科创中国

问题描述

青藏高原地层岩性复杂多变，新构造运动剧烈，深大活动断裂广布，冰川、冻土与山地灾害群（链）发育，具有“显著的地形高差”、“强烈的板块活动”、“频发的山地灾害”、“敏感的冻土环境”四大地质环境特征，以及“高频冻融循环”、“剧烈干湿交替”、“极端高寒缺氧”三大气候环境特征，由此带来的系列工程技术难题是制约西藏交通发展的关键技术因素。具体如下： 问题一：进藏通道恶劣自然环境、狭窄走廊工程干扰与保通限制，难以保证大规模快速建造品质； 针对高寒、高海拔地区强紫外、大温差、长时低温及剧烈干湿冻融循环作用等极端气候条件下，施工环境恶劣、施工周期短、施工难度大，以及长大隧道施工面临的高应力、高压涌突水、高地温、岩爆、围岩大变形、复杂多变的地质条件等难题，突破公路路基路面、桥隧构造物等装配化和智能建造技术壁垒，构建全过程质量控制、全寿命工程保障的科学施工技术体系和保障能力将对顺利打通进藏高速公路，提升建造品质意义重大。 问题二：缺乏全寿命周期智能监测与健康诊断技术集成，将制约进藏交通设施的灾变预警与健康运营。 针对全球气候变化情况下，青藏、川藏两大主要走廊的地质灾害频发、影响要素复杂等问题，利用大数据理论、云计算、人工智能技术、北斗通信等先进技术，研发适用于极端高原环境条件下的高性能、长距离无线传输设备及装置，集成全方位、全时段的监测数据和决策平台，将对恶劣自然环境和滑坡、崩塌、泥石流、雪崩等地质灾害高发情况下公路的健康运营和灾变预警、防控发挥重要作用。 问题三：当前高海拔公路建设与运营全过程能源消耗高，进一步加剧高原地区长距离运输的能源供应紧张局面。 青藏高原地区地广人稀，常规能源运输困难、成本高、供应紧张，在一定程度上制约了公路建设品质与运营服务水平。当前低碳环保新能源技术在公路建设和运营全过程中的集成与规模化应用仍然面临诸多技术瓶颈。因此将生态环保理念贯穿工程规划、建设、运营和养护全过程，积极探索太阳能、地热能、风能等清洁能源综合利用和低碳环保的建筑结构，对缓解高原地区长距离运输的能源供应紧张局面，建设进出藏高速交通绿色廊道具有深远意义。 问题四：当前依靠车站和道班的常规救急措施与保通技术，完全无法满足极端恶劣环境下突发灾害和重大交通事故的应急救援要求。 面对当前进藏通道极端天气普遍、地质灾害频发、重大交通事故率偏高等客观因素，依靠沿线车站和道班实施常规性的救急和保通的相关技术现状对保障现有工程全天候通车都十分困难。因此迫切需要在开展建设技术研究的同时，研究极端气候条件和地质灾害频发情况下的快速应急救援保障的技术体系，充分运用卫星系统、无人机技术、远程通讯等道路交通安全信息感知与提取技术，研发配套的应急装备与救援保障设施，以期实现实时响应、快速反应、智能策应。

问题背景

2018年9月，习近平总书记在参加十二届全国人大一次会议明确指出“治国必治边、治边先稳藏”，把西藏在国家全局中的地位提升到了新的高度。然而西藏落后的交通基础设施与其重要的国防战略地位极不匹配。截止目前，西藏地区公路里程已突破9万公里，但一级及以上公路不到700公里，全国只有西藏是国家高速公路网尚未连接的“孤岛”。是我国交通基础设施布局中的西部短板。 进藏高速公路建设面临着极端严酷自然环境下安全与耐久的系列技术难题，国际上无任何经验可供借鉴，必须依靠自主创新。

最新进展

近10年来，我国完全依靠自主创新，在高寒高海拔地区道路工程理论方法、设计技术、施工工艺以及滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害防治、监测等方面已具备坚实的研发基础。通过十四五的项目支持预计2025年可全面突破进出藏高速公路建设及健康保障技术和标准规范体系等难题，未来面临的关键难点与挑战如下： 1.内外动力地质作用下的高原环境孕灾机理与工程互馈机制研究； 2.复杂地质条件与极端环境气候条件下高速公路服役性能与合理生命周期研究； 3.高寒高海拔及复杂地质条件下高速公路工程智能建造、重大装备及质量控制体系； 4.高寒缺氧极端环境高速公路建养中新能源技术的集成与规模化应用； 5.极端气候环境和复杂地质环境综合作用下高速公路全过程全要素智能监测与预警体系； 6.进藏走廊各运输方式综合作用下应急救援保障体系。

重大意义

本项目的突破将整体提升进藏高速公路建养技术现代化水平，降低工程造价和全寿命成本，提高特殊自然环境下交通设施的供给品质与服务能力，为彻底打通西南战略高地—西藏与祖国内地的高速通道提供全面技术保障。实现西藏与祖国内地高速直通，是落实习近平总书记治边稳藏战略思想的政治需要，是富民兴藏脱贫攻坚的现实需要，是“一带一路”南亚大通道建设的发展需要。同时本项目还将助力和保障我国工程技术、装备及标准在“一带一路”沿线高海拔寒区工程建设中发挥重要支撑和引领作用。