12月6日,全线643公里,设计时速250公里的西成高铁将全线开通运营,两地最短运营时间3小时27分。

西成高铁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。

怎么翻秦岭?在铁道第一勘察设计院,这条“高铁蜀道”设计图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……

“高铁线路必须取直。”西成高铁项目指挥长刘双进详解了西成高铁的设计缘由。秦岭地质条件异常复杂,分布着五条深大断裂带,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,综合考虑环保、高铁所需直线和现代施工技术,决定采取“秦岭隧道群”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”形沟谷中,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”的新型明洞结构技术,即用“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。

在大山里高速行驶,除了频繁钻洞,还要依山势上下坡。“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。担任西成高铁运营的主力车型CRH3A,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。(记者 矫阳)