从拓荒西部到引领世界(图)
已阅读:3443次    发布时间:2014-11-26 08:29:10          

从拓荒西部到引领世界

——写在兰新高铁新疆段通车之际

2014年最热的话题是“高铁”;2014年最火的概念是“一带一路”。即将开通运营的兰新高铁集二者为一身,吸引了无数关注的目光,其首次列车的预售车票在一个小时内即告售罄。

世界第一条修建在高原地区的高速铁路,世界第一条通过大风地区的高速铁路,世界第一条穿越沙漠、戈壁地区的高速铁路,世界一次性建成最长的高速铁路……一项项项令人瞩目的“世界第一”,尤其是连续攻克严寒、戈壁、大风、高原、山岭等诸多工程难题,让兰新高铁无可争议地跻身世界高铁领域的“领军者”行列。

而为它奠定这一突出地位的,是一家中国乃至世界勘察设计咨询行业的领军企业:中铁第一勘察设计院集团。

随着“一带一路”概念的日益深入,兰新高铁这条“高速丝绸之路”已经为越来越多的人所知晓。但很少有人知道,兰新高铁同时还拥有着世界最长和最高的高原高铁隧道、世界上最大规模的高铁防风工程,以及世界唯一的防风明洞工程;它还是中国西北地区建成通车的第一条高速铁路,并且同时拥有中国海拔最低和海拔最高的高速铁路两项桂冠。

更少为人知的是,这样一条长达1776公里的骨干高铁,竟然由铁一院一家企业独自设计完成。这不但在竞争激烈的国内市场从无先例,就是在全球范围也绝无仅有。而这,不过是铁一院创造的众多“世界纪录”之一。

仅仅7个月时间,铁一院便创造了从开始全线勘测到正式交付施工这一看似不可能完成的“奇迹”;从全面开工到交付运营,兰新高铁也只是走过了短短5年。在充满勃勃生机的中国西部,以铁一院为代表的高铁建设者,生动地诠释了“大国崛起”的强劲内生动力。

拓荒西部:钢铁丝绸之路的缔造者

作为新中国成立的第一批大型综合铁路勘察设计单位,铁一院建院60余年来先后设计建成了3万多公里铁路。正是在铁一院的手中,我国西北铁路实现了从无到有、从线到网的跨越,形成了纵横交错两万余公里的颇具规模的西北路网。铁一院设计的钢铁动脉穿越千山万水、大漠戈壁,不仅把辽阔的西北大地紧紧地联系在一起,还彻底打通了与西南、华北间的大通道,为西北地区经济社会的发展插上了腾飞的翅膀。

诞生于铁一院手中的兰新铁路是新中国的第一条西部大干线,它一举贯通了东起中国连云港,西至荷兰鹿特丹,全长10800公里的第二座亚欧大陆桥,使新疆由封闭的内陆地区一跃成为中国对外开放的桥头堡。既有兰新铁路也由此被誉为新时代的“钢铁丝绸之路”。

铁一院设计的包兰铁路是世界上第一条穿越流动沙丘的长大干线,其选线设计和全套防沙、治沙技术被联合国列为沙漠筑路的典范,并为铁一院赢得了第一个国家科学技术进步特等奖;他们设计的青藏铁路解决了“冻土、严寒、生态”三大世界性工程难题,取得重大理论和技术突破,获得了包括“国家科技进步特等奖”在内的几乎所有工程类大奖和24项国家专利,当选“FIDIC全球百年工程”,成为世界公认的百年来人类最伟大工程之一。

中国的第一条电气化铁路、第一条沙漠铁路、第一条高原铁路……建院60余年来,数以百计的“国内第一”和“世界之最”,为铁一院牢牢树立了行业领先地位,也为铁一院在进入“高铁时代”后的“一鸣惊人”奠定了雄厚的技术和人才基础。

引领行业:多项高铁技术的开创者

1949年,新中国天水以西的广袤大地上没有一寸铁轨。而在最近的短短几年里,中国西部迅速拥有了包括已建成通车的郑西、西宝、大西客运专线,即将通车运营的兰新第二双线和正在建设的西安至成都、宝鸡至兰州、西安至银川客运专线等一大批总长达3500公里的高速铁路!

