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全线平均海拔3800米，相对高差4000～6000余米，特别巨大。用形象的话来说，就是要修巨型过山车。而矛盾的是，不像公路可以大坡，铁路，尤其是要具有货运功能的铁路，一般情况最大限制坡度不能超过8‰。因为情况特殊，最后川藏铁路采用了限制坡度20‰的设计方案才能克服巨大高差的挑战，后续只能通过机车方面的特殊安排，如双机牵引、超大功率牵引机车或者前拖后推的特殊方式来勉强解决。即便如此，通过螺旋形隧道爬高到雪山垭口，又降落到深谷架桥也困难重重，还需要各个环节的科技创新和技术攀峰来实现。  △ 川藏铁路沿线地形地势图
沿线通过的可进行铁路建设的廊道都是高山深谷，垂直高差最大达到4000米。高边坡容易形成滑坡和系列次生灾害，2018年10月10日川藏交界处白格地区发生高位滑坡，导致金沙江断流，形成白格堰塞湖，13日堰塞湖溃坝，冲毁了下游300多座桥梁，造成巨大损失。
一旦遇上强降雨，全线类似的边坡容易引发大型泥石流。历史上形成的古滑坡滑舌不稳定，路基不能建设在这样的基础上，容易产生塌方、路基错动等大险情。沿线冰川、冰湖遍布，融水和冰湖溃决的风险极大。 考虑到这样的地表条件对后续更长时间的持续运营造成巨大威胁，导致川藏铁路最终的选线采用了尽量避免走地表、高桥位的思路，85%左右的隧道比例和95%的桥隧比例，把川藏铁路修成了一条巨型地铁。 在川藏铁路放弃地表行走，大部分钻入地层之后，困难也仍然巨大，特别是建造阶段的挑战巨大，科学选线保证了运营期风险降低；极深埋深的隧道导致建造费用超大，建造时间超长；高地热、高地应力，会导致施工过程产生高达80-100℃的施工条件，岩爆威胁施工人员和设备；穿越大断裂带，软岩大变形，会导致成洞困难，洞内垮塌；隧道涌水、冻土地质、有毒气体等工程和铁路建设领域的一切问题，川藏铁路都要一一经历。
 围绕川藏铁路高起点高标准高质量发展中的若干关键管理问题开展突破性研究，在理论创新基础上为国家有关部门制定相关政策提供咨询建议，国家自然科学基金委员会在2019年第2期应急管理项目《面向复杂艰险环境的川藏铁路建设工程管理机制研究》中提出课题研究方向： （一）复杂艰险山区超大型工程建设环境及管理体系研究（总课题） （二）川藏铁路建设工程安全风险管控研究（子课题1） （三）川藏铁路建设工程管理组织模式研究（子课题2） （四）川藏铁路建设工程协调管理机制研究（子课题3） （五）川藏铁路建设物流管理及保障研究（子课题4） （六）川藏铁路建设全过程管理研究（子课题5） （七）川藏铁路建设的外部性研究（子课题6） （一）高原东部深部物质结构构造及动力演化过程 （二）高原峡谷区内外动力耦合致灾机理 （三）深埋超长隧道工程灾变机制 （四）铁路重大灾害风险识别与预测 （五）超大型铁路建设与科技创新融合管理 载人航天、航空母舰、大飞机、巨型水电站、南水北调、核电站等属于各行业的巨系统工程，交通领域的巨系统工程就看川藏铁路。以国家铁路公司企业主体为牵头单位，集合全国地质、防灾、勘察设计、工程建设、机车建造、自然生态保护的科技创新力量技术攻关及施工和建造，是对中国工程和交通领域的一次考验，将为国内新藏、滇藏，成都-格尔木、甘藏铁路，中巴、中尼铁路公路等后续巨型交通工程项目提供示范和参考。为 “ 一带一路 ” 战略下的中国工程和交通力量走向南美洲两洋铁路、非洲跨洋铁路改造提升以及俄罗斯莫斯科-叶卡捷琳堡高铁提供巨系统工程管理经验。 铁路公路大概有选线、设计、施工、运营四个阶段，对于复杂山区条件下的铁路，地质和自然灾害防治研究和支持工作贯穿始终。 选线阶段的第一大原则是地质选线，通过提前摸清交通廊道上的各种不良地质及可能的自然灾害发生位置，将帮助选出最优的线路宏观走向和细节线位布置，提前绕避灾害风险地区和自然保护区等环境敏感地区。 设计和施工阶段，能为细节部位的中小型地质问题治理，施工防灾进行支持。 运营阶段，对地表露出段落周围环境的实时监控和预警提供可行方案。 此前国内仅有成兰铁路、大瑞铁路、中老铁路等复杂山区铁路进行了初步的有限协作尝试，川藏铁路是第一次从总体上、超前地进行了系统的地质和自然灾害防治全线专题研究和全流程支持，将为国内国外后续复杂山区交通项目提供经验，甚至从制度层面做出探索和规范。
