本報記者 ?李心萍
蘭新高鐵與蘭新鐵路交會處,動車組列車與貨運列車同時駛來。 擺風亮攝
沿著哈大高鐵線,動車組列車在皚皚白雪中行進。 趙 旭攝
福廈高鐵湄洲灣跨海大橋上,動車組列車疾馳而過。 鄒碧峰攝
中國高鐵,復興道路上的亮麗名片。從平原、山地、水鄉,到戈壁、凍土、洋面,高鐵馳騁各方,將天南海北的地域、多種多樣的環境連接起來。
7月8日至11日,第十二屆世界高速鐵路大會在北京舉辦。高鐵技術最全面、運營場景最豐富,中國高鐵的發展成就舉世矚目。今年上半年,全國鐵路完成固定資產投資3559億元,同比增長5.5%。截至去年底,我國高鐵里程達4.8萬公里,其中有不少線路在建設、運營中面臨著極端氣候條件和復雜地質環境的考驗。
中國高鐵是怎樣煉成的?請隨記者到各地探尋答案。
蘭新高鐵
建起“屏障”擋風沙
丹霞、雪山、草原、戈壁……乘坐蘭新高鐵一路向西,山河壯美。
蘭新高鐵是我國首條穿越戈壁地帶和大風區的高速鐵路。它東起甘肅蘭州,途經青海西寧,西至新疆烏魯木齊,全長1786公里,其中多半是戈壁地帶。
一望無際的戈壁,給高鐵的建設、運營帶來不小的挑戰。
風有多大?蘭新高鐵要穿越煙墩風區、百里風區、三十里風區和達坂城風區“四大風區”,部分區段年均200多天是8級以上的大風天。
如何應對?高鐵建設者探索出了應對風沙災害的“三大法寶”:路基擋風墻、橋梁擋風屏和防風明洞。
在高鐵路基的迎風側,設有3.5米至4米高的擋風墻。不同區域的風力、風向、地形及線路條件各異,擋風墻的設計因地制宜,采用了懸臂式、扶臂式、柱板式等多種結構形式。僅新疆范圍內的路基擋風墻,總長就達345公里。
地處大風區的124座橋梁,配備了總長95公里的擋風屏,根據風力大小固定在橋梁的兩側或一側。
在百里風區,長達1.2公里的防風明洞,相當于在路基上拼裝了一座完整的“地上隧道”,迎風一側為實體墻,背風一側留有通風和照明窗口,為列車遮擋風沙、保駕護航。
“蘭新高鐵運用的防風工程技術,在高速鐵路建設中具有開創性。”國鐵烏魯木齊局建設部副主任胡國星說。
在防風工程的保護下,若風速不超過每秒30米(約11級風),蘭新高鐵動車組列車可以200至250公里的時速運行;若風速不超過每秒40米(約13級風),列車仍然能以120公里的時速運行。
在大風條件下馳騁的動車組,也進行了特殊處理,以克服風沙、高寒、高溫、高海拔、強紫外線五大問題,提升環境適應性。
在克服風沙侵襲方面,為應對外皮油漆“拋丸”損傷、側窗玻璃易受擊打、車下冷卻設備細沙堆積等問題,動車組采用了抗風沙的油漆與玻璃,并改善了設備艙除塵狀況。
道路通,百業興。自2014年全線開通以來,蘭新高鐵累計發送旅客超1.4億人次,烏魯木齊到蘭州鐵路出行時間由25小時縮短至11小時50分。
蘭新高鐵的開通,有效釋放了蘭新鐵路的運能。去年,蘭新鐵路(既有線)完成貨運量21435.9萬噸,較2014年增長115%;新疆霍爾果斯、阿拉山口鐵路口岸中歐(中亞)班列通過量16414列,同比增長14.0%。
哈大高鐵
披上“鎧甲”耐極寒
安全運營4581天,累計發運旅客破10億人次——這是自2012年開通以來,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性凍土地區的高鐵。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,土壤最大凍結深度達205厘米。
“這樣的地理位置和極端氣候條件,一度被視為高鐵發展的禁區。”哈大高鐵公司原副總經理楊炳濤介紹,土壤反復凍脹,易導致路基沉降變形;動車組則面臨“冷凝水陷阱”——在跨省運行中,當暖濕氣流與低溫車體相遇,車體設備及管路會產生冷凝水,導致電氣元件短路或損壞。
