淺談川藏鐵路建設(shè)的難點(diǎn)與對策

王立平

摘 要：川藏鐵路是國家十三五重大建設(shè)項(xiàng)目計劃中的重中之重，是國家規(guī)劃的五大進(jìn)藏路線之一，其作為雪域高原的第二條“天路”，是世界鐵路建設(shè)史上地形地質(zhì)條件最為復(fù)雜的工程，顯著的地形高差，強(qiáng)烈的板塊活動、頻發(fā)的山地災(zāi)害、敏感的生態(tài)環(huán)境等都成為川藏鐵路建設(shè)的重重阻礙。本文通過對川藏鐵路建設(shè)背景意義及環(huán)境條件的梳理，總結(jié)了其在此復(fù)雜的環(huán)境下建設(shè)的難點(diǎn)與問題，并針對這些問題的應(yīng)對策略進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：川藏鐵路;地質(zhì)災(zāi)害;對策

0 引言

自古以來，西藏的交通問題就是制約西藏發(fā)展的一個重大問題。早在新民主主義時期，孫中山就在其撰寫的《實(shí)業(yè)計劃書》中提到要修建川藏鐵路，并劃出了拉薩至成都鐵路的大致走向和范圍，甚至把建設(shè)川藏鐵路納入了建國方略，且在新中國成立之初經(jīng)濟(jì)異常困難的情況下，中央也擠出大量人力物力修建川藏公路，為18軍進(jìn)軍西藏駐守邊防提供不可或缺的后勤保障。[1]現(xiàn)如今習(xí)近平總書記在其主持召開的中央財經(jīng)委員會第三次會議上，也決定全面啟動川藏鐵路的建設(shè)，并提出建設(shè)川藏鐵路是貫徹落實(shí)新時代黨的治藏方略的一項(xiàng)重大舉措，對維護(hù)國家統(tǒng)一、促進(jìn)民族團(tuán)結(jié)、鞏固邊疆穩(wěn)定以及推動西部地區(qū)特別是川藏兩省區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展具有十分重要的意義，進(jìn)一步明確了川藏鐵路建設(shè)的重要性和必要性。然而由于川藏鐵路沿線地形地質(zhì)氣候條件復(fù)雜和生態(tài)環(huán)境脆弱，建設(shè)工程需要面對崇山峻嶺、地形高差、地震頻發(fā)、季節(jié)凍土、山地災(zāi)害、高原缺氧以及生態(tài)環(huán)保等難題，這對于川藏鐵路的建設(shè)運(yùn)營無疑造成了極大阻礙，而如何理清建設(shè)難點(diǎn)并采取措施有效應(yīng)對是急需解決的問題。目前關(guān)于川藏鐵路建設(shè)有不少學(xué)者都進(jìn)行了相關(guān)的研究，但大多集中于專業(yè)技術(shù)層面的研究改進(jìn)與探討，少部分從川藏鐵路建設(shè)環(huán)境去對建設(shè)過程中存在的現(xiàn)實(shí)問題進(jìn)行梳理分析，因此本文希望進(jìn)行川藏鐵路建設(shè)難點(diǎn)的全面分析并針對這些難點(diǎn)的應(yīng)對策略進(jìn)行探討并提出建議。

1 川藏鐵路建設(shè)的意義

川藏鐵路是中國境內(nèi)一條連接四川省與西藏自治區(qū)的快速鐵路，呈東西走向，東起四川省成都市、西至西藏自治區(qū)拉薩市，是中國國內(nèi)第二條進(jìn)藏鐵路，也是中國西南地區(qū)的干線鐵路之一。規(guī)劃和建設(shè)川藏鐵路對國家長治久安和西藏經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展具有高度的現(xiàn)實(shí)意義和戰(zhàn)略意義。

