導語:隨著新疆和若鐵路全線最後一處鋼軌接頭焊接完畢,和若鐵路全線鋼軌實現無縫連接,形成了千裏一根軌。就在一個多月前,和若鐵路、格庫鐵路、喀和鐵路、南疆鐵路成功牽手,世界首條繞沙漠環形鐵路,在塔克拉瑪幹沙漠畫了一個圈。
修建中的和若鐵路 圖源:新華社
和若鐵路東起格庫(格爾木庫爾勒)鐵路若羌站,向西經過若羌、且末、民豐、於田、策勒、洛浦、和田 7個縣市及新疆生產建設兵團第二師三十七團、三十八團和第十四師二二五團,最終接入喀和(喀什和田)鐵路和田站,線路全長825. 476 km。和若鐵路於2018年12月20日正式開工建設,2021年9月27日全線鋪軌貫通,預計2022年6月開通運行。和若鐵路與格庫鐵路、喀和鐵路、南疆鐵路成功牽手,將我國最大的沙漠-塔克拉瑪幹沙漠包圍其中,形成一枚矗立在風沙中的鐵路之環。
和若鐵路與現有鐵路網地理位置
風沙之下的和若鐵路建設現場
和若鐵路沿線氣候極度幹燥,風速大、頻率高,地形開闊,沙源豐富,除了沿線市縣周邊以及河流下遊有水的地方為綠洲、濕地景觀,其餘段落均有不同程度的風沙危害。風沙主要來源於塔克拉瑪幹沙漠,沙漠裏沙丘綿延,受風的影響沙丘時常移動。全線風沙段落長度占線路總長的 65. 2%。
風沙災害包括風害和沙害兩種,對鐵路運輸造成影響的主要是大風。大風是指瞬間風速達到或超過17 m/s(或目測估計風力達到或超過8級)的風。大風對鐵路造成的危害:損毀線路、吹翻車輛、吹毀行車設施、損壞旅客列車、影響電氣化鐵路的供電受流。沙害包括風沙流危害和流動沙丘危害,主要危害沙漠、沙地或荒漠地區的鐵路線,風沙流的沉落堆積、流動沙丘的不斷移動會將線路掩埋。和若鐵路全線有 347個風沙段落,總長 538. 12 km。其中273個段落受風沙影響,總長 412. 54 km。
和若鐵路各類風沙段落分布及其受風沙影響程度
沙漠裏除了風沙災害大以外,獨特的地理位置使得鐵路線址地形複雜,勘測困難。和若鐵路域內高山、盆地相間,地形多樣。北部有塔裏木盆地及東天山的北山部分,東南部和南部為昆侖山阿爾金山山地。阿爾金山巍峨雄偉,氣勢磅礴,山勢陡峻,昆侖山是青藏高原的一部分,這無疑給路線選址帶來了挑戰。
除此之外,和若鐵路沿線屬典型的大陸溫帶幹旱、半幹旱氣候區,冬季寒冷,夏季酷熱少雨,風大塵多,日溫差懸殊。沙漠中夏季最高溫度達40多度,冬季低至零下20度,全線受風沙影響的段落有409.19千米。
高立式沙障、中立式沙障和蘆葦方格是治理沙害的常用的三板斧,簡單高效,效果斐然。
上圖分別為高立式沙障、中立式沙障和蘆葦方格
高立式沙障指的是用高稈作物編成笆塊釘在木樁上製成阻沙柵欄,擁有防風固沙、保護鐵路的作用。它們就像拿著盾牌與風沙抗爭的戰士,屹立在防沙的最前線,將大部分沙塵阻擋在外,因此這道由高立式沙障構成的防線又被稱為阻沙線。
第二板斧便是中立式沙障。高立式沙障一般在1.5m左右,中立式沙障則在0.8米。沿線路方向每隔2.5米設置一道,橫向每隔4米設置立柱進行固定。它們就像是專為沙塵設置的陷阱一樣,將穿過高立式沙障的激進分子牢牢困住,使之沉澱下來,這道防線也因此被稱為儲沙線。
第三板斧是蘆葦方格。蘆葦方格是約為1平方米的正方形蘆葦,露出地麵不小於0.3米,埋入沙中不小於0.1米。一個個的小格子連成一體,就像為好不容易衝破前兩板斧過來的散兵遊勇備好的囚籠,將沙子在這裏囚禁,因此也常被稱為固沙線。
