青海省地方铁路建设冻土技术问题

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青海省地方铁路建设冻土技术问题

钻探调查试验
一.柴达尔－木里铁路的多年冻土
多年冻土热稳定性是决定冻土区工程设计思想的主要因素，多年冻土年平均地温是多年冻土热稳定性的重要标志，以多年冻土年平均地温（Tcp）为基础，将青藏铁路多年冻土区划分为四个地温区：
高温极不稳定冻土区(Ⅰ区）0℃≥Tcp≥-0.5℃ 高温不稳定冻土区(Ⅱ区）-0.5℃＞ Tcp ≥-1.0℃ 低温基本稳定冻土区(Ⅲ区）-1.0℃＞Tcp≥-2.0℃ 低温稳定冻土区(Ⅳ区）Tcp＜-2.0℃
冻土含冰量决定其工程性质，决定工程建筑物变形，根据冻土含冰量大小把多年冻土分为低含冰量冻土（少冰、多冰）和高含冰量冻土（富冰、饱冰、含土冰层、厚层地下冰）
柴达木－木里地方铁路全线均有多年冻土分布。总长75.69km，少冰、多冰多年冻土32.75km，富冰、饱冰多年冻土36.04km，含土冰层多年冻土6.9km。
保温板路基
路基上部或底部埋设一定厚度保温板（聚苯乙烯、聚胺脂泡沫板等），阻止热量传入地基土体，这种路基结构称为保温板路基。
局限性
在低温冻土区，应用在低路堤、路堑能起到积极的效果，因冻土，地基有足够的冷储量保持冻土上限或使上限上升。对于高温冻土区，冻土地基的冷储量有限，缺乏寒季的冷能补给，不利于冻土保护。
【片石气冷+碎石护坡路基效果】集其他两种之优点，效果更好
3.0m
青藏铁路片石气冷路基结构的应用及效果
块石层路基试验段碎石层边坡实景
块石层路楚基玛实尔景河地区片石气冷路基+碎石护坡
块石层路基施工
热棒路基原理
热管（热棒）技术是60年代初发展起来的一种广泛用于土木工程中的冷冻技术。它无需外加动力源，实际上是一种无芯重力式热管。热管（热棒）路基，他的特点在于充分利用自然能源，在温差作用下驱动内部制冷工质的汽液两相对流循环，通过蒸发段蒸发吸热作用降低周围冻土温度，增加冻土本身的冷储量，提高冻土的热稳定性。

修建青藏铁路遇到哪些困难？是如何克服的？

修建青藏铁路遇到哪些困难？是如何克服的？青藏铁路是世界上海拔最高（线路最高点海拔5072米，经过海拔4000米以上路段长960公里）、所经冻土线路最长（546.4公里）、自然条件最为艰苦的高原铁路。

多年冻土、高寒缺氧和生态脆弱这三大世界性难题给青藏铁路建设带来了极大困难。

青藏铁路沿线珍稀物种丰富，生态类型独特、原始，环境敏感，一旦破坏很难恢复。

一、为什么多年冻土是工程最大难关？青藏高原是我国最大的一片冻土区。

冻土对温度极为敏感，对铁路的修建有非常大的影响。

在冻结的状态下，冻土就像冰一样，随着温度的降低体积发生膨胀，建在上面的路基和钢轨会被它顶起来。

到了夏季，冻土发生融化，体积缩小，钢轨也就随之降下去。

冻土的反复冻结、融化交替出现，就会造成路基严重变形，整个钢轨出现高低不平，甚至扭绞成麻花状，影响正常通车。

在多年冻土区修建铁路，是世界性工程难题，一直没有得到很好的解决。

全世界在多年冻土区修建铁路已有百年以上历史，但已建成的多年冻土区铁路病害率很高，列车时速只有六七十公里。

已有百年历史的俄罗斯第一条西伯利亚铁路，已经出现了大范围的融化下沉和冻胀隆起等病害，1996年调查的线路病害率达45%。

上世纪70年代建成的第二条西伯利亚铁路，1994年调查的线路病害率也达27.5%。

美国、加拿大等国家的冻土铁路速度也同样不高。

就高寒冻土来说，俄罗斯西伯利亚的冻土铁路比我们长，有三四千公里，但是其海拔不高，只有两三千米。

冻土虽然在加拿大、美国等国家也存在，但它们属高纬度冻土，比较稳定。

而青藏高原是世界中、低纬度海拔最高、面积最大的多年冻土分布区，加上青藏高原年轻，构造运动频繁，这里的多年冻土具有地温高、厚度薄、极不稳定等特点，其复杂性和独特性举世无双。

青藏铁路穿越的正是多年冻土最发育的地区。

二、如何破解多年冻土难题？青藏铁路建设首次采取“主动降温、冷却地基、保护冻土”的设计原则，这对“被动保温”是一场革命。

设计中，尽量绕避不良冻土现象发育的地段，遇到高温极不稳定的厚层地下冰冻土地段，采取“以桥梁通过”的办法。

青藏铁路建设中的冻土工程问题及其应对措施

青藏铁路建设中的冻土工程问题及其应对措施青藏铁路，是为了满足经济发展和社会需求，以及促进民族团结、巩固国家核心区域的安全，在中国的西藏自治区建设的一条全长2800公里的铁路。

