攻克冻土技术难关
修建青藏铁路格尔木至拉萨段困难重重‚最大的困难是如何在长达550公里的多年冻土区修建一条坚实的路基,而路基成败的关键在于怎么解开冻土因工程施工影响会造成冻土融沉的死结。如果这个关键问题解决不了‚青藏铁路就会因为冻土融沉造成路基四处坍塌,这就成了无法收拾的病害工程。
我在1978年釆访青藏铁路第一期工程哈尔盖至格尔本段建设时,曾到过铁十师五十团十三连,他们在1975年至1977年,配属科研单位担任风火山冻土试验工程项目,这里海拔4750米,含氧量60%。他们被称为战斗在风火山上的尖刀连。
我在32年前报道青藏公路黑色路面改建工程时,曾采访过年过半百的朱学文,他是交通部公路科研所的副研究员,从北京来到高原一干就是4年。由于生活条件艰苦,加上工作劳累,他的胃病加重了,两次吐血。同志们劝他下山,他总是那句话:“没关系,死不了”。他领导的青藏公路科研组写成了《青藏高原多年冻土地区沥青路面的修筑》等两份报告,共计20万字,为整个工程施工提供了科学的依据。
他们所做的一系列工作,都为解决冻土地带修建铁路难题提供了帮助。
真正攻克青藏高原冻土地带修建铁路难题,是中科院冻土工程国家重点实验室青藏高原研究基地的专家,积极配合铁道部进行青藏铁路可行性研究取得了重大成果。他们编制了《青藏铁路多年冻土区工程勘察暂行规定》和《青藏铁路多年冻土区工程设计暂行规定》的编制工作。2001年,他们开始从事“青藏铁路工程与多年冻土相互作用及其环境效应”研究,中国科学院院士程国栋为项目主管,马巍、吴青柏两位研究员为首席科学家。¾¿Ô±年在铁道部支持下建起了这个研究基地,并在青藏铁路线建设了14公里的冻土工程试验示范段。
我们这次乘坐青藏铁路客车去拉萨,在铁路沿线看到了他们的科研成果,很多路段采用的是块石路基和块石、碎石护坡路堤。这种保护冻土的措施,既经济方便、又切实有效,最主要的是利用块石、碎石孔隙较大的特点,使它们在夏季产生热屏蔽作用,冬季产生空气对流,改变路基和路基边坡土体与大气的热交换过程,起到较好的地保护多年冻土的作用。按照设计,全线有117公里路段采用块石路基,31公里路段采用块石、碎石护坡路堤。
青藏铁路冻土治理工程
据资料介绍,在青藏铁路路基两旁埋设高效导热的热棒、热桩,目的是为了将热量导出,同时吸收冷量并有效地传递贮存于地下。在路基中铺设通风管,可使土体温度明显降低,在通风管的一端设计、安装了自动温控风门,当温度较高时,风门会自动关闭,温度较低时,风门自动打开,这样可以避免夏季热量进入通风管。在路基顶部和路基边坡铺设遮阳棚、遮阳板,可以有效地减少太阳辐射,降低地表温度。这些措施在建设中也得到不同程度的运用。
这些保护多年冻土层和主动冷却路基的创造性科研成果,为修建高质量的青藏铁路奠定了坚实的基础。