世界首條高海拔高寒多年凍土區高速公路通車
世界首條高海拔高寒多年凍土區高速公路通車

文(wen)章(zhang)來(lai)源:中(zhong)國(guo)交通建設集團有限(xian)公(gong)司 發布時間:2018-08-02
8月1日,經過近7年的(de)建設(she),世界首條(tiao)高(gao)海拔高(gao)寒多年凍土區高(gao)速(su)公(gong)路(lu)(lu)、我(wo)國首條(tiao)穿越青藏高(gao)原多年凍土區高(gao)速(su)公(gong)路(lu)(lu)青海省共和至玉(yu)樹高(gao)速(su)公(gong)路(lu)(lu)正式通車(che)運營。共玉(yu)高(gao)速(su)由中(zhong)交(jiao)一公(gong)院負責項目全線的(de)總(zong)體設(she)計并承擔科研攻關任務(wu)。
共(gong)和至玉(yu)樹(結古)公(gong)路(lu)(lu)(lu)為(wei)《國家(jia)(jia)公(gong)路(lu)(lu)(lu)網規(gui)劃》(2013年至2030年)中,國家(jia)(jia)高速(su)(su)G0613西(xi)寧(ning)至麗(li)江公(gong)路(lu)(lu)(lu)在青海境內的重(zhong)要(yao)(yao)路(lu)(lu)(lu)段(duan),也是通往(wang)玉(yu)樹地區的“生命線”公(gong)路(lu)(lu)(lu)通道,在國家(jia)(jia)公(gong)路(lu)(lu)(lu)網中居重(zhong)要(yao)(yao)地位(wei)。今后(hou)將(jiang)成為(wei)青、藏、川、滇(dian)藏區黃金旅游線的重(zhong)要(yao)(yao)路(lu)(lu)(lu)段(duan)。設(she)計(ji)速(su)(su)度全線采用(yong)80公(gong)里/小時(shi),局部地形困難路(lu)(lu)(lu)段(duan)采用(yong)60公(gong)里/小時(shi)。項(xiang)目通車運營后(hou),從西(xi)寧(ning)至玉(yu)樹只需(xu)8個小時(shi),極大縮(suo)短(duan)了玉(yu)樹至省(sheng)會西(xi)寧(ning)的通行時(shi)間。
破解世界難題
共玉高(gao)速(su)公(gong)路(lu)(lu)(lu)(lu)作為(wei)在青藏高(gao)原多(duo)年凍土區建設(she)的(de)首(shou)條高(gao)速(su)公(gong)路(lu)(lu)(lu)(lu),在建設(she)當中(zhong)創(chuang)下了多(duo)項公(gong)路(lu)(lu)(lu)(lu)建設(she)史上(shang)的(de)紀錄(lu),被稱為(wei)高(gao)海拔、高(gao)寒、高(gao)速(su)“三高(gao)”公(gong)路(lu)(lu)(lu)(lu)。路(lu)(lu)(lu)(lu)線(xian)全線(xian)穿(chuan)越凍土區,其(qi)中(zhong)穿(chuan)越多(duo)年凍土區里(li)程長達227公(gong)里(li),占路(lu)(lu)(lu)(lu)線(xian)總長的(de)36%;橋梁和隧(sui)道(單幅)長39.2公(gong)里(li),占路(lu)(lu)(lu)(lu)線(xian)總長的(de)11%,鄂拉山隧(sui)道和姜(jiang)路(lu)(lu)(lu)(lu)嶺隧(sui)道是我國首(shou)次設(she)計建設(she)的(de)多(duo)年凍土區公(gong)路(lu)(lu)(lu)(lu)隧(sui)道。
在多年凍土區進(jin)行(xing)路基(ji)、隧道、橋涵施工(gong),不可避免的會引發凍土消融,這在全國乃至世界都沒(mei)有技術(shu)先(xian)列,這一“瓶頸”是共玉高速建設中的世界性技術(shu)難題。
