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川藏铁路航电项目故事
[ 发布时间:2022-07-21 ]   [ 信息来源: 核工业航测遥感中心 ]  [ 字号: ]

  2020年11月8日,川藏铁路(雅安至林芝段)按期顺利开工。习近平总书记对川藏铁路开工建设作出重要指示,指出建设川藏铁路是贯彻落实新时代党的治藏方略的一项重大举措,对维护国家统一、促进民族团结、巩固边疆稳定,对推动西部地区特别是川藏两省区经济社会发展,具有十分重要的意义。


  回望川藏铁路的历史,其建设构想跨越了百年时空,从清末赵尔丰提出修建川藏铁路,到孙中山先生“川藏铁路事关中国国家安危存亡”,将建设川藏铁路写入建国方略,并划出拉萨至成都铁路的大体走向。如今,川藏铁路“最难段”——雅安至林芝段的获批建设,意味着几代人梦寐以求的夙愿即将成为现实。遥望川藏铁路建设历程的灿灿长河,自新中国成立以来,从最初的探索设想到最终的规划建设,历代中央领导集体对川藏铁路的规划进行了艰苦卓绝的努力和不懈探索。


川藏铁路,是梦想,是希望,更是奇迹


  常言道,“蜀道难,难于上青天”。 川藏铁路所经雅安至林芝段更是川藏铁路的难中之难、险中之险,重中之重,其建设难度之大堪称世界之最,这块西南边陲在漫长的岁月里被形容为“只有藏地雄鹰才能飞过的地方”。


  “川藏铁路面临四大世界级挑战:显著的地形高差、强烈的板块活动、频发的山地灾害、脆弱的生态环境。”长期致力于中国铁路建设工作的全国政协委员、中国铁路工程集团有限公司原党委书记李长进曾这样评价。


  作为雪域高原的第二条“天路”,川藏铁路东起成都、西止拉萨,依次经过四川盆地、川西高山峡谷区、川西高原山区、藏东南横断山区、藏南谷地区五个地貌单元,先后经过大渡河、雅砻江、金沙江、澜沧江、怒江、易贡藏布江、雅鲁藏布江等大江大河,总体地势北高南低,西高东低。全线地形切割非常剧烈,平均海拔3800m,相对高差4000-6000m,线路桥隧比93.94%。大部分铁路线经过地段为高寒缺氧的无人区,长年冰雪覆盖区,活动断裂、地热等严峻、复杂地貌地质条件随处可见。区内空气稀薄,高寒低压缺氧,可作业时间极少,给现场前期勘查带来极大困难, 一半以上的地段物探人员无法到达,如果采用常规的地面勘探方法将会出现大量隧道段落物探资料空白的困境。而且,施工现场会出现破坏生态无法满足绿色施工需求等问题。


野外现场地形照片


主动担当,给梦想插上翅膀,让奇迹变成现实


  为了解决国家重大工程川藏铁路选线的工程地质难题,核工业航测遥感中心在中核集团、中国铀业的领导和支持下,向国家铁路有限公司、铁一院、铁二院主动请缨,积极向领导、专家汇报了航测遥感中心在航空电磁测量方面的实践经验、取得的成果,提出在川藏铁路工程勘察中应用的可行性和可靠性,并在国家铁路有限公司组织的专家论证会上进行了多次反复答疑,最终获得领导、专家的一致认可:川藏铁路前期选线勘察方法选择速度快、成本低、通行性好、可适用于地表条件复杂的航空电磁技术,是摆脱目前无法进行地面物探、出现大量段落资料空白困境的最佳选择。铁一院、铁二院直接将超亿元的川藏铁路航空电磁测量选线项目委托给航测遥感中心。


  核工业航测遥感中心隶属中国核工业集团有限公司,是以铀资源勘查及相关技术研究为主的多专业综合性科技事业单位。拥有国际上最先进的航空电磁测量技术,是目前国内唯一一家开展高精度、大深度、规模化航空电磁法勘察生产的单位。


