出品 | 網(wǎng)易新聞

　　作者 | 王麟，科普作家、鐵路工程師

　　自古以來(lái)，進(jìn)入天府之國(guó)就是一件異常艱難之事，群峰環(huán)伺的四川無(wú)論從哪個(gè)方向進(jìn)入都步履維艱，直到新中國(guó)成立之后的五十年代初期，川渝鐵路才順利開(kāi)通，將成都和重慶兩大城市連接在一起。

　　隨后，寶成鐵路建成通車，打通了北方入川的大通道；成昆鐵路橫空出世，從南方暢通入蜀才成為現(xiàn)實(shí)；宜萬(wàn)鐵路的修建，徹底將東部入川通道打通，而國(guó)家重點(diǎn)工程川藏鐵路的規(guī)劃建設(shè)，讓西部通道入川不再遙遠(yuǎn)。

　　當(dāng)然，上面這些入川大通道都有一個(gè)典型特征——絕大多數(shù)是普速鐵路，速度慢、耗時(shí)長(zhǎng)、運(yùn)能有限，無(wú)法滿足日新月異的交通需求，因此，修建出入蜀地的高速鐵路只是時(shí)間問(wèn)題，西安到成都的高速鐵路就是這種條件下提上日程的。

　　（一）中國(guó)第一條穿越秦嶺的高鐵線

　　西成高鐵是國(guó)家中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃“八縱八橫”高鐵網(wǎng)中京昆通道的重要組成部分，它北起西安，南至成都，線路全長(zhǎng)643km，設(shè)計(jì)時(shí)速250km。

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　　全線橋隧占比93%，穿越秦嶺的隧道群全長(zhǎng)134km，其中超過(guò)10公里的特長(zhǎng)隧道有7座，規(guī)模為全國(guó)之最，在中國(guó)高鐵建設(shè)史上也屬首例。

　　這個(gè)項(xiàng)目2012年底開(kāi)工建設(shè)，2017年12月6日通車，建造時(shí)間長(zhǎng)達(dá)5年。

　　西成高鐵自北向南穿越關(guān)中平原、秦嶺山區(qū)、漢中平原、大巴山區(qū)和川西平原，是中國(guó)首條穿越秦嶺的高速鐵路，沿線地質(zhì)條件極為復(fù)雜。

　　那么，建設(shè)西成高鐵面臨哪些困難呢？

　　第一，就是西成高鐵要穿越秦嶺山區(qū)，這里地形艱險(xiǎn)，山勢(shì)高聳，山體厚度達(dá)120km，高差非常大，尤其是秦嶺北坡，在航空距離30km范圍內(nèi)高差達(dá)到1500至3260米，使得在這范圍里修建高鐵極為困難。

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　　而且，穿越秦嶺如果修建長(zhǎng)大隧道或者隧道群，隧道之間的距離會(huì)非常短，使得防災(zāi)救援非常困難。

　　另外，秦嶺是中國(guó)重要的水源涵養(yǎng)區(qū)、國(guó)家自然保護(hù)區(qū)和眾多環(huán)境敏感點(diǎn)的聚集區(qū)。這里有很多國(guó)家珍稀的保護(hù)動(dòng)物，比如熊貓、朱鹮等，形成了整體性非常強(qiáng)的保護(hù)區(qū)域，對(duì)生態(tài)保護(hù)要求極高。

　　所以，建設(shè)西城高鐵，要比修建其他高鐵更加困難，不但要克服復(fù)雜的地形地質(zhì)條件和生態(tài)敏感高的艱險(xiǎn)山區(qū)環(huán)境，還要滿足“經(jīng)濟(jì)性、高速度、高安全”的苛刻要求，要建設(shè)“以人為本”的綠色高速鐵路，將工程對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響降到最低。