1.1 現(xiàn)實(shí)意義

從歷史上來看，山南是西藏古老文明的主要發(fā)源地，大量傳統(tǒng)的寺廟遺址和古跡遍布這個區(qū)域。而此次川藏鐵路再次選擇山南這條線，從雅魯藏布江南岸布局線路走向，而不是北面較遠(yuǎn)的公路線布局，這在一定程度上對推動沿線古老文明的發(fā)展有著巨大的現(xiàn)實(shí)意義。而從今天來衡量，拉薩至林芝一帶也是西藏人口最多的區(qū)域，更加加強(qiáng)了古文明的推動作用。從經(jīng)濟(jì)上來看，川藏鐵路的另一頭是四川，中國西部的經(jīng)濟(jì)龍頭，是我國西部地區(qū)物流、人流、經(jīng)濟(jì)流、技術(shù)流、資金流的匯集與疏散樞紐，其經(jīng)濟(jì)帶動作用，遠(yuǎn)不是青藏鐵路另一頭青海所能夠比擬的。而川藏鐵路拉薩至林芝段，將與未來建設(shè)的滇藏鐵路共線，四川和云南帶來的人流與經(jīng)濟(jì)流，將形成匯聚效果，無疑將會給西藏經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來巨大變化。另外，修建川藏鐵路，也是開發(fā)沿線旅游資源，促進(jìn)香格里拉生態(tài)旅游區(qū)發(fā)展的需要。香格里拉生態(tài)旅游區(qū)涵蓋川西南、滇西北、藏東南9個地（市）州的82個縣（區(qū)），其中的優(yōu)先開發(fā)核心區(qū)四川甘孜州和西藏昌都地區(qū)，均位于川藏鐵路沿線，旅游資源獨(dú)具特色。因此，川藏鐵路一旦建成所帶來的經(jīng)濟(jì)利益是巨大的。從技術(shù)上來看，川藏鐵路將會讓坐著動車去薩拉成為可能。雖然時速300公里的高鐵，以西藏脆弱的生態(tài)、稀少的人口、落后的經(jīng)濟(jì)來看，這基本不可能成為一個選項(xiàng)，也不可能是最好的選擇。但是，川藏鐵路已經(jīng)足夠讓我們實(shí)現(xiàn)坐著動車去拉薩，并且使成都至拉薩由現(xiàn)在行駛公路花費(fèi)約3天的時間縮短到13小時左右。

1.2 戰(zhàn)略意義

川藏鐵路是繼青藏鐵路之后，涉及鐵路建設(shè)和運(yùn)維全領(lǐng)域、全生命周期系統(tǒng)性難題于一體的國家重大“超級工程”，這一國家重點(diǎn)工程對于中國具有重大的戰(zhàn)略意義。從經(jīng)濟(jì)發(fā)展看，鐵路與高速公路相比，運(yùn)價僅為后者的三分之一，能耗僅為五分之一。鐵路建設(shè)占地不到高速公路的三分之一，造價不到高速公路的2倍，運(yùn)力卻是高速公路的5倍。從運(yùn)輸效率來講，鐵路有著比高速公路更強(qiáng)的運(yùn)輸效率，而即將全線開工建設(shè)的川藏鐵路，一旦建成投運(yùn)，將使川藏之間的交通條件實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍，從而大幅提高客運(yùn)量和貨運(yùn)量，這對帶動沿線欠發(fā)達(dá)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有十分重大的戰(zhàn)略意義。從國防安全看，川藏鐵路的建設(shè)是我們國家國防安全的重要保障。歷史和現(xiàn)實(shí)一再證明，改善連接四川與西藏的交通條件，具有重大的國防軍事意義。這體現(xiàn)在四個方面，一是國防依托。西藏綿長的邊防線是我國目前唯一未定國界，邊防任務(wù)繁重，如何克服交通困難提供后勤保障是個難點(diǎn)。新中國成立之初，毛澤東就認(rèn)為解放西藏主要是修路問題。1951年18軍先遣部隊在空投支援下進(jìn)入拉薩后，因公路未通在三年內(nèi)都處于半饑半飽狀態(tài)。1954年川藏、青藏兩條公路先后建成通車后，入藏部隊和機(jī)關(guān)才有了基本的供應(yīng)保障。二是戰(zhàn)爭需要。1962年中印邊界局部戰(zhàn)爭的前提條件就是克服交通困難提供后勤保障。當(dāng)時的三條進(jìn)藏公路，一年的全部運(yùn)輸能力也不過10萬噸，而在中印邊界則基本沒有公路。毛澤東在戰(zhàn)前分析印度挑釁的重要原因之一，就是認(rèn)為我國沒有向邊界大量運(yùn)兵運(yùn)物的能力。后來在川南藏區(qū)動員了廣大民工建成了一條運(yùn)輸渠道運(yùn)送物資趕往前線，這樣才成功堅持了一個多月的自衛(wèi)反擊戰(zhàn)。三是現(xiàn)實(shí)因素。由于西藏地區(qū)嚴(yán)酷的自然條件，藏區(qū)士兵身體維護(hù)需要的資源費(fèi)用往往比一般地區(qū)的要多，因此便利的交通條件和強(qiáng)大的運(yùn)輸能力必然成為高原養(yǎng)兵的前提條件，而川藏鐵路建成后交通時間和效率都得到了很大的提升，所以復(fù)雜的環(huán)境現(xiàn)實(shí)導(dǎo)致了對交通需求的必然選擇。[2]四是民主團(tuán)結(jié)的橋梁紐帶。正如習(xí)總書記所說的那樣，川藏鐵路的建設(shè)是我國促進(jìn)民族團(tuán)結(jié)，維護(hù)國家統(tǒng)一的需要，其不僅促進(jìn)了兩地各民族之間的溝通了解、民族文化的交流及藏區(qū)社會的轉(zhuǎn)型，還維持了民族地區(qū)的和諧穩(wěn)定。

