成昆铁路特克中桥高陡峭壁下的护卫者——铁科院张玉芳
中国灾害防御协会
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2023-05-18 15:27
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成昆线始建于1958年,于1970年7月1日全线开通,线路呈南北走向。成都局集团公司管内成昆线北起成都南站,经川西平原,跨大渡河、牛日河、安宁河、金沙江等19条,翻越大、小凉山至攀枝花。线路北接川渝铁路,南连滇黔,是西南地区重要的社会经济和战略大通道。2022年12月26日新成昆冕宁至峨眉段开通运营,成昆线保留成都南至花棚子继续运营。线路全长761.318公里,桥梁848座,隧道296座,路基416.466公里。桥隧比率44%。

成昆线开通运营以来,由于所处特殊地理环境及修建年代等原因,呈现地质灾害种类多、分布广、规模大、频次高、危害大,对铁路运营安全造成严重影响。据不完全统计,1970年开通至2008年,灾害造成线路中断4633小时,平均每年中断行车119小时。

正是在这样险峻复杂的地形地貌和地质构造条件下,有无数守护者用自己的脚步丈量着每一处危岩体的形态尺寸,日以继夜将自己的青春和时光奉献在从地质灾害中挽救生命财产损失的行动当中。他,正是无数抵御地质灾害的捍卫者之一。

张玉芳研究员,中国灾害防御协会高端智库专家、铁科院地质灾害防治学科带头人。他长期从事地质灾害防治的技术创新和生产实践工作,先后主持负责国家重点研发计划项目、国家863科技计划子课题等国家级项目3项,省部级科研项目30余项,研究与实践密切结合,在复杂山区铁路、公路部门解决了大量工程难题,承担地质灾害防治项目2000余项,其中就有很大一部分地质灾害防治项目位于成昆铁路沿线,而特克中桥更是多种灾害发育的典型代表。

特克中桥所在位置属河流峡谷中高山地貌,尼日河深切。隧道进口位于布觉依达沟左岸,沟谷深切,基岩出露,岩体节理裂隙发育,植被稀疏,主要以灌木为主。在与张玉芳研究员调研成昆铁路特克中桥危岩体病害情况时,他介绍到,此处不仅发育布觉依达泥石流沟、岩堆体、隧道进出口仰坡病害,山侧还存在许多高位高陡危岩体。“预留排导槽可以使泥石流从桥下通过;岩堆体也已经采用预应力锚索框架+桩板墙+锚索抗滑桩综合加固;隧道洞口仰坡预应力锚索框架+点锚加固。但是唯独就是山侧高位高陡危岩体整治难度较大。”

因此,如何治理山侧高位高陡危岩体的难题摆在了张玉芳研究员的面前。他说到:“攻关这个技术难题,我们要回答‘哪里有危岩体’、‘为什么是危岩体’、‘危岩体和铁路有什么关系’以及‘采用何种措施治理危岩体’等若干问题。”随后,58岁的张玉芳研究员沿着峡谷的脉络自己带领团队踏勘了每一处山头,将危岩体的形态特征一一记录,再借助数值计算的方法模拟了危岩崩塌运动轨迹,探明了各处危岩体崩塌可能对隧道带来的影响,最终在选择治理措施的过程中敲定采用NPR(Negative Poisson Rate,负泊松比)材料构建高位高能高轻型柔性防护网。最终高位高能高轻型柔性防护网设计方案采取“网、桩、锚”体系,由新型NPR材料拦挡网、锚索支撑桩、锚索爬坡梁、锚索地梁四个部分组成,防护能级高达15000千焦,拦截落石高度28米。

张玉芳研究员在现场观看仍在施工的高位高能高轻型柔性防护网展望到:“希望采用的高位高能高轻型柔性防护网能够在铁路高位高陡危岩体治理的过程中发挥作用并得到推广,能为更多的铁路沿线换来安全高效的运营。”

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