青藏鐵路是怎麼解決高原凍土問題的

中國攻關青藏鐵路多年凍土科研困難 巍巍崑崙，皚皚雪山。 在這塊被譽為「世界屋脊」跟地球「第三極」的地皮上，中國人正在構築一條世界上海拔最高的鐵路——青藏鐵路。 專家稱，多年凍土、高寒缺氧、生態脆弱是青藏鐵路建立無法迴避的三大年夜困難，其中多年凍土尤為關鍵，是「最難啃的一塊骨頭」，它的處理與否，直接決定著青藏鐵路的成敗。 現在，青藏鐵路已從格爾木鋪過沱沱河，鋪軌里程近全線一半。六月下旬，安多成為青藏鐵路第二個鋪軌點，青藏線建立進度大年夜大年夜加快。這無疑標明，中國已開端處理鐵路穿越多年凍地皮帶的工程技巧困難。 最難啃的骨頭誰來啃？困難又是怎樣處理的？記者未多少前為此赴蘭州、上青海採訪，承擔青藏鐵路多年凍土成績研究的中國科學家，以及他們為之攻關的艱苦的科研過程，開端浮出水面。 凍土研究列入中科院知識創新工程嚴重項目 二00一年，與青藏鐵路開工多少乎同步，有中國科研機構「國度隊」之稱的中國科學院經過充分論證，決定以其四十多年青藏鐵路全線多年凍土考察、勘察跟研究為基本，在知識創新工程中啟動履行「青藏鐵路工程與多年凍土相互感化及其情況效應」嚴重項目。 項目領軍人物、中科院蘭州分院院長、凍土工程國度重點實驗室主任程國棟院士介紹說，繚繞青藏鐵路急切須要處理的及將來可能碰到成績，該項目設破七個研究課題：青藏鐵路建立中凍土工程構造牢固性研究、青藏鐵路沿線路基凍融病害構成機理及其防治對策研究、青藏鐵路景象與多年凍土間的相互感化、青藏鐵路工程與多年凍土間的相互感化、鐵路路基動荷載牢固性及含鹽土工程特點研究、青藏鐵路數字路基及模仿平台開辟研究、青藏鐵路典範地段高原雷暴氣象災害預警跟防備的利用研究。 程國棟稱，這一知識創新工程嚴重項目啟動以來，已獲得重要的創新性階段研究成果，為青藏鐵路在凍土區的計劃、施工供給了有力的科學技巧保證，也為其前期運營保護跟潛伏病害整治做好科學與技巧儲備。項目組參加編製出《青藏鐵路多年凍土區工程勘察暫行規定》、《青藏鐵路多年凍土區工程計劃暫行規定》，提前程基計劃應以冷卻路基的保護凍土的計劃思緒、公道路基高度的計劃根據、橋涵防凍脹辦法及寒區地道防凍害辦法等關鍵計劃成績。 頗為惹人注目標是，「青藏鐵路工程與多年凍土相互感化及其情況效應」項目設有兩位首席科學家，他們就是被稱為程國棟「左膀右臂」的青年研究員馬巍跟吳青柏。 科學思緒：主動冷卻路基保護多年凍土 在中科院寒區旱區情況與工程研究所的凍土工程國度重點實驗室里，剛從青藏鐵路北麓河實驗段返來的馬巍尚未洗凈高原風塵，便投身於實驗室研究之中。提起凍土研究，他高興地打開了話匣子： 青藏鐵路處於邊勘察、邊計劃、邊施工、邊研究的「四邊」建立狀況，必須採用靜態計劃理念。「青藏鐵路工程與多年凍土相互感化及其情況效應」項目科研人員經由過程實驗段研究發明，保溫材料只可能延緩多年凍土熔化，在高溫高含冰量前提跟景象轉暖前提基本無法確保路基牢固。 因此，「我們提出改變以往純真依附增加熱阻保護多年凍土的方法，採用冷卻路基思緒、主動保護多年凍土工程辦法來確保工程牢固性」。這一思緒的具體辦法包含塊石路基、碎石護坡，在路基兩旁埋設高效導熱的熱棒、熱樁，在路基中鋪設通風管，在路基頂部跟路基邊坡鋪設遮陽棚、遮陽板等。 另有一種工程計劃辦法就是以橋代路，這個橋可不是一般跨江過河的橋，凍土科研攻關人員將之命名為「旱橋」。馬巍稱，旱橋橋樁穿越凍土層而直接打在堅固的底層，橋上鋪架鐵軌即可最大年夜限制地避免凍土的影響。