本報(bào)記者 矯 陽

　　從烏魯木齊到哈密，自西向東，吐魯番、鄯善等片片綠洲，點(diǎn)綴在一望無際的茫茫戈壁。

　　煙墩風(fēng)區(qū)、百里風(fēng)區(qū)、三十里風(fēng)區(qū)、達(dá)坂城風(fēng)區(qū)，使這里成為我國乃至世界上風(fēng)災(zāi)最嚴(yán)重的地區(qū)之一。其中百里風(fēng)區(qū)、三十里風(fēng)區(qū)部分區(qū)段，年均大于8級大風(fēng)的天氣達(dá)到208天，最大時(shí)速60米/秒，相當(dāng)于17級風(fēng)，以致既有線列車曾在這里被大風(fēng)吹翻?！百Y料表明，在沒有防風(fēng)措施的情況下，百里風(fēng)區(qū)、三十里風(fēng)區(qū)列車每年停運(yùn)達(dá)80天左右，需限速運(yùn)行約260天左右?！碧m新鐵路新疆公司董事長、總經(jīng)理拉有玉說。

　　如今，新建蘭新第二雙線新疆段、一條時(shí)速200公里以上、長710公里的高速鐵路線，已橫亙在這條古絲綢之路上，將于近期開通運(yùn)營。乘火車從哈密到烏魯木齊，將從6小時(shí)壓縮至3小時(shí)。

　　在大風(fēng)中高速行駛的動車將怎樣避風(fēng)？常年處于干旱大風(fēng)狀況下的軌道道床板如何避免開裂？軌道上如何減少積沙？“710公里長的新疆段，有防風(fēng)工程的路段就長達(dá)462公里，占線路總長的65%。這些防風(fēng)工程技術(shù)的運(yùn)用在我國高速鐵路建設(shè)中尚屬首次，規(guī)模在世界上也是最大的。”歷數(shù)這些數(shù)字，拉有玉十分自豪。

　　9月22日，記者遠(yuǎn)赴新疆，探訪了新疆首條高鐵防風(fēng)工程的建設(shè)。

　　擋風(fēng)墻、擋風(fēng)屏和“防風(fēng)明洞”，防風(fēng)“三大法寶”

　　乘汽車從烏魯木齊市出發(fā)，沿連（云港）霍（爾果斯）高速公路，向著哈密，一路東行。公路旁看到的這條鋼鐵巨龍，忽而橫亙在戈壁中，忽而飛架于河流上，忽而穿梭到公路頂，忽而洞穿進(jìn)天山里。

　　進(jìn)入風(fēng)區(qū)，軌道兩側(cè)，出現(xiàn)一道鋼筋砼、耐候鋼建結(jié)構(gòu)，約四米高的“擋風(fēng)墻”，赫然矗立在廣袤的大漠里，蔚為壯觀。

　　“全線345公里的路基，全是這樣的‘擋風(fēng)墻’。”蘭新鐵路新疆公司工程管理部部長馬西章說。

　　距烏魯木齊東385公里，便到了百里風(fēng)區(qū)著名的魔鬼城。因缺水，這里方圓幾百公里是一大片無人區(qū)。在太陽的強(qiáng)射下，戈壁上的礫石被灼烤得似在冒煙。

　　從 “十三間房”出口處，走30多公里的戈壁便道，來到蘭新第二雙線上的十三間房特大橋工地?！斑@個(gè)地方是Ⅴ級風(fēng)區(qū)的核心區(qū)域，因線路是東西走向，大橋兩頭被天山夾峙，處于一個(gè)巨大的風(fēng)口，風(fēng)與橋幾乎垂直?！敝需F四局蘭新二線指揮部黨工委副書記、副經(jīng)理翁賦勇描述說：“大風(fēng)刮過來，越野車迎風(fēng)側(cè)的玻璃和漆，瞬間便會碎掉，異常駭人?！?/p>

　　“這座特大橋的橋梁為槽形梁，并安裝了由不同尺寸的H型鋼柱和開孔波形鋼板組成的擋風(fēng)屏，十分牢固?！睋?jù)馬西章后來介紹，全線124座橋梁，均是采用這種方式防風(fēng)。

　　沿線還看見，路基兩傍，有許多用小石子做成的方格，方格內(nèi)間或有低密的綠植，十分齊整?！斑@是起固沙作用的。除了這類固定建筑形式，我們正在研制機(jī)械除沙設(shè)備，用以運(yùn)營后線路除沙?！崩杏裾f。