然而，这条铁路的施工遇到了种种严峻的技术挑战，其中最难以跨越的是冻土工程问题。

青藏铁路全线穿越索伦江谷，其中四分之三以上的地带属于冻土地区，即冰冻土、深冻土和塑性冻土，冻土地区能耗大，施工成本高，施工难度大，考虑到安全问题，冻土工程施工环境更为恶劣，这就使得青藏铁路建设中的冻土工程问题更加复杂、更加棘手。

首先，由于青藏铁路建设的特殊性，冻土工程施工范围大，地形复杂，气候寒冷，冻土表层深度大，施工条件恶劣，存在质量控制、分层处理、稳定性保证等不少技术难题。

其次，由于青藏铁路全线穿越若干国家保护划定的“三江源”保护区，冻土工程施工的时间被严格控制，任何可能对环境产生不可逆转的影响都不容许发生。

最后，还有一个令人难以克服的技术挑战，即冻土工程地段的低温处理，必须采取科学的防寒技术、冷却技术和复原技术来满足质量标准，保证施工安全性。

为了解决青藏铁路建设中的冻土工程问题，国家采取了一系列技术措施。

首先，采用技术自动化来提高施工质量，并推广新型冻土工程技术，如新型高效加热技术、地表高效冷却技术和软化处理技术;其次，投入大量研究，在新材料合成、新设备应用、新技术运用等方面进行深入研究;最后，采用一系列创新技术解决冻土结构的可塑性问题，采用温度和湿度监控技术对施工环境进行精密控制，采用抗冻低碳新材料来防止地层破坏。

为了保证青藏铁路建设的安全，国家铁道部采取了多种措施，保证施工质量，实施质量监督，强化施工安全管理，采用多种新型冻土施工技术，开展大规模工程，以及实行“三个一”的原则，即一个区域只建一条线路、一个沟槽只打一次土、一次施工后不再改变地形，从而打造一条安全、节能、环保的青藏铁路。

总之，青藏铁路建设中的冻土工程问题是一个棘手的问题，但我们积极采取了一系列技术措施，以期能尽快实现青藏铁路的建设。

青藏铁路的冻土是怎么解决的

中国攻关青藏铁路多年冻土科研难题
巍巍昆仑，皑皑雪山。
在这块被誉为“世界屋脊”和地球“第三极”的土地上，中国人正在修筑一条世界上海拔最高的铁路——青藏铁路。
专家称，多年冻土、高寒缺氧、生态脆弱是青藏铁路建设无法回避的三大难题，其中多年冻土尤为关键，是“最难啃的一块骨头”，它的解决与否，直接决定着青藏铁路的成败。
青藏铁路处于边勘测、边设计、边施工、边研究的“四边”建设状态，必须采用动态设计理念。“青藏铁路工程与多年冻土相互作用及其环境效应”项目科研人员通过试验段研究发现，保温材料只能够延缓多年冻土融化，在高温高含冰量条件和气候转暖条件根本无法确保路基稳定。
因此，“我们提出改变以往单纯依赖增加热阻保护多年冻土的方法，采用冷却路基思路、主动保护多年冻土工程措施来确保工程稳定性”。这一思路的具体措施包括块石路基、碎石护坡，在路基两旁埋设高效导热的热棒、热桩，在路基中铺设通风管，在路基顶部和路基边坡铺设遮阳棚、遮阳板等。
看上去颇似藏族同胞的刘永智研究员在这个试验段资历最老，一九七五年三月，新婚一个月的他为冻土研究就只身来到高原，每次一呆就是六到七个月，最长一年多。他说，那时青藏铁路刚刚上马，如今铁路已成功穿越多年冻土，“冻土事业后继有人，大有希望”。
高原是“上来不想下去，下去不想上来，来来回回反应更强烈”。吴青柏表示，为了青藏铁路建设，为了冻土科研事业，他们将竭尽全力。
未雨绸缪加强机理及动态监测研究
北麓河试验段青藏线之畔，正在修筑的一条仅两百四十米长的铁路路基引起人们注意。吴青柏告诉记者，这是投入一百五十万元人民币，与青藏铁路建设总指挥部联合建造的对比试验路基，主要是验证冻土工程措施的可靠性，开展各种工程措施及冻土变化的机理研究。
Hale Waihona Puke 青藏高原多年冻土具有地温高、厚度薄等特点，其复杂性和独特性举世无双，加之全球气候变暖、工程扰动因素，势必对冻土产生长远影响。为此，高原科研基地的科学家们一方面进行“知其所以然”的机理研究，一方面未雨绸缪，着手加强青藏线冻土及环境变化的动态监测研究。