　　在西城高鐵修建之前，川渝地區(qū)向北的鐵路通道能力非常緊張。1958年通車的寶成鐵路運(yùn)營(yíng)了半個(gè)多世紀(jì)，線路條件不好，運(yùn)能不高，運(yùn)輸質(zhì)量也受影響，無(wú)法滿足日益增長(zhǎng)的交通運(yùn)輸需求，且應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害時(shí)的救援難度非常大。西成高鐵的開(kāi)通，為川渝地區(qū)客運(yùn)北通道提供了強(qiáng)有力的運(yùn)力支撐，同時(shí)釋放了既有寶成鐵路的貨運(yùn)能力。

　　（二）西成高鐵如何穿越秦嶺天險(xiǎn)？

　　秦嶺是橫斷南北的天然屏障，山高林密，地勢(shì)險(xiǎn)要，那么西城高鐵要穿越秦嶺，采取什么措施才合適呢？

　　鑒于秦嶺的山體厚度達(dá)到120km，這是一個(gè)難以逾越的自然屏障，工程師和科技工作者們?cè)诳紤]工程經(jīng)濟(jì)性的前提下，研究采用隧道群穿越秦嶺的模式。

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　　在高鐵選線過(guò)程中，專家們研究了國(guó)內(nèi)已經(jīng)開(kāi)行的動(dòng)車組的性能，發(fā)現(xiàn)動(dòng)車組都具有較大的爬坡和制動(dòng)能力，能夠在持續(xù)25‰的坡度上實(shí)現(xiàn)較高的運(yùn)營(yíng)速度、運(yùn)輸安全和運(yùn)輸能力，因此，穿越秦嶺山區(qū)，西成高鐵的線路首次采用了25‰的最大坡度，并且這個(gè)坡度連續(xù)使用了長(zhǎng)達(dá)45km。

　　這樣一來(lái)，西成高鐵就可以用較短的距離穿越秦嶺山區(qū)，使得秦嶺主隧道的長(zhǎng)度由24.8km減少到16km，不但縮短了施工工期，改善了施工運(yùn)營(yíng)條件，還節(jié)省工程投資11.7億元。

　　高鐵列車連續(xù)爬長(zhǎng)達(dá)45km長(zhǎng)的25‰坡道，對(duì)于動(dòng)車組的供電和運(yùn)營(yíng)是一個(gè)極大的挑戰(zhàn)。為了保證動(dòng)車組不間斷的供電，設(shè)計(jì)人員采用了多抽頭的330千伏的牽引變壓器，增加了牽引變壓器電壓調(diào)節(jié)范圍，提高了牽引供電系統(tǒng)的供電能力。

　　（三）隧道群間距短，如何安排防災(zāi)救援？

　　秦嶺隧道群之間連接比較緊密，間距比較短，對(duì)安全防災(zāi)救援提出了艱巨的挑戰(zhàn)。

　　專家們圍繞艱險(xiǎn)山區(qū)隧道群安全防災(zāi)疏散問(wèn)題，通過(guò)大量調(diào)研國(guó)內(nèi)外隧道救援實(shí)例，合理地確定了秦嶺隧道救援疏散措施，將其分為洞內(nèi)疏散和定點(diǎn)疏散兩種模式。

　　一旦動(dòng)車組著火，原則上應(yīng)該將列車?yán)蕉赐獾木仍枭⒍c(diǎn)；如果列車發(fā)生機(jī)械故障或者脫軌，列車不能繼續(xù)運(yùn)行，那么就需要進(jìn)行洞內(nèi)疏散。

　　西成高鐵也是首次創(chuàng)造性地提出“疏散定點(diǎn)”的概念，這里所說(shuō)的疏散定點(diǎn)，就是“救援站”。

　　西成高鐵在秦嶺隧道群中創(chuàng)新設(shè)置了兩類救援站，一類是一般的救援站，另一類是平導(dǎo)式救援站。這兩種救援站可以將列車著火點(diǎn)?？吭诿骶€段落，最大程度為乘客安全疏散爭(zhēng)取時(shí)間，減少機(jī)械通風(fēng)設(shè)備，大大降低了建設(shè)運(yùn)營(yíng)成本，提高了防災(zāi)救援的安全性和效率。