蘆葦方格近5000萬平方米
這三道防線就像為鐵路織的三層保護殼,緊緊地圍護在鐵路兩側,有效解決鐵路線防沙問題。
有的路段多為流動性和半固定性沙丘,且恰好處於風口上,一年有三分之一的時間都在刮沙塵。即使是很低矮的沙丘,每年移動的距離也能達到20米。為了保護鐵道線路,鐵路部門創造性地修建了過沙橋,讓風沙從橋洞中通過,從而大大減少風沙的阻力。
無縫鋼軌
當車輪行至兩根鋼軌接縫時,車輪踏麵的一部分壓在第一根鋼軌上的同時,車輪踏麵的另一部分同時壓在第二根鋼軌上了,使兩根鋼軌同時受力,使車輪平滑通過兩根鋼軌接縫處,不產生振動,很好地使得列車在沙漠腹地依然平穩如初。
同時與普通鋼軌相比,由於無縫鋼軌消除了大量鋼軌接頭,因而消解了接頭衝擊力,減少了噪音汙染和線路損害,節省了原材料,線路維修可節約費用30%-75%。
千裏一根軌
遠遠望去,和若鐵路形成了千裏一根軌的壯觀景象,就像潛伏在沙漠深處的長龍,向到來的人們展示著它的不凡。千裏一根軌的背後是多條500米長的無縫鋼軌依次焊接而成的。和若鐵路建設過程中,鋼軌焊接與鋪軌施工基本同步開展,其中鋼軌焊接分為單元焊和鎖定焊兩道工序。
單元焊是把鋪設的一根根500米長鋼軌焊接為2公裏一根的單元。鎖定焊則是把2公裏為一單元的鋼軌再次焊接鎖定在一起,從而連接成一條完整的軌道。鎖定焊對作業環境與技術要求極高,為確保鋼軌熱脹冷縮在規定範圍內,必須在規定溫度下進行。和若鐵路沿線夏季炎熱,因此鋼軌焊接工作大多在夜間開展。
不同墩高裝配式橋墩構造
實踐表明:和若鐵路墩柱、蓋梁預製質量均滿足要求,采用灌漿套筒連接、插槽式現澆混凝土連接、ZSM自錨式預應力連接的施工工藝的承載能力均滿足設計要求,其中ZSM自錨式預應力的連接工藝定位相對容易,施工最為快速。在後續的全線施工中,全線采用了P錨預應力裝配式連接工藝。12m及以下高度橋墩可在24h左右完成墩柱與承台、蓋梁的連接,15m高橋墩可在36h左右完成墩柱與承台、蓋梁的連接。相比墩柱和蓋梁的現澆施工,工期優勢尤其顯著。
這樣的施工方式破解了沙漠鐵路建設中風沙影響、自然環境惡劣、用水難及混凝土養護難等建設難題。新工藝、新技術的應用,也為世界首條環沙漠鐵路的修建提供了中國智慧和中國方案。
和若鐵路牽手格庫鐵路、喀和鐵路、南疆鐵路
和若(和田若羌)鐵路位於新疆維吾爾自治區和田地區和巴音郭楞蒙古自治州境內,是新疆維吾爾自治區境內一條連接和田市和若羌縣的國鐵Ⅰ級鐵路。和若鐵路東起格庫(格爾木庫爾勒)鐵路若羌站,向西經過若羌、且末、民豐、於田、策勒、洛浦、和田 7個縣市及新疆生產建設兵團第二師三十七團、三十八團和第十四師二二五團,最終接入喀和(喀什和田)鐵路和田站,線路全長825. 476 km。和若鐵路於2018年12月20日正式開工建設,2021年9月27日全線鋪軌貫通,預計2022年6月開通運行。和若鐵路與格庫鐵路、喀和鐵路、南疆鐵路成功牽手,將我國最大的沙漠-塔克拉瑪幹沙漠包圍其中,形成一枚矗立在風沙中的鐵路之環。
塔克拉瑪幹沙漠帶來的沉重威脅
