图:中国铁路
东起西宁,西至拉萨——1956公里的青藏铁路,翻越昆仑,跨过唐古拉,在“世界第三极”的苍茫大地上,划出一道壮丽的生命线。
今年是中国共产党成立105周年,也是青藏铁路全线通车20周年。回望这条“天路”的诞生,不仅是人类工程史上的奇迹,也饱含着铁科院几代科研工作者用热血与信仰书写的报国华章。从当年的单帐篷到如今的复兴号飞驰,变的是技术飞跃,不变的是那颗“一切为科研、科研为运输”的赤诚之心。
寻路:冰河下的誓言
铁科人与青藏铁路的缘分,始于上世纪50年代末的高原风雪。
1957年,32岁的周镜院士随队进入青海柴达木盆地进行踏勘。零下20~30摄氏度的严寒里,帐篷是唯一的庇护,冻土是最大谜题。
1958年,原铁道部启动青藏铁路勘测设计工作。时任铁科院副院长李泮明带队进藏考察,直抵青海察尔汗盐湖和昆仑山口,为的是探查盐层到底有多厚,能不能承载路堤?能不能让火车安全通过?如何让盐层不融化?
1960年4月,唐振绪、周镜等老一辈专家参加青藏铁路科学技术研究现场会。同年,在海拔4780米的风火山,铁科院建立起世界上唯一一座全年有人值守的高原冻土观测站。风火山地区集中了修建青藏铁路“高寒缺氧、生态脆弱、多年冻土”三大世界级科技难题,也被前来考察的国外专家们断言,“青藏铁路不可能通过风火山”。但铁科人偏不信邪。
为了驯服冻土,1974年,围绕盐湖、冻土试验工程科研任务,铁科院集结6个研究所400余名科研人员进行了21个项目的研究。冯叔瑜院士带队,连续三年在海拔4700米的风火山和海拔4500米的清水河两个试验地段,开展高原冻土爆破试验,为青藏铁路的建设积攒技术储备。
为了解决盐湖筑路难题,1975年至1977年的三年间,卢肇钧院士带队分驻察尔汗盐湖南北两岸。针对其间13公里极松粉细砂地基问题,运用了他首创的多次碾压振密作为加固措施、有效防止砂土液化的方法,在国内最早系统试验和成功应用振动挤密砂桩加密饱和松砂地基。随后,科研人员和建设者密切配合,采取以砂治盐、打挤密砂桩等方法,在察尔汗地区的盐湖上筑起一道牢固晶体路堤。
卢肇钧院士在回忆文章中写道:
盐湖地区每年冬季风沙迷漫,室外工作极度艰辛。而夏秋两季空气潮湿,空气中到处飞舞着多种蚊虫,扑人头面咬痛难忍,甚至随着人们的呼吸进入口鼻。因此,在户外工作时不得不在头上戴一顶特制的防蚊虫帽,从头顶直至两肩,将耳目口鼻以及脖颈一概用纱罩遮着,以防蚊虫攻击。此外,盐湖地区海拔较高,空气稀薄,从沿海平原前去工作数年后往往有心脏变形的症状,有少数同志的身体曾为此付出了一些代价。
1984年5月1日,青藏铁路西宁至格尔木段投入运营。自那时起,青藏铁路一直保持良好的路基工程状况。
后来,周镜在《十年来铁路系统岩土工程的发展》(1989年)一文中这样描述“盐湖路基工程”:盐湖上直接修筑铁路在世界上尚无先例,这项工程为我们积累了丰富的经验,也为岩土工程的内容增加了新的篇章。
破局:攻克天路建设难题
时光荏苒,2001年6月29日,青藏铁路格拉段正式开工。其建设施工难度之大,设备可靠性和安全性要求之高,史无前例。面临世界铁路史上前所未有的困难和挑战,在没有国内外成熟经验可以直接应用的情况下,铁科人自力更生,自主创新,攻克一个又一个技术难关。
要在多年冻土层上实现以桥代路,混凝土是核心。这一年,刚担任铁科院铁建所混凝土室主任的谢永江,主动请缨赴高原,带领团队建立首个高原环境模拟实验室。他们研制的青藏线专用DZ系列低温早强耐腐蚀高性能混凝土外加剂四大类共11个品种,在建设中使用达8万多吨,施工高性能混凝土220多万方,为青藏铁路顺利施工创造了良好条件。
