高寒、缺氧、凍土、缺水，是在地球“第三極”建設(shè)青藏鐵路的重大難題，也是對人類生存極限的挑戰(zhàn)。中國鐵路建設(shè)者和科研人員經(jīng)過多年科技攻關(guān)和探索，在歷經(jīng)一年的建設(shè)實踐中將高科技融入青藏鐵路建設(shè)，成功解決了這一系列難題，開創(chuàng)了世界鐵路建設(shè)史上的奇跡。

　　青藏鐵路穿越五百四十七公里的多年凍土地段，全線海拔高于四千米的地段約有九百六十公里，最高處海拔為五千多米。青藏鐵路“高原”和“凍土”問題是施工中需要重點解決的技術(shù)問題，其特殊性和復(fù)雜性在世界上獨一無二。

　　在青藏鐵路總指揮部得知，青藏鐵路建設(shè)者針對凍土問題，廣泛借鑒和吸收國內(nèi)外成功經(jīng)驗，創(chuàng)造性地采取了相應(yīng)對策：對于不良凍土現(xiàn)象發(fā)育地段，線路盡量繞避；對于高溫極不穩(wěn)定凍土區(qū)的高含冰量地質(zhì)，采取“以橋代路”的辦法；采用通風(fēng)路堤、鋪設(shè)保溫層等新技術(shù)、新材料、新工藝，提高凍土區(qū)路基穩(wěn)定性，保證鐵路工程安全。

　　今年四月，中鐵十二局集團有限公司經(jīng)過一百多次混凝土配合比正交試驗及張梁送混凝土的工藝研究，成功預(yù)制出第一孔先張法預(yù)應(yīng)力混凝土T梁。這種青藏鐵路耐久梁是專門為高原凍土區(qū)“以橋代路”設(shè)計的一種梁型，具有耐凍循環(huán)和終身穩(wěn)定等特點，基本解決了青藏線凍土區(qū)橋梁預(yù)制難題。

　　青藏鐵路建設(shè)中的風(fēng)火山隧道是世界上海拔最高、凍土區(qū)最長的高原永久凍土隧道，全部位于永凍層以內(nèi)。洞內(nèi)施工熱量對凍結(jié)圍巖產(chǎn)生很大影響，爆破后形成融化圈，使融巖整體性降低，地下冰川段融化后產(chǎn)生積水，影響隧道正常施工。因而，隧道掘進時需要降溫，以保持圍巖的穩(wěn)定性，而襯砌時又必須升溫，以利于混凝土固結(jié)，這是永久凍土隧道施工的最大難題。為此，中科院西北科學(xué)院、鐵道部、中鐵二十局進行了大量試驗性研究，確定了“隨開挖、隨支護、早封閉、快襯砌”的原則，在圍巖外形成保護層，并及時實施隔熱層作業(yè)，減少洞內(nèi)溫度向周邊圍巖擴散而增大融化圈，一舉攻克了含土冰層地帶施工這一世界技術(shù)難題。

　　最近由中國鐵路工程總公司西北科學(xué)研究院完成的一份科研報告表明，熱棒技術(shù)有望成為解決青藏鐵路建設(shè)凍土問題的好方法。初步測試結(jié)果表明，熱棒技術(shù)在解決青藏鐵路建設(shè)凍土問題中達到了滿意的效果；在高原多年凍土路基處理的工點設(shè)計中采用熱棒技術(shù)冷卻青藏鐵路路基、增加路基冷儲是可行的。

　　據(jù)介紹，熱棒(又叫無芯重力式熱管、熱虹吸管)是一種高效熱導(dǎo)裝置，具有獨特的單向傳熱性能——熱量只能從地面下端向地面上端傳輸，反向不能傳熱。大規(guī)模使用熱棒后可以保持青藏鐵路沿線多年凍土處于良好的凍結(jié)狀態(tài)。