  航空电磁技术的引进之路并不是一帆风顺。


  2007年内蒙古自治区开展全自治区范围内的航空磁、放、电综合物探工作站测量,航测遥感中心由于缺少航空电磁测量技术和设备,被挡在了门外。航测遥感中心总工程师李怀渊当时作为中心的一名技术专家、地质科技处的处长,内心深处受到了强烈的刺激和伤害,“下定决心要把航空电磁技术在中心做起来,更要做好。”经过查阅大量国内外关于航空电磁测量的资料,深入细致的了解航空电磁测量国内外的仪器设备、技术现状,持续跟踪调研国际航空电磁测量技术的发展。2012年终于同当时具有国际一流航空电磁测量技术设备的加拿大GEOTECH公司签订了合作框架协议,开展技术交流,寻求合作机会。同年的中国国际矿业大会上双方合作租赁展台参加了展出,时任中国核工业地质局副局长王成到展台参观,饶有兴趣的询问了航空电磁测量技术的引进试验情况,当他得知虽然该项技术成熟、先进,可由于缺乏资金支持在国内还没有开展试验时,诚恳的表示给予资金支持,要求先把试验工作做起来。2013年中国核工业地质局下达了“航空瞬变电磁法测量试验”任务, 同年7月首次在新疆黄土坡已知的铜锌矿床上开展了方法试验,取得了良好的试验效果。


  自此,航空电磁测量方法在开始在航测遥感中心落地生根。


  几年时间里,以李怀渊同志为技术带头人的国内领先、专业、高水平的航空电磁法测量队伍,先后承揽了新疆东天山、青海五龙沟、内蒙古翁牛特旗、黑龙江塔源等18个航空电磁测量项目,共完成航空电磁测量测线4.3万千米,选编航电异常2000多个,已查证48个,发现金、铅、锌、铜、镍、铁、石墨等矿点18个,3个已发展成为矿床。为中心创产值约1亿元。2015年春节期间,克服了高原缺氧、地形复杂、气流变化大、冬季严寒等不利因素,完成全球4500m以上高海拔地区航空电磁法测量首飞,填补了国内该领域的空白,为高海拔地区的航空物探测量积累了丰富经验,攻克了高海拔复杂条件区域航空电磁数据采集、矿致航电异常筛选等多项关键技术难关,“高原航测第一飞”圆满成功,建立了我国航空电磁测量技术体系和规范标准,为将该项技术应用于川藏铁路工程勘察奠定了坚实基础。


精心组织、合理施工、坚持创新,超预期完成勘察任务


  本次航空电磁测量首次使用在高海拔的铁路工程勘察领域,不仅在中国是首创,在世界范围内也是第一次,项目工作任务繁重而艰巨,不可预见的困难众多。


  为取得好的测量成果,航测遥感中心抽调经验丰富、技术过硬的技术人员组成项目组,进行了严密的项目论证和设计,在野外施工、数据处理及成果资料等方面进行了周密布置。从2018年10月中旬开始,在不到2个月时间内,迅速组织成立项目组,申办空域批文,集结当前国际上最先进的4套航空电磁测量系统,快速完成了仪器设备、飞机的调运等准备工作,及时开始了测量飞行。2018年12月21日,利用航空电磁技术在高海拔艰险山区开展铁路隧道工程勘察的重大任务正式拉开帷幕。


川藏铁路航空电磁测量首飞仪式


  开展正式测量前,为了验证方法效果,专门在折多山、色季拉山地段开展了试验测量。2019年1月30日,两个地段的试验成果通过了国家铁路有限公司组织的院士专家组的专项审查,专家评审认为,航空电磁资料基本满足了长大深埋隧道的勘探要求,适合于物探人员无法攀越的高寒艰险山区隧道探测,是工程勘探方法的突破和创新,试验形成的勘查技术方案可在川藏线高寒艰险山区推广使用。随后,在川藏铁路雅安至林芝段全面铺开。为了加快施工进度,同时投入四架直升飞机按照试验选定的方案同时开展航空电磁测量任务。