共(gong)玉高速沿(yan)線大(da)量(liang)分(fen)布全球獨特(te)的(de)(de)極不(bu)穩定高溫多年凍土,工程地質和水(shui)文地質條件(jian)復雜(za)。全線從鄂拉(la)山至清(qing)水(shui)河,多年凍土路段累(lei)計227.7公里,占路線總長的(de)(de)35.8%。沿(yan)線因多年凍土復雜(za),高溫高含冰量(liang)路段占比大(da),熱穩定性(xing)差(cha)等(deng)特(te)點,致使在其基(ji)礎上(shang)建設道路結構(gou)尺度(du)3~5倍于一般等(deng)級公路和鐵路的(de)(de)大(da)尺度(du)公路面臨著世界性(xing)理論和技(ji)術(shu)難(nan)題。
一公(gong)院科研人員迎難(nan)而上,積極投入技術(shu)攻關(guan),充分調(diao)研青藏公(gong)路整治工程(cheng)中關(guan)于多(duo)(duo)年凍(dong)土處(chu)置試驗段效(xiao)果,消化(hua)吸收(shou)多(duo)(duo)年研究成果,針對多(duo)(duo)年凍(dong)土公(gong)路施工,為(wei)共(gong)玉(yu)高速“量身定制”新技術(shu)、新工藝。
一公院寒區環境與工程研發(fa)中(zhong)心副主任劉(liu)戈,長期堅(jian)守(shou)在(zai)共玉(yu)公路(lu)示(shi)范段上(shang)。有(you)一次(ci),他(ta)因支原(yuan)體感染發(fa)燒(shao)至40度,正在(zai)醫院輸液治療(liao),突然接到(dao)(dao)工地(di)上(shang)的(de)電話(hua),項(xiang)目遇到(dao)(dao)特殊結(jie)構路(lu)基(ji)施(shi)工的(de)技術難題(ti),請求(qiu)現場(chang)給(gei)予(yu)指(zhi)導。掛掉電話(hua),他(ta)拔掉針頭就(jiu)走(zou)。護士勸他(ta),“最(zui)起碼要等(deng)燒(shao)退了才(cai)能走(zou)”。他(ta)說:“高原(yuan)上(shang)每年的(de)建設期只有(you)5個多月(yue),不能因為(wei)我耽擱(ge)時間”。再次(ci)來到(dao)(dao)工地(di),高燒(shao)加上(shang)高原(yuan)反應(ying),讓他(ta)的(de)身(shen)體特別(bie)虛弱。然而,為(wei)了攻克(ke)技術難題(ti),他(ta)堅(jian)持(chi)在(zai)工地(di)蹲守(shou)一個多月(yue),成功解決了十余種特殊結(jie)構路(lu)基(ji)的(de)施(shi)工工藝問題(ti)。
“共(gong)和至玉樹高速(su)公路(lu)建設關鍵技(ji)術(shu)”的(de)項目負責人、中(zhong)(zhong)國交(jiao)建副總工(gong)程師、中(zhong)(zhong)交(jiao)一(yi)公院黨(dang)委書記汪雙杰介紹,一(yi)公院采用“通(tong)風(feng)換氣(qi)”——通(tong)風(feng)管路(lu)基、片(塊(kuai))石路(lu)基,“隔離遮(zhe)(zhe)蓋”——黑(hei)色防(fang)護網遮(zhe)(zhe)蓋工(gong)藝、XPS隔熱板路(lu)基,“熱量傳(chuan)導”——溫熱棒(bang)路(lu)基等技(ji)術(shu)手段,攻克凍(dong)土消融這一(yi)世界性技(ji)術(shu)難題。
科研項(xiang)目(mu)(mu)“青海省(sheng)共和至(zhi)玉樹(結古)公(gong)路(lu)建設關(guan)鍵(jian)技(ji)(ji)術”成果經鑒定達到(dao)國際先(xian)進(jin)水(shui)平(ping),獲得2015年度“中(zhong)國公(gong)路(lu)學(xue)會科學(xue)技(ji)(ji)術獎”特(te)等獎。此外(wai),依托“青藏高原(yuan)G214線干(gan)線公(gong)路(lu)升級改(gai)造科技(ji)(ji)示(shi)范(fan)工程”立項(xiang)開展的“共和至(zhi)玉樹高速公(gong)路(lu)多年凍土路(lu)基工程關(guan)鍵(jian)技(ji)(ji)術研究”等5個(ge)科研項(xiang)目(mu)(mu)研究,已通過鑒定驗收,3項(xiang)達到(dao)國際領(ling)先(xian)水(shui)平(ping),2項(xiang)達到(dao)國際先(xian)進(jin)水(shui)平(ping)。
