康定的線路總長將達115公裡,是直線距離的2倍。即便如此,其最大設計坡度也是目前國內最大坡度,通過雙機牽引加強動力才能實現爬升。
而且展線拉長鐵路線長度,就需要更多工期和投入。對此,川藏鐵路的設計師們找到了更好的辦法。
為克服「過山車」難題,川藏鐵路轉而「削山尖」「砍谷底」,讓鐵路從半山腰穿過,並建設多座高墩大跨度橋梁和多個超長隧道,以實現橋隧相連。其中,時速200公裡的跨怒江特大橋,橋長約1200米、高達700米,將成為世界最大跨度、最大高度的鐵路橋。這種「一跨過江」的設計,比原來的展線方案縮短了36公裡,預計節省投資35億元。
4青藏鐵路全線有7座隧道,累計9.074公裡,最長的是1.686公裡的崑崙山隧道。川藏鐵路全線隧道共計198座,總長1223.451公裡,佔線路總長的70.2% ,其中特長隧道46座,長724.441公裡。
在前期勘探過程中,川藏鐵路沿線區域共梳理出逾1000個有一定規模的地質災害點。即便具體線路規劃會避開絕大多數災害點,川藏鐵路沿線的修建環境仍然充滿挑戰。
四川橫斷山區地形圖。
高溫川藏鐵路所經地區屬地中海-喜馬拉雅地熱帶,全線約有50個對線路有影響的高溫熱泉,約15個隧道可能存在高溫熱害。以桑珠嶺隧道工程為例,隧道開挖最高巖溫可達86℃,是目前我國鐵路隧道修建中遇到的最高巖溫。
有關研究顯示,高溫區段施工人員在作業面附近短暫停留即出現胸悶、嘔吐、昏厥現象的工人,佔到開挖班組總人數的70%,且持續工作時間均不超過2小時。
而且,高溫會損壞設備,挖掘機、裝載機、出碴車等機械進入高溫洞內作業超過40分鐘,就會出現「開鍋現象」——引擎工作溫度過高,普通導爆索、導爆管在環境溫度達到60℃時,會出現軟化、性能不穩定、瞎炮等異常情況。施工人員只能通過設置接力風機加強通風、安裝自動噴淋系統灑水、放置冰塊等措施來降低洞內溫度。
高地應力問題川藏鐵路沿線穿越8座高山,隧道埋深最深處達2600米,高地應力問題不可避免。在高地應力影響下,完整新鮮的硬質圍巖會發生爆烈,甚至能將巨大巖石拋擲十數米之遠。巖爆的強度大、頻率高,一般持續時間達2-6小時,最長可超一周,甚至會在幾個月後發生二次巖爆。這在世界隧道施工史上都是十分罕見的。
有害氣體修建隧道時,施工人員還會面臨有害氣體的威脅。2016年7月20日,米林隧道橫洞在施工過程中,忽然湧出不明氣體,現場施工人員出現頭暈、噁心,鼻、眼、呼吸道不適等生理反應。相關研究發現,康定-林芝段隧道可能有甲烷、二氧化氮、氨氣、一氧化碳等有毒有害氣體。
地質問題並且,川藏鐵路穿越青藏地震區的龍門山地震帶、鮮水河—滇東地震帶、藏中地震帶及喜馬拉雅地震帶。沿線地質運動強烈,大地震頻發,據史料記載,該沿線區域發生7級以上地震至少22次。川藏鐵路沿線分布有季節性凍土,主要在新都橋和理塘盆地,最大凍結深度為1.6米。凍土區地下水隨季節變化,對橋梁隧道的安全性和耐久性影響較大。
理塘盆地凍融地貌。圖源:《川藏鐵路隧道工程》|鄭宗溪、孫其清,《隧道建設》2017年第08期
氣候與生態川藏鐵路起於四川盆地,溫暖潮溼,線路經過雅安-鷓鴣山-二郎山則過渡到高原氣候,降水量與氣溫隨著海拔的升高遞減,夏日最高氣溫可以達到36-40℃,冬季最低氣溫可以降至零下21℃,晝夜溫差大,降水量範圍在450-1127毫米且分布不均。惡劣、不穩定的區域環境也會加大施工難度。
川藏鐵路經過的區域是我國青藏高原生態屏障、黃土高原—川滇生態屏障的核心區域,這裡有數十處國家級保護區、近百種包括大熊貓在內的珍稀動植物,生態環境敏感,環境保護任務艱巨。
5辦法總比困難多,川藏鐵路共分三段,主要採用興建新線與合併舊線的方式,兩端推進。