航空电磁测量起飞准备开始测量照片


  为了克服铁路隧道工程勘察中航空电磁资料的边界效应,从而满足航空电磁资料三维反演对探测深度的基本要求,经过不断试验、总结,创新性地提出了隧道勘察测线布置方案,以隧道轴线为中心分别向其两侧以不等间距对称布置测线,在硬质岩区布置9条测线、软质区布置11条测线。为了解决隧道洞深在几米至1500m不等,达到深埋隧道洞深探测要求,保证隧道不同深度资料的完整性,浅层资料和中深层资料兼顾,首次提出了以航空瞬变电磁反演为初始模型,主攻浅部,再以浅部初始模型为约束条件,进行航空大地电磁三维反演,从而提高深部反演数据的可靠性,将联合反演技术及成果作为最终资料解释的基本依据。在铁路隧道工程野外数据采集时,由于航空物探机载平台(直升机)的特殊性,必须沿直线飞行,数据采集必须根据铁路隧道线路实际走向分段、面积性测量,获得的测线航空电磁资料并未真实反映隧道中线的实际航空电磁资料,如何根据已获得航空电磁资料提取隧道中线的资料成为急需解决的一个技术难题。针对铁路隧道实际情况,对实测数据网格化计算获得三维体元数据,利用测量资料提取隧道中线坐标海拔并进行深度赋值,生成隧道中线带海拔坐标系统,从而提取隧道中线航空物探数据信息,得到隧道中线航空物探断面图,大大提高了隧道测量精度。

“你知道西藏的天有多蓝吗?”


  由于项目工期紧,项目组所有人员均放弃元旦和春节与亲人团圆机会,舍小家顾大家,坚守在野外生产一线。工作期间多次顶风冒雪转场,翻越了弯急、坡陡、飞石多的觉巴山和海拔5130m的东达山垭口,途经著名险段“72道拐”,多次翻越5000m雪山。施工期间,风雪肆虐、低温严寒,加之海拔高,施工条件极其恶劣,物资运输和人员健康保障十分困难,多数技术人员体力严重不足。在这样的环境下开展测量任务,是一项突破生命禁区、挑战生存极限的工作。项目组成员自力更生、艰苦奋斗、勇于攀登,诠释和续写了核工业人事业高于一切、责任重于一切、严细融入一切、进取成就一切的核工业精神。


  在康定,如蓝丝绒般的蓝天美的让人陶醉,但因康定本身地形原因导致其风大,加之1月的康定多雨雪,而航空物探飞行对于天气的要求极为严格,工作进度似乎不那么的理想。这样的天气,似乎浇不凉核工业人的工作热情,为了能完成好本次航空电磁法测量工作,项目负责人王志宏带领项目组成员披荆斩棘,不断摸索,亲力亲为,拼在第一线。无论是野外踏勘还是人员仪器设备进场、数据采集、数据质量分析控制以及成果报告编写他都一手主抓。每天早上六点天蒙蒙亮,他就第一个起床查看天气情况,判断适不适合飞行测量。其他人员也每天天不亮就已进入工作现场,开展班前会议,各自有条不紊地开展自己的工作,在确保生产安全的前提下坚守质量安全。铁路工程施工紧张,往往要求当天提交成果报告,在完成一天忙碌的野外数据采集工作后,经常晚上秉烛伏案,撰写工作报告,有时当天的飞行测线多,就编写报告到深夜。日复一日,兢兢业业。“他是一个没啥乐趣的人,每天晚上回去写完报告后,不是看书就是网上听课学习”,项目组一位同事这样评价王志宏。在工作之余,他总是不断学习专业知识,提高自己的业务能力。“这一块我还弄不清楚,回头我找个文献看看”,当遇到专业技术问题时,他总能在给你找到解决方案。他既是项目负责人,也是项目组成员的技术指导老师,更是青年人的榜样。


  驻扎在波密县鲁朗镇的骆燕同志出现高原反应导致呼吸困难,脸色苍白,身体出现极度不适,甚至连走路都需要他人搀扶,但担当数据处理重任的她没有丝毫退缩,休息两天后,就投入到自己的工作岗位之中。同样负责数据处理工作的彭莉红、程莎莎和朱琳同志也一直坚守岗位,决心要保质保量地完成任务。


项目组野外照片


  航电项目的一个停机点位于邦达机场附近,这是世界上离市区最远、气候最恶劣的、海拔为4300m的机场。机场附近每家每户屋里都插着国旗,有的山坡还用红色颜料涂写着“我爱中国共产党”。时任航空物探勘查院院长的江民忠同志,回忆起野外经历总是长舒一口气,“在邦达机场驻扎了两个星期了,晚上一个整觉都睡不了,连呼吸都得用尽全力了”,江民忠不仅要检查项目进展确保项目质量,也要保证项目组成员的安全,时刻都要提醒野外存在的危险有害因素:自然灾害、物体打击、交通事故、火灾等。许是因高原反应,又或是紫外线太强,眼睛就像是受了委屈般睁不开并泪流不止,江民忠同志总是带着红血丝的双眼、发紫的嘴唇、紧皱的眉头,“项目甲方就有成员因严重的高原反应被送下山去就再也没上来,我们一定要时刻关注自己的身体状况”。


