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拉林铁路:开启高原铁路建设新篇章

2022-03-08 15:14:47编辑部本网综合4533

2021年6月16日,试运行的复兴号列车行驶在西藏山南市境内。新华社记者 觉果摄

3月5日,科技日报记者从中国铁路青藏集团有限公司获悉,在2022年春运期间,拉林铁路共运送旅客12.5万人次,乘复兴号出行成为当地民众的首选。

2021年6月25日,西藏首条电气化铁路——拉林铁路开通运营,结束了西藏东南地区不通铁路的历史。

拉林铁路全长435公里,设计时速160公里。工程建设面临着复杂地质地貌,极具挑战。

克服重重困难,拉林铁路连通万壑,雄伟壮观。

形成高标准铁路勘察技术

拉林铁路所处地质条件举世罕见。“线路位于青藏高原东南部冈底斯山与喜马拉雅山之间的藏南谷地,山高谷深,相对高差达2500米。”西藏铁路建设有限公司工程部副部长赵生杰说。

“区域内构造发育,内动力地质作用强烈,浅表地貌改造频繁,表生地质作用强烈。由此产生了高地温、高烈度地震、岩爆、软岩大变形、危岩落石、滑坡、泥石流、风积沙等一系列工程地质问题。” 赵生杰说。

历经一年,负责拉林铁路设计工作的中铁二院工程集团有限公司(以下简称中铁二院)针对拉林项目开展了大量测绘、勘探、试验和研究。经反复论证,多次优化,设计团队交出了拉林铁路设计图:全线隧道总长216.5公里,其中10公里以上的特长隧道6座,最长为17.3公里的达嘎拉隧道;16次跨越雅江。其中,主跨430米的藏木雅鲁藏布江特大桥是世界上跨度最大、海拔最高的铁路钢管混凝土拱桥,也是国内首座免涂装耐候钢铁路大桥,可大大减少维护工作量,节省全寿命周期成本。

多项选线地勘新技术应运而出。“项目创新应用了复杂艰险山区铁路减灾选线理论和智能选线技术,提出了板块缝合带地区综合选线理论,基于BIM和GIS技术构建了线路—构筑物—灾害环境耦合约束的综合选线模型和线路方案评价体系。”中铁二院哈尼族铁路线路设计专家、拉林铁路设计总体何娘者说,项目形成了一套适用青藏高原地质复杂艰险山区高标准铁路的“空、天、地”一体化综合勘察技术。

啃下隧道建设“硬骨头”

拉林铁路共建设隧道47座,占线路总长54%。隧道建设既是拉林铁路的“重头戏”,也是难啃的“硬骨头”。

冈底斯山与喜马拉雅山之间的藏东南谷地,集中了强岩爆、风积沙、高地温、冰碛层等复杂地质灾害,施工难度极大。

巴玉隧道位于巴玉雪山“腹部”,海拔3400米以上,全长13073米,最大埋深达2080米,洞内地温约47℃,岩爆里程就占了94%,是目前世界上岩爆最强、独头掘进距离最长、埋深最大的高原铁路隧道。隧道施工中遭遇的前所未有的强岩爆,成为巴玉隧道能否贯通的关键技术难题,也成为国际岩石力学与工程界研究的焦点和难点。

面对岩爆这一岩石力学领域世界性难题,建设者与岩石力学科研人员一起,开始了艰难的攻关。

在海拔3500米的隧道施工区,中国科学院武汉岩土力学研究所科研人员,开展了累积长达4650米大埋深洞段岩爆实时监测、预警与调控研究工作,驻守长达918天。

在建设者与科研人员的共同努力下,多套岩爆频发条件下的施工方法被摸索出来。他们首次在青藏高原搭建了远距离无线通讯传输的岩爆实时微震监测系统,首次揭示了川藏铁路深埋隧道间歇型岩爆孕育规律与机制,率先建立了川藏铁路深埋高应力隧道岩爆定量预警标准,并提出了巴玉隧道岩爆针对性主动性动态施工方案。

2019年11月2日,巴玉隧道贯通。“这些方法较好解决了岩爆问题。” 西藏铁路建设有限公司拉林项目部主任王元荣说。

除了岩爆灾害,拉林铁路还攻克了多个青藏高原隧道建设难题。包括通过创新运用综合降温技术、隔热技术,建成了世界上罕见的高地温铁路隧道——桑珠岭隧道;通过对富水地段采取帷幕注浆、无水地段采取“大管棚+超前小导管及周边小导管注浆+型钢拱架支护相结合”的措施,建成了典型的富水冰碛层隧道——藏嘎隧道等。

复兴号动车组开进西藏

“拉林铁路使用我国自主创新研制的复兴号高原内电双源动车组,其功率、载客量、加速性能等多项技术领先于世界同类型车。列车两端分别编挂电力和内燃动力车,可在电气化和非电气化线路间自由切换。”国铁集团机辆部机辆技术处高级工程师肖孝军说。

2020年11月初,国铁集团组织中国中车、中国铁道科学研究院等国内相关企业、高校和科研院所,采取组合创新和专项技术突破的方式,针对高原铁路运营条件,共同生产研制复兴号高原内电双源动车组。

新设计的这款复兴号要达到什么标准?

“既要满足4000米海拔高原运行的要求,又要适应线路多隧道、高架桥等危险地段的安全性需要,运营环境特殊,设计挑战大。”复兴号高原内电双源动车组具体研发者之一、中国中车科学家、中车株洲电力机车有限公司副总工程师樊运新说。

在复兴号高原内电双源动车组研制过程中,国铁集团打通造、修、管、用各环节,组建联合研制团队,确保了该动车组按计划进度研制投用。

复兴号高原内电双源动车组定员755人,最高运营时速160公里,最高运行海拔5100米。

“与国际上现有的内电双源动车组相比,复兴号高原内电双源动车组具有多项领先技术优势。”樊运新说,如首次采用内燃、电力动力车两端分置的创新组合模式;满足高原低气压、高耐候性环境运用条件,采用适应连续多隧道的车体气密性设计和压力波控制等技术;创新采用弥散和分布式相结合的方式,可为旅客连续提供充足氧气;可在运行中不停车完成内电模式切换,实现电化区段采用内燃应急牵引自救援及应急列车供电等。

“复兴号动车组开进西藏,实现了对31个省(区、市)的全覆盖,翻开了西藏和高原铁路建设发展新篇章。”国铁集团负责人说,自2006年青藏高原首条铁路建成通车,如今延伸在世界屋脊的铁路已经覆盖西藏7市地中的5个。

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