青藏铁路冻土解决方案

青藏铁路冻土解决方案青藏铁路的建设是中国铁路史上的一项伟大工程，它连接了雄伟壮丽的青藏高原和其他地区。

然而，这个工程也面临着来自自然环境的巨大挑战，其中之一就是冻土问题。

青藏高原地域广阔，气候寒冷，土壤中的冰冻现象十分普遍。

那么，我们如何解决青藏铁路上的冻土问题呢？首先，我们需要理解冻土的特点和形成原因。

冻土是指土壤中水分被冻结形成的一种地表材料。

在高寒地区的青藏高原，由于气温低，空气中的水分会结成冰，这些冰会渗入土壤中，使其变得坚硬。

冻土除了对土地的构成有影响外，还具有不可忽视的地质工程问题。

因此，解决冻土问题对于青藏铁路建设来说至关重要。

其次，我们可以采取一系列措施来解决冻土问题。

首先，可以在土壤表面构建保温层来防止冷空气渗透到土壤中。

这可以通过在土壤表面上覆盖一层较厚的材料，如沙土或石塘，来实现。

这样可以有效减缓渗透速度，降低土壤冻结的程度。

其次，可以采用地下排水系统来解决冻土问题。

通过将排水管道埋设在土壤下方，将土壤中的积水排除出去，防止冰块形成，从而避免土壤冻结。

另外，保护冻土还需要结合植被恢复来进行，植物的根系可以有效地改善土壤的稳定性。

在青藏高原这样的高寒地区，植物的分布相对较少，所以可以考虑进行温室种植。

在温室内培育出更耐寒的植物品种，然后将其移植到铁路附近的土地上，以实现土壤的保护和恢复。

此外，建设合理的排水系统也是解决冻土问题的重要一环。

在青藏高原这样的高原地区，降雨量大，排水不畅会导致土壤湿度增加，加剧冻土的形成。

因此，铁路和周边设施中的排水系统设计需要考虑到降雨量，确保快速将水排除，降低土壤冻结的可能性。

最后，监测和预警系统的建设也是解决冻土问题的重要手段。

通过建立冻土监测站点，实时监测土壤温度、湿度等指标的变化情况，及时掌握冻土情况的变化趋势。

当存在潜在的冻土问题时，预警系统可以提前发出警报，以进行相应的调整和改进。

在解决冻结土壤问题的过程中，我们需要进行科学研究和不断的实践。

四大措施破解青藏铁路千年冻土

四大措施破解青藏铁路千年冻土作者：刘长奇来源：《地理教育》2011年第11期青藏铁路的修建，创造了世界铁路建设的多项奇迹，其中一个就是解决了铁路穿越千年冻土区的问题。

青藏铁路东起青海格尔木，西至西藏拉萨，全长1200千米，其中有600千米属于高海拔寒冷区冻土地质。

高原寒冷区冻土层地基的稳定性是铁路面临的最大难题。

所以说青藏铁路修建的成败决定于路基，而路基最大的问题就是多年冻土。

夏天气温上升，冻土层融化，上面的路就会塌陷；而冬天温度降低，冻土膨胀，就会把建在上面的路基和钢轨顶起来，一降一升，火车极易脱轨。

针对以上问题，我国的铁路建设者主要采用以下四个措施来解决冻土问题。

热棒：天然制冷讥进入两大滩冻土区，铁路路基两旁插有一排排碗口粗细、高约2m的铁棒(如图1)，即热棒。

铁棒间相隔2m，一直向前延伸。

热棒在路基下还埋有5m，整个棒体是中空的，里面灌有液氨。

热棒的工作原理是：当路基温度上升时，液态氨受热发生汽化，上升到热棒的上端，通过散热片将热量传导给空气，气态氨由此冷却液化变成了液态氨，又沉入了棒底。

这样，热棒就相当于一个天然制冷机。

抛后路基：廉价土窑调在青藏铁路路基内部，还有一种廉价而有效的土空调正悄无声息地运转着。

在土层路基中间，填筑了一定厚度的碎石(如图2)。

当夏季来临时，青藏高原气温升高，抛石路基表面的温度上升，空气密度降低，而路基冻土中的温度较低，空气密度较大，这样热空气与冷空气就不易对流，无形中形成了外界与冻土的隔热层；当冬天来临时，冻土路基的外界温度较低，空气密度较大，而路基冻土层温度较高，空气密度较低，将自然上移，与外界进行热量交换，无形中形成了冷热对流，使路基冻土层温度降低，保护了冻土的完好性。

