11月29日,西成高铁全线载重拉通试验进入尾声,为即将开通做最后的准备。

西成高铁全线643公里,设计时速250公里,途经我国地理上最重要的南北分界线秦岭,为世界首条穿越艰险山脉的高速铁路。秦岭东西绵延500公里,南北宽150公里,平均海拔1500米以上,从关中入川,自古便有“蜀道之难,难于上青天”之谓。

西成高铁怎么翻秦岭?11月27日,科技日报记者采访了铁道第一勘察设计院(简称“铁一院”)西成高铁项目指挥长刘双进。

看西成高铁设计图,这条“高铁蜀道”清晰地展示在科技日报记者眼前:一路爬高下坡,其中有45公里持续以20‰—25‰大坡度线路爬升,直接落差高达1100米;穿越134公里长大密集隧道群……

为何要选择穿越这么多密集的隧道?高速列车空气压差如何解决?北边秦岭陡峭,南边大巴山相对平缓,动车如何安全地高速爬升至顶又迅疾下坡?途经这么多隧道,乘客能否上网?紧急状况下如何救援?

“高铁线路必需取直。”刘双进说,秦岭地质条件异常复杂,分布着5条深大断裂带,断层70余条,地下水为裂隙水、孔隙潜水和岩溶水相融合。经过多次现场勘查调研,反复比选4条秦蜀古道,经综合考虑环保、高铁所需直线和现代施工技术,决定采取“隧道群”的形式穿越秦岭。

西成高铁陕西段的桥隧比高达94%,在秦岭山脉中超过10公里的特长隧道就有7座,隧道群规模为全国之最。

高速列车穿秦岭,非常惊心动魄。在一个又一个坡面陡峭的“V”型沟谷中,动车频繁高速地钻山入洞。险峻的地形,使很多隧道洞口间距都很小,存在“空气动力学效应”和“危岩落石安全防护”两大技术难题。

“基本是在悬崖上打隧道。最近的两座隧道间距仅为20米,以时速250公里瞬间进出,压差高低来回切换,将给乘客耳鼓带来巨大的不适。”刘双进说,为解决这两大技术难题,设计团队创新出“桩柱式钢筋混凝土防落石明洞”和“桥隧一体化柔性钢网防落石棚洞”两种新型明洞结构技术。

也就是说,用“人工明洞”连接两座隧道,避免了因短时高速进出隧道产生的高气流压差给人带来的损伤;而“隧—桥—隧”结构,则是将峭壁上的隧道洞口直接放在桥上。

如此密集的隧道,一旦有紧急情况,如何保证乘客安全?刘双进介绍,设计中首次提出“疏散定点”概念,即通过设置救援站,来解决长大隧道群的应急救援疏散问题。西成高铁隧道群共设置有7处救援站,包含列车临时停靠点、疏散梯道及救援通道等。

在大山里高速行驶,除了频繁钻洞,还要依山势上下坡。据刘双进介绍,西成高铁从清凉山隧道开始一路上坡,采用25‰的大坡度穿越秦岭,长达45公里,坡道直接落差1100米,为国内之最。“以时速250公里计算,相当于动车在23分钟内登上375层楼。”刘双进如此形容。

有上山,就有下山。在穿越秦岭的高铁线路中,受地形限制,列车达到坡道最高点之后就开始下坡,如果操纵不当,爬坡蓄积的强大动力将在“变坡点”转换成强大的势能,高速滑跑下山。

连续长大坡道给动车平稳运行带来了高难度挑战。看看西成线上的动车性能如何?来自中国中车资料,CRH3A新型动车组“黄金眼”,是西成线的主力车型,除具有“复兴号”核心技术外,新增了一项独有的制动功能——坡起制动,具有快起快停、快速乘降等特点,满足西成高铁长大坡道上静止和启动不溜逸的要求。

至于乘客担心的过隧道手机上不了网,在西成线段全不是问题。刘双进说,在设计西成高铁时,几家移动运营商就在隧道里铺设了替代基站的漏缆,铺设高度与车窗平齐,自带信号,2G、3G、4G全覆盖。

西成高铁开通后,两地运营时间由现在的16小时缩短至3小时。