沙漠大橋是這樣建成的

從甘肅省酒泉市阿克塞哈薩克族自治縣城出發，向著庫木塔格沙漠行進。路兩旁是金黃色的沙山，在陽光下格外美麗。驅車向前，一座立於沙漠之中的大橋浮現，正是沙山溝特大橋。

這是中國唯一一座穿越活動性沙漠地區的特大型橋梁，于2013年正式動工，2015年底竣工通車。該橋是敦（煌）格（爾木）鐵路重難點控制性工程，橋梁全長10.6公里，穿越庫木塔格沙漠東段流沙區，是中國穿越活動性沙漠地區的最長橋梁。

2019年12月18日，敦格鐵路通車運營，它是青藏鐵路與蘭新鐵路兩大鐵路幹線的重要連線，串起新疆、甘肅、青海、西藏四省區，改變了區域鐵路運輸迂迴繞行的歷史，使新疆維吾爾自治區和西藏自治區之間運輸距離縮短1100公里，節省近10個小時，填補了這一區域的路網空白。

而作為敦格鐵路重難點控制性工程的沙山溝特大橋，前後建設歷經兩年多時間。在沙漠中修大橋，背後有著怎樣的故事？

畫橋—— 

過“沒有石頭的河”

在沙山溝特大橋修建之前，中國並沒有任何一座穿越活動性沙漠地區的特大型橋梁，沒有先例可循。

沙山溝特大橋全長10.6公里，設計樁基1834根，墩臺324個。大橋跨越庫木塔格沙漠東段十里流沙區，穿越地形蜿蜒曲折的沙山溝，溝內地質條件較差，風沙活動頻繁，防沙害理念在這座橋的設計上至關重要。

不同於“摸著石頭過河”，這次過的是“沒有石頭的河”。

“沒辦法現學現用，就只能從以前的鐵路建設中找借鑒，大膽設想，謹慎驗證。”中鐵第一勘察設計院敦格鐵路橋涵專業設計負責人王文博介紹。

“在確定鐵路線路穿越沙山溝之後，我們就摒棄了西北常用的路基建設方式。綜合考慮鐵路120km/h的時速要求和經濟性，我們結合實際地形，合理選用曲線半徑，讓鐵路線路離沙山儘量遠，適應地形。”

“你們當時最擔心的問題是什麼？”記者問。

“當時，我們擔心沙子掩埋鐵軌，因為有的沙山60多米高，修高橋是可以讓沙子穿過而並非堆積，但造價太高，橋面太低又會形成沙害。基於規避沙害的考慮，通過綜合計算，我們選取了適宜的橋面高度和曲線半徑，以免後期維護時産生較高的成本。”王文博説。

庫木塔格沙漠風沙很大，為了保證鐵路的安全性，設計單位與相關高校合作攻關，開展了鐵路橋梁、風場、移動沙丘相互影響的複雜多向流數值模擬及風洞模擬實驗，實地測量風場數據作為基礎數據，精準分析橋梁建成後與風場、活動性沙山的相互影響作用。這之後，運用風洞實驗對位於鐵路橋梁下風向活動性沙丘的地表切應力進行了準確測量，對橋梁對沙丘形態變化的影響進行了定量分析，保證橋梁建設及結構安全。

“經過實驗論證，我們判斷橋的設計能夠起到防沙的效果，受當地風沙環境影響在可承受的範圍內。事實也驗證了我們的推測，風沙造成的損害較為輕微且在預計範圍之內，這表明我們的設計方案立得住。”王文博説。

沙山溝特大橋所處的環境是活動性沙丘，沙子是跑著的。

“橋墩修建在沙山的半山坡上，所以可能出現兩種情況：沙在橋墩一側越積越多，而橋墩比較怕偏壓；第二種情況就是在橋墩另一側沙子都流走了，造成了基礎外露，也會對橋墩結構造成不利影響，所以我們採用活動性沙漠地區橋墩半壓半流防控技術。在設計中同時考慮基礎外露、橋墩單側積沙等不良受力情況，對橋墩配筋及樁基佈置進行精確計算和設計，保證橋梁結構安全。”王文博説。

