東北下雪了！
10月26日，大興安嶺地區下雪了。來源：微博@給他擁抱er
相信東北的朋友早已習以為常，而南方的朋友都“星星眼”了吧。
要知道，下雪的地方真的很冷！人們還可以在暖氣房、空調房躲避嚴寒，但交通不行，道路積雪、結冰給公路交通帶來風險，鐵路也“壓力山大”。
零下40℃，是一個滾燙開水潑灑出去就結冰的氣溫。鐵路和列車會怎樣？
我國可謂擁有高寒鐵路建設運營的豐富經驗。
2006年，開通了被譽為“天路”的青藏鐵路；2012年，開通了設計時速為350公里/小時的首條高寒高鐵——哈大鐵路；今年9月30日，哈爾濱至佳木斯鐵路（簡稱哈佳鐵路）正式開通運營。
今年2月，CRH2G型高寒動車組在哈大高鐵進行線路考核。來源：新華社
列車在低至-40℃、經常遭遇暴風雪且地質條件複雜的高寒地區快速運行，究竟需要攻克哪些技術難題？
難題：路基凍脹、接觸網防冰等
“凍脹是掣肘高寒鐵路建設的最主要的技術難題。”哈佳鐵路客運專線有限責任公司總工程師、副總經理李雄飛說。
什麼是凍脹？
以青藏鐵路為例，凍土在冬季像冰一樣凍結，隨著溫度降低，體積發生膨脹，建在上面的路基和鋼軌就會被膨脹的凍土頂起來；到了夏季，溫度升高，凍土融化體積縮小，路基和鋼軌又會凹下去。
凍結和融化反覆交替，路基就會變得不平整，鋼軌也隨之變得高低起伏。如果行駛在這樣的地面上，車身就會搖晃，威脅行車安全。
和普通高寒鐵路相比，高寒高鐵遇到的挑戰更嚴峻：高鐵車速快，對路基、鐵軌的壓力強度更大，凍脹破壞的威脅更突出。另外，動車組動力主要依靠接觸網供電，高寒地區的降雪、結冰會影響接觸網性能。
不僅如此，強降雪也會對接觸網、應答器等鐵路軌旁設備造成破壞。線路積雪被高速運行的動車吹起後，會在車底和車體兩側形成結冰並逐漸變大。
當列車運行至氣溫較高的區段或高速通過隧道時，因氣溫上升導致這些冰塊大量脫落，掉入鐵軌中間和兩側，直接擊中線路中心和兩旁的信號設備，干擾正常行車秩序。
而我國科技人員已攻克了這些難題。
以哈大鐵路為例，技術人員開展了專門的接觸網融冰防冰技術攻關，設計了接觸網覆冰在線接觸系統。
針對哈佳鐵路，為了解決凍脹問題，技術人員採取隧道排水溝加裝保溫防寒設備，嚴格控制路基砟石品類、比例和粒徑，基床採用非凍脹填料。技術人員還在沿線安設了數百個凍脹監控設備用於監控路基的變化情況。
“根據經驗，當路基凍脹高度達到8毫米以上，說明情況比較嚴重，需要把原來鋪好的鋼軌等設備全部拆除換掉；若是在8毫米以下只需要做好日常維修。”李雄飛說。
氣象貫穿高寒鐵路建設全週期
實際上，對高寒鐵路而言，在其設計、建設和運行的整個生命週期，都要充分考慮氣象環境因素。
哈大鐵路曾因最初設計深度不夠，在聯調聯試時，出現了凍脹問題；未給應答器等軌旁設備安裝防護裝置，應答器及相應的底座就成為冰雪擊打的主要目標。發現問題後進行了補救，也
對今後的高寒鐵路建設提出了警示。
在施工建設階段，極端天氣也成為考驗。根據歷史氣象資料，東北鐵路建設單位將每年11月15日至3月15日，定為“冬歇期”，以調整施工計劃。
受冬季低溫和夏季大雨天氣影響，哈佳鐵路全年實際施工時間最多隻有8個月。
“攪拌混凝土是在隧道外進行的，根據電子顯示屏上的天氣預報，一旦降溫下雪，工人們就要出去給攪拌車鋪上厚棉被，防止機器被凍壞；焊接時的溫度必須保證在18℃至19℃之間，夏天就需要在晚上施工，有時吃住就在野外，為的就是搶在入冬前完成鋼軌焊接。有時候工人在戶外剛把混凝土配好，還沒等到它凝固，突然來了一場大雨就改變了混凝土的比例，這就會影響後期的施工質量。”李雄飛說。
在運行階段，我國也積累了高寒鐵路氣象保障的經驗。吉林省氣象服務中心專門為哈大高鐵設計了高鐵精細化冰雪預報服務產品，高鐵運營部門根據氣象部門的冰雪預報和實況監測，及時啟動冰雪預警，通過採取對道岔進行電加熱融雪等措施，保障了高鐵的安全運行。
從無技術可引進到把紅利帶向世界
儘管世界各地在多年凍土區修築鐵路已有百年以上的歷史，但高寒地區鐵路建設仍是一塊難啃的骨頭。“歐洲之星”曾在穿越英吉利海峽隧道時發生“凍僵”事故；俄羅斯在西伯利亞凍土地區修建的鐵路，春融後基床最大下沉量高達85釐米，導致火車無法通行。
另外，世界上現有的高寒鐵路大部分都是普通線，高鐵則相對罕見。迄今為止，除中國以外投入商業運營的高寒高鐵僅有3條：莫斯科到聖彼得堡、聖彼得堡到芬蘭赫爾辛基、莫斯科到下諾夫哥羅德。不過這三條線路是在既有鐵路上改造而成，因此算不上嚴格意義上的高寒高鐵。
中國在建設高寒鐵路時，既無經驗可借鑑，也無技術可引進。
上世紀七八十年代，寒冷地區、小半徑曲線、大橋和山區的無縫線路建設是我國鐵路建設的四大禁區。
經過30餘年研究和不斷實踐，我國高鐵能在-40℃至40℃的環境中運行，在從冰凍環境瞬間進入溼熱環境時，避開“冷凝水陷阱”，無論艙外多冷，耐寒列車內始終氣溫舒適，我國已經系統構建了我國完整的高寒鐵路技術體系。
“哈佳快速鐵路的建成，充分顯示了我國已掌握在高寒地區修建鐵路的技術，對內搭起了中國‘八橫八縱’高鐵路網最北‘一橫’的骨架，對外輻射俄羅斯遠東地區。”中國鐵道科學研究院研究員盧耀榮說，“以高鐵‘走出去’為代表的鐵路合作，不只是打造先進便捷的交通設施，還能將鐵路紅利帶向世界各國。”
2014年時，俄羅斯總理梅德韋傑夫在參觀“開放式創新”莫斯科國際創新發展論壇展覽時，在中國自主研發的新一代高速動車組站臺前，曾詢問這種高鐵能否在高寒地區運行。
今天，我國已經給出了滿意的答案。
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