察看冻眼丘。王玉摄
工程建设,勘测为本,设计先行。在举世瞩目的青藏铁路建设中,勘测设计的质量直接影响到工程建设的水平。用一句资深专家的话来说,设计达到什么程度,工程就建设到什么程度。尤其是在中国铁路响亮地提出跨越式发展战略目标的新形势下,如何做好青藏铁路的勘测设计,努力建设世界一流的高原铁路,并使这条高原铁路经得起历史的考验,是勘测设计遵循的重要方针。
建设青藏铁路是青藏人民的多年梦想,也是中国铁路人跨越世纪的追求。党的三代领导集体都对修建这条地球之巅的钢铁大动脉给予了高度关注。
早在上世纪50年代,新中国百业待举之时,在国家有关部门的安排下,中国铁路人就开始了青藏铁路的勘测工作。从1956年到2001年,承担勘测设计任务的铁道第一勘察设计院三代知识分子为之付出辛劳、智慧和汗水,甚至有人为之献出了宝贵的生命。
当新世纪之初,党中央从面向新世纪的战略高度出发,作出修建青藏铁路二期工程格尔木至拉萨段的重大决策时,铁一院内群情振奋。40年奋斗终于结出了硕果,一个伟大的梦想就要在我们手中实现,这是多么壮丽的事业。
为了高质量、高水平地建设好青藏铁路,勘测设计工作者进行了科学、细致、艰苦、长期的奋战,铁道第一勘察设计院先后于1956年、1974年、1996年、2000年组织了四次不同规模的勘测设计和可行性研究工作。
2001年初,在党中央正式作出修建青藏铁路格拉段的决策后,铁一院又迅速展开了新一轮勘测设计大兵团会战,形成了全线可行性研究报告。同年3月,国务院正式批准青藏铁路格拉段项目立项。6月29日,举世瞩目的青藏铁路在青海格尔木和西藏拉萨同时开工。
与70年代建成通车的青藏铁路一期工程西宁至格尔木铁路相比,青藏二期工程是在新世纪开始建设的重大工程。它不仅海拨高、线路长,而且经过连续多年冻土地带,平均海拨在4500米左右。这不仅给施工建设带来了难题,也给勘测设计提出了新的挑战。
许多项目都是中国铁路乃至世界铁路建设史上从未碰到过的重大难题。用铁道部副部长孙永福的话说,我们正在从事前人没有从事过的伟大事业,我们正在建设前人没有建设过的伟大工程,这既是一种开拓式的创新,又是一种跨越式的发展。
在勘测设计过程中,铁一院以高度的历史责任感和使命感投入到新线工作中。据铁一院青藏铁路项目总设计师李金城介绍,在勘测中,他们动用了先进的全站式测量仪、控制网、地质雷达等仪器,全线勘测设计全部采用数字化系统进行数据处理。全院打破专业界限,在实现联网工作的基础上,推行所有资料共享,提高了工作效率,加快了工作进度。实现勘测设计一体化,勘测数字化。
青藏铁路选线开始时有好几种方案,但究竟采用哪一种方案,这就还需要进行科学研究。从2000年3月开始,铁一院动用800名科研人员,利用航空测量和遥感技术对全线横向宽度一公里范围内的地质构造进行了认真地研究、分析,并对多种线路方案组织人力逐一进行现场踏勘,然后对所有线路方案进行经济技术比较分析,最后形成了现在的线路走势布局,即全长1142公里,经过昆仑山、五道梁、风火山、沱沱河、唐古拉山、那曲、当雄的现状图。
一流的工程需要一流的设计;一流的设计首先需要一流的理念。有什么样的理念就会有什么样的设计。
为了实现铁道部党组提出的努力建设世界一流高原铁路的奋斗目标,铁一院的设计人员在设计理念上进行了一系列发展。铁一院副院长李宁介绍说,首先,他们提出一流的设计目标,即努力使青藏铁路运营速度世界领先,线路病害率最低,使青藏铁路成为优质、高效、代表高原铁路先进生产力发展方向的现代化铁路。
在线路选线上,贯彻环保理念,从基础工作落实环保思想。在线路选线上,对沿线10个自然保护区进行了绕避,铁路尽量靠近青藏公路,尽量减少对环境的影响。
在全线工点设置上,充分注意环境保护与防止水土流失,在沿河沟、靠近山坡的地方多采用顺河架桥方案,以保护环境。对冻土斜坡湿地、沼泽化湿地、唐古拉山以南非冻土地带的草地,采取以桥代路方案,减少对植被的破坏。
在工程设计中,充分考虑到野生动物跨越铁路的需要,预留了大量动物通道。
李金城介绍说,泥土、砂石是基本原材料,为最大限度地减少取土、弃土场地对青藏高原环境的破坏,设计中,铁一院人员在1:2万地形图上,对全线取土、弃土、砂石料场地进行了统一规划,固定地方、固定了取土方数量,以减少占地面积,减少对生态环境和水土环境系统的破坏。
尊重科学,也包括尊重地方的风俗习惯和人文文化。设计中对全线车站站台布置也进行了优化,车站设置时尽量靠近旅游区,最大限度地减少布点。所有车站、大桥、隧道的名称都经过青海、西藏两省区政府部门的认可。唐古拉山向北第一个站名,就先后有过雀桥、温泉、望唐等几个名称,最后西藏地区民政部门提议用藏语起名,最后就定为布强格。由此,在目前的青藏铁路施工图上,你会看到这一个地方的不同名称,这是尊重西藏习俗的生动体现。