“敦格鐵路沙山溝特大橋施工圖設計”獲中國施工企業管理協會優秀設計成果獎、甘肅省優秀設計獎，“沙山溝特大橋風沙防治技術研究”獲甘肅省職工優秀技能創新成果獎。

造橋——

難點堵點逐個突破

10年前，作為中鐵十一局敦格鐵路項目的技術員，尹斌全在沙山溝特大橋的建設現場忙個不停，那是他大學畢業後參與的第一個項目。從湖北到甘肅阿克塞，漫天黃沙讓他一時難以適應：“在現場吃飯的時候，不管吃什麼東西，風一吹，吃的都是沙子。”

更棘手的，是橋的建設。

“在沙漠中建一座大橋，難度一點也不亞於在湍急的河流中修建。沙漠地區流沙自穩性差，樁基成孔非常難，因為底下是流動性，所以邊打孔沙子邊塌陷。”尹斌全印象深刻。

“為了解決樁基成孔的難題，我們七八個小夥子在總工的帶領下成立了一個攻關小組，天天在一起探討。上網一搜，發現流沙地質的樁基施工屬於一個世界性的難題。”

在流動性沙丘上面打成30多米深的孔，成孔難，且易塌孔。這是要解決的核心技術問題。攻關小組夜以繼日查資料，求助同行，開展行業研討，項目總工史艷波給出了一個思路：沙子向內塌陷類似于水流，能否借鑒跨江跨海大橋的水下建設經驗？

“根據相關資料，這是國內第一次在沙漠裏建設這麼大的橋梁，沒人朝這個方向去想。我們參考了在大江大河水利工程建設中的圍堰。大河裏面橋梁施工的時候採用圍堰，讓我們聯想到鋼護筒。為了驗證猜想是否可行，施工人員先試著打了一個孔進行驗證，結果證明，可行！解決了樁基成孔問題，大橋在沙漠裏頭紮下了根。

從打下第一個孔開始，施工團隊在建設中總結出一套方法：樁基創新採用鋼護筒跟進幹法成孔灌注技術，旋挖鑽配合液壓振動錘，內掏外打，分節迴圈跟進鋼護筒成孔，自密實混凝土無水狀態下灌注成樁，這套技術已成為解決流動沙丘成樁的關鍵技術，也填補了國內沙漠地區樁基施工的應用空白。

而沙山溝特大橋的樁基全部採用新型鋼護筒跟進成孔技術，全橋1834根樁基所用鋼護筒連接起來長達43公里，相當於橋梁長度的4倍。

樁基成孔的問題解決了，另一個挑戰擺在眼前：沙漠缺水，經常漫天黃沙；四季及晝夜溫差大。橋梁墩臺混凝土施工及養護難度大，為了克服惡劣的沙漠自然環境，防止因乾燥蒸發過快、溫差大造成的橋梁墩臺身混凝土開裂，建設者們攻堅克難，研發出一套適應沙漠氣候的混凝土制配防裂工藝，324個墩臺身混凝土全部採用兩布一膜加動力水迴圈滴灌系統包裹，就像在沙漠中給橋墩“敷面膜”一樣保濕養護，保證了大橋的施工品質，並減少施工用水近16萬立方米。

為了攻克厚達14—33.4米的流沙層，建設者們通過不斷的技術攻關和工藝創新，創造出一批新技術新工藝，併為後來的工程提供有益的借鑒和應用。

“剛剛施工的時候，走在30多米的大橋橋面上，我就想，要是有孩子我一定要帶他來看看沙山溝特大橋。工程完工的那一天，我們團隊都十分高興！”10年後，再次走上沙山溝特大橋，來到自己奮鬥過的地方，尹斌全難掩興奮之情。

沙山溝特大橋工程獲“甘肅省建設工程飛天金獎”及“中國家優質工程獎”等多個獎項。該橋防風沙結構設計理念、樁基幹法成孔等新技術、新工藝，在後續庫格鐵路、和若鐵路等工程的設計和施工中均得到了推廣應用。