  驻扎在同卡的陈伟被晒得黝黑的脸上透着两片高原红,身形似乎消瘦但却精干了许多,“参加这个项目怎么一下苍老了10岁一般”,总有同事这样调侃。当时参加工作才两年的陈伟,工作时间不长,但工作积极主动,任劳任怨。他总是凌晨四点多悄悄起床,踏着夜色往机场赶,一去一回路上基本就是一整天,但他没有丝毫怨言,为了准时接外方技术人员进场并备案,数不清色季拉山他来来回回去了多少趟,只知道身边的外籍专家换了一拨又一拨。早出晚归是他野外日常工作的写照,有句话他常挂在嘴边,“既然任务交给了我们,我们就要尽力去做,做就要全力做好。”


项目组野外照片


  野外苦不苦?没有去实地体验过的人永远都体会不到。但是项目组的同事们那一张张黝黑的面孔,总是乐呵呵“想象着川藏铁路建成后的样子,想象着当我们乘坐川藏铁路的火车时,会不会骄傲的向身边的人讲到:这里有我曾经挥洒的汗水。想象我们的后代会永远以我们为骄傲”。“四个一切”的核工业精神时刻支撑着核工业人、航测人勇敢前行!


  2019年2月-5月上旬,经过近四个多月的艰苦奋战,项目组所有人员发扬核工业人特别能吃苦、特别能战斗、特别能奉献的精神,攻坚克难,在后勤保障困难、高寒缺氧、气候环境恶劣的条件下,顺利完成了全部34个隧道超过2万测线千米的航空电磁测量任务,首次获得了一套完整的高精度航空电磁数据,为铁路隧道工程勘察提供了基础地球物理资料。采用先进处理方法和解释手段,提供了隧道区二维、三维反演电阻率和反演磁化率参数,可以从不同方向、不同角度探测隧道沿线不良地质体发育情况。推断解释了隧道沿线地层、构造、不良地质及围岩级别,解释成果得到了后期不同物探方法对比和钻探验证。项目成果获得铁一院、铁二院的高度评价,“核工业航测队伍为川藏铁路选线初设勘察做出了突出贡献!”项目组的辛苦换来了中国铁路总公司总工程师郑健的高度认可。


  经国内专家评审认为:航空电磁探测技术可以作为线状工程勘察的有效方法,测量成果效果显著,为川藏铁路线路方案比选和工程勘察提供了翔实的资料,后序钻探验证也证明了航空电磁法测量资料成果的可靠性,其成果为选线方案比对和隧道设计提供了重要基础资料,解决了工程初设的燃眉之急,大大加快了工程进度,节约了成本,降低了勘察风险。项目填补了高海拔、复杂地理条件下线状工程勘察的技术方法空白,高海拔艰险山区隧道工程勘察测量方法技术达到国际领先水平。


结语


  千秋伟业,百年恰是风华正茂。我们非常有幸身处这个伟大的时代,非常有幸参与这项伟大的工程。航测遥感中心在习近平新时代中国特色社会主义思想的指导下,在新时代核工业精神的激励下,艰苦奋斗、勇于担当,主动承担国家重大工程建设任务;坚持科技创新,将航空电磁探测技术首次应用到高海拔艰险山区的铁路工程勘察中,发挥了科技创新的关键作用。航测人以一份“越是艰难越向前”的责任与担当,在自己的领域谱写着为国开路的壮丽人生,为中国的区域互通添上浓墨重彩的一笔。


  川藏铁路选线航空电磁法探测项目的顺利完成,不仅开创了利用航空电磁探测技术在高海拔艰险山区开展铁路隧道工程勘察先河,也为控制工程投资概算、可研文件报送党中央国务院及2020年9月26日川藏铁路开工建设做出了突出贡献。天地之大,黎元为先。随着未来川藏铁路全线建成通车,会在世界屋脊上再开辟一条经济、快速、大动能、全天候的运输大通道,打破既有空间格局,缩短时空距离,密切川藏两地的经济互动和人文交流,加快川藏两地开放开发,必将极大激励川藏两地各族群众融入国家发展大局,共同协奏出一曲团结一心、共同奋进的华美乐章。


  国之建设,任重道远。未来,航测遥感中心将主动作为,为“十四五”规划落地和国家经济建设、安全保障贡献应有的力量。

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