探訪世界最險「天路」 如何「科學」穿越川藏鐵路

原標題:探訪世界最險「天路」 如何「科學」穿越川藏鐵路

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，幾年之後，再要欣賞川藏線的美景，就多了一種更加安全的方式——鐵路。現在，川藏鐵路已經開工建設，這條被稱為「世界最難建的鐵路」究竟要挑戰哪些重大難題呢？

川藏鐵路，是繼青藏鐵路之後又一條進藏「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」規劃並開工建設。然而，因其面臨「顯著的地形高差」、「強烈的板塊活動」、「頻發的山地災害」和「脆弱的生態環境」四大極具挑戰性的難題，川藏鐵路也被稱為「最難建的鐵路」。

中鐵二院高級工程師 川藏鐵路地質專業負責人 王棟：比如說我們這個從雅安到康定是我們川藏鐵路起點段的爬坡段，那麼它短短的將近200公里，那麼也基本上囊括了80%以上的鐵路遇到的一些工程地質問題，崩滑災害都非常發育。短短的200公里，我們將近做了一萬公里左右的一個方案的比選，就反覆的對這個區域的線路進行重新的調整規劃，所以說做了將近50遍的工作。

按照初步的線路方案，川藏鐵路要穿越橫斷山區及西藏東南部高原、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。雖然川藏鐵路的「兩頭」，即成都至雅安段，拉薩至林芝段分別於2014年底都已經開工建設，但是施工難度最大的雅安至林芝段，至今仍處於前期研究階段，尚未全面開工。

中鐵二院高級工程師 川藏鐵路地質專業負責人 王棟：以往鐵路我們說盡量是把這些不良的地質山地災害都已經規避掉，那麼在川藏鐵路選址的時候，我們沒有辦法把這些不良地質巨型的山地災害全部規避，那麼就是以減災選線為主，避免這個這些巨型的災害對我們鐵路的這個安全的影響，可以說這條川藏鐵路的建設是以往這些工程當中應該說是地質條件最複雜或者是對這個全線選址最為最為嚴格的這樣一條線路。

古滑坡體暗藏危機 川藏鐵路選線難

除了新發的滑坡和泥石流，一些形成已久的滑坡體也是川藏鐵路建設中面臨的挑戰。六年來，中科院成都山地所的科研團隊和中鐵二院一起聯合攻關，為這條史上山地災害風險最大的天路「把脈問診」，讓線路選址和建設方案逐漸清晰明確。

位於理塘高原的毛婭壩盆地，海拔是4100米，這樣一個大型滑坡體是整個川藏鐵路建設過程當中所遇到的海拔最高的大型滑坡體，從海拔5000米的高度慢慢地延伸下來達到近4公里的範圍。

中科院成都山地所副研究員 楊宗佶：毛婭壩滑坡的堆積體它整個的坡度已經很低了，滑坡因為高速遠程運動，那麼它的能量已經基本釋放了，通過詳細的地表調查，我們沒有發現任何的變形跡象，現在初步判定毛婭壩滑坡堆積體目前是基本穩定的，就是說川藏鐵路是可以從這個滑坡體上穿越的。

上萬年前發生的古滑坡並不意味著一成不變，這其中也蘊藏危機。相對於基本穩定的毛婭壩古滑坡體而言，川藏鐵路所要穿越的旺北村古滑坡，情況則要複雜很多。這個位於西藏昌都境內像普通山坡一樣的堆積體就是旺北村古滑坡體，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、地質雷達、3D掃描等現場勘察手段外，科研團隊還通過室內實驗和數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，並提供了針對性的建議方案。

泥石流頻發 川藏鐵路「科學」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區域。如果大規模泥石流爆發時，如何能確保川藏鐵路的正常運行呢？

川藏鐵路瀘定到康定段需要穿越的日地溝，歷史上共發生過四次較大規模的泥石流，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」捲走，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域，可謂是「危機四伏」。

中科院成都山地所研究員 游勇：從避災的角度，當然是隧道穿越，但是隧道一定要出氣，經過一定的距離以後一定要出去。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麼樣？它的衝擊力有多大？對我的橋墩是否有影響？橋墩用什麼方式穿越？那麼這就是我們通過這個工作要解決這個問題。

根據最初的線路方案，日地溝鐵路橋的凈空高度為18米，橋樑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，根據鐵路橋樑設計標準，橋下凈空不應小於20米。由於避免泥石流的強大衝擊力和危岩崩塌的高風險，建議修建拱橋一孔跨過，並採用防護棚洞、柔性防護網、邊坡支護等組合的新型防護方案。

相對於四川而言，川藏鐵路西藏境內沿線泥石流災害分佈更加集中，活動也更加頻繁，爆發規模也更大。西藏境內有大中型泥石流溝谷340多條，除了豪雨型泥石流外，還孕育了很多搬運力和破壞力更強的冰水型泥石流，古鄉溝冰水泥石流就是川藏鐵路八宿到林芝段選線的關鍵節點。1953年，古鄉溝曾暴發特大型泥石流，兩億方泥石流物質從溝內搬運到溝口，並堵塞形成堰塞湖，對當地造成了巨大的損失。

中科院成都山地所研究員 游勇：1953年暴發泥石流以後，在60年代70年代乃至80年代，整個泥石流活動非常頻繁，最多的時候一年泥石流的暴發次數可以達到70多次。考慮到整個鐵路的一些安全性和今後運行期間的安全保障，目前我們是初步推薦從溝口的溝底用隧道的方式穿越，那麼下一步可能中鐵二院還結合他們從選線的一些要求、地形高差的要求，包括橋樑隧道的一些要求，會對這個方案進行進一步的優化。