中国科学院成都山地灾害与环境研究所科研人员在西藏自治区八宿县白玛镇旺北村滑坡现场,利用地质雷达考察滑坡情况。 金立旺摄
川藏铁路示意图。资料图片
我国正在世界“第三极”建设第二条进入西藏的“天路”——川藏铁路,它将穿越地球上地质活动最剧烈的青藏高原东南部,被称为“世界最险铁路”。
自古以来,从四川入西藏,需翻高山、跨急流,一路艰辛且危险。尽管如此,人们前行的步伐并未停止,而修筑“天路”的壮举更是从新中国成立后就开始了。
公路方面,1950年,川藏公路开始动工建设,经过11万军民19年的艰苦修建,于1969年全面建成通车,从此结束了从川入藏只能靠人走畜驮的历史。
铁路方面,早在新中国成立初期,国家就开始着手勘测川藏铁路线路,上世纪90年代开始选线。
当年选择修建进藏铁路线路时,在青藏、川藏、甘藏三条线路中比选,川藏铁路因为修建难度太大、花费太高被暂时搁置了。如今,川藏铁路的建设提上日程,并被纳入国家“十三五”规划。
川藏铁路起于四川成都,经雅安、康定进入西藏境内,再经昌都、林芝、山南至拉萨,新建线路约1700公里,总投资约2500亿元。川藏铁路建成后,从西藏去往川渝及中东部发达地区的交通条件将极大改善,中国-南亚陆路经贸通道也将更加畅通。
“史诗级”铁路:80%以上为隧道和桥梁
被称为“史诗级”铁路的川藏铁路从四川盆地攀上“世界屋脊”,最高海拔4400米左右,线路经过的地形高差达3000米以上。
中铁二院高级工程师、川藏铁路总体设计副负责人夏烈说:“川藏铁路八起八伏,80%以上将以隧道和桥梁的方式建设,累计爬升高度达16000多米,相当于征服了两座珠穆朗玛峰的高度。川藏铁路沿线地质条件复杂,如同在险峻的高山峡谷中修建巨型过山车,是人类铁路建设史上难度最大的超级工程。”
据悉,川藏铁路实施分段建设,目前正两端推进。成都至雅安段已于2014年底动工建设、将于2018年6月实现双线通车,雅安至康定段的可行性研究工作已基本完成,拉萨至林芝段的铁路工程也在加紧施工。正在规划设计中的四川康定至西藏林芝段,是全线最长、施工难度最大的一段,预计这一段工程将于2019年动工,建设工期约7年。
据介绍,川藏铁路是我国西部铁路网的重要铁路干线,是西藏通往川渝及中东部发达地区的快速运输通道。川藏铁路设计时速为200公里,部分路段限速160公里。川藏铁路建成后,从成都到拉萨坐火车的时间将从48小时减少到约13个小时。
夏烈说,2016年5月,中铁二院、中科院成都山地灾害与环境研究所、西南交通大学等单位专家对川藏铁路修建关键技术进行联合科考。在途经西藏芒康县洛尼乡时,老乡们得知科考团是为川藏铁路的建设进行实地考察,纷纷从家里拿出洁白的哈达和香浓的酥油茶,献给每一位科考队员,期盼铁路早日通车。
频发的山地灾害:川藏铁路的“最强对手”
晶莹的冰川、险峻的高山、深邃的峡谷、茂密的森林、碧绿的草原、清澈的湖泊、湍急的河流……川藏铁路将连接众多美丽的风景,而美景背后却是危机四伏。
中科院成都山地灾害与环境研究所总工程师游勇介绍,川藏铁路横穿青藏高原东缘地形急变带,穿越21座4000米以上的雪山,包括折多山、高尔寺山、海子山、色季拉山等,横跨14条江河,如大渡河、雅砻江、金沙江、怒江、雅鲁藏布江、帕隆藏布江、尼洋河、澜沧江等,穿越龙门山地震带、甘孜炉霍地震带、雅鲁藏布江地震带,地震烈度大多在八度以上。
专家说,川藏铁路具有显著的地形高差、强烈的板块活动、频发的山地灾害和脆弱的生态环境四大环境特征。
在对修建川藏铁路将要面临的一些难题进行初步预估之后,科研人员判断,能否应对频发的山地灾害,是决定川藏铁路建设成功与否的关键因素之一。
这一论断得到了业界广泛的认同。2016年10月,“破解川藏铁路山地灾害难题——川藏铁路建设的挑战与对策”学术交流会召开。与会8位院士都认为,在如此复杂的地质环境条件下修建铁路,必将面临大量的科学和技术难题,其中应对山地灾害成为局部乃至全线的关键控制节点。
“这也是整个川藏铁路中雅安至林芝这一段一直未动工的原因。因为这一段面临的山地灾害问题最为严重,施工难度最大,至今仍处在预可研阶段。”中科院成都山地灾害与环境研究所副所长陈晓清说。
技术支撑:为川藏铁路建设保驾护航
中科院于2015年启动了“川藏铁路山地灾害分布规律、风险分析与防治试验示范”项目,通过与中铁二院等单位的联合攻关,探索川藏铁路沿线山地灾害的分布规律和活动特征,建设山地灾害数据库及信息平台。
“在给出治理对策之前,我们必须弄清川藏铁路沿线泥石流、滑坡等山地灾害的区域分布规律是什么,它们对铁路工程的影响有多大,如何科学划分铁路山地灾害的危险区、安全区。”游勇说,“此外,川藏铁路将穿越我们从未观测过的地方,那里究竟有没有泥石流,泥石流的危害有多大,还需要去调查研究。”
中科院成都山地灾害与环境研究所的科研人员首先借助遥感卫星获得铁路沿线崩塌、滑坡、泥石流等自然灾害的数据,然后通过查阅历史资料以及实地踏勘、现场采样、试验分析、数值模拟等方式进行更细致的研究和分析。
“遥感影像看不到坡体内部结构,还需要结合实地调查。”中科院成都山地灾害与环境研究所副研究员李秀珍说,“研究人员必须用一些爬坡的‘土方法’,爬到坡体上面,寻找一些以前灾害发生时留下的可用肉眼分辨的痕迹,根据这些痕迹来推算当时灾害的规模、流量、冲击速度、危害方式等信息。”
截至目前,科研人员已提交技术咨询报告10份并获采纳,为川藏铁路康定至林芝段规划选线工作提供了技术支撑。
据介绍,除川藏铁路外,我国还计划建设川藏高速公路,形成包括川藏公路、川藏铁路、川藏高速公路及输油管线、电力设施等重要线型基础设施的川藏交通廊道。山地灾害防治的科研成果,将服务于川藏交通廊道的建设。
专家说,川藏交通廊道的建设既可保证藏区的生活生产物资供应与商品贸易,又可促进沿线特色产业发展和特色产品的输出。川藏交通廊道既是物资和旅客的运输线,也是经济建设的发展线。作为西藏及沿线地区连接长三角、珠三角两大经济圈的便捷通道,川藏交通廊道可进一步加强西藏与中东部发达地区的联系,同时也为区域间经济互补、资源共享提供了重要的交通支撑,将极大地促进四川、西藏地区的对外开放,并促进中国-南亚陆路经贸通道的构建。