草原上“長”出來的公路
共玉高速處于青藏高原(yuan)東(dong)部多年凍土邊緣地帶,經(jing)過“中華水塔(ta)”之稱的三江源自然(ran)保護區,平(ping)均(jun)海拔4100米以上,含氧量只有平(ping)原(yuan)的一半。
作為我國首(shou)條(tiao)穿越青藏(zang)高(gao)原多年(nian)凍土區的(de)高(gao)速(su)公(gong)路,共玉高(gao)速(su)公(gong)路的(de)生(sheng)態防護技術是其“綠(lv)色(se)亮點”,被沿線群(qun)眾(zhong)稱贊為共玉高(gao)速(su)公(gong)路為“草原上‘長’出來的(de)公(gong)路”。
汪雙杰介紹(shao),一公院創新三江源區(qu)高寒脆弱生態(tai)路基修筑無痕化施工技(ji)術,提出退化草(cao)場草(cao)皮移植復(fu)墾技(ji)術以(yi)及高寒地區(qu)植生袋最佳(jia)物種(zhong)、腐(fu)植土、保水(shui)劑及營養肥的(de)配比用量。實現邊坡綠化防護(hu)同(tong)步、同(tong)期(qi),為生態(tai)保護(hu)提供科學依據。
一(yi)(yi)(yi)公(gong)院環境(jing)技(ji)術專家胡林,一(yi)(yi)(yi)年(nian)中(zhong)有將近半年(nian)的(de)時間呆(dai)在(zai)共和至玉樹試(shi)驗基地(di)。他(ta)(ta)充(chong)分發揮專業(ye)優勢(shi),著重研究青(qing)(qing)藏高(gao)原區植(zhi)被恢復(fu)生(sheng)態環境(jing)保護這一(yi)(yi)(yi)課(ke)題。但每(mei)次(ci)上高(gao)原,他(ta)(ta)的(de)痛風癥就(jiu)要發作,腳趾持續腫痛。妻子勸他(ta)(ta)換個地(di)方工作。他(ta)(ta)卻堅決不肯(ken),并告訴妻子,他(ta)(ta)的(de)夢就(jiu)在(zai)高(gao)原,他(ta)(ta)還夢想(xiang)著在(zai)青(qing)(qing)藏線(xian)上建立(li)一(yi)(yi)(yi)個植(zhi)物(wu)培育基地(di)。
就是一(yi)批技(ji)術(shu)人員(yuan)這樣的(de)(de)堅持(chi)與堅守(shou),為共(gong)玉高(gao)速(su)公(gong)路(lu)(lu)(lu)的(de)(de)“無痕化”施(shi)工提(ti)供了堅實(shi)的(de)(de)技(ji)術(shu)保障。以“路(lu)(lu)(lu)基(ji)清表草(cao)(cao)皮(pi)移植(zhi)技(ji)術(shu)”、“高(gao)海拔高(gao)寒地區植(zhi)草(cao)(cao)技(ji)術(shu)”、“路(lu)(lu)(lu)基(ji)高(gao)邊(bian)坡生(sheng)態防(fang)護技(ji)術(shu)”為主要(yao)內容的(de)(de)高(gao)海拔高(gao)寒地區公(gong)路(lu)(lu)(lu)建設(she)生(sheng)態防(fang)護綜合體系,將青藏高(gao)原(yuan)寶貴資源草(cao)(cao)皮(pi)充(chong)分利用,以草(cao)(cao)皮(pi)移植(zhi)邊(bian)坡防(fang)護替(ti)代原(yuan)設(she)計窗(chuang)孔(kong)式(shi)、菱(ling)形骨架防(fang)護,完成1000余(yu)萬(wan)平方米,節約工程(cheng)建設(she)投(tou)資7億元(yuan)以上。創新實(shi)施(shi)的(de)(de)“公(gong)路(lu)(lu)(lu)路(lu)(lu)(lu)基(ji)高(gao)邊(bian)坡草(cao)(cao)皮(pi)生(sheng)態防(fang)護技(ji)術(shu)”獲得(de)青海省職工科(ke)技(ji)創新成果(guo)一(yi)等(deng)獎。
