2020年3月6日，《四川省大力推动基础设施等重点领域补短板2020年工作方案》在四川省官网对外公布全文。该方案细节显示，2020年四川省将开工川藏铁路雅安至林芝段、成南达万高铁、成渝中线高铁、西渝高铁安康至重庆段。其中，“开放大通道建设”被列为全省为重点任务之首，铁路大通道建设则是重中之重。

　　此前，国家发展改革委召开的第九次铁路建设项目前期工作电视电话会议也指出，要坚持优先推动重大项目，坚持客货并重，坚持量力而行、尽力而为，科学扎实推进川藏铁路建设，加快推进沿江高铁等骨干通道建设，加强中西部地区和普速铁路建设。

　　备受关注的川藏铁路是我国境内连接四川省与西藏自治区的一条东西走向的快速铁路，为我国第二条进藏铁路，也是西南地区的干线铁路之一。

　　公开资料显示，川藏铁路全线长1742.39公里，设计时速200公里，部分路段限速160公里，总投资约2700亿元。川藏铁路东起成都，向西经康定、昌都、林芝至拉萨。目前，成都至蒲江（朝阳湖）段、朝阳湖至雅安段已建成通车。预计全线建成后，从成都到拉萨坐火车将从48小时减少到约13个小时。

　　川藏铁路的建设被称为继青藏铁路之后的第二条中国“天路”，其沿线途径五大地形区，属于全球地形最难、最复杂的地区。显著的地形高差、强烈的版块活动、频发的山地灾害、脆弱的生态环境，让“天路”的建成并非一片坦途。

　　在第十六次中国岩石力学与工程学术年会上，中国科学院院士、中国岩石力学与工程学会理事长何满潮作公开报告时指出，川藏铁路建设是一个长期的工程，需要岩石力学工作者长期坚持不懈地努力攻关。

　　地形复杂挑战不断

　　早在2016年5月30日，习近平总书记在全国创新大会上就指出：“目前，世界先进水平勘探开采深度已达2500米至4000米，而我国大多小于500米，向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题。”

　　在2018年10月10日中央财经委员会第三次会议上，习近平总书记指出：“规划建设川藏铁路，对我国、对国家长治久安和西藏经济社会发展具有重大而深远的意义，一定要把这件事情办好。”

　　国家对于深部岩石工程的重视有目共睹，而当前深部岩石力学的影响力和被关注度也不遑多让。统计数据显示，自1982年《岩石力学与工程学报》创刊以来，与“深部岩石力学”有关的论文总计发表共185篇，单篇的最高被频次为2300多篇次，平均被引频次为72篇次。

　　何满潮指出：“川藏铁路的建设，需要修建许多公路与之配合，所以它不仅是铁路工程的建设，更是公路工程的建设。”

　　众所周知，川藏工程的地质条件非常复杂。为了让人更了解这种复杂的工程条件，何满潮将之总结成为“三高一扰动”。

　　“三高”即高地应力场、高地震烈度场与高地环境梯度场。根据目前测量的资料，这一地区的压强高达八九十兆帕，而且也是印度板块和欧亚板块相互作用最为激烈的地带。

　　“这个地方是非常复杂的，不仅仅有‘三高’的背景，更重要的是还有扰动。包括了强烈的工程扰动以及地质学上印度板块的扰动，此外还有内外地质应力场的变化所引起的扰动等。”何满潮说。

　　记者通过查询国家企业信用信息公示系统得知，2020年1月10日川藏铁路有限公司已经正式成立，注册资本达2000亿元，由中国国家铁路集团有限公司100％持股。

　　早先国铁集团已经透露，今年要推进川藏铁路重大项目建设。据悉，该集团已经初步建立了川藏铁路“5+54+16+3”制度标准体系，起草制定《川藏铁路建设管理办法》等5个管理制度，编制完成川藏铁路类似工程9大类别、54册技术总结报告，制定完成16项建设标准以及“两隧一桥”设计施工技术方案、关键技术问题和对策措施图集，为高起点高标准高质量推进川藏铁路规划建设提供了制度保障和技术支撑。

　　种种迹象显示，中国川藏铁路建设已经进入了新的阶段。而要在如此复杂的地质环境下开展工程，对中国的岩石力学与工程研发提出了诸多新的挑战。

　　毫米工程和大变形的控制

　　由于印度板块和欧亚板块的相互作用，川藏地区每年都会出现数10毫米的变动，这会引起断层面的非连续性、非光滑的错动。该地区的活动性断层一旦发生错动，对“毫米工程”而言是极大的挑战。这种非光滑的错动如何才能让高铁工程的位移低于两毫米？如何才能不影响高铁的正常运行？

　　何满潮指出，这对岩石力学是非常大的挑战。“如果解决不了，我们将来的建设是很困难的。”

