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6.5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 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4000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、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。
我只知道有一小三点:高原缺氧,高寒软基,山体年轻(容易崩塌)