本報記者 矯 陽

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

　　煙墩風區、百里風區、三十里風區、達坂城風區，使這裡成為我國乃至世界上風災最嚴重的地區之一。其中百里風區、三十里風區部分區段，年均大於8級大風的天氣達到208天，最大時速60米/秒，相當於17級風，以致既有線列車曾在這裡被大風吹翻。“資料表明，在沒有防風措施的情況下，百里風區、三十里風區列車每年停運達80天左右，需限速運作約260天左右。”蘭新鐵路新疆公司董事長、總經理拉有玉説。

　　如今，新建蘭新第二雙線新疆段、一條時速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，將於近期開通運營。乘火車從哈密到烏魯木齊，將從6小時壓縮至3小時。

　　在大風中高速行駛的動車將怎樣避風？常年處於乾旱大風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，有防風工程的路段就長達462公里，佔線路總長的65%。這些防風工程技術的運用在我國高速鐵路建設中尚屬首次，規模在世界上也是最大的。”歷數這些數字，拉有玉十分自豪。

　　9月22日，記者遠赴新疆，探訪了新疆首條高鐵防風工程的建設。

　　擋風墻、擋風屏和“防風明洞”，防風“三大法寶”

　　乘汽車從烏魯木齊市出發，沿連（雲港）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，忽而洞穿進天山裏。

　　進入風區，軌道兩側，出現一道鋼筋砼、耐候鋼建結構，約四米高的“擋風墻”，赫然矗立在廣袤的大漠裏，蔚為壯觀。

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

　　距烏魯木齊東385公里，便到了百里風區著名的魔鬼城。因缺水，這裡方圓幾百公里是一大片無人區。在太陽的強射下，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。“這個地方是Ⅴ級風區的核心區域，因線路是東西走向，大橋兩頭被天山夾峙，處於一個巨大的風口，風與橋幾乎垂直。”中鐵四局蘭新二線指揮部黨工委副書記、副經理翁賦勇描述説：“大風刮過來，越野車迎風側的玻璃和漆，瞬間便會碎掉，異常駭人。”

　　“這座特大橋的橋梁為槽形梁，並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屏，十分牢固。”據馬西章後來介紹，全線124座橋梁，均是採用這種方式防風。

　　沿線還看見，路基兩傍，有許多用小石子做成的方格，方格內間或有低密的綠植，十分齊整。“這是起固沙作用的。除了這類固定建築形式，我們正在研製機械除沙設備，用以運營後線路除沙。”拉有玉説。

　　距十三房特大橋不遠，則是一座由鋼筋砼拼接成的地上隧道。“這是防風明洞，長1.2公里。”順著翁賦勇的手指，記者看到，在這座鋼鐵隧道嚴實地包裹下，軌道路基就像穿了一層厚厚的鎧甲。

　　鋼筋混凝土擋風墻、橋樑上的擋風屏，以及“地上隧道”儼然成為蘭新第二雙線新疆段嚴防死守的三大法寶。

　　“今年5月，蘭新第二雙線新疆段開啟聯調聯試時，經受住12級大風考驗。”拉有玉説，在防風工程的保護下，11級風下，高速列車可以200—250公里時速運作；13級風下，列車可以120公里時速運作。在百里風區，可能出現的停輪天數將減少到10天左右。

　　大風觀測、風洞試驗、數值模擬，尋找設計參數

　　鋼筋混凝土擋風墻、橋樑上的擋風屏，以及“地上隧道”是怎樣設計出來的？其科學依據是什麼？

　　“這條線防風措施的設計原則是，在經濟實用的前提下，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。” 鐵道第一勘測設計院蘭新二線設計總體王正邦向記者説。

　　設計開始前，鐵一院先後在風區新建19個觀測站，結合已有氣象資料，首次按一定時間內的風速、暫態風速、頻率、地形等指標，把線路所經的風區由低向高分成Ⅰ—Ⅴ區。

　　充分掌握大風環境資料後，他們便開始與中南大學、西南交大、蘭州交大等院校一起開展科學研究，通過數值模擬分析、風洞試驗和室內外實驗等手段，開展了路基、橋梁、明洞、接觸網防風及大風預警技術研究，為有關設計參數的選取提供了科學依據。