守橋——

背設備上下來回

修路難，養路亦難。3月27日中午11時30分許，沙山溝特大橋的守護者——中國鐵路蘭州局集團有限公司嘉峪關工務段阿克塞線路車間阿克塞維修工區職工們，趁著天窗點開始作業。在蘭州鐵路局集團公司嘉峪關工務段敦煌鐵路介入組組長、黨支部書記楊建平的帶領下，檢修小組抬著五六十斤的設備，沿著30多米高的通道階梯向上攀爬至橋頂。

橋下，一群來沙漠裏遊玩的少年盡情拍照打卡，欣賞沙漠的美麗。橋上，記者爬到橋頂後，氣喘吁吁，而維修工區的職工們沒來得及喘一口氣，就投入到作業中。

“這裡夏季氣溫高達40攝氏度，冬季最低氣溫會降至零下30攝氏度，即使在同一季節，晝夜溫差也在25攝氏度以上，梁體、軌道因此會出現熱脹冷縮現象，加之重載貨物列車的反覆碾壓撓曲、制動摩擦，鐵路軌道幾何尺寸變化幅度大、週期短，需要不間斷維修養護，將軌道各項技術指標控制在允許誤差範圍之內，以確保設備安全、運輸暢通。”楊建平説。

沙山溝特大橋最高33.6米，可供上下的通道階梯只有幾處，這就意味著每次檢修作業，不但要將重達五六十斤的養路機械抬到橋面上，還要上下反覆多次運送機具，經常扛著機具步行幾公里才能到達作業地點，進行維修養護。

測軌距、看高低、測方向。楊建平仔細觀察鐵軌的曲度。記者趴下仔細觀察，沒什麼異樣啊！楊建平卻能看出鐵軌軌距的細微變化，並能大致觀察出列車行駛對鐵軌造成的軌跡偏移。

“這裡看著非常直，其實有差異，哪怕是一絲一毫的差異，都可能影響列車行車安全。”楊建平的目光停留在一處軌道上，他用白色粉筆作出標記，維修小隊便在此用機具展開維修，將軌距復位，確保軌距符合設計值。

一陣大風呼呼吹來，記者不由得晃了晃。“小心，這橋上風忒大了，你得時刻注意安全！”楊建平提醒。在記者仔細觀察沙山溝特大橋時，楊建平和隊伍已走遠，機械轟鳴的聲音又從前方傳來。他們緊鑼密鼓地繼續奮戰著，聽説下午還要去另一個天窗點。

冬季，他們忍受零下20多攝氏度的嚴寒和高空刺骨的寒風；夏季，他們面對烈日炙烤和滾滾熱浪，特別是遇上沙塵暴，即使戴著脖套、口罩或者是頭套，大風捲起的黃沙也會無孔不入，頭髮、耳朵、嘴裏全都是沙子……

作為敦格鐵路的重要控制性工程，沙山溝特大橋的建成，結束了甘肅省阿克塞哈薩克族自治縣和肅北蒙古族自治縣不通火車的歷史。

放眼整個敦格鐵路，連接了青藏鐵路與蘭新鐵路兩大鐵路幹線，歷史性地將蘭新鐵路、青藏鐵路串聯成中國西北地區的首條環形鐵路網，與格庫鐵路相交匯成西北通向中亞的第二條國際通道，改變了中國新疆、甘肅、青海、西藏至中亞國家之間鐵路運輸迂迴繞行的歷史。

敦格鐵路開通前，由蘭新線的柳溝站到青藏線的格爾木站，全程2003公里。敦格鐵路開通後，蘭新線柳溝站至青藏線格爾木站827公里，新疆和西藏之間運輸距離縮短約1176公里，節省時間約12小時，大大降低了運輸成本。敦格鐵路打通了沿線地區重要礦産資源和物資運輸通道，加強了青、甘、新、藏四省區的經濟往來與交流合作，對加快沿線地區資源開發、帶動西部地區旅遊業發展、助力西部地區經濟發展，具有重要意義。