世界最險(xiǎn)川藏鐵路如何選線建設(shè)：需破解滑坡泥石流等山地災(zāi)害
2017-07-03
央視新聞客戶端7月3日?qǐng)?bào)道，在很多旅行者眼中，國(guó)道318川藏線是最美的一條風(fēng)景線，但是滑坡、崩塌、泥石流等危險(xiǎn)卻也在自駕途中一路隨行。不過(guò)，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。現(xiàn)在，川藏鐵路已經(jīng)開工建設(shè)，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(shè)中的世界最險(xiǎn)“天路”。
川藏鐵路，是繼青藏鐵路之后我國(guó)又一條進(jìn)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(guó)家“十三五”規(guī)劃并開工建設(shè)。然而，因其面臨“顯著的地形高差”、“強(qiáng)烈的板塊活動(dòng)”、“頻發(fā)的山地災(zāi)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(shè)，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(zāi)害極為活躍。川藏鐵路地質(zhì)專業(yè)負(fù)責(zé)人、中鐵二院高級(jí)工程師王棟介紹，以往鐵路選線要盡量把山地災(zāi)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(zāi)害全部規(guī)避，所以必須以減災(zāi)選線為主，避免這些巨型的山地災(zāi)害對(duì)鐵路安全的影響?？梢哉f(shuō)，川藏鐵路的建設(shè)是以往鐵路建設(shè)工程中地質(zhì)條件最復(fù)雜，全線選址最為嚴(yán)格的一條線路。
古滑坡體暗藏危機(jī)，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(zāi)害是川藏鐵路建設(shè)成功與否最為關(guān)鍵的因素之一。六年來(lái)，中科院成都山地所的科研團(tuán)隊(duì)和中鐵二院一起聯(lián)合攻關(guān)，為這條史上山地災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)最大的天路“把脈問(wèn)診”，讓川藏鐵路的線路選址和建設(shè)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(shí)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(wàn)年前發(fā)生的古滑坡并不意味著一成不變，這其中也蘊(yùn)藏危機(jī)。川藏鐵路所要穿越的旺北村古滑坡，情況就非常復(fù)雜，它的最大寬度超過(guò)1公里，長(zhǎng)約2公里，滑坡體堆積厚度約30-60米。除了無(wú)人機(jī)航拍、地質(zhì)雷達(dá)、3D掃描等現(xiàn)場(chǎng)勘察手段外，科研團(tuán)隊(duì)還通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬等結(jié)合的方式，將這一仍然存在潛在風(fēng)險(xiǎn)的古滑坡體詳細(xì)解剖，并提供了針對(duì)性的建議方案。
中科院成都山地所副所長(zhǎng)陳曉清介紹，最早的時(shí)候是鐵路選線沒有考慮這個(gè)滑坡的活動(dòng)，方案是走滑坡前緣通過(guò)，后面提出滑坡的活動(dòng)對(duì)它影響很大的時(shí)候，鐵路選線方案改道是對(duì)岸，但是對(duì)岸有泥石流對(duì)鐵路線的影響也是很大的，那么通過(guò)詳細(xì)的勘查工作，最后的結(jié)論是旺北村古滑坡總體是穩(wěn)定的，前緣是局部活動(dòng)，通過(guò)工程措施滑坡前緣是可以通過(guò)的，這樣的話解決了鐵路安全通過(guò)的問(wèn)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(zāi)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(guò)四次較大規(guī)模的泥石流，1952年的泥石流出溝時(shí)“龍頭”高達(dá)7米，將一座長(zhǎng)約10米、凈高6米的“天仙橋”卷走，破壞力極強(qiáng)。日地溝上游山體陡峻，最高點(diǎn)海拔近6000米，溝口最低點(diǎn)海拔還不到1700米，短短的一段距離高差超過(guò)了4000米，川藏鐵路必須穿越的這片區(qū)域，可謂是“危機(jī)四伏”。
中科院成都山地所研究員游勇介紹，從避災(zāi)的角度，當(dāng)然是隧道穿越，但是隧道一定要出氣，經(jīng)過(guò)一定的距離以后一定要出去。這個(gè)橋的凈空至少要多少？如果橋通過(guò)這個(gè)流量是多少？泥位是多少，它可能對(duì)溝床的沖刷深度是怎么樣？它的沖擊力有多大？對(duì)橋墩是否有影響？這就是研究團(tuán)隊(duì)工作要解決的問(wèn)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(shè)置一個(gè)橋墩。不過(guò)，科研團(tuán)隊(duì)勘察研究的結(jié)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(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，橋下凈空不應(yīng)小于20米。由于避免泥石流的強(qiáng)大沖擊力和危巖崩塌的高風(fēng)險(xiǎn)，建議修建拱橋一孔跨過(guò)，并采用防護(hù)棚洞、柔性防護(hù)網(wǎng)、邊坡支護(hù)等組合的新型防護(hù)方案。
相對(duì)于四川而言，川藏鐵路西藏境內(nèi)沿線泥石流災(zāi)害分布更加集中，活動(dòng)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(yùn)力和破壞力更強(qiáng)的冰水型泥石流，給川藏鐵路選線建設(shè)帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。
探訪亞洲最大山地災(zāi)害模擬實(shí)驗(yàn)室
無(wú)論是川藏鐵路的選線，還是每一次滑坡泥石流災(zāi)害的現(xiàn)場(chǎng)救援，科研團(tuán)隊(duì)都需要及時(shí)給出最為科學(xué)的評(píng)估建議。除了現(xiàn)場(chǎng)勘察和數(shù)值模擬外，還有一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，就是山地災(zāi)害模擬實(shí)驗(yàn)。
這個(gè)位于中科院成都山地所的山地災(zāi)害模擬實(shí)驗(yàn)室，包括泥石流動(dòng)力學(xué)模擬、滑坡模擬和水土保持模擬三套大型設(shè)備。通過(guò)不同的參數(shù)設(shè)置和材料配比，科研人員不僅能夠研究山地災(zāi)害的發(fā)生機(jī)理，而且能夠模擬地震、暴雨等各種極端條件下山地災(zāi)害發(fā)生的情況。這個(gè)亞洲最大的山地災(zāi)害模擬實(shí)驗(yàn)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(zāi)害的監(jiān)測(cè)預(yù)警中，都發(fā)揮了重要的作用。
（原題《探訪世界最險(xiǎn)川藏鐵路建設(shè)破解山地災(zāi)害成關(guān)鍵》）(原標(biāo)題：世界最險(xiǎn)川藏鐵路如何選線建設(shè)：需破解滑坡泥石流等山地災(zāi)害)
本文來(lái)源：澎湃新聞網(wǎng)
