世界最險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日報道，在很多旅行者眼中，國道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(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“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(shè)。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(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)負責(zé)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(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)害對鐵路安全的影響。可以說，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(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，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(guān)，為這條史上山地災(zāi)害風(fēng)險最大的天路“把脈問診”，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(fù)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(jié)合的方式，將這一仍然存在潛在風(fēng)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(jié)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(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(zāi)的角度，當(dāng)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(shè)置一個橋墩。不過，科研團隊勘察研究的結(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)計標準，橋下凈空不應(yīng)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(fēng)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(zāi)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(shè)帶來了巨大挑戰(zhàn)。
探訪亞洲最大山地災(zāi)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(zāi)害的現(xiàn)場救援，科研團隊都需要及時給出最為科學(xué)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(zāi)害模擬實驗。
這個位于中科院成都山地所的山地災(zāi)害模擬實驗室，包括泥石流動力學(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。這個亞洲最大的山地災(zāi)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(zāi)害的監(jiān)測預(yù)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(shè)破解山地災(zāi)害成關(guān)鍵》）(原標題：世界最險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)
本文來源：澎湃新聞網(wǎng)