遮阳板：隔热外农青藏高原地处中低纬度的高海拔地区，太阳辐射十分强烈是该地区的一个重要特征。

遮阳板路基是在路基的边坡和坡面上架设一层用于遮挡太阳辐射的板材，可消除太阳对路堤坡面的有效辐射加热作用(如图3)，达到稳定路基温度的目的。

青藏铁路冻土热棒原理

青藏铁路冻土热棒原理青藏铁路是中国迄今为止建设的最长的高原铁路，行程超过1,200公里，连接了青海、西藏和四川之间的地区。

在这个高原地带建造铁路是非常有挑战性的，其中一个主要问题就是地下冻土。

在青藏高原，冻土是一种常见的地质特征，它是环境条件恶劣区域中常见的地表覆盖层。

冻土是由含水的土壤或岩石在低温环境下结冰形成的，这种结冰非常坚硬，能够阻止水的渗透和物质的流动，因此在建造高原铁路时需要考虑起到的影响。

冻土会影响青藏铁路的建设和使用，因为它会导致地基变形，甚至破坏铁路的结构。

同时，青藏高原的气候条件也会对冻土产生影响。

冻土热棒的原理是这样的：冻土热棒是一种通电加热的装置，被安装在青藏铁路冰冻土地基中。

这些加热器会持续产生热量，从而使冻土化冻，并使其变得更加稳定。

这种装置能够对冻土进行有效的加温，使土层中的冰块融化，并防止新的冻结。

通过这种方法，青藏铁路得以在极端天气下保持良好的运行状态，避免了冻土的影响。

冻土热棒的运作之所以非常重要，是因为青藏高原的气候条件比较苛刻，低温和干燥的环境会导致冻土区域的土壤缺水和结构的不稳定。

为了处理这些问题，冻土热棒的使用非常必要。

当然，冻土热棒的使用不仅仅是针对冻土，还可以被用于多个领域。

比如，许多高速公路上也会常常用到这种东西，因为加热器对道路附近的冰雪有很好的解决办法。

此外，冻土热棒可以用于管道、桥梁、水坝等建筑物的构建中，以防止由于温度变化带来的损害。

因此，冻土热棒是一种非常实用的技术装置。

在青藏铁路的建设中，这种技术被广泛应用，能够为铁路的运行提供保障，帮助保证高速公路、桥梁等建筑物的安全运行，使冻土区域的建设和使用达到更加稳定的状态。

作为一种高效且成本相对较低的技术，它为青藏高原的开发与建设提供了新的思路，有助于推动机械化建设的发展。

总之，冻土热棒在青藏高原建设的过程中具有很高的应用价值和实际意义。

青藏铁路冻土解决方案

青藏铁路冻土解决方案青藏铁路是我国西部地区重要的铁路干线，它连接了青海省和西藏自治区，是中国铁路网中的一条重要支线。

然而，由于青藏地区地势高、气温低，冻土是铁路建设中的一大难题。

在这种情况下，如何有效地解决青藏铁路的冻土问题成为了工程建设的重中之重。

首先，针对青藏地区的特殊气候和地质条件，我们需要采取科学合理的工程措施。

在铁路路基设计上，可以采用加热路基的方式来防止冻土的产生。

通过在路基下方设置加热管道，利用地热或其他能源对路基进行加热，从而有效地防止冻土的形成。

这种方法不仅可以保持路基的稳定性，还可以提高铁路的运行效率和安全性。

其次，对于已经形成的冻土，我们可以采用加热处理的方式来解决。

通过在冻土下方设置加热设备，利用热能对冻土进行融化处理，从而恢复土壤的稳定性和承载能力。

这种方法可以有效地解决已经存在的冻土问题，保证铁路的安全运行。

除了加热处理，还可以采用保温措施来防止冻土的产生。

在铁路路基和桥梁设计中，可以采用保温材料来对路基和桥梁进行保温，防止土壤温度过低而导致冻土的产生。

这种方法可以在一定程度上减少冻土对铁路的影响，保证铁路的正常运行。

另外，科学合理的排水系统也是解决冻土问题的重要手段。

在铁路建设中，我们需要合理设计排水系统，确保路基和桥梁的排水畅通。

通过排水系统的设计和建设，可以有效地降低土壤含水量，减少冻土的产生，保证铁路的安全运行。

总的来说，青藏铁路的冻土问题是一个复杂的工程难题，但通过科学合理的工程措施和技术手段，我们完全有能力解决这一问题。

通过加热处理、保温措施和科学合理的排水系统，我们可以有效地防止冻土的产生，保证青藏铁路的安全运行。

相信在不久的将来，青藏铁路将成为一条安全、高效的铁路干线，为西部地区的经济发展和交通运输做出更大的贡献。

青藏铁路三大技术难题及解决

一、多年冻土问题在冻土上修路，路基随气温变化而具有不稳定性。

由于青藏高原气温年变化极大，夏季最高温38℃，冬季最低温－40℃。

气温高的季节，冻土融化，形成热融湖塘、暗河，路基翻浆、滑动，路基形成搓板路；气温降低，路基冻结，甚至反常膨胀，形成冻涨球。

冻土当中有含土冰层、饱冰冻土、裂隙冰、砂岩、泥岩、泥沙互层。

温度升高，造成热融扩大，尤其是在明洞开挖时，仰坡失稳、滑塌、基地泥泞，隧道开挖后，拱部严重掉块，甚至塌方，隧道营运后会因反复冻融破坏结构，影响运营安全。

铁路通车后，必然有大量废热从车内排出，对铁路路基有影响。

为解决冻土问题，专家采用了如下方法来保证路基的稳定与持久： 1 采用片石通风路基，片石通风护道，铺设保温材料，采用热棒技术。

（通风路基与通风护道使得空气对流快，使路基温度与周围气温一致，不易形成局部热区，有利于路基稳定）。

2 在冻土中及不稳定的地方采用以桥代路（在冻土上修桥，下面无水而是不稳定的冻土），如清水河特大桥。

3 隧道工程在衬砌中设置防水保温层。

4 重新研究制定混凝土耐久性技术标准，提高混凝土结构的耐久性。

为防止热胀冷缩使桥墩出现龟纹，使混凝土与冻土“亲密接触”，采取负温养生措施，夏季采取挖井制冷、放风冷却措施，使温度保持在10度左右，冬季采取烤热、添加防冻剂，给桥墩裹上棉被等措施，保证混凝土的耐久性和防冻性。

