中科院成都山地所：丈量“天路”的人

中国科学院成都山地研究所的专家正在现场。新华社记者金

自古以来，当人们从四川进入*时，必须爬山和穿越急流。旅程艰难而危险。尽管如此，铺设“天堂之路”的步伐从未停止过。

1950年，川藏公路开始建设。经过19年11万军民的艰苦建设，1969年全面建成通车，结束了仅依靠人类将动物从四川运到*的历史。

现在，为了使这一危险的旅程更加顺利，川藏铁路的建设也被提上了议事日程，并纳入了国家十三五规划。2014年底，川藏铁路成康段和拉林段开工建设。目前，全线建设正在规划中。

最难的“天路”有多难

“八开始八伏”，累计爬升高度超过14000米

川藏铁路从四川成都到*拉萨有近1700公里长。它由三段组成:成康铁路(成都至康定，分为成都至雅康铁路)、林康铁路(康定至林芝)和拉林铁路(拉萨至林芝)。川藏铁路的设计速度为200公里/小时(限制路段为160公里/小时)。建成后，从拉萨到成都只需13个小时。

与道路相比，铁路建设更加困难。如何科学合理地避免和预防铁路选线中的山体灾害成为当前亟待解决的难题。

2015年，中国科学院部署了科技服务网络项目“川藏铁路山地灾害分布规律、风险分析与预防实验示范”。中国科学院成都山地灾害与环境研究所(以下简称中国科学院成都山地研究所)的科研人员被委以重任。“我们希望借此机会，进一步拓展山地灾害从理论到技术，再到应用示范的学科创新链，探索面向国民经济主战场的‘科技工程用户’科技服务模式。”中国科学院成都山地研究所所长温安邦说。

事实上，早在新中国成立初期，中国就开始勘测川藏铁路，并在20世纪90年代开始选择路线。川藏铁路在选择修建入藏铁路时，由于施工难度大、投资成本高，被暂时搁置。

尤勇智是中国科学院成都山地研究所的总工程师。他坦率地承认，这是他几十年实践中遇到的最困难和最棘手的任务。

川藏铁路的建设难度在世界上是罕见的，远远超过已经建成的青藏铁路。超过1700公里的铁路必须通过“八倍八伏”，累计爬高超过14000米。在施工过程中，施工人员将面临四个具有挑战性的问题:“地形高差大”、“板块活动剧烈”、“山地灾害频繁”和“生态环境脆弱”。换句话说，这相当于在最危险和最复杂的山谷之间建造世界上技术难度最大的“巨型过山车”。

例如，从泸定县到康定市的50公里路段要爬近2000米。“为了克服这种巨大的地形高差，避免灾害易发区，沿线约80%的路段必须建在桥梁和隧道上。”尤勇智进一步解释说，川藏铁路也跨越了印度洋板块和欧亚板块的地震活动断裂带，面临着地震、冻土、雪崩、地热能、溶洞、地下河、岩爆等多种复杂的地质条件。

为什么会有许多山地灾害

跨越14条主要河流和21座超过4000米的雪山

经过对川藏铁路建设中面临的一些难题的初步估计，研究人员认为“频繁的山地灾害”是决定川藏铁路建设成败的关键因素之一。

这一论断也得到了业内人士的广泛认可。2016年10月，召开了题为“解决川藏铁路山地灾害问题——川藏铁路建设的挑战与对策”的学术交流会议。八位院士在会上谈到这一问题时也达成了共识，即“在如此复杂的地质环境条件下修建铁路将不可避免地面临大量的科技难题，其中山地灾害将成为局部乃至全线的关键控制节点。"

“这也是川藏铁路从中亚安到林芝的整段没有开工的原因，因为这一段面临着最严重的山难问题和最困难的建设，而且还处于预可行性阶段。中国科学院成都山研究所副所长陈晓卿说。

中国科学院成都山地研究所的专家小组所要做的就是试图解决这一部分的“山地灾害”问题。

根据初步路线规划，川藏铁路将穿越横断山区、藏东南高原、高山峡谷、14条主要河流和21座海拔4000米以上的雪山。

据我们统计，沿途可能遇到的山地灾害包括滑坡灾害、泥石流灾害、水毁灾害、雪灾、冰灾、滑沙坡灾等尤勇智说:“仅在川藏铁路巴隆藏布段271公里处，就有399处潜在的冰湖溃决泥石流和冰水泥石流。在360公里长的淡水区域，有310处泥石流和241处山体滑坡。”

为什么这里的山地灾害如此频繁和严重？

中国科学院院士、中国科学院成都山研究所副所长崔鹏说:“主要有三个原因。第一，地震区多，构造活跃，强震频繁，侵蚀强烈，地质环境条件极为有利。二是中高山落差大、坡度大的地形，为灾害发展提供了巨大的能源条件。三是受季风和西风带影响，气候差异明显，为灾害发展提供了有利的气候和水资源

如何治愈重点顽症

预计今年年底完成的跨线山体灾害技术咨询报告

“在给出对策之前，我们必须弄清楚川藏铁路沿线泥石流、滑坡等山地灾害的区域分布规律是什么？它们对铁路项目的影响有多大？如何科学划分铁路山地灾害的危险区和安全区尤勇智说:“此外，川藏铁路将经过一些我们的科研人员以前从未观察到的地方。那里有泥石流吗？危害有多大？我们手中没有任何信息，我们仍然需要调查和研究。”

中国科学院成都山地研究所的研究人员首次利用遥感卫星查明了铁路沿线崩塌、滑坡和泥石流的数量和分布状况。然后，他们通过查阅历史资料、现场踏勘、现场取样、实验分析和数值模拟进行了更详细的研究和分析。

“遥感影像无法看到坡体内部结构，需要结合野外调查。”中国科学院成都山地研究所副研究员李秀珍说:“例如，我们的研究人员必须使用某种攀登‘地球方法’才能爬到山顶，并寻找一些以前灾害留下的可见痕迹。根据这些痕迹，我们可以计算出当时灾害的规模、流量、冲击速度、危险模式等信息。”

了解了山地灾害的情况后，应该采取什么预防措施？

陈晓卿说:“在我们的研究人员看来，如果风险特别高，我们将采取‘回避’的方式。如果问题可以解决，成本可以节省，那就想办法“管理”

例如，日地沟是位于四川省甘孜藏族自治州康定市附近的一条泥石流沟。该沟泥石流、崩塌、滑坡等山地灾害的风险评估和预防措施是决定该段铁路选线的重要前提之一中国科学院成都山地研究所副研究员刘金凤说。

根据之前的路线计划，一个码头将会建在里地沟铁路桥的中心附近。然而，经过调查研究，研究人员发现日铁沟铁路桥可能受到两种落石灾害的影响。一是隧道入口附近受工程扰动的边坡和危岩可能松动脱落。另一个是从高处落下的落石可能沿着斜坡移动，并可能对铁路线造成损害。

“因此，我们认为在该位置采用‘铁路桥梁方案+铁路桥梁上游挡水坝+铁路桥梁下防护排水’的组合更为合适。”尤勇智说:“就像这样，我们必须一个接一个地找出应对沿线山地灾害的对策，预计今年年底完成川藏铁路山地灾害技术咨询报告。”