完成这一“壮举”的,还是铁一院。

凭借以往60年来在西部铁路建设中积累的强大技术优势,紧盯国际高速铁路发展的最新科技,铁一院有效实现了“王牌技术”与“最新科技”的高度融合,在高铁领域形成了一系列具有自主知识产权的“拳头产品”。

从中国的第一条客运专线、第一条城际铁路,到中国西部正在迅速扩展的高速铁路网络,铁一院系统掌握了在湿陷性黄土地区以及严寒、高山、戈壁、荒漠、大风地区的高速铁路修建自有成套技术,成为中国高铁设计领域的领跑者之一。

在中国西部修建高铁,首先要解决黄土问题。结合以往成功经验和郑西高铁的设计,铁一院开展了一系列重点课题研究,全面掌握了湿陷性黄土地基的基础工程措施和理论机理,并对沿线分布的湿陷性黄土进行详细的工程地质分区;在勘测设计各阶段,又有针对性地开展了十余项专题研究,采取相应措施,有效地解决了湿陷性黄土对路基沉降的影响。同时,在设计中广泛采用了路基桩网技术和国内首创的咽喉区路基桩板技术、桥梁减震隔振首创的抗震榫结构、黄土隧道综合修建技术等多项崭新的设计方法和工程措施,满足了无砟轨道苛刻的沉降要求,有效解决了这一世界性的工程难题。这是世界上第一条在湿陷性黄土地区修建的高速铁路,铁一院也凭借着具有世界领先水平的成套设计建设专利技术,获得了国家科技进步二等奖。

铁一院设计的哈尔滨至大连客运专线则是世界上首条穿越高寒地区的高速铁路。针对哈大高铁沿线最低气温达到零下40度的极端情况和沿线分布有季节性冻土及大量松软土地基的特点,铁一院组织开展了寒区无砟轨道、路基防冻胀、接触网防(融)冰、桥梁新型结构等多项技术研究。他们主持设计采用的CRTSⅠ型板式轨道系统和换填、保温处理、隔排水等综合措施,有效满足了无砟轨道的铺设要求;他们开发的“融冰自动控制系统”和道岔融雪装置,能够自动进行预融冰作业,确保了高速列车的安全运营。2012年,在哈大高铁建成通车之后仅仅两个月,它就以第三名的骄人成绩,成功入选中国科学院和中国工程院两院院士联合评选出的“中国十大科技进展新闻”,成为当年举足轻重的科技成果之一。

铁一院设计的西安至成都客运专线是穿越秦岭的第一条高速铁路,也是我国最复杂的山区高速铁路,其翻越秦岭地段持续足坡长度达44公里,创造了又一项世界纪录;越岭地段隧道总长度逾94%,其中超过10公里的特长隧道就有7座,是我国高速铁路建设中从未遇到的难题。为此,铁一院组织开展了一系列综合技术研究,以及“长大持续足坡再生制动对牵引供电系统影响”、“特长隧道及密集隧道群空气动力学”、“桥梁高墩结构形式及刚度控制”、“山区客运专线隧道群防灾救援模式及疏散方案研究”等十余项专题研究,填补了我国山区高速铁路建设的多项空白,树起了中国高铁技术的又一座丰碑。中国知识产权局局长对此曾自豪地指出,“把高铁修在大山里,只有中国的高铁技术才能办到!”

三大难题:高速丝绸之路的奠基者

作为“一带一路”战略的核心组成部分,被称为“高速丝绸之路”的兰新高铁具有显著的西部特征,建设中面临着“严寒、戈壁、大风”三大主要技术难题。

首先是必须解决严寒带来的技术难题。兰新高铁需连续穿越大坂山、祁连山,其沿线最低月平均气温为-13.1℃,极端最低气温达到-34.5℃,铁路尤其是隧道建成后冻害的问题将十分突出;另一方面,兰新高铁大部分穿行于戈壁荒漠地区,必须要完美解决戈壁地区路基沉降控制、边坡防护、轨道结构、综合接地、道岔防沙等一系列技术难题;更大的挑战是,兰新高铁要经过甘肃境内的安西风区和新疆境内的烟墩风区、百里风区、三十里风区、达坂城风区等我国几个最主要的大风区,总长度达579公里。尤其是百里风区和三十里风区,其最大风速达60米/每秒,局部地段每年有200天风力在8级以上,是全球风力最为强劲的内陆地区之一。大风曾多次造成既有的兰新、南疆铁路翻车、停轮,给铁路运输和社会发展带来了巨大损失。而兰新高铁的速度目标值高、车体轻,大风对铁路运营的威胁要远甚于既有铁路。