　　（四）西成高鐵如何穿越自然保護(hù)區(qū)？

　　西成高鐵需要克服的另一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，就是對(duì)秦嶺自然環(huán)境的生態(tài)保護(hù)的問(wèn)題。

　　秦嶺地處中國(guó)南北自然分界線，氣候隨海拔升高而呈垂直變化，所謂“一山有四季，十里不同天”，就是對(duì)秦嶺氣候條件的最佳描述。這里的森林覆蓋率達(dá)到90.3%，是典型的國(guó)家“綠肺”，秦嶺不但是中國(guó)中部重要的水源涵養(yǎng)區(qū)，也是中國(guó)中央公園動(dòng)植物的天然基因庫(kù)，這里分布著很多國(guó)家級(jí)、省級(jí)自然保護(hù)區(qū)、城市水源地、國(guó)家級(jí)森林公園等，需要進(jìn)行整體性的保護(hù)。

　　所以在這里修高鐵就必須減少工程建設(shè)和運(yùn)營(yíng)對(duì)秦嶺生態(tài)的影響。

　　工程技術(shù)人員結(jié)合秦嶺當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)特點(diǎn)，提出了有效的生態(tài)保護(hù)措施。首先通過(guò)大規(guī)模的選線，讓西成高鐵的線位選擇避開(kāi)秦嶺山區(qū)集中連片整體性較強(qiáng)的保護(hù)區(qū)，對(duì)于實(shí)在無(wú)法避開(kāi)的國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，分別采用了深隧道通過(guò)和橋梁穿越的方式，不會(huì)對(duì)保護(hù)區(qū)形成分割，也不影響野生保護(hù)動(dòng)物棲息地的完整性。

　　西成高鐵通過(guò)秦嶺大熊貓棲息地天華山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)實(shí)驗(yàn)區(qū)，90%以上的線路采用隧道，從埋深800米到1000米的地下穿越。在西成高鐵穿越秦嶺的地表段，為了避免對(duì)秦嶺的生物多樣性造成影響，就采取高架橋通過(guò)的形式。在橋的下方設(shè)置橋洞，在橋的兩側(cè)設(shè)置防護(hù)網(wǎng)，可以讓鳥(niǎo)類和動(dòng)物自由遷徙。

　　西成高鐵穿過(guò)朱鹮保護(hù)區(qū)，采取的措施是沿線架設(shè)防護(hù)網(wǎng)，設(shè)計(jì)人員通過(guò)對(duì)朱鹮的行為特征研究，調(diào)查收集目前較為成熟的驅(qū)鳥(niǎo)設(shè)備和驅(qū)鳥(niǎo)方法，還到國(guó)內(nèi)外考察鳥(niǎo)類的防護(hù)措施，最終提出在西城高鐵線路兩側(cè)設(shè)置防護(hù)網(wǎng)的保護(hù)方案。

　　這些防護(hù)網(wǎng)具有彈性，即使朱鹮與防護(hù)網(wǎng)發(fā)生碰撞，也不會(huì)對(duì)這種珍稀動(dòng)物造成傷害。

　　西成高鐵也是世界上首條安裝鳥(niǎo)類防護(hù)網(wǎng)的高速鐵路，經(jīng)過(guò)一年的監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)，專家們發(fā)現(xiàn)朱鹮飛越西成高鐵8000多次，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)一例撞擊防護(hù)網(wǎng)的現(xiàn)象，對(duì)朱鹮起到了很好的保護(hù)作用。

　　結(jié)語(yǔ)

　　西成高鐵全線開(kāi)通后，從西安到成都從原來(lái)的16個(gè)小時(shí)縮到為3、4個(gè)小時(shí)，大幅度壓縮了川渝地區(qū)往北京、上海方向的時(shí)空距離，節(jié)省的時(shí)間成本非常可觀，而且，它的建成進(jìn)一步完善了區(qū)域高速鐵路網(wǎng)，連通了“成都—重慶”和“關(guān)中—天水”兩大經(jīng)濟(jì)區(qū)，讓當(dāng)?shù)氐呢毨У貐^(qū)也邁入高鐵時(shí)代。