二、高寒缺氧问题如前所述，青藏铁路沿线海拔4000米以上的地区有960千米，占全线总长的84％，许多地方常年温度在－10℃以下。

人们常说，“到了昆仑山，气息已奄奄；过了五道梁，哭爹又喊娘；上了风火山，三魂已归天”。

在海拔4000多米的地方，人们常常感觉到头晕、恶心，脚下仿佛踩着一团棉花，软弱无力。

人缺氧会头痛脑胀，胸闷气短，夜不成寐，会诱发脑水肿、肺水肿等疾病。

空气稀薄，高寒缺养，被称为“生命的禁区”。

高寒缺氧严重威胁着青藏铁路建设中的建设者。

通常，人们只关注通车后，火车内的寒冷缺氧问题，而对露天从事建设的百万大军关心较少。

高原冻土之青藏铁路

高原冻土之青藏铁路浅析摘要：青藏铁路是目前世界上海拔最高的铁路，沿线常年平均气温在零摄氏度以下，空气中的含氧量仅为平原地区的一半。

铁路穿越海拔４０００米以上的地段为９６０公里，其中翻越唐古拉山最高点海拔达到５０７２米。

在这样的地方修建铁路，面临的最大问题之一是“冻土”。

冻土就是土壤在低温下冻结。

青藏高原高海拔地区的土壤和岩层常年都处于冻结状态，只是随着夏季的到来，地表表层会有一定程度的融化，但一到冬季，它又会重新开始冻结。

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，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，在多年冻土地段修筑铁路是一项世界性技术难题，冻土的特性对铁路的修建有非常大的影响，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和正常通车造成巨大影响。

关键词：青藏铁路冻土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。

冻土环境是高原生态环境的重要组成部分,青藏高原多年冻土区的冻土环境十分脆弱,多年冻土区铁路路基的修筑,干扰了工程区冻土生态环境的平衡,使工程区及相关区域的冻土环境和地表植被等发生了改变,使原本脆弱的冻土环境和高原生态环境遭到人为破坏,同时冻土环境的改变对工程本身也产生了不利的影响。

青藏公路及铁路对沿线冻土环境的影响及工程防治措施

青藏公路及铁路对沿线冻土环境的影响及工程防治措施在我国广袤的大地上，青藏公路和铁路犹如两条巨龙蜿蜒伸展在青藏高原之上。

它们不仅是重要的交通动脉，也对沿线的冻土环境产生了深远的影响。

冻土，这种在低温下保持冻结状态的特殊土壤，在青藏地区广泛分布。

青藏公路和铁路的建设与运营，给这片冻土环境带来了一系列的变化。

首先，工程的建设和运营会改变冻土的温度场。

道路和铁路的铺设形成了大面积的人工热扰动源。

在夏季，路面吸收大量的太阳辐射，热量向下传导，使得冻土的温度升高，导致多年冻土上限下降，冻土厚度变薄。

这就像是给冻土“加热”，打破了它们原本的低温平衡。

其次，工程的建设改变了冻土的水分场。

道路和铁路的路基会阻碍地表水和地下水的流通，导致水分在局部聚集或流失。

水分的变化进一步影响了冻土的稳定性，使得一些地区出现冻胀、融沉等现象。

再者，工程的建设还会影响冻土的力学性质。

冻土在冻结和融化过程中，其强度和变形特性会发生显著变化。

由于道路和铁路的荷载作用，冻土的受力状态发生改变，可能导致路基的不均匀沉降和变形，影响道路和铁路的平整度和安全性。

为了减轻青藏公路及铁路对沿线冻土环境的不利影响，工程防治措施应运而生。

在设计阶段，充分考虑冻土的特性是关键。

采用合理的线路走向和坡度，尽量避开冻土不稳定区域。

对于无法避开的冻土区，采用特殊的路基结构形式，如通风路基、热棒路基等。

通风路基通过空气的流通带走热量，降低路基温度；热棒路基则利用热棒的高效热传导性能，将热量从路基内部散发到大气中，保持冻土的冻结状态。

在施工过程中，严格控制施工季节和施工工艺。

尽量选择在冬季施工，减少对冻土的热扰动。

同时，采用低温混凝土和保温材料，降低施工过程中的热量传递。

在运营阶段，加强监测和维护是必不可少的。

通过安装温度、变形等监测设备，实时掌握冻土的变化情况。

一旦发现异常，及时采取措施进行修复和加固。

此外，生态保护措施也不能忽视。

在沿线进行植被恢复和水土保持工作，增加地表的覆盖度，减少太阳辐射的吸收，有助于保持冻土的低温环境。

青藏铁路建设和冻土技术问题

浅析青藏铁路建设和冻土技术问题[摘要]：本文主要分析了青藏铁路建设的冻土问题，青藏铁路建设三大技术难题的核心就是冻土问题. 我国多年对冻土的研究为青藏铁路建设打下坚实的技术基础, 但是大规模的铁路建设实践给施工建设提出了大量深层次的冻土技术问题. 以青藏铁路建设为背景, 结合冻土区科研、设计、施工和建设管理工作的实践, 对青藏铁路建设的冻土技术问题进行了分析,对高原多年冻土区的建设具有一定的参考价值.[关键词]: 青藏铁路; 多年冻土; 技术措施; 建设管理1. 引言冻土是一种对温度极为敏感的土体介质。