　　距十三房特大橋不遠(yuǎn)，則是一座由鋼筋砼拼接成的地上隧道。“這是防風(fēng)明洞，長1.2公里?！表樦藤x勇的手指，記者看到，在這座鋼鐵隧道嚴(yán)實(shí)地包裹下，軌道路基就像穿了一層厚厚的鎧甲。

　　鋼筋混凝土擋風(fēng)墻、橋梁上的擋風(fēng)屏，以及“地上隧道”儼然成為蘭新第二雙線新疆段嚴(yán)防死守的三大法寶。

　　“今年5月，蘭新第二雙線新疆段開啟聯(lián)調(diào)聯(lián)試時(shí)，經(jīng)受住12級大風(fēng)考驗(yàn)。”拉有玉說，在防風(fēng)工程的保護(hù)下，11級風(fēng)下，高速列車可以200—250公里時(shí)速運(yùn)行；13級風(fēng)下，列車可以120公里時(shí)速運(yùn)行。在百里風(fēng)區(qū)，可能出現(xiàn)的停輪天數(shù)將減少到10天左右。

　　大風(fēng)觀測、風(fēng)洞試驗(yàn)、數(shù)值模擬，尋找設(shè)計(jì)參數(shù)

　　鋼筋混凝土擋風(fēng)墻、橋梁上的擋風(fēng)屏，以及“地上隧道”是怎樣設(shè)計(jì)出來的？其科學(xué)依據(jù)是什么？

　　“這條線防風(fēng)措施的設(shè)計(jì)原則是，在經(jīng)濟(jì)實(shí)用的前提下，做到極端情況停輪、一般情況少停輪少限速、積沙快速清理等?！?鐵道第一勘測設(shè)計(jì)院蘭新二線設(shè)計(jì)總體王正邦向記者說。

　　設(shè)計(jì)開始前，鐵一院先后在風(fēng)區(qū)新建19個(gè)觀測站，結(jié)合已有氣象資料，首次按一定時(shí)間內(nèi)的風(fēng)速、瞬時(shí)風(fēng)速、頻率、地形等指標(biāo)，把線路所經(jīng)的風(fēng)區(qū)由低向高分成Ⅰ—Ⅴ區(qū)。

　　充分掌握大風(fēng)環(huán)境資料后，他們便開始與中南大學(xué)、西南交大、蘭州交大等院校一起開展科學(xué)研究，通過數(shù)值模擬分析、風(fēng)洞試驗(yàn)和室內(nèi)外實(shí)驗(yàn)等手段，開展了路基、橋梁、明洞、接觸網(wǎng)防風(fēng)及大風(fēng)預(yù)警技術(shù)研究，為有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)的選取提供了科學(xué)依據(jù)。

　　比如，他們得出了一個(gè)擋風(fēng)墻合理位置，即為距迎風(fēng)側(cè)線路中心5.7米。為什么？負(fù)責(zé)路基專項(xiàng)設(shè)計(jì)的李鯤對記者解釋說，當(dāng)這一距離位置為5.7米時(shí)，動車組運(yùn)行的氣動力最小，氣動性能相對最好。此時(shí)，接觸網(wǎng)位置的橫風(fēng)風(fēng)速也相對較小。

　　那么，在大風(fēng)下，動車組以時(shí)速250公里的高速在大橋上疾駛時(shí)，橋、風(fēng)和車，這三者如何保持一個(gè)合理的耦合？

　　“改變風(fēng)向并損耗風(fēng)能?！睂τ浾叩囊蓡?，鐵一院蘭新第二雙線負(fù)責(zé)橋梁設(shè)計(jì)的何濤這樣回答，設(shè)開孔率，就是損耗風(fēng)能；而設(shè)置擋風(fēng)屏，則是改變風(fēng)向，讓風(fēng)向上下吹。

　　孔開多大，擋風(fēng)屏設(shè)多高？經(jīng)過各種試驗(yàn)、數(shù)值模擬及三維計(jì)算，最終得出一個(gè)結(jié)論，即開孔率20%，擋風(fēng)屏高出橋面4米。“ 這樣一種結(jié)構(gòu)，讓吹向列車的橫風(fēng)減弱，使橋、風(fēng)和車保持一個(gè)合理的耦合，從而保證列車在大風(fēng)下的安全運(yùn)營?！焙螡f。

