蘭新高鐵與蘭新鐵路交會(huì)處，動(dòng)車組列車與貨運(yùn)列車同時(shí)駛來(lái)。擺風(fēng)亮攝
沿著哈大高鐵線，動(dòng)車組列車在皚皚白雪中行進(jìn)。趙 旭攝
福廈高鐵湄洲灣跨海大橋上，動(dòng)車組列車疾馳而過(guò)。鄒碧峰攝
中國(guó)高鐵，復(fù)興道路上的亮麗名片。從平原、山地、水鄉(xiāng)，到戈壁、凍土、洋面，高鐵馳騁各方，將天南海北的地域、多種多樣的環(huán)境連接起來(lái)。
7月8日至11日，第十二屆世界高速鐵路大會(huì)在北京舉辦。高鐵技術(shù)最全面、運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景最豐富，中國(guó)高鐵的發(fā)展成就舉世矚目。今年上半年，全國(guó)鐵路完成固定資產(chǎn)投資3559億元，同比增長(zhǎng)5.5%。截至去年底，我國(guó)高鐵里程達(dá)4.8萬(wàn)公里，其中有不少線路在建設(shè)、運(yùn)營(yíng)中面臨著極端氣候條件和復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境的考驗(yàn)。
中國(guó)高鐵是怎樣煉成的？請(qǐng)隨記者到各地探尋答案。
蘭新高鐵
建起“屏障”擋風(fēng)沙
丹霞、雪山、草原、戈壁……乘坐蘭新高鐵一路向西，山河壯美。
蘭新高鐵是我國(guó)首條穿越戈壁地帶和大風(fēng)區(qū)的高速鐵路。它東起甘肅蘭州，途經(jīng)青海西寧，西至新疆烏魯木齊，全長(zhǎng)1786公里，其中多半是戈壁地帶。
一望無(wú)際的戈壁，給高鐵的建設(shè)、運(yùn)營(yíng)帶來(lái)不小的挑戰(zhàn)。
風(fēng)有多大？蘭新高鐵要穿越煙墩風(fēng)區(qū)、百里風(fēng)區(qū)、三十里風(fēng)區(qū)和達(dá)坂城風(fēng)區(qū)“四大風(fēng)區(qū)”，部分區(qū)段年均200多天是8級(jí)以上的大風(fēng)天。
如何應(yīng)對(duì)？高鐵建設(shè)者探索出了應(yīng)對(duì)風(fēng)沙災(zāi)害的“三大法寶”：路基擋風(fēng)墻、橋梁擋風(fēng)屏和防風(fēng)明洞。
在高鐵路基的迎風(fēng)側(cè)，設(shè)有3.5米至4米高的擋風(fēng)墻。不同區(qū)域的風(fēng)力、風(fēng)向、地形及線路條件各異，擋風(fēng)墻的設(shè)計(jì)因地制宜，采用了懸臂式、扶臂式、柱板式等多種結(jié)構(gòu)形式。僅新疆范圍內(nèi)的路基擋風(fēng)墻，總長(zhǎng)就達(dá)345公里。
地處大風(fēng)區(qū)的124座橋梁，配備了總長(zhǎng)95公里的擋風(fēng)屏，根據(jù)風(fēng)力大小固定在橋梁的兩側(cè)或一側(cè)。
在百里風(fēng)區(qū)，長(zhǎng)達(dá)1.2公里的防風(fēng)明洞，相當(dāng)于在路基上拼裝了一座完整的“地上隧道”，迎風(fēng)一側(cè)為實(shí)體墻，背風(fēng)一側(cè)留有通風(fēng)和照明窗口，為列車遮擋風(fēng)沙、保駕護(hù)航。
“蘭新高鐵運(yùn)用的防風(fēng)工程技術(shù)，在高速鐵路建設(shè)中具有開(kāi)創(chuàng)性。”國(guó)鐵烏魯木齊局建設(shè)部副主任胡國(guó)星說(shuō)。
在防風(fēng)工程的保護(hù)下，若風(fēng)速不超過(guò)每秒30米（約11級(jí)風(fēng)），蘭新高鐵動(dòng)車組列車可以200至250公里的時(shí)速運(yùn)行；若風(fēng)速不超過(guò)每秒40米（約13級(jí)風(fēng)），列車仍然能以120公里的時(shí)速運(yùn)行。
在大風(fēng)條件下馳騁的動(dòng)車組，也進(jìn)行了特殊處理，以克服風(fēng)沙、高寒、高溫、高海拔、強(qiáng)紫外線五大問(wèn)題，提升環(huán)境適應(yīng)性。
