作者 | 王麟，科普作家、铁路工程师
自古以来，进入天府之国就是一件异常艰难之事，群峰环伺的四川无论从哪个方向进入都步履维艰，直到新中国成立之后的五十年代初期，川渝铁路才顺利开通，将成都和重庆两大城市连接在一起。
随后，宝成铁路建成通车，打通了北方入川的大通道；成昆铁路横空出世，从南方畅通入蜀才成为现实；宜万铁路的修建，彻底将东部入川通道打通，而国家重点工程川藏铁路的规划建设，让西部通道入川不再遥远。
当然，上面这些入川大通道都有一个典型特征——绝大多数是普速铁路，速度慢、耗时长、运能有限，无法满足日新月异的交通需求，因此，修建出入蜀地的高速铁路只是时间问题，西安到成都的高速铁路就是这种条件下提上日程的。
（一）中国第一条穿越秦岭的高铁线
西成高铁是国家中长期铁路网规划“八纵八横”高铁网中京昆通道的重要组成部分，它北起西安，南至成都，线路全长643km，设计时速250km。
（西成高铁线示意图）
全线桥隧占比93%，穿越秦岭的隧道群全长134km，其中超过10公里的特长隧道有7座，规模为全国之最，在中国高铁建设史上也属首例。
这个项目2012年底开工建设，2017年12月6日通车，建造时间长达5年。
西成高铁自北向南穿越关中平原、秦岭山区、汉中平原、大巴山区和川西平原，是中国首条穿越秦岭的高速铁路，沿线地质条件极为复杂。
那么，建设西成高铁面临哪些困难呢？
第一，就是西成高铁要穿越秦岭山区，这里地形艰险，山势高耸，山体厚度达120km，高差非常大，尤其是秦岭北坡，在航空距离30km范围内高差达到1500至3260米，使得在这范围里修建高铁极为困难。
（秦岭地形）
而且，穿越秦岭如果修建长大隧道或者隧道群，隧道之间的距离会非常短，使得防灾救援非常困难。
另外，秦岭是中国重要的水源涵养区、国家自然保护区和众多环境敏感点的聚集区。这里有很多国家珍稀的保护动物，比如熊猫、朱鹮等，形成了整体性非常强的保护区域，对生态保护要求极高。
所以，建设西城高铁，要比修建其他高铁更加困难，不但要克服复杂的地形地质条件和生态敏感高的艰险山区环境，还要满足“经济性、高速度、高安全”的苛刻要求，要建设“以人为本”的绿色高速铁路，将工程对生态环境的影响降到最低。
在西城高铁修建之前，川渝地区向北的铁路通道能力非常紧张。1958年通车的宝成铁路运营了半个多世纪，线路条件不好，运能不高，运输质量也受影响，无法满足日益增长的交通运输需求，且应对自然灾害时的救援难度非常大。西成高铁的开通，为川渝地区客运北通道提供了强有力的运力支撑，同时释放了既有宝成铁路的货运能力。
（二）西成高铁如何穿越秦岭天险？
秦岭是横断南北的天然屏障，山高林密，地势险要，那么西城高铁要穿越秦岭，采取什么措施才合适呢？
鉴于秦岭的山体厚度达到120km，这是一个难以逾越的自然屏障，工程师和科技工作者们在考虑工程经济性的前提下，研究采用隧道群穿越秦岭的模式。
（秦岭）
在高铁选线过程中，专家们研究了国内已经开行的动车组的性能，发现动车组都具有较大的爬坡和制动能力，能够在持续25‰的坡度上实现较高的运营速度、运输安全和运输能力，因此，穿越秦岭山区，西成高铁的线路首次采用了25‰的最大坡度，并且这个坡度连续使用了长达45km。
这样一来，西成高铁就可以用较短的距离穿越秦岭山区，使得秦岭主隧道的长度由24.8km减少到16km，不但缩短了施工工期，改善了施工运营条件，还节省工程投资11.7亿元。
高铁列车连续爬长达45km长的25‰坡道，对于动车组的供电和运营是一个极大的挑战。为了保证动车组不间断的供电，设计人员采用了多抽头的330千伏的牵引变压器，增加了牵引变压器电压调节范围，提高了牵引供电系统的供电能力。
（三）隧道群间距短，如何安排防灾救援？
秦岭隧道群之间连接比较紧密，间距比较短，对安全防灾救援提出了艰巨的挑战。
专家们围绕艰险山区隧道群安全防灾疏散问题，通过大量调研国内外隧道救援实例，合理地确定了秦岭隧道救援疏散措施，将其分为洞内疏散和定点疏散两种模式。
一旦动车组着火，原则上应该将列车拉到洞外的救援疏散定点；如果列车发生机械故障或者脱轨，列车不能继续运行，那么就需要进行洞内疏散。
西成高铁也是首次创造性地提出“疏散定点”的概念，这里所说的疏散定点，就是“救援站”。
西成高铁在秦岭隧道群中创新设置了两类救援站，一类是一般的救援站，另一类是平导式救援站。这两种救援站可以将列车着火点停靠在明线段落，最大程度为乘客安全疏散争取时间，减少机械通风设备，大大降低了建设运营成本，提高了防灾救援的安全性和效率。
