世界最險川藏鐵路如何選線建設：需破解滑坡泥石流等山地災害
2017-07-03
央視新聞客戶端7月3日報道，在很多旅行者眼中，國道318川藏線是最美的一條風景線，但是滑坡、崩塌、泥石流等危險卻也在自駕途中一路隨行。不過，幾年之后，再要欣賞川藏線的美景，就多了一種更加安全的方式——鐵路?，F(xiàn)在，川藏鐵路已經(jīng)開工建設，這條被稱為“世界最難建的鐵路”究竟要挑戰(zhàn)哪些重大難題呢？央視記者歷經(jīng)十天，探訪了這條建設中的世界最險“天路”。
川藏鐵路，是繼青藏鐵路之后我國又一條進藏“天路”，東起成都，西至拉薩，新建線路約1700公里，目前已納入國家“十三五”規(guī)劃并開工建設。然而，因其面臨“顯著的地形高差”、“強烈的板塊活動”、“頻發(fā)的山地災害”和“脆弱的生態(tài)環(huán)境”四大極具挑戰(zhàn)性的難題，川藏鐵路也被稱為“最難建的鐵路”。
本文圖均為央視新聞客戶端圖
雖然川藏鐵路的“兩頭”，即成都至雅安段，拉薩至林芝段分別于2014年底都已經(jīng)開工建設，但是施工難度最大的雅安至林芝段，至今仍處于前期研究階段，尚未全面開工。
按照初步的線路方案，川藏鐵路要穿越橫斷山區(qū)及西藏東南部高原、高山峽谷地帶，橫跨14條大江大河、21座4000米以上的雪山，沿線山地災害極為活躍。川藏鐵路地質(zhì)專業(yè)負責人、中鐵二院高級工程師王棟介紹，以往鐵路選線要盡量把山地災害都規(guī)避掉，但是川藏鐵路選址由于客觀條件限制，沒有辦法把大型山地災害全部規(guī)避，所以必須以減災選線為主，避免這些巨型的山地災害對鐵路安全的影響?？梢哉f，川藏鐵路的建設是以往鐵路建設工程中地質(zhì)條件最復雜，全線選址最為嚴格的一條線路。
古滑坡體暗藏危機，川藏鐵路選線難
在面臨的各種挑戰(zhàn)中，頻發(fā)的滑坡和泥石流等山地災害是川藏鐵路建設成功與否最為關鍵的因素之一。六年來，中科院成都山地所的科研團隊和中鐵二院一起聯(lián)合攻關，為這條史上山地災害風險最大的天路“把脈問診”，讓川藏鐵路的線路選址和建設方案逐漸清晰明確。
滑坡是指在重力影響下巖石和土壤沿著一段山坡下滑的現(xiàn)象，按發(fā)生周期分為古滑坡、老滑坡和新滑坡體。古滑坡是指全新世(地質(zhì)時代最新階段，始于12000—10000年前并持續(xù)至今)以前發(fā)生的滑坡。
上萬年前發(fā)生的古滑坡并不意味著一成不變，這其中也蘊藏危機。川藏鐵路所要穿越的旺北村古滑坡，情況就非常復雜，它的最大寬度超過1公里，長約2公里，滑坡體堆積厚度約30-60米。除了無人機航拍、地質(zhì)雷達、3D掃描等現(xiàn)場勘察手段外，科研團隊還通過室內(nèi)實驗和數(shù)值模擬等結合的方式，將這一仍然存在潛在風險的古滑坡體詳細解剖，并提供了針對性的建議方案。
中科院成都山地所副所長陳曉清介紹，最早的時候是鐵路選線沒有考慮這個滑坡的活動，方案是走滑坡前緣通過，后面提出滑坡的活動對它影響很大的時候，鐵路選線方案改道是對岸，但是對岸有泥石流對鐵路線的影響也是很大的，那么通過詳細的勘查工作，最后的結論是旺北村古滑坡總體是穩(wěn)定的，前緣是局部活動，通過工程措施滑坡前緣是可以通過的，這樣的話解決了鐵路安全通過的問題。
泥石流頻發(fā)，川藏鐵路“巧妙”穿越
除了大型滑坡體外，川藏鐵路還將穿越多種泥石流災害的頻發(fā)區(qū)域。川藏鐵路瀘定到康定段需要穿越的日地溝，歷史上共發(fā)生過四次較大規(guī)模的泥石流，1952年的泥石流出溝時“龍頭”高達7米，將一座長約10米、凈高6米的“天仙橋”卷走，破壞力極強。日地溝上游山體陡峻，最高點海拔近6000米，溝口最低點海拔還不到1700米，短短的一段距離高差超過了4000米，川藏鐵路必須穿越的這片區(qū)域，可謂是“危機四伏”。
中科院成都山地所研究員游勇介紹，從避災的角度，當然是隧道穿越，但是隧道一定要出氣，經(jīng)過一定的距離以后一定要出去。這個橋的凈空至少要多少？如果橋通過這個流量是多少？泥位是多少，它可能對溝床的沖刷深度是怎么樣？它的沖擊力有多大？對橋墩是否有影響？這就是研究團隊工作要解決的問題。
根據(jù)最初的線路方案，日地溝鐵路橋的凈空高度為18米，橋梁近中心位置設置一個橋墩。不過，科研團隊勘察研究的結果顯示，百年一遇泥石流最大泥深為8.5米，兩百年一遇最大泥深為13.8米，根據(jù)鐵路橋梁設計標準，橋下凈空不應小于20米。由于避免泥石流的強大沖擊力和危巖崩塌的高風險，建議修建拱橋一孔跨過，并采用防護棚洞、柔性防護網(wǎng)、邊坡支護等組合的新型防護方案。
相對于四川而言，川藏鐵路西藏境內(nèi)沿線泥石流災害分布更加集中，活動也更加頻繁，爆發(fā)規(guī)模也更大。西藏境內(nèi)有大中型泥石流溝谷340多條，除了暴雨型泥石流外，還孕育了很多搬運力和破壞力更強的冰水型泥石流，給川藏鐵路選線建設帶來了巨大挑戰(zhàn)。
探訪亞洲最大山地災害模擬實驗室
無論是川藏鐵路的選線，還是每一次滑坡泥石流災害的現(xiàn)場救援，科研團隊都需要及時給出最為科學的評估建議。除了現(xiàn)場勘察和數(shù)值模擬外，還有一個非常重要的環(huán)節(jié)，就是山地災害模擬實驗。
這個位于中科院成都山地所的山地災害模擬實驗室，包括泥石流動力學模擬、滑坡模擬和水土保持模擬三套大型設備。通過不同的參數(shù)設置和材料配比，科研人員不僅能夠研究山地災害的發(fā)生機理，而且能夠模擬地震、暴雨等各種極端條件下山地災害發(fā)生的情況。這個亞洲最大的山地災害模擬實驗室在汶川地震、舟曲特大泥石流、蘆山地震以及前不久剛發(fā)生的茂縣滑坡等重大災害的監(jiān)測預警中，都發(fā)揮了重要的作用。
（原題《探訪世界最險川藏鐵路建設破解山地災害成關鍵》）(原標題：世界最險川藏鐵路如何選線建設：需破解滑坡泥石流等山地災害)
本文來源：澎湃新聞網(wǎng)
