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1、青藏铁路三大技术难题及解决青藏铁路三大技术难题及解决 青藏铁路是世界上海拔最高、线路最长的高原铁路。唐古拉山上铁路最高海拔 5072 米, 4000 米以上的地段有 960 千米,连续多年冻土层 550 千米以上,是我国实施西部大开发战 略中的四大工程中最艰巨的工程之一。青藏高原上修铁路,地质条件复杂、工程难度大、 环保要求高。因此,青藏铁路也是四大工程中技术难度最大的工程。多年冻土、高寒缺氧、 环境保护是制约青藏铁路的三大技术难题。最近,在中国科学院、铁路科学院、铁路建设 部门及有关高校的科研及工程技术人员的联合努力下,顺利解决了三大难题,青藏铁路正 以每 2 分钟铺 25 米,日架桥 65
2、 孔,平均日铺轨 3000 米的速度向拉萨延伸。青藏铁路全长 1142 千米,分三段完成。2002 年在青海境内修建的是青藏线上地质最 为复杂、技术难题最大的望昆(昆仑山口)望唐(唐古拉山口)段,全长 410 千米。本 段全线共有十大重点工程,即六桥(三岔河特大桥、雪水河长江源特大桥、青水河特大桥、 不冻泉特大桥、楚玛尔河特大桥、巴拉才曲特大桥) ;两隧(风火山隧道、昆仑山隧道) ; 两路(望昆不冻泉冻土路基;不冻泉楚玛尔河冻土路基) 。这十大工程中三大技术难题 也最为集中、突出。科研人员和技术人员通过对昆仑山隧道、风火山隧道等的实地研究, 已有效解决三大技术难题,具体如下: 一、多年冻土问题
3、 在冻土上修路,路基随气温变化而具有不稳定性。由于青藏高原气温年变化极大,夏 季最高温 38,冬季最低温40。气温高的季节,冻土融化,形成热融湖塘、暗河,路 基翻浆、滑动,路基形成搓板路;气温降低,路基冻结,甚至反常膨胀,形成冻涨球。冻 土当中有含土冰层、饱冰冻土、裂隙冰、砂岩、泥岩、泥沙互层。温度升高,造成热融扩 大,尤其是在明洞开挖时,仰坡失稳、滑塌、基地泥泞,隧道开挖后,拱部严重掉块,甚 至塌方,隧道营运后会因反复冻融破坏结构,影响运营安全。铁路通车后,必然有大量废 热从车内排出,对铁路路基有影响。为解决冻土问题,专家采用了如下方法来保证路基的 稳定与持久:1采用片石通风路基,片石通风护
4、道,铺设保温材料,采用热棒技术。 (通风路基与 通风护道使得空气对流快,使路基温度与周围气温一致,不易形成局部热区,有利于路基 稳定) 。2在冻土中及不稳定的地方采用以桥代路(在冻土上修桥,下面无水而是不稳定的冻 土) ,如清水河特大桥。3隧道工程在衬砌中设置防水保温层。4重新研究制定混凝土耐久性技术标准,提高混凝土结构的耐久性。为防止热胀冷缩 使桥墩出现龟纹,使混凝土与冻土“亲密接触” ,采取负温养生措施,夏季采取挖井制冷、 放风冷却措施,使温度保持在 10 度左右,冬季采取烤热、添加防冻剂,给桥墩裹上棉被等 措施,保证混凝土的耐久性和防冻性。二、高寒缺氧问题如前所述,青藏铁路沿线海拔 40
5、00 米以上的地区有 960 千米,占全线总长的 84, 许多地方常年温度在10以下。人们常说, “到了昆仑山,气息已奄奄;过了五道梁,哭 爹又喊娘;上了风火山,三魂已归天” 。在海拔 4000 多米的地方,人们常常感觉到头晕、 恶心,脚下仿佛踩着一团棉花,软弱无力。人缺氧会头痛脑胀,胸闷气短,夜不成寐,会 诱发脑水肿、肺水肿等疾病。空气稀薄,高寒缺养,被称为“生命的禁区” 。高寒缺氧严重 威胁着青藏铁路建设中的建设者。通常,人们只关注通车后,火车内的寒冷缺氧问题,而 对露天从事建设的百万大军关心较少。然而,高寒缺氧问题对于通车后,车内的旅客并不 会造成很大威胁,人们只需在火车上像飞机一样采取
6、一些技术和设备即可解决;但对于长年累月奋战在青藏铁路建设中的建设者来说,是随时随地的致命威胁。针对高寒缺氧的问 题,青藏铁路建设总部和专家们采取了如下解决措施:1坚持以人为本原则,建立三级医疗保障机构,对建设者进行定期身体检查和及时治 疗。2实行梯级式适应,逐步使建设者由低到高适应不同海拔高度上的气候和环境,并限 制作业时间和劳动强度。3加强医疗设备和医务人员的建设。现在建设现场的医务人员达 400 多人,配备医疗 设备 900 多台。购高压氧仓 16 个(高压氧仓 通过加压、充氧办法,模拟出近似海平面的大气环境,对治疗因缺氧、低压引起的各种疾 病有综合疗效) 。三、环境保护问题青藏高原是我国
7、、东南亚乃至整个世界山地生物物种的重要起源地和分化中心。被世 界自然基金会列为全球生物多样性最优先保护的地区。气候寒冷,植被稀少,土层浅薄, 生态环境极度脆弱,一经破坏,绝难恢复是青藏高原生态的最大特点。而青藏铁路恰恰穿 越青藏高原腹地,穿越“三江源自然保护区”和“可可西里自然保护区” 。因此建设中的环 境问题是非常重要的技术难题。专家们经过仔细的研究、规划,采取了如下环保措施:1思想措施:大力宣传环保的重要性,要求参建单位增加投资,依法保护沿线植被、 冻土、湿地、水源及野生动物。提倡“像爱护自己的生命一样爱护环境,关爱野生动物, 呵护每寸绿地” 。2技术措施:用小彩旗为标志,严格划分开采矿石
8、施工范围和人员车辆行车路线,防 止对施工范围以外区域的植被造成碾轧和破坏。对生活垃圾专人搜集,集中掩埋。3法制措施:全线实行环保监理制度,总指挥部委托第三方对全线环保进行全过程监 控,省环保局与建设单位签订目标责任书,明确各方面的环保责任。4工程措施:为保护冻土和高原植被,在连续多年冻土施工地段,采用了先进的开挖 工艺;设置了以桥代路的措施,为保护野生动物(觅食、迁徙等)设置了绿色通道(野生 动物过往铁路的通道) 。值得一提的是:2002 年 6 月下旬,为了让 9000 只临产的藏羚羊通过青藏线五道梁建 设工地,前往可可西里卓乃尔湖地区产仔,承担该段施工的中铁十二局、十四局施工人员, 毅然暂停部分地段施工,拔掉彩旗,撤离人员和机械,保证了藏羚羊的顺利迁徙。