冬季，冻土在负温状态下就像冰块，随温度的降低体积发生剧烈膨胀，顶推上层的路基、路面。

而在夏季，冻土随着温度升高而融化，体积缩小后使路基发生沉降，这种周期性变化往往很容易导致路基和路面塌陷、下沉、变形、破裂。

青藏铁路的多年冻土, 分布在铁路通过地区延长近550 km 的范围内. 冻土问题, 实质上是冻土区筑路技术问题, 是青藏铁路建设的三大技术难题( 高原、冻土、生态环境保护) 的核心问题.修建在多年冻土上面的铁路工程, 受多年冻土季节融化层的热学状态和力学性质周而复始变化的影响, 导致铁路建筑物发生冻胀融沉变形. 由于自然环境条件和冻土环境条件变化以及修建铁路的工程活动影响, 导致原来多年冻土季节融化层发生一系列复杂变化, 使这种冻胀融沉变形变得复杂化,因而使工程建筑物( 路基、桥梁涵洞基础) 的冻胀和融沉变形问题成为冻土区修建铁路的面临的主要技术难题. 我们所说的青藏铁路冻土区修建铁路的主要技术问题就在于此.2. 青藏铁路冻土区工程建设的技术基础20 世纪60 年代以来, 以中国科学院兰州冰川冻土研究所( 现中国科学院寒区旱区环境与工程研究所) 、铁道部高原研究所( 现中铁西北科学研究院) 和铁第一勘察设计院为主力的青藏高原冻土研究工作, 在野外地质调查工作基础上, 以风火山地区为试验基地, 陆续开展了高原气象、多年冻土地温场、冻土热学、冻土力学等冻土基本性质和参数的试验研究, 以及冻土地区路基、桥涵、房屋基础、给排水等工程项目研究.1974 -1978 年青藏铁路科学研究大会战和第二次勘测设计期间, 全面开展了冻土土建工程的研究工作, 在风火山地区修筑了厚层地下冰试验路基, 丰富了多年冻土区设计理论与计算方法, 积累了厚层地下冰地段铁路工程的设计、施工经验.20 世纪90 年代中期, 铁道部科技司先后批准立项的有关青藏线高原冻土修建铁路的前瞻性研究课题, 针对冻土环境条件改变而出现的冻土工程问题开展了深层次的研究; 中国科学院结合青藏公路改建进行了比较系统和深入的科学研究和工程实践.青藏铁路开工建设以前40 多年的研究和工程实践, 在区域冻土分布特征、冻土基本物理力学性质、冻土热物理性质、铁路选线、工程设计和施工技术等方面的研究和工程实践, 为今天青藏铁路建设打下坚实的技术基础. 作为这一阶段科学研究和工程实践集中体现的青藏高原多年冻土地区铁路勘测设计细则及其7 个技术性附件, 在青藏铁路建设初期发挥了重大作用.3.青藏铁路建设采用的冻土技术3.1冷却地基土体为核心的技术路线国内外研究和工程实践以及先期施工的青藏铁路试验工程说明, 多年冻土地区修建铁路的工程活动和工程设计的最终目的, 应该是避免多年冻土的温度升高, 防止多年冻土上限的下降, 采用的工程结构和工程措施, 从目的和效果上可以分为被动的保温、主动的降温两大类.曾经有一段时间的研究认为青藏高原气候是逐渐变冷的, 是有利于冻土生存和发展的, 因此人类工程活动对多年冻土的影响是比较容易恢复的, 相当一个阶段的试验研究和工程设计( 包括试验工程)都体现了被动防御的指导思想. 主要表现在, 路基工程主要依据路基最小临界高度和保温层调节路基高度, 或者依据保温层作为保护冻土的主要手段.全球性的气温升高和青藏高原冻土区气候转暖趋势引起我们对原有设计思想的反思, 尽管设计暂规从路基填土高度安全系数方面考虑了气温升高的因素在内, 但是这种被动抵御气温升高的设计思想是受冻土地温分区和区域气候条件局限的. 逐年变化的气温条件, 使冻土本身的热稳定性逐渐削弱,甚至于使高温不稳定冻土的热稳定性遭到彻底破坏, 同时发生的冻土区修建铁路的工程活动对冻土热稳定性的削弱和破坏, 这些都极大的影响了工程建筑物的稳定性.2001年先进行的青藏铁路冻土区试验工程的研究和分期提供的试验研究成果告诉我们, 被动防御思想指导下的被动保温工程措施不能保证气温升高背景条件下冻土的热稳定性, 主动增加地基土体冷量的工程结构形式和工程措施, 提高了它抵御外界环境变化影响的能力, 从而达到保护冻土热稳定性进而保证工程稳定的目标.冷却地基土体, 减少传入地基土体的热量,以保护冻土的热稳定性为核心, 达到保护路基工程和其他铁路工程结构物稳定的目的 . 这是青藏铁路冻土区工程建设过程逐渐形成和遵循的, 以主动降低地基土体温度为核心的一条技术路线3.2 路基主动降温措施3. 2. 1 片石气冷措施片石气冷路基是在路基垫层之上设置一定厚度和空隙度的片石层, 因片石层上下界面间存在温度梯度, 引起片石层内空气的对流, 热交换作用以对流为主导, 利用高原冻土区负积温量值大于正积温量值的气候特点, 加快了路基基底地层的散热, 取得降低地温、保护冻土的效果. 通过室内摸拟试验和试验段工程测试分析, 对青藏铁路应用片石气冷路基的有效性进行了深入研究, 探索出合理的结构形式、设计参数和施工工艺. 确定路基垫层厚度不小于 0. 3 m, 片石层厚度一般为 1. 2~ 1. 5 m, 块径0. 2~ 0. 4 m, 强度不小于 30 M Pa, 片石层上再铺厚度不小于 0. 