　　比如，他們得出了一個擋風墻合理位置，即為距迎風側線路中心5.7米。為什麼？負責路基專項設計的李鯤對記者解釋説，當這一距離位置為5.7米時，動車組運作的氣動力最小，氣動性能相對最好。此時，接觸網位置的橫風風速也相對較小。

　　那麼，在大風下，動車組以時速250公里的高速在大橋上疾駛時，橋、風和車，這三者如何保持一個合理的耦合？

　　“改變風向並損耗風能。”對記者的疑問，鐵一院蘭新第二雙線負責橋梁設計的何濤這樣回答，設開孔率，就是損耗風能；而設置擋風屏，則是改變風向，讓風向上下吹。

　　孔開多大，擋風屏設多高？經過各種試驗、數值模擬及三維計算，最終得出一個結論，即開孔率20%，擋風屏高出橋面4米。“ 這樣一種結構，讓吹向列車的橫風減弱，使橋、風和車保持一個合理的耦合，從而保證列車在大風下的安全運營。”何濤説。

　　“防風明洞基本上是給軌道建了一座鋼鐵屋，這個結構防風效果最好，只是成本太高，所以只建了1.2公里作為樣本。”王正邦説，通過數值模擬分析及風洞試驗，得到了大風條件下防風明洞內外風壓分佈特徵、風荷載及洞內的風速、風向場，建立了防風明洞的流體力學及結構力學模型。

　　高速鐵路的動力是電，取決於空中架設的電氣接觸網。如此，便帶來另一個疑問，除了路基，空中電氣接觸網怎樣防風？

　　由於路基擋風墻的作用，把風趕到上邊，加大了接觸網的受風強度，使接觸網防風設計更具挑戰。“接觸網防風就是讓導線的腕臂更有力，更具耐磨性和持久性。”鐵一院蘭新第二雙線副總體、負責接觸網設計的張學武對記者説，在先期研究結果指導下，他們研製出一系列防風手段，比如，僅支柱一項，就採用了滿足大風環境下穩定可靠的H型鋼柱，還有許多國內首創的多項新科技等。

　　涂養護劑、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，這樣嚴苛的精度對混凝土的密實度要求非常高。而混凝土開裂一直是困擾建設者的難題，給運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”是新疆獨特氣候的形象寫照。以火焰山聞名的吐魯番地區，早晚溫差經常在20度左右，地面最高溫度可達73度。溫差大、乾旱、多風，這樣的氣候條件，對混凝土品質的要求更加苛刻。

　　一句話，混凝土密實度也必須防風。“蘭新第二雙線新疆段解決了混凝土開裂的難題。”説到這些，拉有玉無比自信。

　　這個難題是何以解決的？

　　為解決晝夜溫差大、大風高溫環境下防止混凝土開裂的技術難題，經過多次精心試驗，給混凝土進行科學配方，得出一個最佳配合比。同時，採用包裹塑膠薄膜、棉被進行養生。

　　“曾經最壯觀的場面是，近300家作業隊在弧形鋼防風棚內，進行5次收光抹面後，採用養護劑（膜）、土工布、塑膠薄膜、棉被、篷布多層包裹固定的養護措施，解決混凝土澆築後表面水分蒸發過快、表面易開裂問題。”看著光滑細膩的無砟軌道，中鐵四局蘭新二線四工區經理徐斌這樣告訴記者。

　　堅實的擋風墻、密實光滑的無砟軌道板和砼結構，成為蘭新第二雙線新疆段堅不可摧的防風長城。

　　可以預想，在新疆這裡乘高鐵，便會有大風在“墻”外怒吼，動車在“墻”內飛馳的景致。不過，“大漠孤煙直，長河落日圓”的風光，還是可以在非風區欣賞的。