　　“防風(fēng)明洞基本上是給軌道建了一座鋼鐵屋，這個(gè)結(jié)構(gòu)防風(fēng)效果最好，只是成本太高，所以只建了1.2公里作為樣本?！蓖跽钫f，通過數(shù)值模擬分析及風(fēng)洞試驗(yàn)，得到了大風(fēng)條件下防風(fēng)明洞內(nèi)外風(fēng)壓分布特征、風(fēng)荷載及洞內(nèi)的風(fēng)速、風(fēng)向場，建立了防風(fēng)明洞的流體力學(xué)及結(jié)構(gòu)力學(xué)模型。

　　高速鐵路的動力是電，取決于空中架設(shè)的電氣接觸網(wǎng)。如此，便帶來另一個(gè)疑問，除了路基，空中電氣接觸網(wǎng)怎樣防風(fēng)？

　　由于路基擋風(fēng)墻的作用，把風(fēng)趕到上邊，加大了接觸網(wǎng)的受風(fēng)強(qiáng)度，使接觸網(wǎng)防風(fēng)設(shè)計(jì)更具挑戰(zhàn)。“接觸網(wǎng)防風(fēng)就是讓導(dǎo)線的腕臂更有力，更具耐磨性和持久性?！辫F一院蘭新第二雙線副總體、負(fù)責(zé)接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)的張學(xué)武對記者說，在先期研究結(jié)果指導(dǎo)下，他們研制出一系列防風(fēng)手段，比如，僅支柱一項(xiàng)，就采用了滿足大風(fēng)環(huán)境下穩(wěn)定可靠的H型鋼柱，還有許多國內(nèi)首創(chuàng)的多項(xiàng)新科技等。

　　涂養(yǎng)護(hù)劑、包薄膜、蓋棉被，防混凝土開裂

　　無砟軌道施工對測量要求精度是千分之六，這樣嚴(yán)苛的精度對混凝土的密實(shí)度要求非常高。而混凝土開裂一直是困擾建設(shè)者的難題，給運(yùn)營的高速鐵路增加了很大維修量。

　　“早穿皮襖午穿紗，圍著火爐吃西瓜”是新疆獨(dú)特氣候的形象寫照。以火焰山聞名的吐魯番地區(qū)，早晚溫差經(jīng)常在20度左右，地面最高溫度可達(dá)73度。溫差大、干旱、多風(fēng)，這樣的氣候條件，對混凝土質(zhì)量的要求更加苛刻。

　　一句話，混凝土密實(shí)度也必須防風(fēng)。“蘭新第二雙線新疆段解決了混凝土開裂的難題?！闭f到這些，拉有玉無比自信。

　　這個(gè)難題是何以解決的？

　　為解決晝夜溫差大、大風(fēng)高溫環(huán)境下防止混凝土開裂的技術(shù)難題，經(jīng)過多次精心試驗(yàn)，給混凝土進(jìn)行科學(xué)配方，得出一個(gè)最佳配合比。同時(shí)，采用包裹塑料薄膜、棉被進(jìn)行養(yǎng)生。

　　“曾經(jīng)最壯觀的場面是，近300家作業(yè)隊(duì)在弧形鋼防風(fēng)棚內(nèi)，進(jìn)行5次收光抹面后，采用養(yǎng)護(hù)劑（膜）、土工布、塑料薄膜、棉被、篷布多層包裹固定的養(yǎng)護(hù)措施，解決混凝土澆筑后表面水分蒸發(fā)過快、表面易開裂問題?！笨粗饣?xì)膩的無砟軌道，中鐵四局蘭新二線四工區(qū)經(jīng)理徐斌這樣告訴記者。

　　堅(jiān)實(shí)的擋風(fēng)墻、密實(shí)光滑的無砟軌道板和砼結(jié)構(gòu)，成為蘭新第二雙線新疆段堅(jiān)不可摧的防風(fēng)長城。

　　可以預(yù)想，在新疆這里乘高鐵，便會有大風(fēng)在“墻”外怒吼，動車在“墻”內(nèi)飛馳的景致。不過，“大漠孤煙直，長河落日圓”的風(fēng)光，還是可以在非風(fēng)區(qū)欣賞的。