提到沙漠你會想到什麽?漫天的黃沙、移動的沙丘,匱乏的水源、稀少的植被從規劃建設開始,和若鐵路就注定與沙漠做起鬥爭。風沙災害包括風害和沙害兩種,對鐵路運輸造成影響的主要是大風。大風是指瞬間風速達到或超過17 m/s(或目測估計風力達到或超過8級)的風。大風對鐵路造成的危害:損毀線路、吹翻車輛、吹毀行車設施、損壞旅客列車、影響電氣化鐵路的供電受流。沙害包括風沙流危害和流動沙丘危害,主要危害沙漠、沙地或荒漠地區的鐵路線,風沙流的沉落堆積、流動沙丘的不斷移動會將線路掩埋。和若鐵路全線有 347個風沙段落,總長 538. 12 km。其中273個段落受風沙影響,總長 412. 54 km。
除此之外,和若鐵路沿線屬典型的大陸溫帶幹旱、半幹旱氣候區,冬季寒冷,夏季酷熱少雨,風大塵多,日溫差懸殊。沙漠中夏季最高溫度達40多度,冬季低至零下20度,全線受風沙影響的段落有409.19千米。
治沙三板斧:防沙工程中的戰鬥利器
在沙漠腹地修鐵路,風沙侵襲加大了鐵路建設的難度。風沙侵入線路後,容易汙染道床,造成鐵路道砟結塊、板結,失去減震能力,從而影響列車運行安全。所以保證和若鐵路長久運行的關鍵在於治理沙害,減輕風沙對鐵路的侵蝕。高立式沙障、中立式沙障和蘆葦方格是治理沙害的常用的三板斧,簡單高效,效果斐然。
第二板斧便是中立式沙障。高立式沙障一般在1.5m左右,中立式沙障則在0.8米。沿線路方向每隔2.5米設置一道,橫向每隔4米設置立柱進行固定。它們就像是專為沙塵設置的陷阱一樣,將穿過高立式沙障的激進分子牢牢困住,使之沉澱下來,這道防線也因此被稱為儲沙線。
第三板斧是蘆葦方格。蘆葦方格是約為1平方米的正方形蘆葦,露出地麵不小於0.3米,埋入沙中不小於0.1米。一個個的小格子連成一體,就像為好不容易衝破前兩板斧過來的散兵遊勇備好的囚籠,將沙子在這裏囚禁,因此也常被稱為固沙線。
有的路段多為流動性和半固定性沙丘,且恰好處於風口上,一年有三分之一的時間都在刮沙塵。即使是很低矮的沙丘,每年移動的距離也能達到20米。為了保護鐵道線路,鐵路部門創造性地修建了過沙橋,讓風沙從橋洞中通過,從而大大減少風沙的阻力。
千裏一根軌:潛伏在沙漠裏的鋼鐵長龍
和若鐵路采用的是先進的無縫鋼軌技術,是新疆境內第一個鋪設跨區間無縫線路最長的鐵路。無縫鋼軌是火車提速的關鍵設備,有利於減少行車阻力,提高軌道可靠性。同時與普通鋼軌相比,由於無縫鋼軌消除了大量鋼軌接頭,因而消解了接頭衝擊力,減少了噪音汙染和線路損害,節省了原材料,線路維修可節約費用30%-75%。
單元焊是把鋪設的一根根500米長鋼軌焊接為2公裏一根的單元。鎖定焊則是把2公裏為一單元的鋼軌再次焊接鎖定在一起,從而連接成一條完整的軌道。鎖定焊對作業環境與技術要求極高,為確保鋼軌熱脹冷縮在規定範圍內,必須在規定溫度下進行。和若鐵路沿線夏季炎熱,因此鋼軌焊接工作大多在夜間開展。
裝配式連接:快速提升施工效率
和若鐵路沿線氣候特征導致混凝土工程現澆及養護困難,工程質量不易保證。為了建好過沙橋,和若鐵路建設過程中使用了裝配式混凝土結構應用技術,改變了以往現場澆築橋墩的做法,而是根據其全線氣候特征與橋墩結構類型少且多為低高度墩的特點,推廣應用橋墩裝配式結構。這樣的施工方式破解了沙漠鐵路建設中風沙影響、自然環境惡劣、用水難及混凝土養護難等建設難題。新工藝、新技術的應用,也為世界首條環沙漠鐵路的修建提供了中國智慧和中國方案。