公路铁路的勘察设计是中国的强项，以往的勘察设计选线之初，多是由地勘人员通过地图选线、步行到无人区实地作业、测量和地质取样等操作，耗费时间长、人力使用多。 本次川藏铁路首次利用卫星、无人机、机载激光扫描雷达等空天技术，以三维空间立体方式进行交通廊道宏观比选和排除，显著地减少了实地测量的工作量，提升了复杂山区、无人区勘察设计的效率。
在工程建设部分，对复杂山区、无人区的“大临建”工程的认知进一步提高，超前系统性地进行施工便道、桥梁、供电和通讯设施的新建和改造，为川藏铁路真正全面开工提供了重要保障和基础条件。 对临时永久相结合的设施进行统筹规划建设，确保施工阶段和运营阶段的科学合理用地，弃渣妥善处置和最大程度的环境保护，为沿线合理使用铁路建设留存的设施设备提供了长远安排。在地质和自然灾害防治专题研究指导下，施工单位吸纳全国桥隧建造经验进行施工，也便于集成相关工程建造技术。 通过高铁的大发展，中国的桥梁技术有了长足的发展，以同济大学、西南交大、中铁大桥院、中铁二院为代表的桥梁设计中坚力量已经有巨大的成果，然而川藏铁路怒江特大桥、大渡河特大桥、金沙江特大桥等超难单体项目仍然为科技和工程单位提出了新挑战。 以最难的怒江特大桥为例，怒江两岸很难选择出地质条件良好的桥位，超高边坡的现实极难找出桥基的落点位置；同时超大的跨度是中国铁路建设从来没有过的。根据最近的消息，怒江特大桥在众多单位的合作下，仅找到丢攻、加腊两个可行桥位，经过多次比选后，选择了丢攻高桥位悬索桥方案，跨度组合为80M+1064M+80M。大桥建成后桥面离谷底江面高度超过620米，比上海中心大厦差不多高。同时深谷大桥还面临严重的风环境挑战，大风对铁路桥的扰动，以及引发的共振问题需要专题研究和解决。 △ 怒江特大桥建成效果图，图据：基建通 中国已建在建的铁路超长隧道有大瑞铁路高黎贡山隧道（34.5公里），青藏铁路新关角隧道（32.69公里），广惠城际松山湖隧道（38.81公里），广深港高铁深港隧道（35.65），而规划建设的铁路里面，川藏铁路的隧道群是随手一个都是20公里以上。
青藏铁路使用的是高原大功率内燃机车，川藏既然是电气化铁路，自然会使用大功率电力机车。由于前述高差挑战和高原海拔功率降低的原因，川藏铁路的客货机车必然是需要完全重新研制生产的新型大功率机车，这对中国机车技术又是一次巨大的考验。同时，由于一直在上坡下坡，列车的启动技术，特别是可靠的制动技术，坡道防溜滑技术。车内供氧、排污和高原适应技术等都将为中国机车技术提出种种新的攻关目标。 △ 拉林铁路采用的复兴号高原内电双源动车组，图据：中国铁路川藏铁路建成后的持续运营期内，环境和自然灾害监控预警技术、站线实时监控系统、应急救援、超长隧道通风和救援、高原防雷、防风、防汛、防极端寒冷、防暴雪技术等，都需要全国科技行业提出高效可靠的技术方案，以支撑川藏铁路后续稳定和安全运营。 相信川藏铁路设计建造后，中国基建和工程水平将由此迈上一个新台阶，在全世界范围内傲视群雄，为后续对外的投资和推广提供实力和资质证明。
2、 同时先期建成的川藏铁路的拉萨林芝段应尽快启动复线化和全面电气化扩能改造；成都至雅安段应启动升级200公里时速的扩能改造；川藏铁路引入成都天府站线路应尽快启动建设；成都天府站TOD项目作为川藏铁路的门面，应高标准纳入成都-自贡-宜宾高铁项目进行超前投资，作为中国铁路新时代形象重点投资和打造。前述项目应结合川藏铁路全线通车时间保证全线统一标准同步开通，避免区段瓶颈的出现。
3、 应统筹规划波密-然乌等重要支线项目，形成川藏铁路鱼骨型网络。应结合沿边铁路规划，尽快将滇藏线未建路段开工。尽快论证上马中尼、新藏铁路。 4、 同时，考虑到路网机动性和安全性的需要，成都-格尔木铁路，西宁-玉树-昌都铁路等西部国土开发重点工程应尽快提上议事日程。以共同配合川藏铁路的建设，形成西部国土的骨干路网，满足国土空白地区覆盖，重要矿产资源开发，西部清洁能源建设和电力外送的需求，为青藏高原和新疆地区开发建设形成重要的基础设施支撑。 THINK TANK 向上智库 特约撰稿人：紫青神焰 |
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