3代人40余年堅守高原
這條(tiao)公路的(de)建(jian)設離不開(kai)多年的(de)技術積累和(he)強大的(de)科研成果支撐。
事(shi)實上,在(zai)共玉高速之前,中交一(yi)公院已堅守高原(yuan)40余年,圍繞著青藏公路的歷(li)次整治改建,探索(suo)形成的凍(dong)(dong)(dong)土工(gong)程(cheng)研究方法與(yu)測(ce)試技術,奠定了我(wo)國(guo)凍(dong)(dong)(dong)土工(gong)程(cheng)的研究基礎,創(chuang)建了我(wo)國(guo)凍(dong)(dong)(dong)土工(gong)程(cheng)理論(lun)與(yu)技術體(ti)系。
自20世紀(ji)70以(yi)來,一(yi)公(gong)院(yuan)3 代人(ren),44 年,觀(guan)測數(shu)據(ju)300多(duo)萬組。這種持續近半個世紀(ji)的(de)研(yan)究(jiu)(jiu)和技(ji)(ji)術(shu)沉淀(dian),在土木工程界絕無僅(jin)有。也由(you)此(ci),一(yi)公(gong)院(yuan)確立了(le)凍土工程研(yan)究(jiu)(jiu)的(de)國(guo)(guo)際領先地位。憑借寒區道(dao)路的(de)相關研(yan)究(jiu)(jiu),一(yi)公(gong)院(yuan)已(yi)經兩次(ci)(ci)獲(huo)得(de)國(guo)(guo)家科技(ji)(ji)進(jin)步一(yi)等獎,兩次(ci)(ci)獲(huo)得(de)國(guo)(guo)家科技(ji)(ji)進(jin)步二等獎,填補(bu)了(le)世界范圍內多(duo)年凍土地區修筑瀝(li)青公(gong)路的(de)技(ji)(ji)術(shu)空白。
據統計,我(wo)國專(zhuan)業從事凍土工程研(yan)(yan)究的(de)科研(yan)(yan)人員不足400 人,而一公(gong)院就有(you)將近100 人從事公(gong)路凍土工程研(yan)(yan)究。
以(yi)(yi)武(wu)憼民為(wei)(wei)代表的(de)第(di)一代凍(dong)土(tu)(tu)(tu)科研(yan)者,1954 年(nian)青(qing)藏公(gong)路(lu)測(ce)設時就(jiu)參與(yu)其中,自1972 年(nian)青(qing)藏公(gong)路(lu)改建鋪(pu)瀝青(qing)路(lu)面開(kai)始,帶(dai)領團隊進行高(gao)原(yuan)凍(dong)土(tu)(tu)(tu)的(de)研(yan)究(jiu)(jiu)。2006 年(nian),這位中國凍(dong)土(tu)(tu)(tu)研(yan)究(jiu)(jiu)的(de)拓荒者因病去世(shi)。以(yi)(yi)汪雙(shuang)(shuang)杰為(wei)(wei)代表的(de)第(di)二代凍(dong)土(tu)(tu)(tu)科研(yan)者,耗時30 多年(nian),主持(chi)完成了凍(dong)土(tu)(tu)(tu)地(di)區公(gong)路(lu)修(xiu)筑成套技術研(yan)究(jiu)(jiu)。汪雙(shuang)(shuang)杰也成為(wei)(wei)了我國工程勘察設計大師,“新世(shi)紀(ji)百千萬人才工程”國家(jia)級人選。第(di)三代凍(dong)土(tu)(tu)(tu)科研(yan)人員(yuan),以(yi)(yi)陳建兵、張娟、劉戈、朱東鵬、金龍、李金平為(wei)(wei)代表,雖然大部分是80后,卻已擔負起延續高(gao)原(yuan)凍(dong)土(tu)(tu)(tu)科研(yan)火種(zhong)的(de)重任。
原交通部一位主要領(ling)導(dao)感慨道,“一公院的高原凍土科研是中(zhong)國(guo)土木工程領(ling)域唯一不滅的火種,是交通行業的國(guo)寶!”