建設“破局”,需要技術“破冰”。非凍脹填料與防凍護道,為路基筑起雙重防線。針對動車組本身,還研制出了一套新裝備:迷宮式結構過濾網和防護網“雙管齊下”,可以阻止冰雪進入設備艙。披上這一“全封閉鎧甲”的動車組,具備了耐受極寒的能力。
當風雪來臨,如何確保高鐵正常運行?融雪裝置快速融化積雪,保證道岔轉換自如;融冰裝置直接融化接觸導線上的凝冰,確保接觸網正常使用;700多個高清夜視攝像頭等智能監測設備實時守護線路,提前發現隱患。
此外,哈大高鐵設置了7套動車組運行故障圖像監測系統,可對通過的動車組車底、車側部件進行遠程監控,及時掌握列車的運行狀態;自2012年起,國鐵哈爾濱局對高鐵動車組開展36項防寒改造,提升了動車組抗低溫性能。
依托哈大高鐵,我國形成了高寒地區高速鐵路成套技術。“經過多年自主探索,我們已全面掌握了高寒高鐵的運營和維護技術,在世界上首次實現了高寒地區冬夏季時速300公里一張圖安全運行。”國鐵沈陽局運輸部副主任李文偉介紹。
繼哈大高鐵之后,我國又建設了哈齊高鐵、哈牡高鐵、哈佳高鐵、牡佳高鐵,目前正在建設哈伊高鐵、沈白高鐵。
一系列的高寒高鐵線路編織成網,既與京哈高鐵實現銜接,融入全國高鐵網,也帶動沈陽、長春、大連形成了2小時經濟圈。截至目前,我國東北地區高鐵里程已達4696公里。
“高鐵的快速發展,加速了沿線城市人才、技術、資源的流動。”國鐵沈陽局計劃統計部副主任蘭俊奇介紹,哈大高鐵開通后,沿線城市旅游業收入提升了25%。
福廈高鐵
運用“天眼”護安全
連接福建福州、廈門、漳州的福廈高鐵,有著抵抗12級臺風的“絕活”。
作為我國首條設計時速350公里的跨海高鐵,福廈高鐵沿線上坐落著3座世界級跨海高鐵橋梁——泉州灣、湄洲灣、安海灣跨海大橋。對橋梁穩定性而言,海上風浪是一大考驗。
“在大跨度跨海橋梁上鋪設無砟軌道、通行高速列車,這對橋梁結構剛度、徐變變形、動力性能等要求極高。”鐵四院副總工程師嚴愛國說,經過無數次模擬試驗,設計團隊才找到了適應海上環境的鋼混組合梁結構參數,破解了難題。
跨海橋梁還面臨著海風、海水的侵蝕。“在高鹽高濕氣候條件下,以傳統防腐方式在鋼結構表面刷漆,很難起到作用。”嚴愛國介紹,為突破技術瓶頸,安海灣跨海大橋的索塔鋼錨梁和支座采用了耐腐蝕鋼,填補了我國的鋼種空白。
一系列創新設計,讓動車組在不設防風屏障的情況下,能夠在8級大風中以350公里的時速通過安海灣跨海大橋。即使面對11級暴風,動車組依然可以運行。
2023年9月,福廈高鐵正式開通運營;截至今年6月,福廈高鐵累計發送旅客超2100萬人次。
作為近年來開通的代表性高鐵,福廈高鐵綜合應用智能傳感、物聯網、云計算、衛星導航等現代信息技術,建立了完整的橋軌一體化監測系統。國鐵南昌局福州工務段路橋科副科長曾志員介紹,該系統如同“天眼”,可對橋軌狀態進行快速診斷、多層次預警,并評估發展態勢與潛在威脅,為運營管理和科學養護提供依據。
當前,中國高鐵正頻繁跨越山海、拉近時空。2023年底,汕汕高鐵開通運營;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。
“區別于福廈高鐵,汕汕高鐵采用了海底隧道模式,以減少對航道、海洋生態的影響。”中國鐵設汕汕高鐵隧道專業主管總工程師孟慶余介紹,海底地質復雜,隧道建設需要采用陸域礦山法、海域礦山法、盾構掘進法、盾構空推法等多種工法。“得益于我國盾構機產業的發展壯大,越來越多的跨海隧道采用大直徑盾構機施工,把不可能變成可能。”孟慶余說。
《 人民日報 》( 2025年07月17日 07 版)
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