（四）西成高铁如何穿越自然保护区？
西成高铁需要克服的另一个关键问题，就是对秦岭自然环境的生态保护的问题。
秦岭地处中国南北自然分界线，气候随海拔升高而呈垂直变化，所谓“一山有四季，十里不同天”，就是对秦岭气候条件的最佳描述。这里的森林覆盖率达到90.3%，是典型的国家“绿肺”，秦岭不但是中国中部重要的水源涵养区，也是中国中央公园动植物的天然基因库，这里分布着很多国家级、省级自然保护区、城市水源地、国家级森林公园等，需要进行整体性的保护。
所以在这里修高铁就必须减少工程建设和运营对秦岭生态的影响。
工程技术人员结合秦岭当地的生态特点，提出了有效的生态保护措施。首先通过大规模的选线，让西成高铁的线位选择避开秦岭山区集中连片整体性较强的保护区，对于实在无法避开的国家级自然保护区，分别采用了深隧道通过和桥梁穿越的方式，不会对保护区形成分割，也不影响野生保护动物栖息地的完整性。
西成高铁通过秦岭大熊猫栖息地天华山国家级自然保护实验区，90%以上的线路采用隧道，从埋深800米到1000米的地下穿越。在西成高铁穿越秦岭的地表段，为了避免对秦岭的生物多样性造成影响，就采取高架桥通过的形式。在桥的下方设置桥洞，在桥的两侧设置防护网，可以让鸟类和动物自由迁徙。
西成高铁穿过朱鹮保护区，采取的措施是沿线架设防护网，设计人员通过对朱鹮的行为特征研究，调查收集目前较为成熟的驱鸟设备和驱鸟方法，还到国内外考察鸟类的防护措施，最终提出在西城高铁线路两侧设置防护网的保护方案。
这些防护网具有弹性，即使朱鹮与防护网发生碰撞，也不会对这种珍稀动物造成伤害。
西成高铁也是世界上首条安装鸟类防护网的高速铁路，经过一年的监测实验，专家们发现朱鹮飞越西成高铁8000多次，没有发现一例撞击防护网的现象，对朱鹮起到了很好的保护作用。
结语
西成高铁全线开通后，从西安到成都从原来的16个小时缩到为3、4个小时，大幅度压缩了川渝地区往北京、上海方向的时空距离，节省的时间成本非常可观，而且，它的建成进一步完善了区域高速铁路网，连通了“成都—重庆”和“关中—天水”两大经济区，让当地的贫困地区也迈入高铁时代。
作者 | 王麟，科普作家、铁路工程师
自古以来，进入天府之国就是一件异常艰难之事，群峰环伺的四川无论从哪个方向进入都步履维艰，直到新中国成立之后的五十年代初期，川渝铁路才顺利开通，将成都和重庆两大城市连接在一起。
随后，宝成铁路建成通车，打通了北方入川的大通道；成昆铁路横空出世，从南方畅通入蜀才成为现实；宜万铁路的修建，彻底将东部入川通道打通，而国家重点工程川藏铁路的规划建设，让西部通道入川不再遥远。
当然，上面这些入川大通道都有一个典型特征——绝大多数是普速铁路，速度慢、耗时长、运能有限，无法满足日新月异的交通需求，因此，修建出入蜀地的高速铁路只是时间问题，西安到成都的高速铁路就是这种条件下提上日程的。
（一）中国第一条穿越秦岭的高铁线
西成高铁是国家中长期铁路网规划“八纵八横”高铁网中京昆通道的重要组成部分，它北起西安，南至成都，线路全长643km，设计时速250km。
（西成高铁线示意图）
全线桥隧占比93%，穿越秦岭的隧道群全长134km，其中超过10公里的特长隧道有7座，规模为全国之最，在中国高铁建设史上也属首例。
这个项目2012年底开工建设，2017年12月6日通车，建造时间长达5年。
西成高铁自北向南穿越关中平原、秦岭山区、汉中平原、大巴山区和川西平原，是中国首条穿越秦岭的高速铁路，沿线地质条件极为复杂。
那么，建设西成高铁面临哪些困难呢？
第一，就是西成高铁要穿越秦岭山区，这里地形艰险，山势高耸，山体厚度达120km，高差非常大，尤其是秦岭北坡，在航空距离30km范围内高差达到1500至3260米，使得在这范围里修建高铁极为困难。
（秦岭地形）
而且，穿越秦岭如果修建长大隧道或者隧道群，隧道之间的距离会非常短，使得防灾救援非常困难。
另外，秦岭是中国重要的水源涵养区、国家自然保护区和众多环境敏感点的聚集区。这里有很多国家珍稀的保护动物，比如熊猫、朱鹮等，形成了整体性非常强的保护区域，对生态保护要求极高。
所以，建设西城高铁，要比修建其他高铁更加困难，不但要克服复杂的地形地质条件和生态敏感高的艰险山区环境，还要满足“经济性、高速度、高安全”的苛刻要求，要建设“以人为本”的绿色高速铁路，将工程对生态环境的影响降到最低。
