青藏铁路的科学问题 第4课 攻克难题 - 图文

青藏铁路的科学问题 第4课 攻克难题 4 .1 青藏铁路铺架难题被攻克 4 .2 青藏铁路如何穿越冻土 4 .3 青藏铁路安全难题

4 .4 全球变暖导致青藏高原冰川消融 4 .1 青藏铁路铺架难题被攻克

承担青藏铁路重要铺架任务的中铁一局调集专家，日前对国产铺轨架桥机械和内燃机车进行科技改造取得成功，其科研成果填补了国内高原铺架技术上的空白，从而为青藏铁路顺利铺轨提供了科学保障。

青藏铁路是全球目前海拔最高、穿越高原及连续性永久冻土地区最长的铁路。高寒、缺氧、低压，以及坡度大、温差大、风沙多、雷电多等不利因素，严重制约了机械效能的正常发挥，给施工和运输带来巨大困难。当前国内生产的铺轨机、架桥机和内燃机车在平均海拔四千米的青藏高原上功率下降百分之四十至五十，一般最大坡度适应能力为千分之十二，且因缺氧燃料燃烧不充分产生大量废气、毒气，造成环境污染。而青藏铁路设计最大坡度为千分之二十，均为连续长、大坡度，因此为解决这一世界铁路建设史上少有的技术难题，改造当前的铺架设备和内燃机车尤显重要和紧迫。

中铁一局组织科技人员深入实地考察，对青藏铁路铺架关键技术进行研究，提出了研制补氧增压设备、改造机械、机车车辆设备、预防严寒、风沙、雷电等一系列具体解决方案和措施。对铺架设备的发动机、牵引系统、制动系统等进行了改造，增大了部分电器产品容量和绝缘等级，采用新型防紫外线技术和材料，提高了设备耐用性和抗风能力。实验证明，经改造后的铺轨架桥机和内燃机车，在千分之二十二的坡道上作业，动力性能良好，制动性能可靠，设备运转正常，环境污染极小，完全能够满足青藏铁路铺架施工的需要。

4 .2 青藏铁路如何穿越冻土

在青藏铁路线上，西藏自治区的安多是一个重要的地理分界点，由此往北上溯550公里，是青藏高原的连续多年冻土地带。多年冻土是建设高原铁路的一项世界性难题，冻土随着季节交替不断地冻结、融化，会造成路基冻胀、下沉，严重影响铁路通车。

6月22日，安多成为青藏铁路第二个铺轨点。此前，青藏铁路已从青海的格尔木铺过沱沱河，铺轨里程超过400公里。安多的加入，就形成由安多往拉萨、安多往沱沱河方向、沱沱河往安多方向的两地三向铺轨态势。这说明青藏铁路的建设进度大大加快了，同时也说明建设者们已初步解决了铁路穿越多年冻土地带的工程技术难题。

青藏铁路如何穿越多年冻土，是谁提出了解决问题的技术方案？6月下旬，记者带着这些问题，到海拔4600多米的冻土区，采访了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。

先看一组数字：世界上在冻土区修筑铁路已有近百年历史，但因难度大，很多问题尚未解决。在俄罗斯，20世纪70年代建成的第二条西伯利亚铁路1994年调查的线路病害率达27．5％，运营近百年的第一条西伯利亚铁路1996年调查的线路病害率为45％。在我国，青藏公路1990年调查的病害率为31．7％，东北地区多年冻土区铁路病害率达40％。

青藏铁路要穿越连续多年冻土区550公里，不连续多年冻土区82公里，其中平均地温高于－1．0℃的多年冻土区275公里，高含冰量多年冻土区221公里，高温高含冰重叠路段约134公里。在这一地区施工，至少要考虑两个因素，一方面，全球变暖带来的气温升高，会使冻土消融，另一方面，人类工程活动会改变冻土相对稳定的水热环境，使地下水位下降，土壤水分减小，导致植被死亡等，将涉及更大面积的冻土消融。

青藏铁路成败的关键在路基，路基成败的关键在冻土，冻土的关键问题在融沉。这是冻土研究专家的共识。

科研人员定期维护野外观测系统

已建成的穿越冻土区的旱桥

正在做试验的通风管路基

主动冷却路基 积极保护多年冻土

只有保护冻土，才能保证路基稳定。以往的办法是增加土体热阻，减少进入路基下部的热量，从而延缓多年冻土退化，在一定时间内起到保护冻土的作用。在全球气候变暖和工程扰动的大背景下，以中国科学院院士程国栋为代表的青藏铁路冻土攻关的科研工作者根据多年研究的成果，创造性地提出了主动冷却路基的思路，据此设计了多种工程技术措施保护多年冻土。

在铁路线上，记者看到很多路段采用的是块石路基和块石、碎石护坡路堤。程国栋介绍，这是保护冻土较为经济、方便、有效的方法。采用块石路基，块、碎石护坡，主要利用块石、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。

此外，在路基两旁埋设高效导热的热棒、热桩，可以将热量导出，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。

路基中铺设保温材料，可以减缓路基下部多年冻土融化和升温作用，但它不能从根本上保护多年冻土，只能在冻土温度较低的路段适当采用。还有一种办法，就是直接在冻土上建桥，称为旱桥，可以做到铺架铁轨不惊扰冻土。穿越可可西里冻土区的清水河特大桥，就是典型的旱桥，长达11．7公里，气势恢宏。但是造旱桥每公里要花掉5000万元，相对于青藏铁路全线不到300亿的总投资来说，造价太高，未被广泛采用。 实地多项试验 技术参数科学准确

从格尔木出发，沿青藏公路驱车320公里，爬上海拔4600多米的北麓河，山包上矗立的那幢红顶蓝墙的塑钢建筑，在蓝天白云绿草的映衬下格外醒目、漂亮，这就是中科院冻土工程国家重点实验室青藏高原研究基地，西边不远处便是青藏铁路。

1998年，冻土工程国家重点实验室的科研人员积极配合铁道部进行青藏铁