在克服風(fēng)沙侵襲方面，為應(yīng)對(duì)外皮油漆“拋丸”損傷、側(cè)窗玻璃易受擊打、車下冷卻設(shè)備細(xì)沙堆積等問(wèn)題，動(dòng)車組采用了抗風(fēng)沙的油漆與玻璃，并改善了設(shè)備艙除塵狀況。
道路通，百業(yè)興。自2014年全線開(kāi)通以來(lái)，蘭新高鐵累計(jì)發(fā)送旅客超1.4億人次，烏魯木齊到蘭州鐵路出行時(shí)間由25小時(shí)縮短至11小時(shí)50分。
蘭新高鐵的開(kāi)通，有效釋放了蘭新鐵路的運(yùn)能。去年，蘭新鐵路（既有線）完成貨運(yùn)量21435.9萬(wàn)噸，較2014年增長(zhǎng)115%；新疆霍爾果斯、阿拉山口鐵路口岸中歐（中亞）班列通過(guò)量16414列，同比增長(zhǎng)14.0%。
哈大高鐵
披上“鎧甲”耐極寒
安全運(yùn)營(yíng)4581天，累計(jì)發(fā)運(yùn)旅客破10億人次——這是自2012年開(kāi)通以來(lái)，哈大高鐵交出的答卷。
哈大高鐵北起黑龍江哈爾濱，南至遼寧大連，是世界上第一條穿越高寒季節(jié)性凍土地區(qū)的高鐵。沿線冬季氣溫可低至零下37.3攝氏度，夏季最高溫度可超35攝氏度，溫差顯著，最大積雪厚度30厘米，土壤最大凍結(jié)深度達(dá)205厘米。
“這樣的地理位置和極端氣候條件，一度被視為高鐵發(fā)展的禁區(qū)。”哈大高鐵公司原副總經(jīng)理?xiàng)畋榻B，土壤反復(fù)凍脹，易導(dǎo)致路基沉降變形；動(dòng)車組則面臨“冷凝水陷阱”——在跨省運(yùn)行中，當(dāng)暖濕氣流與低溫車體相遇，車體設(shè)備及管路會(huì)產(chǎn)生冷凝水，導(dǎo)致電氣元件短路或損壞。
建設(shè)“破局”，需要技術(shù)“破冰”。非凍脹填料與防凍護(hù)道，為路基筑起雙重防線。針對(duì)動(dòng)車組本身，還研制出了一套新裝備：迷宮式結(jié)構(gòu)過(guò)濾網(wǎng)和防護(hù)網(wǎng)“雙管齊下”，可以阻止冰雪進(jìn)入設(shè)備艙。披上這一“全封閉鎧甲”的動(dòng)車組，具備了耐受極寒的能力。
當(dāng)風(fēng)雪來(lái)臨，如何確保高鐵正常運(yùn)行？融雪裝置快速融化積雪，保證道岔轉(zhuǎn)換自如；融冰裝置直接融化接觸導(dǎo)線上的凝冰，確保接觸網(wǎng)正常使用；700多個(gè)高清夜視攝像頭等智能監(jiān)測(cè)設(shè)備實(shí)時(shí)守護(hù)線路，提前發(fā)現(xiàn)隱患。
此外，哈大高鐵設(shè)置了7套動(dòng)車組運(yùn)行故障圖像監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可對(duì)通過(guò)的動(dòng)車組車底、車側(cè)部件進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，及時(shí)掌握列車的運(yùn)行狀態(tài)；自2012年起，國(guó)鐵哈爾濱局對(duì)高鐵動(dòng)車組開(kāi)展36項(xiàng)防寒改造，提升了動(dòng)車組抗低溫性能。
依托哈大高鐵，我國(guó)形成了高寒地區(qū)高速鐵路成套技術(shù)。“經(jīng)過(guò)多年自主探索，我們已全面掌握了高寒高鐵的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)技術(shù)，在世界上首次實(shí)現(xiàn)了高寒地區(qū)冬夏季時(shí)速300公里一張圖安全運(yùn)行。”國(guó)鐵沈陽(yáng)局運(yùn)輸部副主任李文偉介紹。
繼哈大高鐵之后，我國(guó)又建設(shè)了哈齊高鐵、哈牡高鐵、哈佳高鐵、牡佳高鐵，目前正在建設(shè)哈伊高鐵、沈白高鐵。
一系列的高寒高鐵線路編織成網(wǎng)，既與京哈高鐵實(shí)現(xiàn)銜接，融入全國(guó)高鐵網(wǎng)，也帶動(dòng)沈陽(yáng)、長(zhǎng)春、大連形成了2小時(shí)經(jīng)濟(jì)圈。截至目前，我國(guó)東北地區(qū)高鐵里程已達(dá)4696公里。
