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青藏铁路堪称“世界冻土工程博物馆”

  • 日期:2010-10-14 11:23:05  来源:青藏铁路网

随着冻土路基、冻土区桥梁、涵洞、隧道、房建、管线等工程的顺利施工,世界上海拔最高、穿越高原多年冻土最长的青藏铁路,如今堪称“世界冻土工程博物馆”。专家称,青藏铁路穿越世界上最复杂的冻土区,不少冻土工程措施都是国内外首创,可谓集冻土工程之大全。

即将于7月1日试通车的青藏铁路格尔木至拉萨段,是目前全球穿越永久性冻土地带最长的高原铁路,这条铁路处于多年冻土区的线路就长达550公里。而冻土对温度极为敏感,随着温度的变化,它会“发胖”或“变瘦”。

据了解,冻土在寒季就像冰一样冻结,随着温度的降低体积会发生膨胀,建在上面的路基和钢轨就会被“发胖”的冻土顶得凸起;到了夏季,融化的冻土体积缩小,路基和钢轨又会随之凹下去。冻土的冻结和融化反复交替地出现,路基就会翻浆、冒泥,钢轨会出现波浪形高低起伏,对铁路运营安全造成威胁。

青藏铁路建设总指挥部专家组组长、冻土科学专家张鲁新说,冻土虽然在加拿大、俄罗斯等国家也存在,但他们是属高纬度冻土,比较稳定。青藏铁路纬度低,海拔高,日照强烈,而太阳辐射对冻土有着非同寻常的影响。加上青藏高原年轻,构造运动频繁,并且这里的多年冻土具有地温高、厚度薄、热融发育等特点,其复杂性和独特性举世无双。

据了解,青藏铁路有111公里线路铺有一种特殊的路基,即在土路堤底部填筑一定厚度片石,上面再铺筑土层的路基。这种多孔隙的“片石层通风路基”为国内首创。它是效果较佳的保护冻土措施,好似散热排风扇,冬季从路堤及地基中排除热量,夏季较少吸收热量,起到冷却作用,能降低地基土温度0.5 摄氏度以上。

全长11.7公里的青藏铁路清水河特大桥横架在可可西里冻土区,它是一种“以桥代路”的保护冻土措施,铁轨飞架而过可以不惊扰冻土。青藏铁路“以桥代路”桥梁达156.7公里,占多年冻土地段的四分之一。张鲁新说,如此大规模采取“以桥代路”措施,在世界上也是首次。

青藏铁路有的冻土路基两旁插有一排排直径约15厘米、高约2米的铁棒,这就是热棒。它是一种高效热导装置,具有独特的单向传热性能:热量只能从地面下端向地面上端传输,反向不能传热,可以说是一种不需动力的天然制冷机,专家称之为冻土病害的“青霉素”。大规模使用热棒可以保持多年冻土处于良好冻结状态。

青藏铁路建设总指挥部指挥长黄弟福说,青藏铁路建设中创造性地采取了解决冻土施工难题的相应对策:对于不良冻土现象发育地段,线路尽量绕避;对于高温极不稳定冻土区的高含冰量地质,采取“以桥代路”的办法;在施工中采用热棒、片石通风路基、片石通风护道、通风管路基、铺设保温板、遮阳篷结构等多项设施,提高冻土路基的稳定性,堪称集世界冻土工程措施于一身。因此,运行在青藏铁路上的列车时速将达120公里。

延伸阅读:

世界屋脊上的铁路——青藏铁路

 

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