央視國際 www.cctv.com 2006年06月10日 20:29 來源:新華社
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新華社西寧6月10日電 有“世界第一高隧”之稱的青藏鐵路風火山隧道,全長1338米,軌面標高4905米,全部位於永久凍土層以內,是世界上海拔最高、凍土區最長的高原永久凍土隧道。
青藏鐵路開工前,西方媒體預言:青藏鐵路根本過不了風火山,因為風火山地下全是長年凍土,冰厚達150多米。換句話説,風火山就是一座冰山,在冰山上打隧道是根本不可能的。因此,風火山隧道被列為青藏鐵路全線重點工程之首。
風火山自然條件十分惡劣,這裡空氣中氧含量不足海平面的50%,比人類生存所需氧氣的最低極限值還低0.13千帕,對參建者的身體健康構成較大威脅。
中鐵二十局承擔著風火山隧道的建設任務。時任中鐵二十局青藏鐵路工程指揮部指揮長的況成明説:“要想打通風火山隧道,首先要解決生存問題。由於高寒缺氧,400名職工剛上線時,高原病發生率很高,每天門診人數平均達到59人。因此解決缺氧問題,是保障工程順利推進的前提。”
2001年青藏鐵路開工初期,各施工單位都為職工定做了背負式氧氣瓶,但背負5公斤重的氧氣瓶增加了職工負擔,氧氣瓶的容量也不能滿足施工人員對氧氣的需求。況成明深感修建青藏鐵路決不能再走傳統供氧的老路。帶著強烈的使命感和責任感,況成明在隧道施工前夜不能寐,苦苦尋求新的更為實用的供氧辦法。
這年7月的一天,北京科技大學的一位研究生到風火山推銷小型制氧機。況成明劈頭就問:“多大的?”“只能供一個人使用。”“有沒有更大的?有沒有能給整個隧道施工人員供氧的?”“沒有,全世界都沒有。”況成明琢磨:原理都一樣,小的能生産出來,大的為啥就不行呢?他立即找來項目總工程師任少強和黨委書記陳文珍商量,三人一拍即合,他們大膽地提出在風火山建立制氧站的創意。
這一想法得到北京科技大學劉應書教授的支持。況成明調集二十名科技精英聯合北京科技大學的專家,組成現場科技攻關組,夜以繼日,反復論證,精心制定設計方案。他們結合隧道施工需氧的實際情況,創造性地提出了有壓吸附,高原低氣壓直接解吸的變壓吸附制氧工藝和“隧道掌子面彌散供氧和氧吧車供氧的新方法”。經過二百餘次試驗,3個月後,世界上第一座大型高原制氧站在風火山正式投入使用。
制氧站每台每小時可産氧氣24立方米,可以保證職工每天最少吸氧2小時。職工高原病發病率因此下降了44.1%。這項“青藏鐵路風火山隧道制氧、供氧系統研製與應用”的科技成果,填補了世界高海拔制氧技術的空白,並很快在建設全線推廣使用。
2001年10月18日,風火山隧道打響第一炮,炸出的棄渣幾乎全是冰塊,含土量僅為15%至20%。因為隧道的地質結構主要為含土冰層,以及飽冰凍土、原始冰川、裂隙冰、砂岩、泥岩及泥沙互層。
這樣的地質條件一直是隧道施工的禁區。隧道施工“掘進容易,支護難”,特別是凍土隧道施工支護、襯砌更難。況成明嘗試著讓施工人員噴射混凝土進行支護,沒有成功。高原凍土施工的關鍵在控制溫度:溫度低了,混凝土無法凝固;溫度高了,圍岩又會遇熱融化,造成洞壁滑塌。這是個非常棘手的技術難題!
況成明帶領科技人員晝夜蹲在掌子面上進行實地觀察,吃住在隧道,掌握冰岩溫度變化的規律。在高原受強烈紫外線照射,他的眼睛患上了嚴重的角膜炎,雙眼紅腫得像熟透的桃子,實在睜不開,施工人員就向他口述現場情況,他邊聽邊琢磨。經過反復試驗和對觀測數據的分析,終於找到了快速封閉圍岩的最佳溫度參數。
況成明大膽決策,投資數百萬元,與石家莊鐵道學院共同研製了兩台大型隧道空調機組,把洞內溫度控制在正負5攝氏度以內,既防止了凍土隧道因熱融而導致塌方的可能,又解決了因洞內溫度低、混凝土不能正常養生的質量隱患。為同類地質條件下的隧道施工積累了寶貴的技術和施工經驗。
隧道內嚴重缺氧,氧氣含量只有平原地區的40%。中鐵二十局又製造了兩個大型制氧站,安置在隧道進出口兩端,從兩頭向施工的隧道內進行24小時瀰漫供氧,使隧道內氧氣含量達到平原地區的70%左右,施工環境相當於下降了1000米高度。
中鐵二十局青藏鐵路工程指揮部副指揮長丁守全説:“採取隧道瀰漫式供氧,大大提高了生産力,原來隧道掘進每天為2-3米,後來隧道掘進每天可達5-8米。我們還在洞內安裝了移動式氧吧車,職工工作疲憊時隨時可以到氧吧車內吸氧休息,有效保障了施工人員的生命安全。”
在風火山隧道施工中,中鐵二十局和多家科研單位合作,相繼攻克了淺埋凍土隧道進洞、冰岩光爆、含土冰層熱融控制與噴護等20多項世界性高原凍土施工方面的重大科研難題。
2002年10月19日, 青藏鐵路風火山隧道勝利貫通。風火山隧道施工期間,未發生一起塌方和安全質量事故,其成功突破高原凍土施工難題,被中國工程院等權威單位評為2002年全國公眾關注的十大科技事件之一。
責編:常穎