在青藏高原上建设青藏铁路,面临许多世界铁路建设史上从未遇到过的难题,从多年冻土到环境保护,从高原病的防治到工程质量的监控,这是一个认识不断深化、措施不断完善的科学历程。
关于在冻土上修建铁路,虽然俄国、秘鲁、加拿大等国都有过实践,但他们的冻土条件与环境与青藏高原上冻土的情况有很大的不同,因此,他们的经验只能做为参考。关于冻土的科学研究,我国科学家进行了40多年,积累了丰富的实验数据和成果,但这些科学成果许多并没有经过实际工程的检验,这就对设计人员提出了很高的要求,一方面他们要尊重已有的科学成果,另一方面又要严格讲究实事求是,从实际出发,进行工程设计。
铁科院组织科研人员出国考察,走遍了世界有过冻土铁路实践的欧美国家,包括北欧的芬兰、挪威等也在考察之列。在设计开始前,铁一院多次召开专家研讨会,结合我国冻土科学实验的情况,对每一个重大设计原则都进行严格的专家论证。
设计是开放的,铁一院请俄罗斯专家来院进行冻土工程的讲解,并组织设计人员大量进行现场调研,对青藏铁路沿线的地质、地形进行拉网式调查,摸清了相关地理情况。在此基础上,他们又联合国内科研单位和大中院校,包括中科院寒区旱区冻土研究所、动植物所,铁科院西北冻土研究所,北方交大,西南交大,兰州、长沙、石家庄铁道学院等,可以说集中了国内有关冻土研究的一流专家,集中了大家的智慧,共同设计青藏铁路。据李宁介绍,在设计过程中,世界处理冻土的所有技术都用上了,这还远远不够,结合青藏高原冻土的实际情况,又创造了综合处理方法,俄罗斯专家考察后认为,青藏铁路是处理冻土措施的世界博物馆。
设计过程是艰苦、严肃、认真的,依靠科学,坚持按科学规律进行设计优化,始终是设计工作遵循的重要原则。适应铁路跨越式发展战略的需要,铁一院又对方案进行了补充、优化设计,更新设计理念,牢固树立“设计为运营服务,做好做实强本简末、控制投资的工作。以解决“三大难题为重点,确保冻土地段工程科学合理、工程措施安全可靠,对运营需要的基本项目、线下工程进行全面加强。为保证运输安全,强化信号联锁闭合系统,为保证机车车辆的可靠性,适当增加购置费用。优化运营管理模式,核减定员、房屋面积及配套水暖电工程,尤其要大量核减沿线定员;沿线车站房屋面积由原来初步设计时的12万平方米减少为5.7万平方米。
青藏高原特殊的地理条件和强烈的世界关注程度决定青藏铁路建设必须走一条科技含量较高、内涵式、集约化的发展之路,它必须以对环境的最小影响和对资源的最小使用,达到建设世界一流的高原生态型铁路的建设道路。
必须采用最先进、可靠的技术装备,以最小的人力配置,最大可能的运行速度实现铁道部部长刘志军提出的少用人、免维护、快通过的建设目标。这一目标必须从设计源头抓起。这本身也是推进跨越式发展战略的重要实践。结合跨越式发展战略,对全线生产力布局、生产定员的设置大大压缩,在保证运输前提下,全线每公里运营人员将只有0.5人。
工程的质量要由设计的质量来保证。在站前设计中,他们本着尊重科学、实事求是的精神,充分吸收世界先进成果,对每一种重大工程都进行试验,站前工程设立了四个试验段。在设计中按ISO9000标准贯彻以保证质量。设计成图后,再和施工单位、监理单位合作进行现场设计优化,不符合实际情况的马上进行修改,以保证设计质量,创造性地建设青藏铁路。凡对冻土路基工程把握不大的地段采取以桥代路的工程措施;凡高含冰量地段不考虑温度分区一律采取补强措施。
一流不一流,站后是关键。先进科学技术的应用也主要在站后。考虑到信息化社会的需要,青藏铁路设计进行了大胆创新。尽量选用少维护的先进设备,牵引动力也主要引进国外较先进的牵引动力。用开放、先进的标准来确保青藏铁路建成世界一流高原铁路的需要。
据铁一院青藏铁路建设副总设计师刘文介绍,站后设计的总体思路是:以信息化、机械化为依托,采用高可靠、少维修的设备,减少用工数量、降低劳动强度、减少维修工作量;坚持以人为本,健全运营期生活、医疗保障体系;尽量使用洁净能源,减少三废排放,保护好高原生态环境。采用世界上最先进的机车车辆和通信信号设备,使青藏铁路一起步就能代表当今世界高原铁路建设的水平,体现先进性。信号方案采用基于无线通信的信号系统,这是重大的发展。通信方式采用无线覆盖,全线通信技术采用先进GSMR技术。
在勘测设计人员的努力下,青藏铁路建设正在按计划向前推进。据青藏铁路建设总指挥部指挥长卢春房介绍,截至10月4日,全线已累计完成投资超过120亿元,累计铺轨新线295公里,唐古拉山以北线下主体工程已经完成,唐古拉山越岭地段线下主体工程已完成60%,唐古拉山以南地段线下主体工程完工量已接近一半。今年底的建设目标是:铺轨穿过风火山地区,站后工程开始施工。
卢春房
一日四季阴晴转,
草低水清天蔚蓝。
举目朝霞若临海,
轻步线桥如爬山。
丹心一片报祖国,
微命三尺献高原。
他日列车飞驰过,
观光谁知筑路难。
(2002年10月于清水河)