2 川藏鐵路建設(shè)概況

2.1 建設(shè)線路概況

川藏鐵路全長1 838 km，正線長度1 551.4 km，運(yùn)營長度1 583 km。規(guī)劃中的川藏鐵路是沿川藏公路（南線）修建，在芒康或左貢銜接大格鐵路，建成后從成都到拉薩的列車縮短至十余個小時。它是“天路”即“進(jìn)藏路線”里五條鐵路之一，也屬于西藏鐵路網(wǎng)。

根據(jù)國家鐵路中長期規(guī)劃，川藏鐵路起于四川成都，出朝陽湖后將繼續(xù)向西，經(jīng)蒲江、雅安、康定、理塘、巴塘、跨過金沙江進(jìn)入西藏左貢與滇藏鐵路（大格鐵路南段）接（二）軌，經(jīng)過八宿、然烏、波密、林芝、米林、朗縣、貢嘎等地延伸到達(dá)西藏首府拉薩，形成一條川渝地區(qū)連接川西北旅游圈和西藏地區(qū)，乃至中國西南地區(qū)一條東西向重要通道。它包括三大路段：成雅鐵路（成都-雅安）、雅林鐵路（雅安-林芝）、拉林鐵路（拉薩-林芝）。其中成都至雅安段已于2018年底建成投運(yùn)。拉薩至林芝段預(yù)計2021年底建成投運(yùn)。工程最艱巨的雅安至林芝段將于今年開工建設(shè)，計劃于2030年建成通車。

2.2 建設(shè)地質(zhì)概況

川藏鐵路雅安至林芝段位于青藏高原東南部，沿線山高谷深，人跡罕至，線路穿越橫斷山、念青唐古拉山等山脈，跨越大渡河、雅礱江、金沙江、瀾滄江、怒江、雅魯藏布江等河流，受青藏高原地貌隆升的影響，總體地勢西高東低。且線路還穿越了四川盆地、川西高山峽谷區(qū)、川西高山原區(qū)、藏東南橫斷山高山峽谷區(qū)、藏南谷地區(qū)等五個地貌單元（圖2）。

途經(jīng)地區(qū)板塊運(yùn)動強(qiáng)烈有深大的斷裂層，其中就有龍門山斷裂、瀾滄江斷裂、怒江斷裂3條一級構(gòu)造邊界斷裂以及甘孜-理塘斷裂、金沙江斷裂、雅魯藏布江斷裂3條二級構(gòu)造邊界斷裂。斷裂區(qū)內(nèi)地震活動頻繁而強(qiáng)烈、屬于高烈度地震多發(fā)區(qū)，地震動峰值加速度0.15 g～0.4 g。另外，沿線地層巖性十分復(fù)雜，地層時代從震旦系至新生界均有分布，主要地層有沉積巖、變質(zhì)巖、侵入巖及可溶巖等。顯著的地形高差、強(qiáng)烈的板塊運(yùn)動和極端的氣候地質(zhì)條件等內(nèi)外力因素的共同作用下導(dǎo)致了川藏沿線敏感的生態(tài)環(huán)境，從而使得多年凍土、高寒缺氧、崩場、錯落、滑坡、地?zé)?、巖爆等地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重，進(jìn)一步加大了川藏線建設(shè)的難度。

3 川藏鐵路建設(shè)難點(diǎn)

中鐵二院負(fù)責(zé)人說：“整條川藏鐵路的設(shè)計，是我迄今遇到過的最困難的項(xiàng)目?！痹擁?xiàng)目難就難在其地貌復(fù)雜以及地質(zhì)狀況不良導(dǎo)致的巖土工程問題。巖土工程主要有填方、邊坡、復(fù)合地基、樁基礎(chǔ)、地災(zāi)整治、基坑、隧道等工程，而以上巖土工程多少都受到川藏線地質(zhì)條件拙劣的影響。