3 m 的碎石层, 并加设一层土工布这一措施已在沿线117 km 的高温不稳定冻土区加以应用. 经 2~ 3 个冻融循环的观测分析表明, 路基基底地温降低, 地层冷储量增加, 冻土上限一般上升 0. 5~ 1. 0 m, 路基沉降变形明显减小并基本趋于稳定. 具有主动降温、保护冻土的效果.3. 2. 2 碎石( 片石) 护坡措施在路基一侧或两侧堆填碎石或片石, 形成护坡或护道 . 碎石( 片石) 护坡空隙内的空气在一定温度梯度的作用下产生对流, 寒季碎石( 片石) 内空气对流换热作用强烈, 有利于地层散热, 暖季碎石( 片石) 内空气对流作用减弱, 对热量的传入产生屏蔽作用, 从而增强了地层寒季的散热, 减少了暖季的传热, 达到了降低地温、保护冻土的效果. 深入研究碎石( 片石) 护坡和护道的作用机理 , 确定了能够保持或抬高多年冻土上限的最佳厚度和粒径. 实测表明, 厚度1. 0~ 1. 5 m 的碎石( 片石) 护坡都具有很好的降温效果. 通过改变路基阴阳坡面上的护坡厚度, 可调节路基基底地温场的不均衡性,对解决多年冻土区路基阴阳坡差异造成的不均匀变形具有重要作用. 碎石护坡的厚度, 通常在阳坡面采用 1. 6 m, 阴坡面采用 0. 8 m.3. 2. 3 通风管措施在路基内横向埋设水平通风管, 冬季冷空气在管内对流, 增强了路基填土的散热强度, 降低基底地温, 提高冻土的稳定性. 现场试验研究表明, 通风管宜设置在路基下部, 距地表不小于 0. 7m, 其净距一般不超过 1. 0 m, 管径为0. 3~ 0. 4 m.通风管的降温效果受管径、风向及管内积雪、积沙的影响, 特别是夏季热空气在管内的对流对冻土有负面影响, 在使用上受到一定限制. 青藏铁路在部分路段修建了通风管路基.3. 2. 4 热棒措施热棒是利用管内介质的气液两相转换, 依靠冷凝器与蒸发器之间的温差, 通过对流循环来实现热量传导的系统.当大气温度低于冻土的地温,热棒自动开始工作, 当大气温度高于冻土地温, 热棒自动停止工作, 不会将大气中的热量带入地基.针对青藏铁路多年冻土特性, 选用了长 12 m、直径83 mm 的热棒, 测定其有效制冷影响范围为 1. 3~1. 5 m, 确定了合理布设方式.青藏铁路有 32 km 路基采用了热棒措施, 降低了基底地温, 冻土上限上升.4. 结论2001 年青藏铁路开工建设以来, 青藏铁路建设工作在我国冻土科学研究和工程技术人员过去40 年研究理论和实践经验的基础上, 对冻土技术问题的解决已经取得全面的实质性进展, 主要表现在以下4 个方面:( 1) 通过目前最先进的技术手段, 以先进的科学理论全面、准确的认识冻土.以上基础上用科学先进的技术路线、设计思想, 提出解决冻土问题的技术手段, 也就是有效的工程措施和工程结构.( 2) 以科学的手段验证工程措施和工程结构施工质量和长期工程效果, 用科学的理论预测所采用工程措施和工程结构的长期可靠性.( 3) 对今后长期运营可能发生的病害, 能够科学的预测, 并有应对技术措施和技术储备.( 4) 对这种结论的侧证表现在: 青藏铁路冻土区工程施工质量良好, 工程变形稳定, 工程设计逐步完善, 工程措施成效明显. 正在由科研人员参加建设的冻土区工程长期监测系统 , 将为青藏铁路竣工验收时工程措施效果评估、为建设世界一流高原铁路目标的实现提供基础性数据支持. 同时为青藏铁路冻土区工程运营状态确定、病害预测和整治提供数据支持. 所有这些都为冻土技术问题的深入解决提供科学依据.参考文献[ 俞祁浩, 程国栋, 牛富俊. 自动温控通风路基在青藏铁路中的应用研究[ J] . 中国科学( D 辑) ,2003, 33( 增刊) : 160- 167. ][ 牛富俊, 程国栋, 俞祁浩. 多年冻土地区管道通风路基地温调控研究[ J] . 中国科学( D 辑) , 2003,33( 增刊) : 145- 152. ][ 马巍, 程国栋, 吴青柏. 多年冻土地区主动冷却路基方法的研究[ J] . 冰川冻土, 2002, 24( 5) : 579- 587. ][ 程国栋. 用冷却路基的方法修建青藏铁路[ J] . 中国铁道科学, 2003, 24( 3) : 1- 4. ] [ 吴青柏, 程国栋, 马巍. 多年冻土变化对青藏铁路工程的影响[ J] . 中国科学( D 辑) , 2003, 33 ( 增刊) : 115- 122. ][ 中华人民共和国铁道部标准.青藏铁路高原多年冻土区工程设计暂行规定[ S] . 北京: 中华人民共和国铁道部, 2003. 1- 85. ][ 吴青柏, 童长江. 冻土变化与青藏公路的稳定性问题[ J] . 冰川冻土, 1995,17( 4) : 350- 355. ][ 王志坚, 张鲁新. 青藏铁路建设过程中的冻土环境问题[ J] . 冰川冻土, 2002, 24( 5) : 588- 592. ]西南科技大学工程管理概论课程论文标题：浅析青藏铁路建设和冻土技术问题姓名：卿容秀学号：20113650班级：工管1101。

