文章來源：新華網 發布時間：2005-09-13
筑在冰凍世界的奇跡：青藏鐵路破解世界技術難題
新華網西寧９月１１日電（記者王圣志、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，大部分線路處于"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,并含有冰的各種巖土和土壤。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%。世界凍土區鐵路由于凍土病害，列車時速一般只能為５０公里。
青藏鐵路必須翻越昆侖山、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，紛繁復雜的凍土環境，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，其凍土的復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，全部位于永久凍土層以內，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、砂巖、泥巖及泥沙互層。
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，創造性地研制了兩臺大型隧道空調機組，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、冰巖光爆、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，從而保證修筑在上面的工程質量的穩定性"的青藏鐵路工程設計原則，創造性地采取了解決凍土施工難題的相應對策：對于不良凍土現象發育地段、線路盡量繞避；對于高溫極不穩定凍土區的高含冰量地質，采取"以橋代路"的辦法；在施工中采用了熱棒、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，即在土路堤底部填筑一定厚度片石，上面再鋪筑土層的路基。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，如此大規模采取"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。全線先后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鉆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。
張魯新說："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。"