隨著凍土路基、凍土區(qū)橋梁、涵洞、隧道、房建、管線等工程的順利施工,世界上海拔最高、穿越高原多年凍土最長的青藏鐵路,如今堪稱“世界凍土工程博物館”。專家稱,青藏鐵路穿越世界上最復雜的凍土區(qū),不少凍土工程措施都是國內(nèi)外首創(chuàng),可謂集凍土工程之大全。
即將于7月1日試通車的青藏鐵路格爾木至拉薩段,是目前全球穿越永久性凍土地帶最長的高原鐵路,這條鐵路處于多年凍土區(qū)的線路就長達550公里。而凍土對溫度極為敏感,隨著溫度的變化,它會“發(fā)胖”或“變瘦”。
據(jù)了解,凍土在寒季就像冰一樣凍結(jié),隨著溫度的降低體積會發(fā)生膨脹,建在上面的路基和鋼軌就會被“發(fā)胖”的凍土頂?shù)猛蛊穑坏搅讼募,融化的凍土體積縮小,路基和鋼軌又會隨之凹下去。凍土的凍結(jié)和融化反復交替地出現(xiàn),路基就會翻漿、冒泥,鋼軌會出現(xiàn)波浪形高低起伏,對鐵路運營安全造成威脅。
青藏鐵路建設總指揮部專家組組長、凍土科學專家張魯新說,凍土雖然在加拿大、俄羅斯等國家也存在,但他們是屬高緯度凍土,比較穩(wěn)定。青藏鐵路緯度低,海拔高,日照強烈,而太陽輻射對凍土有著非同尋常的影響。加上青藏高原年輕,構(gòu)造運動頻繁,并且這里的多年凍土具有地溫高、厚度薄、熱融發(fā)育等特點,其復雜性和獨特性舉世無雙。
據(jù)了解,青藏鐵路有111公里線路鋪有一種特殊的路基,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。這種多孔隙的“片石層通風路基”為國內(nèi)首創(chuàng)。它是效果較佳的保護凍土措施,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,能降低地基土溫度0.5攝氏度以上。
全長11.7公里的青藏鐵路清水河特大橋橫架在可可西里凍土區(qū),它是一種“以橋代路”的保護凍土措施,鐵軌飛架而過可以不驚擾凍土。青藏鐵路“以橋代路”橋梁達156.7公里,占多年凍土地段的四分之一。張魯新說,如此大規(guī)模采取“以橋代路”措施,在世界上也是首次。
青藏鐵路有的凍土路基兩旁插有一排排直徑約15厘米、高約2米的鐵棒,這就是熱棒。它是一種高效熱導裝置,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,可以說是一種不需動力的天然制冷機,專家稱之為凍土病害的“青霉素”。大規(guī)模使用熱棒可以保持多年凍土處于良好凍結(jié)狀態(tài)。
青藏鐵路建設總指揮部指揮長黃弟福說,青藏鐵路建設中創(chuàng)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(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;在施工中采用熱棒、片石通風路基、片石通風護道、通風管路基、鋪設保溫板、遮陽篷結(jié)構(gòu)等多項設施,提高凍土路基的穩(wěn)定性,堪稱集世界凍土工程措施于一身。因此,運行在青藏鐵路上的列車時速將達120公里。
來源:青藏鐵路網(wǎng)
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