3.1 高陡邊坡的長期穩(wěn)定性難以評價和控制

邊坡巖土體物理力學(xué)指標(biāo)變化是邊坡穩(wěn)定性計算理論及設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)，而川藏鐵路沿線地形地貌復(fù)雜以及地質(zhì)條件極端，內(nèi)外力共同作用的條件下，長時間的反復(fù)凍融和地震頻發(fā)導(dǎo)致高邊坡巖土體物理力學(xué)參數(shù)劣化機(jī)理不明確，指標(biāo)變化無法精確衡量，從而加大了維持和改善高陡邊坡長期穩(wěn)定性的難度。且川藏鐵路沿線高邊坡117處，其中橋隧高邊坡約108處，邊坡工程建設(shè)量大，如何形成基于時效性的高陡邊坡穩(wěn)定性評價標(biāo)準(zhǔn)及控制技術(shù)是目前的一大技術(shù)難題。

3.2 復(fù)雜環(huán)境下的路基變形

川藏鐵路沿線活動斷裂發(fā)育、新構(gòu)造運(yùn)動強(qiáng)烈、巖漿侵入體分布廣泛、存在大量構(gòu)造應(yīng)力高度集中的地理環(huán)境。這可能使隧道遭遇高地應(yīng)力工程環(huán)境，硬脆圍巖可能發(fā)生巖爆，軟質(zhì)圍巖可能發(fā)生大變形，即使是構(gòu)造強(qiáng)烈的區(qū)域，硬質(zhì)巖破碎帶也可能發(fā)生大變形。在此種復(fù)雜的環(huán)境下，沿線位于復(fù)雜堆積體的戰(zhàn)場路基如坐落于泥石流沖積扇上的康定站、坐落于古滑坡群上的巴塘站和坐落于洪積物上的則巴站等如何協(xié)調(diào)橫向變形和豎向沉降的關(guān)系以及位于活動斷裂帶的康定站或其他戰(zhàn)基如何建設(shè)與設(shè)計路基結(jié)構(gòu)以維持穩(wěn)定是建設(shè)中需要解決的問題。

3.3 高勢能不良地質(zhì)體成災(zāi)機(jī)理不明

川藏鐵路沿線不良地質(zhì)體164處，主要為滑坡、巖堆、危巖落石、泥石流及扇形堆積體、冰磧物、斜坡不穩(wěn)定體、錯落體、淺表溜塌、巖屑坡等。其中高勢能不良地質(zhì)體包括高位崩滑體、遠(yuǎn)程溝谷鏈?zhǔn)綖?zāi)害和巨厚不良地質(zhì)體。對于川藏鐵路高勢能不良地質(zhì)成災(zāi)機(jī)理的研究及整治設(shè)計有助于川藏鐵路建設(shè)的安全防控與應(yīng)對。因此如何形成高原惡劣環(huán)境下重大不良地質(zhì)體防治體系與組合結(jié)構(gòu)設(shè)計方法是川藏鐵路建設(shè)的技術(shù)難題，而目前對于多維多場多過程研究復(fù)雜重大不良地質(zhì)體的發(fā)災(zāi)機(jī)理及其對鐵路工程影響的資料較少。

3.4 其他難點(diǎn)

另外，除了以上重大建設(shè)難點(diǎn)外，由于沿線地形內(nèi)外長期作用下大變形導(dǎo)致圍巖物理力學(xué)參數(shù)變化機(jī)制不明確，基于此長期效應(yīng)的大變形評價標(biāo)準(zhǔn)及支護(hù)技術(shù)如何調(diào)整？如何準(zhǔn)確有效預(yù)測巖爆的手段？在現(xiàn)有預(yù)測基礎(chǔ)上，防護(hù)措施如何安全、經(jīng)濟(jì)、合理？以及高海拔地區(qū)鐵路隧道防寒抗凍措施與非高海拔地區(qū)是否應(yīng)有差異等問題都是建設(shè)川藏鐵路過程中會面臨的難點(diǎn)問題。