　　显然，这需要设计上有比较大的突破，才能够满足这一需求。“将来有可能实现两个隔离。一是环境岩体和工程结构实现软性隔离，一是隧道结构和高铁工程本身的结构实现钢性的隔离。在这种钢性的隔离之中，要有自身的调整，希望用这样的系统能够适应和应对复杂情况。”何满潮说。

　　软岩隧道和大变形的控制则是第二个棘手的问题。该地区软岩属于非常发育，而软岩的特征为大变形，对未来工程的稳定性具有很大的挑战。

　　对于这一难题，目前业内的主要聚焦点为思考如何控制它。这一大变形如何引发？何满潮说：“所有的大变形——包括岩爆和软岩隧道的大变形，都是开挖所引的。没有开挖就没有这些变形，也没有这些灾害。”

　　应对这种状况最根本的办法，便是“补偿开挖”——开挖之后让这一区域尽量恢复到没有开挖的状态。

　　不过，他指出：“要完全恢复当然是不可能的，但是我们要尽量地要提高它的应力，用非常高的应力使得它接近原来的状态，如此便越接近于安全和稳定。在尽量短的时间内，尽量高地给予应力的支护，将是第一位的选择。”

　　而在大变形软岩的过程当中，所采用的材料往往也会出现小变形。这种小变形无法提供调整应力状态的可能性，因此必须要有新的、可以应对大变形的材料。

　　何满潮认为，这种材料要满足五个条件才能忍受大变形，即能在尽量短的时间内施加高应力、能吸收能量、能保持恒阻以及能够实现正交弹塑性。而符合这些要求的“NPR材料”（Negative Poisson’s Ratio effect）研发目前已取得一定的进展。

　　据悉，这一材料目前在中国的进展已实现两代，第一代为宏观结构的1GNPR，第二代为微观的2GNPR。微观NPR材料的防腐特性是一般材料的4倍，此外还具有无磁和抗磁化的特点。

　　岩爆控制与高温的应对

　　处于高原高寒的川藏地区，实施工程面临的第三个问题则是岩爆隧道与快速大变形的控制。岩爆是一种大变形，而实际上软岩隧道也是一种大变形。它们之间的区别为岩爆速度快，软岩隧道速度比较慢，都属于能量的释放。岩爆隧道对于TBM（隧道掘进机）的施工、钻爆法施工的安全都提出了挑战。

　　在实验室1:1还原岩爆场景自然是非常危险的。目前深部国家重点实验室已经开发了第1代的应变岩爆系统。隧道里如有交叉点的，则属于第2代应变岩爆。何满潮介绍道，加拿大2500米岩爆的实验结果显示，岩爆的碎片在空间里旋转。通常的观点则认为，泥岩、沉积岩都不会产生岩爆。事实上，软岩、沉积岩也会发生岩爆，而且会受结构面的影响。

　　究竟应当如何控制岩层垮塌的问题？他指出，需要一种在爆炸的状态下能够保持静定与稳定的材料。实验结果显示，PR材料不能维持稳定，而NPR材料则可以满足要求。

　　高温热害及热能的问题也较为棘手。事实上，热能有利也有弊，如何才能将其作为能源加以有效利用？据测量，在该区域地下200米左右岩石温度已经达近260度，但同时高原外部温度为零下几十度。一旦打通地层，高温岩石遇到如此寒冷的空气会发生什么状况？对工程稳定性有什么影响？都是目前亟待研究的问题。

　　何满潮提出两个建议：首先，川藏地区的热梯度非常高，川藏高原外部的温度很低，而地层内部的温度很高，可以研究如何利用外面的温度来调整里面的温度。同时，如何将内部温度用于发电以解决当地分布式能源的问题，也是研究的方向之一。

　　个人名片

　　何满潮，矿山工程岩体力学专家，中国矿业大学（北京）教授。1956年5月24日出生于河南省灵宝市，籍贯河南灵宝。1981年毕业于长春地质学院工程地质专业，1985年在该校获硕士学位；1989年毕业于中国矿业大学（北京）力学系，获博士学位;2011年获比利时MONS大学名誉博士。

　　主要从事矿山岩体大变形灾害控制理论和技术研究。提出了“缓变型”和“突变型”大变形灾害的概念及分类，研发了多套大变形灾害机理实验系统，创建了深部采矿岩体力学实验室。通过大量实验揭示了矿山岩体大变形灾害的成灾规律；提出了具有负泊松比效应的恒阻大变形锚杆（索）的理念，通过系列实验定型了恒阻大变形锚杆（索）序列产品，成功应用于矿山工程实际，在“缓变型”和“突变型”两类大变形灾害的控制方面取得了良好效果。获国家技术发明二奖等奖1项，国家科技进步奖二等奖3项。