筑在冰冻世界的奇迹：青藏铁路破解世界技术难题

筑在冰冻世界的奇迹：青藏铁路破解世界技术难题

    新华网西宁９月１１日电（记者王圣志、拉巴次仁 ) 这是中外铁路建设史上亘古未有的穿越：它全长１１００公里，大部分线路处于"生命禁区"和"无人区"，穿越５５０公里的冻土地区。在多年冻土上修建铁路，国外专家认为"几乎不可能"。然而，数万名青藏铁路建设者遵循科学，求实创新，在破解"多年冻土"这一世界性技术难题方面，取得了突破性进展，将奇迹定格在青藏高原。

    冻土是指温度在０℃以下,并含有冰的各种岩土和土壤。冻土在冻结的状态下体积膨胀，到了夏季，冻土融化体积缩小。在这两种现象的反复作用下,道路或房屋的基底就会出现破裂或者塌陷。

　　俄罗斯１９９４年调查，２０世纪７０年代建成的第二条西伯利亚铁路，线路病害率达２７.５%。我国１９９０年调查，青藏公路病害率达３１.７%。世界冻土区铁路由于冻土病害，列车时速一般只能为５０公里。

　　青藏铁路必须翻越昆仑山、唐古拉山，最高海拔５０７２米。沿线湿地广布，高地温、高含冰量冻土地段较长，纷繁复杂的冻土环境，成为制约青藏铁路建设的世界性技术难题。冻土虽然在加拿大、俄罗斯等国家也存在，但它们属高纬度冻土，比较稳定。而青藏铁路格尔木至拉萨段纬度低，海拔高，日照强烈，加上青藏高原构造运动频繁，其冻土的复杂性和独特性举世无双。

　　有"世界第一高隧"之称的风火山隧道全长１３３８米，轨面标高４９０５米，全部位于永久冻土层以内，是世界上海拔最高、冻土区最长的高原永久冻土隧道。青藏铁路开工前，有西方媒体预言：青藏铁路根本过不了风火山，因为风火山地下全是长年冻土，冰厚达１５０多米，在冰山上打隧道根本不可能。

　　２００１年１０月１８日，风火山隧道打响第一炮，炸出的“弃碴”令人触目惊心，几乎全是晶莹剔透的冰块。这些“弃碴”含土量仅为１５％至２０％，隧道地质结构主要为含土冰层，饱冰冻土、原始冰川、裂隙冰、砂岩、泥岩及泥沙互层。

　　这样的地质环境一直是隧道施工的禁区。负责风火山隧道施工的中铁二十局，创造性地研制了两台大型隧道空调机组，将隧道施工温度控制在“±５℃”，有效防止了地下冰融化滑塌。他们和多家科研单位合作，相继攻克了浅埋冻土隧道进洞、冰岩光爆、冻土防水隔热等２０多项世界性高原冻土施工难题。风火山隧道顺利贯通，被中国工程院等权威单位评为２００２年全国公众关注的十大科技事件之一。

    早在１９６１年，我国就在青藏高原风火山建立了观测站，开展冻土研究。科技人员共测取了１２００多万个涵盖高原冻土地区各种气象条件和地温变化的数据，积累了极为宝贵的第一手资料。科学家们对青藏公路沿线的多年冻土进行了多学科、综合性的科学考察，奠定了坚实的冻土学理论基础。

　　专家们根据多方面的研究成果和借鉴国外成功经验，在世界上首次提出"主动降温、减少传入地基土的热量、保证多年冻土的热稳定性，从而保证修筑在上面的工程质量的稳定性"的青藏铁路工程设计原则，创造性地采取了解决冻土施工难题的相应对策：对于不良冻土现象发育地段、线路尽量绕避；对于高温极不稳定冻土区的高含冰量地质，采取"以桥代路"的办法；在施工中采用了热棒、片石通风路基、片石通风护道、通风管路基、铺设保温板等多项设施，提高冻土路基的稳定性。

　　青藏铁路堪称冻土工程的"博物馆"。在青藏铁路上有一种特殊的路基，即在土路堤底部填筑一定厚度片石，上面再铺筑土层的路基。这种长达１１１公里的"片石层通风路基"为国内首创，它好似散热排风扇，冬季从路堤及地基中排除热量，夏季较少吸收热量，起到冷却作用，可有效保护冻土路基稳定。青藏铁路上的桥梁达１５６．７公里，如此大规模采取"以桥代路"措施，在世界上还是首次。

　　建设参建单位大力推广使用新设备、新材料、新技术和新工艺，为确保青藏铁路工程质量创造了条件。全线先后围绕施工难点立项近８０个科研课题 ，投入数千万元，在多年冻土隧道开挖、支护、衬砌、通风成套技术，以及冻土区桥梁桩基施工旋挖钻机应用技术等方面取得新成果。

　　青藏铁路建设专家组组长、中国科学院冻土工程国家重点实验室教授张鲁新认为，在青藏铁路四年来的建设过程中，广泛深入、大规模的冻土勘察测量、工程实践、科学试验，使我国冻土研究取得了突破性进展，已居世界前列。

    张鲁新说："中国基本上掌握了青藏高原多年冻土工程地质的普通性和特殊性，在高原冻土地区建设重大工程的关键技术问题已基本解决。青藏铁路未来大规模出现冻土工程病害的可能性较小，行车速度可达每小时１００公里，实现既定目标大有希望。"