质量是工程的命脉。2002年,青藏铁路建设指挥中心在全路首次引入路基、桥隧工程质量评估制度,委托铁科院在建设现场设立常驻机构——工程质量检测站。时任原铁道部新线铁路监督站工程质量检测中心副主任、铁建所工程检测试验部主任的邵丕彦,挑起检测站站长的担子。他和团队带着轻则20公斤、重则50公斤的专业设备,辗转往返于1142公里的各检测点,一边开展抽检评估工作,一边对建设单位宣讲工程质量和抽检的重要性与必要性,4年间累计行程40余万公里,为保证青藏铁路的工程质量奠定了坚实的基础。
雪域高原风光旖旎,生态却极为脆弱,青藏铁路在中国大型工程建设中首次引进环保监理。铁科院环保所受委托成为国内第一家开展施工期环保监理的单位,时任铁科院环保所副所长的李耀增扛起了环保监理总监的重任。5年间,监理站的铁科人沿着1142公里铁路辗转各类现场进行检查8300余点次,用脚步丈量每一寸生态红线。为减少对野生动物的干扰,铁科人提出设置33处野生动物通道,总长度59.8公里,将铁路建设对动物迁徙和繁殖的影响降到最低。
长期在高原工作,高原红爬上他们脸颊,有人严重耳鸣,有人一头华发,有人牙齿松动……但谁也没有暂缓工作步伐。
随着工程建设的推进,78岁高龄的冯叔瑜院士再赴青藏高原考察,指导冻土爆破技术,并在论文中写道:
根据20世纪70年代铁科院在青藏高原高原冻土爆破开挖试验结果,认为在青藏高原冻土环境下,所用爆破器材不但要满足防水抗冻要求,还要满足防雷电要求。
也是在那时,高原异常恶劣的自然环境,对混凝土梁产生的不良影响陆续显现。于是,铁科院金化所科研人员挺身而出,出色地完成了青藏铁路混凝土梁耐久性防护涂装保护技术研究试验,并编制完成相关细则、规程,为青藏铁路混凝土梁耐久性防护涂装保护技术提供理论依据。该所焊接专业的科研人员,则在2004年至2005年两年间,主持完成青藏铁路钢轨焊接接头低温性能的试验研究及西格线钢轨焊接工程。他们总结出的钢轨焊接接头力学性能的低温特征以及力学性能在低温条件下的变化规律,在当时均属世界首次,为青藏铁路无缝线路的研究和应用提供了技术支持。
2006年初,随着开通日期的临近,刚铺就的钢轨在青藏高原的阳光下泛着银光,等来了铁科院机辆所青藏铁路引进机车试验项目组和客车试验项目组。1月16日,人们还沉浸在新春佳节的幸福氛围之际,由机辆所机车动力学和制动系统专家组成的机车、客车试验项目组已经奔赴格尔木。
试验中,机车一天一夜地在格尔木到西宁间跑往返,然后是拆线、重新布线,再直奔拉萨开展全程运行试验。这样没有休息的战斗一干就是连续的五天五夜,试验团队克服了常人难以想象的困难。
这次试验不仅是地点在高原,还因机车制造方美国GE公司的直接参与,带来了一些“插曲”:美方提出种种理由,拒做某些试验,机辆所动力学测试组李谷研究员据理力争,让试验得以顺利进行。单车紧急制动试验时,美方怀疑我方测试系统不准,杨欣负责的制动性能测试组与美方技术人员反复校核,确定无误。美方又采取更多方法以证明自己正确,经过一番较量,美方最终承认我方试验方法正确,随后才对机车系统进行调整……
历时寒冬的一个月,机辆所青藏机车和客车试验项目组在海拔2828米、4100米、5072米等处完成了格拉段全程运行试验。中方科研人员科学严谨的工作作风、高超的科研技术水平和坚忍不拔的毅力让美国GE公司人员大为叹服,他们情不自禁地对我方参试人员竖起了大拇指。
越是开通前,测试、调试工作越是繁忙。通号所团队在2005年先后完成“青藏线试验段通信信号综合联调试验”和“铁路运营设备高原雷电防护技术试验”,并为格尔木—拉萨段的7个大站和西宁—格尔木段14个车站提供计算机联锁系统设备,以及7个大站的微机监测系统设备和全线信号控制设备的远程维护系统,4个站的调车机车监控系统设备和1个站的货运列车编组场系统设备,在青藏铁路安全运行中发挥重要作用。