为攻克这一系列技术难题,铁一院吸取在青藏铁路、包兰铁路等西部长大干线中积累的成功经验,集中精锐力量,重点开展了“大风、戈壁、严寒地区高标准铁路关键技术及配套技术”等10个专项课题的研究,大胆创新和突破,提出了在戈壁地区的选线指导原则和各种地基的设计原则、技术参数、措施类型,并在戈壁和荒漠地带的沙害严重区域设置了立体、综合的工程防沙措施。

尤其值得一提的是,铁一院采用“监、防、抗、避、限”五大技术措施,确保列车安全高速地穿越大风区,实现了“不停轮、少限速、少养护、保安全”的建设目标。

监:兰新高铁建立了一整套可靠的动态大风实时监控预警系统,担负大风信息的综合采集处理,按照不同安全等级实时传输至运营指挥调度中心,进行分析处理并下达行车管制、救援、维护管理指令,切实保障行车安全和线路通畅。

防:兰新高铁在沿线主要风区设置了立体、综合的路基防风结构体系和槽形梁、封闭挡风屏结构等桥梁防风形式,针对全线风速最大、风期较长的三十里风区、百里风区,设计采用防风明洞通过,最大限度地减少了大风的影响。

抗:为保障高速列车的安全、快速、正常运营,铁一院大幅度提高了线路、列车以及电力接触网等相关设备的抗大风标准,在最大程度确保安全的同时,最大限度地减少了限速。

避:在线路走向的选择上,铁一院另辟蹊径,以绕避的方式,尽量避开迎风面,有效地将大风尤其是横向风的不利影响降低到最低。

限:在大风最为肆虐的季节,兰新高铁将严格执行限速通过,预计每年因大风限速的时间将从既有兰新铁路的60天大幅度缩减至10天以内。

铁一院兰新高铁总设计师王正邦表示,通过一系列卓有成效的措施,大风吹翻火车的历史在兰新高铁不能也不会重演。

兰新高铁的建设,不但打破了我国乃至世界高海拔地区建设高速铁路的瓶颈,在形成又一项特有高速铁路修建技术的同时,也填补了我国高速铁路防强风工程措施领域的空白。

一带一路: 国家战略的推动者

兰新高铁作为我国《中长期铁路网规划》和西部发展的重点工程,在甘肃、青海、新疆三省区间形成一条新的大能力快速通道。这一通道比目前该区域运行的特快列车时速还要提高一倍左右,届时从兰州乘火车至乌鲁木齐耗时将由现在的20多个小时一举缩短至8小时,三省区也将由此一举消除高速铁路的空白,联入全国高速铁路网,共享高铁时代发展的新机遇。

而作为一家具有悠久历史和辉煌业绩的国家级设计院,铁一院除兰新高铁外,还承担了西北地区几乎全部与“丝绸之路经济带”相关的铁路网交通规划;承担了西部各省区以及主要城市群的铁路网干、支线规划;承担了西安、兰州、乌鲁木齐、西宁、银川、太原等西部中心城市的轨道交通线网规划以及十余条地铁线路的总体设计和总包管理,为“丝绸之路经济带”架设起完善的“大交通”格局,为西部的腾飞和可持续发展增添了强劲的动力和雄厚的基础。

20139月习近平主席正式提出构建“丝绸之路经济带”设想,到2014114日中央财经领导小组第八次会议专题研究“丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”建设情况,再到近日数百亿美元规模的“丝路基金”筹建加速,“一带一路”这一国家战略正稳步走向深入。

习近平特别指出,要抓住关键的标志性工程,稳步推进“一带一路”的建设。正在北京召开的2014年度APEC会议,也把“加强全方位基础设施与互联互通建设”作为三大重点议题之一。伴随着当前世界舆论对“中国版马歇尔计划”的巨大热情,作为其核心内容的“一带一路”已经成为全球关注的焦点。

横穿整个中国西部、全长1776公里的兰新高铁作为其中的重要组成部分,必将随着这一战略的日益深入和中国经济的华丽转型,发挥出越来越重要的深远影响。

作为这条“高速丝绸之路”的缔造者,铁一院也必将在中国铁路乃至经济、社会的发展史上留下浓墨重彩的一笔。

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