成都-雅安段,於2014年12月6日開始建設,全長41.48公裡。次年3月,從四川丘陵地區向高原過渡的第一個隧道——全長1739米的金雞關2號隧道竣工,成雅段加快了修建速度。2018年12月28日,成雅鐵路正式開通運營。
拉薩-林芝段於2014年12月19日動工,作為西藏境內第一條電氣化鐵路,全線設計時速160公裡,16次跨越雅魯藏布江,建起120座橋梁和47座隧道,包含14座高風險隧道,6座萬米特長隧道,橋隧總長佔線路總長近75%。
2019年12月1日,中鐵十一局鋪架隊工人在進行拉林鐵路第二次跨越雅魯藏布江的鋪軌。圖源:覺果|新華社
拉林鐵路的施工人員相繼克服了巖爆預測預報、穿越冰磧層和風積沙層等世界級隧道施工難題,擁有32項專利,湧現出許多先進工作者。
中鐵二局二公司隧道爆破高級技師彭祥華,負責的是地質最複雜的東嘎山隧道。那裡的山體屬於碳質千枚巖和石英粉砂巖構造,遇水就會軟化,被稱為「軟豆腐」巖石層。在這種條件下進行爆破作業,難度和風險極高。
為了完成這一世界級難題,彭祥華和同事們制定了精準爆破方案——爆破面上打好幾十個炮孔,不同炮孔之間的起爆時差必須控制十分精準,才能達到預期爆破效果。經過極為嚴苛的起爆程序設計,以及對每個炮孔的相對位置、裝藥量、引爆時間等進行精準控制,最終將爆炸誤差控制在15毫秒以內,一舉攻克了這個爆破難題。
在一次爆破中,山體蓄水湧出,一旦水勢過大泡軟巖體,很可能就會出現塌方,已經完成的工作量將完全報廢,進而影響到整個線路的工期。設計院、監理、施工單位等多方緊急召開研討會,最終一致認為彭祥華「再爆一炮」的建議是最佳解決方案。
彭祥華在接過任務後也提出了自己的條件,那就是這一切都必須由他自己來完成,即使最細微處都要他親手操作。當時,大面積巖層已經浸溼軟化,隧道爆破面上圍巖部分非常差,隧道很可能崩塌。最終,彭祥華一個人裝炸藥、埋雷管,身先士卒排除啞炮,才排除了險情。
彭祥華還提出了多種創新施工工藝,極大降低人工作業量,提前8個多月完成工期,節約資金約2000萬元。2017年,他獲得了中華全國鐵路總工會「火車頭獎章」,2019年被授予「全國五一勞動獎章」。現在,他仍奮戰在川藏鐵路的建設一線。
正是2萬名「彭祥華式」鐵路建設者們的艱辛工作,推動了川藏鐵路的快速建設。
2020年4月7日,拉林段重點控制性工程——米林隧道成功貫通,藏噶隧道同日貫通。至此,川藏鐵路拉林段全線47座、共216.5公裡隧道全部貫通,為該段線路按期開通運營奠定堅實基礎。
6月20日,世界上海拔最高、跨度最大的鐵路鋼管混凝土拱橋——藏木雅魯藏布江雙線特大橋現澆主梁成功合龍,全長525.1米,提籃式主拱跨徑430米,橫跨雅魯藏布江,標誌著全線120座橋梁主體工程全部完工。
9月20日,藏木雅魯藏布江雙線特大橋完成鋪軌。
圖為藏木雅魯藏布江雙線特大橋。
拉林鐵路預計在2021年通車。
6在川藏鐵路的三段中,成都至雅安段已開通運營,拉薩到林芝段在建,僅剩下位於中間部分的雅安至林芝段,是業內公認的「最難段」。
今年9月29日,國家發改委官網信息顯示,經黨中央、國務院批准,同意新建川藏鐵路雅安至林芝段。國家項目估算總投資約3198億元,其中徵地拆遷費用67億元。
10月31日,雅林段先期開工段「兩隧一橋」及施工供電工程招標結果開始公示,這標誌著川藏鐵路建設即將進入工程實施階段。先期開工段「兩隧一橋」及施工供電工程施工招標標段共分為7個,計劃11月10日開工,2030年竣工。
11月8日,雅林段開工動員大會在北京和川藏鐵路控制性工程色季拉山隧道、大渡河特大橋三地,以視頻連線的方式同時進行,宣布該段正式開工建設。
為何選在此時?
