中科院成都山地所，有一群科研人員，勇于挑戰(zhàn)天險(xiǎn)，為川藏鐵路防災(zāi)選線，他們是——丈量“天路”的人

中科院成都山地所專家在考察現(xiàn)場(chǎng)。新華社記者金立旺攝

自古以來，從川入藏，須翻高山、跨急流，一路艱辛且危險(xiǎn)。盡管如此，人們鋪設(shè)“天路”的步伐卻從未停止。

1950年，川藏公路開始動(dòng)工建設(shè)。其后，經(jīng)過11萬軍民19年的艱苦修建，于1969年全面建成通車，從此結(jié)束了從川入藏只靠人走畜馱的歷史。

如今，為了讓這段險(xiǎn)途更加坦蕩，川藏鐵路的建設(shè)也提上日程，并納入國家“十三五”規(guī)劃。2014年底，川藏鐵路成康段和拉林段已開始動(dòng)工。目前，全線開工建設(shè)正在計(jì)劃當(dāng)中。

最難“天路”有多難

“八起八伏”，累計(jì)爬升高度超過14000米

川藏鐵路東起四川成都，西至西藏拉薩，全長近1700公里。它包括三段：成康鐵路（成都至康定，又分為成雅鐵路和雅康鐵路）、康林鐵路（康定—林芝）、拉林鐵路（拉薩—林芝）。川藏鐵路設(shè)計(jì)時(shí)速200公里（限制區(qū)段時(shí)速160公里），建成之后，從拉薩到成都僅需13個(gè)小時(shí)。

相比公路，鐵路的建設(shè)難度更為巨大。如何科學(xué)合理地規(guī)避和防范鐵路選線中的山地災(zāi)害，成為當(dāng)前需要攻克的難關(guān)。

中國科學(xué)院于2015年部署了科技服務(wù)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃項(xiàng)目“川藏鐵路山地災(zāi)害分布規(guī)律、風(fēng)險(xiǎn)分析與防治試驗(yàn)示范”，中國科學(xué)院成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所（以下簡(jiǎn)稱中科院成都山地所）的科研人員被委以重任。“我們希望借此進(jìn)一步發(fā)展山地災(zāi)害從理論到技術(shù)、再到應(yīng)用示范的學(xué)科創(chuàng)新鏈條，探索面向國民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)的‘科學(xué)—技術(shù)—工程—用戶’的科技服務(wù)模式。”中科院成都山地所所長文安邦說。

其實(shí)，國家早在新中國成立初期就開始著手勘查川藏鐵路，上世紀(jì)90年代開始選線。當(dāng)年選擇修建進(jìn)藏鐵路時(shí)，在青藏、川藏、甘藏三條線路中比選，川藏鐵路因?yàn)樾藿y度太大、投資花費(fèi)太高，就暫且被擱置了。

游勇是中科院成都山地所總工程師，他坦言，這是他從業(yè)幾十年以來所遇到的難度最大、也最為棘手的一個(gè)任務(wù)。

川藏鐵路的修建難度之大世界罕見，也遠(yuǎn)超已經(jīng)建好的青藏鐵路，1700多公里的線路要?dú)v經(jīng)“八起八伏”，累計(jì)爬升高度超過14000米。在修建過程中，建設(shè)者們將面臨“顯著的地形高差”“強(qiáng)烈的板塊活動(dòng)”“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。也就是說，相當(dāng)于在最艱險(xiǎn)、最復(fù)雜的高山峽谷之間修建世界上技術(shù)難度最大的“巨型過山車”。

比如，其中從瀘定縣到康定市一段僅50公里的路段卻要爬升近2000米。“為了克服這種巨大的地形高差和繞避災(zāi)害頻發(fā)區(qū)，沿線約80％的路段都要建在橋梁、隧道上。”游勇進(jìn)一步解釋，川藏鐵路沿線還穿越印度洋板塊和歐亞板塊活躍的地震斷裂帶，面臨著地震、凍土、雪崩、地?zé)帷⑷芏础岛印r爆等多種復(fù)雜的地質(zhì)狀況。

山地災(zāi)害為啥多

橫跨14條大江大河、21座4000米以上的雪山

在對(duì)修建川藏鐵路將要面臨的一些難題進(jìn)行初步預(yù)估之后，科研人員判斷，“頻發(fā)的山地災(zāi)害”是決定川藏鐵路建設(shè)成功與否的關(guān)鍵因素之一。

這一論斷也得到了業(yè)界廣泛的贊同。2016年10月，一場(chǎng)名為“破解川藏鐵路山地災(zāi)害難題——‘川藏鐵路建設(shè)的挑戰(zhàn)與對(duì)策’”的學(xué)術(shù)交流會(huì)召開。與會(huì)8位院士在談到這一問題時(shí)也達(dá)成了共識(shí)，即“在如此復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境條件下修建鐵路，必將面臨大量的科學(xué)和技術(shù)難題，其中山地災(zāi)害成為局部乃至全線的關(guān)鍵控制節(jié)點(diǎn)”。

