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築在冰凍世界的奇跡 

央視國際 www.cctv.com  2005年09月11日 18:55 來源:新華社

  新華社西寧9月11日電(王聖志、拉巴次仁)這是中外鐵路建設史上亙古未有的穿越:它全長1100公里,大部分線路處於"生命禁區"和"無人區",穿越550公里的凍土地區。在多年凍土上修建鐵路,國外專家認為"幾乎不可能"。然而,數萬名青藏鐵路建設者遵循科學,求實創新,在破解"多年凍土"這一世界性技術難題方面,取得了突破性進展,將奇跡定格在青藏高原。

  凍土是指溫度在0℃以下,並含有冰的各種岩土和土壤。凍土在凍結的狀態下體積膨脹,到了夏季,凍土融化體積縮小。在這兩種現象的反復作用下,道路或房屋的基底就會出現破裂或者塌陷。

  俄羅斯1994年調查,20世紀70年代建成的第二條西伯利亞鐵路,線路病害率達27.5%。我國1990年調查,青藏公路病害率達31.7%。世界凍土區鐵路由於凍土病害,列車時速一般只能為50公里。

  青藏鐵路必須翻越崑崙山、唐古拉山,最高海拔5072米。沿線濕地廣布,高地溫、高含冰量凍土地段較長,紛繁複雜的凍土環境,成為制約青藏鐵路建設的世界性技術難題。凍土雖然在加拿大、俄羅斯等國家也存在,但它們屬高緯度凍土,比較穩定。而青藏鐵路格爾木至拉薩段緯度低,海拔高,日照強烈,加上青藏高原構造運動頻繁,其凍土的複雜性和獨特性舉世無雙。

  有"世界第一高隧"之稱的風火山隧道全長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,有西方媒體預言: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,在冰山上打隧道根本不可能。?

  2001年10月18日,風火山隧道打響第一炮,炸出的“棄碴”令人觸目驚心,幾乎全是晶瑩剔透的冰塊。這些“棄碴”含土量僅為15%至20%,隧道地質結構主要為含土冰層,飽冰凍土、原始冰川、裂隙冰、砂岩、泥岩及泥沙互層。?

  這樣的地質環境一直是隧道施工的禁區。負責風火山隧道施工的中鐵二十局,創造性地研製了兩台大型隧道空調機組,將隧道施工溫度控制在“5℃”,有效防止了地下冰融化滑塌。他們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、凍土防水隔熱等20多項世界性高原凍土施工難題。風火山隧道順利貫通,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。??

  早在1961年,我國就在青藏高原風火山建立了觀測站,開展凍土研究。科技人員共測取了1200多萬個涵蓋高原凍土地區各種氣象條件和地溫變化的數據,積累了極為寶貴的第一手資料。科學家們對青藏公路沿線的多年凍土進行了多學科、綜合性的科學考察,奠定了堅實的凍土學理論基礎。

  專家們根據多方面的研究成果和借鑒國外成功經驗,在世界上首次提出"主動降溫、減少傳入地基土的熱量、保證多年凍土的熱穩定性,從而保證修築在上面的工程質量的穩定性"的青藏鐵路工程設計原則,創造性地採取了解決凍土施工難題的相應對策:對於不良凍土現象發育地段、線路儘量繞避;對於高溫極不穩定凍土區的高含冰量地質,採取"以橋代路"的辦法;在施工中採用了熱棒、片石通風路基、片石通風護道、通風管路基、鋪設保溫板等多項設施,提高凍土路基的穩定性。

  青藏鐵路堪稱凍土工程的"博物館"。在青藏鐵路上有一種特殊的路基,即在土路堤底部填築一定厚度片石,上面再鋪築土層的路基。這種長達111公里的"片石層通風路基"為國內首創,它好似散熱排風扇,冬季從路堤及地基中排除熱量,夏季較少吸收熱量,起到冷卻作用,可有效保護凍土路基穩定。青藏鐵路上的橋梁達156.7公里,如此大規模採取"以橋代路"措施,在世界上還是首次。

  建設參建單位大力推廣使用新設備、新材料、新技術和新工藝,為確保青藏鐵路工程質量創造了條件。全線先後圍繞施工難點立項近80個科研課題 ,投入數千萬元,在多年凍土隧道開挖、支護、襯砌、通風成套技術,以及凍土區橋梁樁基施工旋挖鑽機應用技術等方面取得新成果。

  青藏鐵路建設專家組組長、中國科學院凍土工程國家重點實驗室教授張魯新認為,在青藏鐵路四年來的建設過程中,廣泛深入、大規模的凍土勘察測量、工程實踐、科學試驗,使我國凍土研究取得了突破性進展,已居世界前列。

  張魯新説:"中國基本上掌握了青藏高原多年凍土工程地質的普通性和特殊性,在高原凍土地區建設重大工程的關鍵技術問題已基本解決。青藏鐵路未來大規模出現凍土工程病害的可能性較小,行車速度可達每小時100公里,實現既定目標大有希望。"

責編:王京

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