多個首次應用的新技術,給中國人攻下川藏鐵路最難關帶來了更足的底氣。
首次採用「空天地」綜合勘察技術。鑑於險峻的自然條件、複雜的地質構造等環境,勘察設計單位藉助無人機三維影像、衛星平臺、高空索道等技術,精準勘察。中鐵二院近半年時間利用大飛機往返飛行33架次,完成約2.27萬平方公裡地形圖,無人機航拍30架次,完成約700平方公裡地形圖。在鐵路工程中,這是第一次用無人機進行大比例尺地形測繪,完成了高精度1:500地形圖。
首次運用「航空物探」。為突破高海拔、大高差的地形限制,設計單位首次在鐵路勘察中應用航空物探勘察技術,採用立體三維探測成果,平面、切面、剖面聯合解譯,指導地質選線,為評價「長大深埋」隧道工程地質條件提供依據。
【註:「航空物探」是通過飛機上裝備的專用物探儀器,在航行過程中探測各種地球物理場的變化,研究和尋找地下地質構造和礦產的一種物探方法。】川藏鐵路勘察設計總指揮部副指揮長鄭宗溪表示,「以往『航空物探』多應用於尋找礦藏,探測深度多在數百米。」雅林段全線地質條件複雜,「長大深埋」隧道密布,其中海拔4000多米的折多山隧道最大埋深達1600米,一般設備無法滿足需求,使用「航空物探」,是「高寒複雜艱險山區鐵路地質勘察模式的一種突破和創新」。
首次在鐵路行業利用超深定向水平鑽探。針對高原山高谷深、地形艱險的特點,設計單位打破傳統,運用超深定向水平鑽探勘探隧道。拉月隧道全長31.67公裡,隧道最大埋深2080米,為全線之最,在它的勘察現場,就有多根鑽杆接續深入山體。
中鐵一院川藏鐵路指揮部副指揮長席新林表示,「這一孔口高程2606米,設計孔深1400米,以獲取巖體強度、地應力等重要參數。」
另外,針對生態環境保護,設計單位在選線過程以「繞避為主,保護優先」為原則,繞避了環境敏感區的核心區域,同時圍繞多類生態環境主題開展專項研究,並全面徵求專家、政府意見,運用於項目設計。
早在2019年12月,《新建川藏鐵路雅安至林芝段植物多樣性影響及保護研究》等12項專項研究論證就通過了19位行業權威專家審查。今年年初,川藏鐵路公司正式成立,並將相關要求納入項目環境影響評價報告書,最大限度降低工程對環境的影響。
正如川藏鐵路公司安全質量環保部部長何財基所說:「科技部專門為一條鐵路項目的生態環保工作進行重大科技攻關研究,聯合單位之多、涉及範圍之廣、研究成果之豐富,在我國鐵路建設史上前所未有。」
川藏鐵路一旦建成,從成都到拉薩的時間將從48小時減少到13小時,從北京到拉薩的時間將從約42小時減少到約22小時;西藏將獲得兩條鐵路支撐,鞏固物資供應渠道,極大地激發地區活力和改善當地民生。
更重要的是,它將同青藏鐵路、蘭新鐵路一起,成為保衛我國西部安全的堅強臂膀。
【註:蘭新鐵路東起甘肅省蘭州市,西至新疆維吾爾自治區阿拉山口市,全長2423公裡,始建於1952年,完工於1962年。】原標題:《跨越三個世紀!一條路,為什麼要這麼久?》
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