青藏鐵路穿越可可西里凍土區的凈水河特大年夜橋，就是典範的旱橋，該橋長達十一點七公里，氣概巍然壯不雅。 固然對凍土區的青藏鐵道路建立、運營而言，旱橋是最堅固、最保險的工程辦法，但因為其造價太昂貴，每公里要耗資五千萬元國平易近幣之巨，而全長一千多公里的青藏鐵路全線總投資僅約三百億元國平易近幣。因此，旱橋不克不及、也無法推廣利用，只是在凍土前提複雜、保險性請求高的地區採用。 北麓河實驗段：多少乎涵蓋青藏鐵路全部工程辦法 從格爾木出發，沿青藏公路驅車在三百二十公里，在青藏公路跟鐵道路之間的山崗上，藍天白雲下一幢紅頂藍牆的塑鋼制作分外奪目。它就是青藏鐵路北麓河實驗段的大年夜本營——中科院凍土工程國度重點實驗室青藏高原研究基地。 這裡海拔四千六百多米，據稱是中國每拔最高的一個科研單位。凍土研究另一位首席科學家吳青柏稱，總投資一千多萬元國平易近幣建成的該研究基地，是中科院為青藏鐵路建立、運營跟保護供給的一個科學實驗平台跟樹範工程。 他介紹說，北麓河實驗段全長十四公里，全部實驗段多年凍土下限附近富含厚層地下冰，且多年凍土高溫空間分布狀況分異性較強，是青藏線五個實驗段中凍土前提最複雜、地下冰含量最高、溫度場變更最複雜的一個實驗段。鐵道部於二00一年將這一實驗段交給中科院擔任，科研人員對實驗段各個斷面內有關變形、地溫、水分、沉降等外容的九千多個不雅察點停止全年不連續高精度的不雅察跟分析，迄今已實現包含塊石路基、通風路基、塊石、碎石護坡等青藏鐵路多少乎全部工程辦法的實體工程實驗。 看上去頗似藏族同胞的劉永智研究員在這個實驗段資格最老，一九七五年三月，新婚一個月的他為凍土研究就隻身離開高原，每次一呆就是六到七個月，最長一年多。他說，當時青藏鐵路剛上馬，現在鐵路已成功穿越多年凍土，「凍土奇跡後繼有人，大年夜有盼望」。 高原是「下去不想下去，下去不想下去，交來回回反應更激烈」。吳青柏表示，為了青藏鐵路建立，為了凍土科研奇跡，他們將竭盡盡力。 未雨綢繆加強機理及靜態監測研究 北麓河實驗段青藏線之畔，正在構築的一條僅兩百四十米長的鐵路路基惹起人們注意。吳青柏告訴記者，這是投入一百五十萬元國平易近幣，與青藏鐵路建立總批示部結合制作的對比實驗路基，重如果驗證凍土工程辦法的堅固性，開展各種工程辦法及凍土變更的機理研究。 青藏高原多年凍土存在地溫高、厚度薄等特點，其複雜性跟獨特點獨壹無二，加之全球景象變暖、工程擾動要素，勢必對凍本地貨生長遠影響。為此，高原科研基地的科學家們一方面停止「知其所以然」的機理研究，一方面未雨綢繆，動手加強青藏線凍土及情況變更的靜態監測研究。 馬巍說，考慮到青藏線與青康公路(青海西寧至四川康定)地質前提非常近似，科研人員提出「以空間換時光」不雅點，經由過程青康公路沿線多年凍土近況與收集到的數據，可分析青藏鐵路沿線工程跟景象變更下多年凍土變更趨向。 吳青柏稱，青藏線靜態監測研究是一項涉及面很廣的體系工程，近三年來，他們在青藏鐵路沿線體系地布設了二十九個監測段面跟三個差別多年凍土溫度區的塊石路基監測場地，設破十個多年凍土深孔監測點跟十三個活動層監測場地，基本構建起青藏鐵路工程靜態監測平台。與此同時，青藏鐵路多年凍土與景象監測網現在已開端樹破，並開正直常的監測任務。 多年凍土成績的處理，對青藏線的奉獻有多大年夜？謹嚴的科學家們對此不肯多說，但他們均表示，經由過程參加青藏鐵路建立，凍土大年夜國中國已躋身於凍土研究國際進步行列。參考材料：http://www.electricrailway.com/science/tanchu.asp?id=751