“這也是整個(gè)川藏鐵路中雅安至林芝這一段一直未動(dòng)工的原因，因?yàn)檫@一段面臨的山地災(zāi)害問題最為嚴(yán)重，施工難度最大，至今仍處在預(yù)可研階段。”中科院成都山地所副所長陳曉清說。

中科院成都山地所專家團(tuán)隊(duì)要做的就是試著破解這一路段的“山地災(zāi)害”難題。

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。

“據(jù)我們統(tǒng)計(jì)，沿線可能會(huì)遭遇到的山地災(zāi)害包括滑坡災(zāi)害、泥石流災(zāi)害、水毀災(zāi)害、雪害、冰害、溜砂坡災(zāi)害等。”游勇說，“僅川藏鐵路帕隆藏布這一長271公里的路段，可能會(huì)發(fā)生冰湖潰決泥石流、冰水泥石流的災(zāi)害點(diǎn)就有399處。而在長360公里的鮮水河段，就有泥石流310處、滑坡241個(gè)。”

為什么這里山地災(zāi)害如此頻發(fā)和嚴(yán)重？

中國科學(xué)院院士、中科院成都山地所副所長崔鵬說：“主要有三個(gè)原因：一是這里跨越多個(gè)地震帶，構(gòu)造活躍，強(qiáng)震多發(fā)，侵蝕作用強(qiáng)烈，有著災(zāi)害發(fā)生極為有利的地質(zhì)環(huán)境條件；二是中高山地高落差、大坡降的地形，為災(zāi)害發(fā)育提供巨大的能量條件；三是這里受季風(fēng)和西風(fēng)帶影響，氣候差異明顯，為災(zāi)害發(fā)育提供了有利的氣候和水源條件。”

關(guān)鍵頑疾怎么治

全線山地災(zāi)害技術(shù)咨詢報(bào)告有望今年底完成

“在給出治理對(duì)策之前，我們必須弄清川藏鐵路沿線泥石流、滑坡等山地災(zāi)害的區(qū)域分布規(guī)律是什么？它們對(duì)鐵路工程的影響有多大？如何科學(xué)劃分鐵路山地災(zāi)害的危險(xiǎn)區(qū)、安全區(qū)？”游勇說，“此外，川藏鐵路將穿越以前一些我們科研人員從未觀測(cè)的地方，那里究竟有沒有泥石流，泥石流的危害有多大？這些我們手里都沒有任何信息，還需要去調(diào)查研究。”

中科院成都山地所的科研人員首先借助遙感衛(wèi)星，來搞清楚鐵路沿線的崩塌、滑坡、泥石流的數(shù)量、分布現(xiàn)狀，然后通過查閱歷史資料，以及實(shí)地踏勘、現(xiàn)場(chǎng)采樣、試驗(yàn)分析、數(shù)值模擬等方式進(jìn)行更細(xì)致的研究和分析。

“遙感影像看不到坡體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所以還需要結(jié)合實(shí)地調(diào)查。”中科院成都山地所副研究員李秀珍說，“比如我們研究人員必須用一些爬坡的‘土方法’，爬到上面尋找一些以前災(zāi)害發(fā)生時(shí)留下的可用肉眼分辨的痕跡，根據(jù)這些痕跡來推算出當(dāng)時(shí)災(zāi)害的規(guī)模、流量、沖擊速度、危害方式等信息。”

摸清了山地災(zāi)害情況，該采取什么樣的防治對(duì)策？

陳曉清說：“在我們研究人員看來，如果風(fēng)險(xiǎn)特別大，就采取‘避開’的方式。如果問題可以解決，而且能夠節(jié)省成本，就想辦法去‘治理’。”

比如，日地溝是位于四川省甘孜藏族自治州康定市附近的一條泥石流溝。“對(duì)于該溝泥石流、崩塌滑坡等山地災(zāi)害的危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)及其防治對(duì)策，是確定此段鐵路選線至關(guān)重要的先決條件之一。”中科院成都山地所副研究員柳金峰說。

根據(jù)之前的線路方案，在日地溝鐵路橋近中心位置原本要設(shè)置一個(gè)橋墩。但科研人員經(jīng)過調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)日地溝鐵路橋梁可能受到兩種崩塌滾石災(zāi)害的影響，一種是隧道口附近受到工程擾動(dòng)的邊坡、危巖可能發(fā)生松動(dòng)掉落，另外高處崩落的滾石沿坡面運(yùn)動(dòng)，可能對(duì)經(jīng)過鐵路線路造成危害。

“因此，我們覺得這個(gè)位置采取‘鐵路拱橋方案＋鐵路橋上游縫隙壩攔擋＋鐵路橋下防護(hù)及排導(dǎo)’相結(jié)合的方式更合適。”游勇說，“就像這樣，沿線山地災(zāi)害我們都要一一找出對(duì)策，川藏鐵路全線的山地災(zāi)害技術(shù)咨詢報(bào)告有望在今年年底完成。”（記者 吳月輝）