作为在世界屋脊上修筑完成的一条海拔最高、线路最长的高原铁路，10月15日，青藏铁路宣告全线铺轨完成。
10月15日，青藏铁路宣告全线铺轨完成。作为在世界屋脊上修筑完成的一条海拔最高、线路最长的高原铁路，青藏铁路是人类铁路建设史上前所未有的伟大创举。
然而多年来，青藏高原上分布的多年冻土，曾阻挡青藏铁路前进的脚步。
1979年，青藏铁路西宁至格尔木段艰难建成。然而再往前修筑时，却碰到了青藏高原冻土的世界性难题。
中国科学院院士、中科院兰州分院院长、中科院寒旱所冻土工程国家重点实验室主任程国栋介绍说，从现有的技术水平来说，“在冻土区筑路很难，在青藏高原筑路更难，而在全球转暖的背景下，修建青藏铁路是难上加难!”
事实上，俄罗斯、加拿大、北欧等国都有在冻土区修筑铁路的经历，但这些国家也都没有很好解决冻土区铁路工程的相关技术问题。
“多年冻土与其他岩土的根本区别在于，冻土中含有冰，冰冻结时强度很高，融化时完全失去承载力，其关键的控制因素是温度!”程国栋说，青藏高原冻土地区经常出现的冻胀、热融沉陷等问题，使得在青藏高原筑路的难度要比在其他地区筑路高出数倍。而与加拿大、俄罗斯等国冻土相比，青藏高原冻土纬度低，日照强烈，加上地质构造运动频繁，其复杂性和独特性举世无双。
然而这些困难并没有阻挡中国人在高原筑路的理想。经过多年的观察研究，程国栋发现，青藏铁路成败的关键在于建设路基，路基建设成败的关键在于能否解决冻土问题，而解决冻土问题的关键在于能否解决冻土的融沉问题。在这种认识的基础上，程国栋确立了青藏铁路的设计原则，就是要保护路基的冻土不发生融沉。
“针对高温冻土，考虑气候转暖的因素，青藏铁路必须采取积极保护冻土的措施，即主动冷却地基的措施。”程国栋说。
2002年，程国栋他们在北麓河站修建了厚度为80厘米的气冷护坡(碎石直径40～50厘米)。一年后，多年冻土上限上升进入堤身，证实了碎石堆气冷路堤能够有效地保护路基的冻土。
而人们更多地称碎石堆气冷路堤为“通风路基”，因为它主要通过空气对流带出地基冻土层的热量，起到降低多年冻土地温的作用。程国栋介绍说，目前采用的通风路基结构形式主要有管式通风和填石通风。此外，抛石护坡或护道和填石通风结构的原理相似，对冻土地基也有较好的冷却作用，且抛石可在线路铺通后由工程列车运输，既降低了造价又不影响工期。
为保证多年冻土区铁路工程的安全稳定，尽可能减少冻土病害的发生，程国栋等人还对青藏高原多年冻土的工程地质条件进行了详细的研究。通过研究和实践发现，当路基达到一定的填筑高度后，多年冻土的上限可保持基本稳定。另一方面，多年冻土区的路基也不能太高，因为随着路基高度的增加边坡的受热面增大，由边坡传入地基的热量增加，同样不利于路基的稳定。
为了能寻找一种更加有效又造价便宜的措施，科研人员可谓绞尽脑汁，使出了浑身解数。设置隔热保温层、设置热棒、搭遮阳棚、以桥代路、加强排水等等，能想到的办法几乎都用上了。青藏铁路，可堪称是冻土工程的“博物馆”，长达111公里的“通风路基”、总长156公里的“以桥代路”工程，都称得上是世界的奇观。
正是这些奇观，推动了青藏铁路前进的脚步。 |
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