“高鐵的快速發(fā)展，加速了沿線城市人才、技術(shù)、資源的流動(dòng)。”國(guó)鐵沈陽(yáng)局計(jì)劃統(tǒng)計(jì)部副主任蘭俊奇介紹，哈大高鐵開(kāi)通后，沿線城市旅游業(yè)收入提升了25%。
福廈高鐵
運(yùn)用“天眼”護(hù)安全
連接福建福州、廈門(mén)、漳州的福廈高鐵，有著抵抗12級(jí)臺(tái)風(fēng)的“絕活”。
作為我國(guó)首條設(shè)計(jì)時(shí)速350公里的跨海高鐵，福廈高鐵沿線上坐落著3座世界級(jí)跨海高鐵橋梁——泉州灣、湄洲灣、安海灣跨海大橋。對(duì)橋梁穩(wěn)定性而言，海上風(fēng)浪是一大考驗(yàn)。
“在大跨度跨海橋梁上鋪設(shè)無(wú)砟軌道、通行高速列車，這對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)剛度、徐變變形、動(dòng)力性能等要求極高。”鐵四院副總工程師嚴(yán)愛(ài)國(guó)說(shuō)，經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次模擬試驗(yàn)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)才找到了適應(yīng)海上環(huán)境的鋼混組合梁結(jié)構(gòu)參數(shù)，破解了難題。
跨海橋梁還面臨著海風(fēng)、海水的侵蝕。“在高鹽高濕氣候條件下，以傳統(tǒng)防腐方式在鋼結(jié)構(gòu)表面刷漆，很難起到作用。”嚴(yán)愛(ài)國(guó)介紹，為突破技術(shù)瓶頸，安海灣跨海大橋的索塔鋼錨梁和支座采用了耐腐蝕鋼，填補(bǔ)了我國(guó)的鋼種空白。
一系列創(chuàng)新設(shè)計(jì)，讓動(dòng)車組在不設(shè)防風(fēng)屏障的情況下，能夠在8級(jí)大風(fēng)中以350公里的時(shí)速通過(guò)安海灣跨海大橋。即使面對(duì)11級(jí)暴風(fēng)，動(dòng)車組依然可以運(yùn)行。
2023年9月，福廈高鐵正式開(kāi)通運(yùn)營(yíng)；截至今年6月，福廈高鐵累計(jì)發(fā)送旅客超2100萬(wàn)人次。
作為近年來(lái)開(kāi)通的代表性高鐵，福廈高鐵綜合應(yīng)用智能傳感、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、衛(wèi)星導(dǎo)航等現(xiàn)代信息技術(shù)，建立了完整的橋軌一體化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。國(guó)鐵南昌局福州工務(wù)段路橋科副科長(zhǎng)曾志員介紹，該系統(tǒng)如同“天眼”，可對(duì)橋軌狀態(tài)進(jìn)行快速診斷、多層次預(yù)警，并評(píng)估發(fā)展態(tài)勢(shì)與潛在威脅，為運(yùn)營(yíng)管理和科學(xué)養(yǎng)護(hù)提供依據(jù)。
當(dāng)前，中國(guó)高鐵正頻繁跨越山海、拉近時(shí)空。2023年底，汕汕高鐵開(kāi)通運(yùn)營(yíng)；眼下，廣湛高鐵、甬舟鐵路、通蘇嘉甬高鐵等一批跨海高鐵正在緊鑼密鼓地施工。
“區(qū)別于福廈高鐵，汕汕高鐵采用了海底隧道模式，以減少對(duì)航道、海洋生態(tài)的影響。”中國(guó)鐵設(shè)汕汕高鐵隧道專業(yè)主管總工程師孟慶余介紹，海底地質(zhì)復(fù)雜，隧道建設(shè)需要采用陸域礦山法、海域礦山法、盾構(gòu)掘進(jìn)法、盾構(gòu)空推法等多種工法。“得益于我國(guó)盾構(gòu)機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大，越來(lái)越多的跨海隧道采用大直徑盾構(gòu)機(jī)施工，把不可能變成可能。”孟慶余說(shuō)。（記者 李心萍）
編輯：郭成