　　早在上世紀六十年代，中國鐵道部第一勘察設(shè)計院就在青藏高原風(fēng)火山一帶海拔四千七百米處設(shè)立了凍土觀測站和鐵路試驗路基，開始了高原凍土研究，取得了一系列重要的理論成果。專家經(jīng)過四十多年的科研攻關(guān)，對高原凍土分布與特征及工程地質(zhì)性質(zhì)有了較全面的認識，基本掌握了防治不穩(wěn)定地區(qū)路基病害技術(shù)。

　　青藏鐵路昆侖山、風(fēng)火山隧道和清水河、北麓河、沱沱河等五個凍土工[Page] 程試驗段、三十九個課題，涉及新技術(shù)、新工藝、新材料等各個方面的試驗工作自去年八月下旬開展以來進展順利。路基、橋涵、隧道三大項九大類工程試驗研究課題的科研成果已有初步結(jié)論。通過研究高原凍土穩(wěn)定性與工程的關(guān)系，專家總結(jié)出保持地基土凍結(jié)狀態(tài)、容許地基土在施工及運行期間逐漸融化、在施工之前使凍土地基預(yù)先融化等不同凍土地溫帶的工程設(shè)計原則，并探索出合理控制路基高度、鋪設(shè)保溫層、以橋代路和筑通風(fēng)路基等一整套工程措施，找到了妥善解決凍土路基、橋梁、涵洞、隧道、站場工程技術(shù)問題的方法。目前，各研究單位仍在繼續(xù)進行觀測、試驗、研究，力求在經(jīng)過凍融循環(huán)的全過程后提出更有價值的結(jié)論。

　　高原缺氧也給鐵路建設(shè)帶來了巨大障礙。由于缺氧，高原施工可能引發(fā)高原性肺水腫、腦水腫等各種高原病，危及建設(shè)者的生命健康。為此，青藏鐵路各參建單位建立了三級醫(yī)療機構(gòu)，配備了先進的醫(yī)療設(shè)施。目前，高原室內(nèi)彌漫式供氧措施及方法、高原室內(nèi)供暖方式和降低室內(nèi)耗氧量途徑、高原隧道施工供氧途徑及方法三項科研成果已通過專家論證，并在青藏鐵路全線建設(shè)中推廣運用，從而為廣大參建職工身體健康和工程安全提供了科學(xué)保障。在風(fēng)火山隧道建設(shè)中，由中鐵二十局和北京科技大學(xué)聯(lián)合研制的醫(yī)用高原制氧站可灌充四十升氧氣瓶以及各種便攜式氧氣瓶(袋)，并可向隧道內(nèi)進行彌漫性供氧，通過氧氣管直接送氧到掌子面。由于采用科學(xué)的施工方法，到目前為止，全線建設(shè)中未發(fā)生一例因高原病而死亡的事故。

　　在高原施工，不僅人員會缺氧，機械也會因缺氧而帶來功能性障礙。當(dāng)前，中國國內(nèi)生產(chǎn)的鋪軌機、架橋機和內(nèi)燃機車在平均海拔四千米的青藏高原上功率會下降百分之四十至五十，一般最大坡度適應(yīng)能力為千分之十二，且因缺氧，燃料燃燒不充分產(chǎn)生大量廢氣、毒氣，造成環(huán)境污染。而青藏鐵路設(shè)計最大坡度為千分之二十，均為連續(xù)的長、大坡度。為此，中鐵一局組織科技人員對青藏鐵路鋪架關(guān)鍵技術(shù)進行研究，提出了研制補氧增壓設(shè)備、改造機械、機車車輛設(shè)備、預(yù)防嚴寒、風(fēng)沙、雷電等一系列具體解決方案和措施，對鋪架設(shè)備的發(fā)動機、牽引系統(tǒng)、制動系統(tǒng)等進行了改造，增大了部分電器產(chǎn)品容量和絕緣等級，采用新型防紫外線技術(shù)和材料，提高了設(shè)備耐用性和抗風(fēng)能力。實驗證明，經(jīng)改造后的鋪軌架橋機和內(nèi)燃機車，在千分之二十二的坡道上作業(yè)，動力性能良好，制動性能可靠，設(shè)備運轉(zhuǎn)正常，環(huán)境污染極小，完全能夠滿足青藏鐵路鋪架施工的需要。