电子所团队为实现“把全线旅客列车旅行时间压缩到最短,全线设备高可靠、免维护,沿线基本实现无人化管理”的管理模式,圆满完成青藏铁路客票发售与预订系统、青藏铁路客运服务呼叫中心、青藏线行车安全监控系统、青藏铁路冻土地温自动监测系统以及信息系统工程监理工作。
基础设施检测中心抽调精干力量,对青藏铁路进行大密度普查。检测人员往返高原18次,对青藏铁路格拉段进行定期检测,检测里程超过20000公里,为迅速达到通车目标保驾护航。
五年鏖战,41项科研成果在铁科院诞生,20余项成果在高原应用;多项大型试验、全程环保监理、工程服务和检测检验任务圆满完成;数十项荣誉接踵而至……2008年12月3日,“青藏铁路工程”荣获国家科技进步奖特等奖。铁科人用实际行动诠释了“挑战极限、勇创一流”的青藏铁路精神,让绿色长龙安全平稳地奔驰在雪域高原。
传承:新时代的答卷
“全国的交通地图就像一幅画啊,中国的中部、东部、东北地区都是工笔画,西部留白太大了,将来也要补几笔,把美丽中国的交通勾画得更美。”2021年7月22日,习近平总书记在林芝火车站考察时的深情嘱托,激励着新时代的铁科人。
随着拉林铁路开通运营,复兴号首次驶上世界屋脊,历史性地实现了对全国31个省区市的全覆盖。拉林铁路全长435公里,16次跨越雅鲁藏布江,桥隧比达74.6%,90%以上线路在海拔3000米以上。从支撑工程建设到环境监理,从圆满完成高海拔地区客货共线铁路动态检测到攻克复兴号高原内电双源动力集中动车组关键技术,铁科院的“科技尖兵”始终奋战在雪域高原。
如今,面对高原铁路建设新命题,铁科人尽锐出战、勇攀高峰。从当年的单帐篷到如今的数字化运维,技术迭代让天路更畅通,但铁科人对毫厘之差的敬畏,比昆仑山石更坚硬;对科技报国的初心,仍如雪山圣湖般澄澈。融铸于风雪中的铁科血脉,深藏着爱国、创新、求实、奉献、协同、育人的科学家精神基因,支撑起中国铁路科技自主创新的钢铁脊梁。
高速领跑、重载领先、智能领军……充分发挥国铁科创中心带动和平台作用,立足支撑巩固扩大中国铁路世界领跑优势、解决铁路运输生产痛点难点问题,铁科院集团公司加强关键核心技术攻关和基础理论研究,全力打造铁路科技创新高地和原创技术策源地,切实担当国家铁路战略科技力量职责使命。
这份笃定与从容,源于历史的回响,更成于时代的号令。
从茅以升老院长提出“一切为科研,科研为运输”的建院方针,到坚持“以科研立身、以科研立院”,七十余载风雨兼程,铁科人始终听党话、跟党走,将服务国家战略的使命镌刻在万里铁道线,融入每一次技术迭代的脉搏之中。
让我们将镜头再回到青藏铁路。多年冻土退化变形,是影响长期服役安全的核心难题,铁科院科研团队接过前辈的接力棒,从未停止过对它的研究,扎根现场潜心攻关,甘坐十年冷板凳,取得多项关键技术创新,为高原铁路安全运维与新线建设提供重要技术保障。
七十年前,我们在风火山上第一次读懂了冻土;
七十年后,我们仍在用最新的科技手段守护着冻土。
铁科院的科研工作者始终在追寻同一个答案:如何以科技创新,让这条路更安全、更持久、更温暖。
迈进“十五五”,站在新的历史起点,铁科院集团公司坚决贯彻落实国铁集团党组决策部署,凝心聚力、团结奋斗,充分发挥国铁科创中心带动和平台作用,聚焦科研主责主业,加快成果转化,加强高端人才培养,努力推动铁路高水平科技自立自强,全方位支撑世界一流铁路企业建设,为推动铁路高质量发展和现代化建设注入澎湃动能。