4 難點(diǎn)應(yīng)對策略

以上川藏鐵路建設(shè)中的難點(diǎn)問題，相關(guān)人員主要可以從優(yōu)化技術(shù)和加強(qiáng)管理兩個方面采取措施應(yīng)對。一是從技術(shù)層面對建設(shè)過程中的各難點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計，不斷改進(jìn)技術(shù)為川藏鐵路的建設(shè)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。針對高陡邊坡穩(wěn)定性難以精確衡量和評價的問題，可以通過對高陡邊坡進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控測試，動態(tài)掌握邊坡穩(wěn)定性演化規(guī)律，建立強(qiáng)震、凍融等多因素影響下的綜合評價方法，最終形成在劇烈內(nèi)外動力作用下高陡邊坡穩(wěn)定性的動態(tài)演化與新型支擋技術(shù)。針對復(fù)雜環(huán)境下的變形，可以從川藏鐵路隧道活動斷裂帶的影響機(jī)理和板塊活躍區(qū)極高地應(yīng)力釋能對隧道結(jié)構(gòu)的影響機(jī)理進(jìn)行研究，揭示板塊活動區(qū)活動斷層粘滑與長期蠕滑下的路基變形時空響應(yīng)規(guī)律，并針對性的建立長壽命路基抗變形新結(jié)構(gòu)設(shè)計理論與方法以及板塊活躍區(qū)極高地應(yīng)力隧道釋能防控理論與關(guān)鍵技術(shù)，最終提出適于活動斷裂帶路基新型應(yīng)急搶修材料及快速修復(fù)裝備的技術(shù)策略。針對不良地質(zhì)的成災(zāi)機(jī)理研究設(shè)計，可以從多維多場多過程探索重大滑坡的致災(zāi)機(jī)理與鐵路工程的互作用關(guān)系，并通過對現(xiàn)實(shí)中發(fā)生的案例進(jìn)行總結(jié)分析找出形成重大滑坡的防治結(jié)構(gòu)體系組合設(shè)計方法。而針對高海拔地區(qū)鐵路隧道防寒抗凍的難點(diǎn)，相關(guān)人員可以通過對非高海拔地區(qū)隧道防寒抗凍的技術(shù)材料或方法進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)，看看不同的保溫技術(shù)、材料和方式下隧道的保溫效果，以此對高海拔地區(qū)的防寒抗凍技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，建立起川藏鐵路高寒隧道抗防凍設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)。

二是在管理層面，需要建立起基于川藏鐵路的全生命周期系統(tǒng)化隧道工程管理模式，動態(tài)掌握工程勘察與設(shè)計、特殊不良地質(zhì)、施工組織和建設(shè)過程中遇到的問題，才能及時的針對上面的難點(diǎn)進(jìn)行應(yīng)對方法的設(shè)計與調(diào)整。[3]另外，對川藏鐵路復(fù)雜環(huán)境引起的地質(zhì)災(zāi)害的防控管理也應(yīng)重視。通過成立地質(zhì)災(zāi)害隱患排查整治領(lǐng)導(dǎo)小組和技術(shù)工作小組，加大排查和整治力度，對可能存在地質(zhì)災(zāi)害隱患的地方，如取棄土場、深基坑、高陡危邊坡等進(jìn)行實(shí)時排查，看其設(shè)計措施是否合理妥當(dāng)，執(zhí)行或施工是否到位，并對排查出的安全隱患建立臺賬，按輕重急緩有序閉環(huán)處理。

5 結(jié)束語

川藏鐵路的建設(shè)是西部大開發(fā)的重點(diǎn)內(nèi)容，其成功建成投運(yùn)不僅改善了川藏地區(qū)的交通基礎(chǔ)設(shè)施和物流效率，促進(jìn)了沿線地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，還拉近了西藏與內(nèi)地的空間發(fā)展距離，是繼青藏鐵路后的又一條通往內(nèi)地的大動脈，無論是對維護(hù)國家統(tǒng)一還是鞏固邊疆安全都有很大的意義。正是因?yàn)榇ú罔F路之于國家戰(zhàn)略的重要性和必要性，促使我們不得不對其建設(shè)工程引起重視。本文深入研究川藏鐵路建設(shè)路線和地質(zhì)狀況發(fā)現(xiàn)沿線顯著的地形高差，強(qiáng)烈的板塊活動、頻發(fā)的山地災(zāi)害、敏感的生態(tài)環(huán)境造成了許多巖土工程困難，如邊坡工程穩(wěn)定性、地基變形、高寒地區(qū)隧道防凍以及巖爆等難點(diǎn)，針對這些難點(diǎn)從大的方向進(jìn)行探討思考，提出了從技術(shù)和管理兩方面入手進(jìn)行宏觀的調(diào)整把控，而關(guān)于具體解決的方案還需建設(shè)工程專業(yè)的技術(shù)型人員進(jìn)行詳盡的研究與設(shè)計。

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