若和铁路即将开通,世界首条环沙漠铁路将实现闭环运营 “死亡之海”建起智慧铁路

长江日报 2022-06-14 08:26

我国最大的沙漠——塔克拉玛干沙漠,曾经是“走得进、出不去”的代名词,被称为“死亡之海”。如今,这里公路穿行、铁路环绕。

若和铁路,迤逦于昆仑山脉北麓和塔克拉玛干沙漠南缘之间,连接若羌与和田,全长超800公里,为国铁Ⅰ级单线内燃铁路,设计时速120公里。作为环塔里木盆地铁路线,也是世界首条环沙漠铁路线的“最后一块拼图”,若和铁路将于近日正式开通运营。这标志着它“牵手”南疆铁路、格库铁路构成的世界首条环沙漠铁路线将实现闭环运营,也意味着南疆洛浦、策勒、于田、民丰、且末五县以及新疆生产建设兵团多个团镇将结束不通火车的历史。

在“死亡之海”建铁路究竟有多难?若和铁路建设有何技术创新与特别之处?它的开通将给当地群众带来哪些改变?记者近日采访了新疆铁路部门及若和铁路参建单位有关负责同志。

■ 风力大含沙量高怎么解决?

“绿色长廊”在大漠戈壁中

筑起风沙屏障

新疆且末,丝绸之路的南道重镇,三面环沙,背靠昆仑,被称为“天边小城”。

2018年底,新疆和若铁路有限责任公司在这里“扎根”。与公司一起在这里“扎根”的,还有胡国星。

胡国星是新疆和若铁路有限责任公司工程管理部部长。“顶风浴沙,‘含沙量’特别高。”忆及初到项目现场的情景,胡国星对记者说,遭遇能见度不足10米的沙尘暴是家常便饭。而风沙也是在沙漠里修铁路首先要攻克的“拦路虎”。

“风沙对铁路建设和运营的危害非常严重。”胡国星告诉记者,铁路所处区域一年风季长达7个月,在风沙地段,沙粒跟随大风流动,一旦遇到铁路路基等遮挡物,风力便会减弱,造成流沙堆积,逐渐形成一道挡沙墙,甚至会进入铁路。

总结格库铁路等建设经验,他们在国内率先提出“沙漠修铁路,治沙要先行”的理念,决定把过去放在项目后期的绿化工程前置,线路施工和风沙治理同步进行。

“要说修铁路建铁路,我们在行,但在治沙领域,我们真是‘外行’。”胡国星坦言,作为一名铁路建设者,“斗风沙”对他而言是一个巨大挑战。调研学习当地先进经验、邀请治沙专家指导……最终,他们确定了植物防沙、工程防沙、建风沙桥相结合的“三件套”模式,因地制宜打造梯次型防沙工程。

植物防沙,就是在沙漠里种植物。“这是一个技术难度大、专业性和实践性都很强的事。”胡国星告诉记者,同样是沙漠、戈壁滩,不同地段“脾气个性不一样”,适宜的植物、种植的季节等都不同。

“比如,在风积沙区域,红柳的成活率就偏低……”如今的胡国星,已然成了一个治沙“内行”。他告诉记者,他们采用的是“外阻内固”的防沙模式。即靠近铁路侧用灌木固沙,如沙拐枣、梭梭、红柳等,植株利用自身发达的根系固定流沙。向外则是利用高大的乔木,如胡杨、沙枣树等,来降低风速、拦截来沙。

不过,植株的生长需要时间。在这些植株长大之前,建设者们还在风沙严重的路段实施工程防沙,即在植物带外侧设置1.5米高立式沙障,在内侧靠近铁路的地方设置芦苇方格固沙工程。几年之后,待高立式沙障、芦苇方格失效时,长大的植株就可发挥防沙作用了。

新疆和若铁路有限责任公司董事长王尽忠表示,若和铁路沿线共修建草方格近5000万平方米,种植苗木近1300万株,工程防沙与植物防沙相结合段落近300公里。目前,“绿色长廊”已初显规模。

据了解,流动沙丘的年均移动速度最多可达20米,在这些风沙特别严重的地段,则采取以桥代路的设计方案,建设过沙桥。“也就是说让风沙从桥下穿过,以此减少风沙对线路和列车运行的影响。”胡国星介绍。

■ 干旱缺水温差大怎样克服?