青(qing)藏(zang)公(gong)路的高(gao)原(yuan)凍(dong)(dong)土(tu)經驗(yan),大大縮短(duan)了青(qing)藏(zang)鐵(tie)路凍(dong)(dong)土(tu)研究(jiu)的周期,提高(gao)了青(qing)藏(zang)鐵(tie)路建設的效(xiao)率(lv)。從凍(dong)(dong)土(tu)工程技術(shu)研究(jiu)及(ji)交通保(bao)障而言,“沒(mei)有(you)青(qing)藏(zang)公(gong)路50 多年的建設成就(jiu),就(jiu)沒(mei)有(you)今天的青(qing)藏(zang)鐵(tie)路。”原(yuan)鐵(tie)道部領導感言。
一公(gong)院(yuan)的凍土科研(yan)不(bu)僅為已(yi)建(jian)(jian)(jian)成(cheng)的青(qing)藏(zang)公(gong)路(lu)(lu)(lu)、青(qing)藏(zang)鐵路(lu)(lu)(lu)、共(gong)玉高(gao)(gao)(gao)速(su)(su)等國家(jia)(jia)重大工程提供支(zhi)(zhi)持,還將為尚未開(kai)建(jian)(jian)(jian)的青(qing)藏(zang)高(gao)(gao)(gao)速(su)(su)提供技(ji)術(shu)支(zhi)(zhi)撐(cheng)。西藏(zang)自(zi)治(zhi)區(qu)首府拉薩至(zhi)今仍是“高(gao)(gao)(gao)速(su)(su)孤島”。老青(qing)藏(zang)公(gong)路(lu)(lu)(lu)通(tong)車60 余年來,已(yi)成(cheng)聯通(tong)自(zi)治(zhi)區(qu)與內地(di)的重要的經濟(ji)大通(tong)道。日益增加的客(ke)貨(huo)運輸量,使這條路(lu)(lu)(lu)不(bu)堪重負。建(jian)(jian)(jian)設青(qing)藏(zang)高(gao)(gao)(gao)速(su)(su)公(gong)路(lu)(lu)(lu)再(zai)一次(ci)被提上國家(jia)(jia)議程。2014 年,一公(gong)院(yuan)“高(gao)(gao)(gao)海拔高(gao)(gao)(gao)寒(han)地(di)區(qu)高(gao)(gao)(gao)速(su)(su)公(gong)路(lu)(lu)(lu)建(jian)(jian)(jian)設技(ji)術(shu)”研(yan)究(jiu)入選國家(jia)(jia)科技(ji)支(zhi)(zhi)撐(cheng)計劃,這是近10 年來交通(tong)運輸部(bu)唯一的道路(lu)(lu)(lu)支(zhi)(zhi)撐(cheng)項目。2017年5月4日,該項目通(tong)過專家(jia)(jia)組驗收。專家(jia)(jia)認為,項目研(yan)究(jiu)成(cheng)果是我國高(gao)(gao)(gao)海拔高(gao)(gao)(gao)寒(han)地(di)區(qu)高(gao)(gao)(gao)速(su)(su)公(gong)路(lu)(lu)(lu)建(jian)(jian)(jian)設技(ji)術(shu)的系統集成(cheng)、創新(xin)與超越,體現(xian)目前(qian)這一技(ji)術(shu)研(yan)究(jiu)的前(qian)沿水平,標志著我國青(qing)藏(zang)高(gao)(gao)(gao)速(su)(su)公(gong)路(lu)(lu)(lu)建(jian)(jian)(jian)設有了成(cheng)套技(ji)術(shu)支(zhi)(zhi)撐(cheng)。
除此之外,這項重(zhong)大技術專項也將助力“一帶(dai)一路”建(jian)設(she),推(tui)動由東(dong)向西(xi)跨越(yue)青藏高原、喀喇(la)昆(kun)侖山脈(mo)、帕米爾高原、西(xi)伯利亞等(deng)高寒高海拔地區的交通基礎建(jian)設(she)。初步估計,穿越(yue)“絲(si)綢之路”達1.2萬(wan)公里的公路交通建(jian)設(she)需要提供凍(dong)土技術保障。