在西城高铁修建之前，川渝地区向北的铁路通道能力非常紧张。1958年通车的宝成铁路运营了半个多世纪，线路条件不好，运能不高，运输质量也受影响，无法满足日益增长的交通运输需求，且应对自然灾害时的救援难度非常大。西成高铁的开通，为川渝地区客运北通道提供了强有力的运力支撑，同时释放了既有宝成铁路的货运能力。
（二）西成高铁如何穿越秦岭天险？
秦岭是横断南北的天然屏障，山高林密，地势险要，那么西城高铁要穿越秦岭，采取什么措施才合适呢？
鉴于秦岭的山体厚度达到120km，这是一个难以逾越的自然屏障，工程师和科技工作者们在考虑工程经济性的前提下，研究采用隧道群穿越秦岭的模式。
（秦岭）
在高铁选线过程中，专家们研究了国内已经开行的动车组的性能，发现动车组都具有较大的爬坡和制动能力，能够在持续25‰的坡度上实现较高的运营速度、运输安全和运输能力，因此，穿越秦岭山区，西成高铁的线路首次采用了25‰的最大坡度，并且这个坡度连续使用了长达45km。
这样一来，西成高铁就可以用较短的距离穿越秦岭山区，使得秦岭主隧道的长度由24.8km减少到16km，不但缩短了施工工期，改善了施工运营条件，还节省工程投资11.7亿元。
高铁列车连续爬长达45km长的25‰坡道，对于动车组的供电和运营是一个极大的挑战。为了保证动车组不间断的供电，设计人员采用了多抽头的330千伏的牵引变压器，增加了牵引变压器电压调节范围，提高了牵引供电系统的供电能力。
（三）隧道群间距短，如何安排防灾救援？
秦岭隧道群之间连接比较紧密，间距比较短，对安全防灾救援提出了艰巨的挑战。
专家们围绕艰险山区隧道群安全防灾疏散问题，通过大量调研国内外隧道救援实例，合理地确定了秦岭隧道救援疏散措施，将其分为洞内疏散和定点疏散两种模式。
一旦动车组着火，原则上应该将列车拉到洞外的救援疏散定点；如果列车发生机械故障或者脱轨，列车不能继续运行，那么就需要进行洞内疏散。
西成高铁也是首次创造性地提出“疏散定点”的概念，这里所说的疏散定点，就是“救援站”。
西成高铁在秦岭隧道群中创新设置了两类救援站，一类是一般的救援站，另一类是平导式救援站。这两种救援站可以将列车着火点停靠在明线段落，最大程度为乘客安全疏散争取时间，减少机械通风设备，大大降低了建设运营成本，提高了防灾救援的安全性和效率。
（四）西成高铁如何穿越自然保护区？
西成高铁需要克服的另一个关键问题，就是对秦岭自然环境的生态保护的问题。
秦岭地处中国南北自然分界线，气候随海拔升高而呈垂直变化，所谓“一山有四季，十里不同天”，就是对秦岭气候条件的最佳描述。这里的森林覆盖率达到90.3%，是典型的国家“绿肺”，秦岭不但是中国中部重要的水源涵养区，也是中国中央公园动植物的天然基因库，这里分布着很多国家级、省级自然保护区、城市水源地、国家级森林公园等，需要进行整体性的保护。
所以在这里修高铁就必须减少工程建设和运营对秦岭生态的影响。
工程技术人员结合秦岭当地的生态特点，提出了有效的生态保护措施。首先通过大规模的选线，让西成高铁的线位选择避开秦岭山区集中连片整体性较强的保护区，对于实在无法避开的国家级自然保护区，分别采用了深隧道通过和桥梁穿越的方式，不会对保护区形成分割，也不影响野生保护动物栖息地的完整性。
西成高铁通过秦岭大熊猫栖息地天华山国家级自然保护实验区，90%以上的线路采用隧道，从埋深800米到1000米的地下穿越。在西成高铁穿越秦岭的地表段，为了避免对秦岭的生物多样性造成影响，就采取高架桥通过的形式。在桥的下方设置桥洞，在桥的两侧设置防护网，可以让鸟类和动物自由迁徙。
西成高铁穿过朱鹮保护区，采取的措施是沿线架设防护网，设计人员通过对朱鹮的行为特征研究，调查收集目前较为成熟的驱鸟设备和驱鸟方法，还到国内外考察鸟类的防护措施，最终提出在西城高铁线路两侧设置防护网的保护方案。
这些防护网具有弹性，即使朱鹮与防护网发生碰撞，也不会对这种珍稀动物造成伤害。
西成高铁也是世界上首条安装鸟类防护网的高速铁路，经过一年的监测实验，专家们发现朱鹮飞越西成高铁8000多次，没有发现一例撞击防护网的现象，对朱鹮起到了很好的保护作用。
结语
西成高铁全线开通后，从西安到成都从原来的16个小时缩到为3、4个小时，大幅度压缩了川渝地区往北京、上海方向的时空距离，节省的时间成本非常可观，而且，它的建成进一步完善了区域高速铁路网，连通了“成都—重庆”和“关中—天水”两大经济区，让当地的贫困地区也迈入高铁时代。