工厂预制加工,现场精确拼装

6月9日,和田民丰县。尼雅河特大桥宛如一条钢铁巨龙,任凭肆虐的风沙从“脚下”穿行。

18.627千米。这是若和铁路219座桥梁中最长的一座桥,全线建设的重难点工程。“这是一座过沙过河桥,共569孔,568座桥墩。其中174座桥墩为预制装配式桥墩。”中铁大桥局常务副经理吴江林介绍,若和铁路是预制装配式桥墩工程科研及推广的“先行者”,这在国内铁路建设中是首次使用。

何为预制装配式桥墩?即在工厂内统一预制加工桥墩混凝土构件,然后运到现场“搭积木”,精确拼装。

据介绍,在传统铁路桥建设施工中,通常是现场浇筑。但由于若和铁路途经区域降雨量少、蒸发量大,且大部分线路经过无人区,用水不便,施工条件恶劣,导致混凝土现浇法施工困难,且容易影响工程质量。为解决这些难题,设计研发人员决定在若和铁路S3标段试点研究使用装配式施工技术。

“这项技术避免了沙漠地区现浇混凝土施工容易出现的结构物表面开裂、养护困难等难题,具有构件生产标准化、施工便捷高效、节能环保等优势。”吴江林说,这项技术在尼雅河特大桥、亚通古孜民洛高速特大桥等桥梁的434个墩身施工中得到应用,不仅缩短了工期,而且提高了项目质量。

在若和铁路,还能看到“千里一根轨”的壮观景象。“若和铁路的钢轨是由100米长的标准轨在焊轨厂焊接成500米长钢轨后,运往铺架基地,铺架现场再将500米长钢轨依次焊接,成为一体。”中铁十四局若和铁路铺架标项目负责人张刚告诉记者,也就是说,全线没有一条轨缝,这是新疆境内一次性铺设跨区间无缝轨道最长的铁路。

不过,无缝钢轨的施工对作业环境和技术要求极高。据了解,随着温度的变化,钢轨会出现热胀冷缩,必须在规定温度下进行锁定焊。而大漠戈壁一天内的温度变化很大,尤其是夏季,昼夜温差甚至可以超过40℃。

“因此,钢轨焊接工作大多在夜间进行。”张刚说,为实现“千里一根轨”,他们还引入北斗定位系统、GIS地理信息系统、BIM建筑信息模型等科技手段,采用了智能化路基填筑、自动连续压实等新建设工艺工法。“通车后,列车运行会更加平稳,旅客的乘车舒适度也会更好。”

■ 供电难维护更难如何破解?

用自动化智能化设备优势

抵消偏僻路远等劣势

最近,若和铁路电力设备管理部门的工作人员正一一对沿线供电臂、电力数据采集器等设备进行检查,为铁路的开通做着最后的准备工作。

据业内专家介绍,对于一条铁路而言,如何保障安全可靠的供电十分重要。而由于地理位置和自然环境限制,若和铁路途经区域的外部电网相对薄弱,保障安全可靠供电是该项目的重中之重。

“比如,瓦石峡站至且末站之间有近200公里,区间没有变电站,就需要采取长距离送电方案来保证这个区间安全稳定的电力输送。”胡国星告诉记者,其所使用的35千伏贯通线供电臂长达182公里,是正常35千伏线路送电距离的2.5倍,也是目前全疆铁路最长的贯通线供电臂。

与此同时,铁路全线安装了成百上千个电力数据采集器,一旦某段线路出现短路、雷击等故障时,其对应的电力数据采集器就会通过电力线路故障监测系统,自动发出警报,保证工作人员第一时间掌握并抵达故障位置进行处置。

这是若和铁路采用智能化、自动化系统的一个例子。

“铁路途经范围大,且有的地方偏僻、路远,智能化、自动化系统的使用可以抵消掉这些劣势,尽可能减少后期运营维护的人力、时间等投入。”胡国星说。

综合新华社、《中国纪检监察报》报道