冻土知识点总结,青藏铁路是怎样解决冻土问题的

高中地理冻土知识点总结青藏铁路是怎样解决冻土问题的冻土是指零摄氏度以下，并含有冰的各种岩石和土壤。

一般可分为短时冻土（数小时徵日以至半月）/季节冻土（半月至数月）以及多年冻土（又称永久冻土，指的是持续二年或二年以上的冻结不融的土层）。

冻土具有流变性，其长期强度远低于瞬时强度特征。

正由于这些特征，在冻土区修筑工程构筑物就必须面临两大危险：冻胀和融沉。

随着气候变暖，冻土在不断退化。

形成条件气候冻土分布区的环境条件存在差异。

冰沼土分布区属苔原气候，大部分地面被雪原和冰川所覆盖，年平均温在0℃以下，一般都在-10℃至-17℃，冬季气温可低至-40℃，甚至-55℃，夏季温度也很低，7月份平均温度不超过10℃，全年结冰日长达240天以上。

高山冻漠土年均温也很低，一般为-4℃至-12℃。

冻土区降水很少，欧洲部分为200—300毫米，亚洲和北美洲北部在100毫米以下，西藏冻漠土区因地势高、远离海洋，降水更稀少，一般为60〜80毫米，其北部更少，为20〜50毫米，其中90%集中于5—9 月。

降水虽然少，但气温低，蒸发量小，长期冰冻，土壤湿度很大，经常处于水分饱和状态，夏季土壤一母质融化，砂土可达1〜1.5米，壤土70〜100厘米，泥炭土35〜40厘米，以下即为永冻层，高山冻漠土在宽谷、湖盆永冻层深度80厘米，山坡上可达150厘米。

植被由于冻土区气候严寒，植被是以苔藓、地衣为主组成的苔原植被，草本植物和灌木很少，常见的植物有：石楠属、北极兰浆果、金凤花等开花植物，南缘有云杉、落叶松、桦、白杨、柳、山梣等，生长缓慢，矮小且畸形，各种植物的年生长量均不大，苔原地带每年有机质的增长量为400公斤/ 公顷，是世界各自然地带中最少的。

高山冻漠土区植被为多年生和中旱生的草本植物、垫状植物和地衣，常见的有凤毛菊属、葶苈属、桂竹香属、虎耳草属、点地梅属、银莲花属、金莲花属、红景天属等，一簇簇地生长在石隙之间，或在冰雪融水灌润的地方局部呈小片分布。

青藏铁路工程有关冻土问题的情况介绍.

青藏铁路工程有关冻土问题及土工合成材料应用情况的介绍铁道第一勘察设计院李成摘要大量的工程实践表明,冻土区筑路遇到的主要问题是冻胀和融沉,在季节冻土区主要问题是冻胀,而在多年冻土区主要问题是融沉。

以保护多年冻土为原则,是多年冻土区工程措施中应用最为广泛的一种方法,它不但克服了冻土的融化下沉,而且充分利用了冻土强度高于融土的特性。

本文在阐明对青藏高原多年冻土环境认识的基础上,简要地介绍了保护多年冻土的几种工程方法,并对土工合成材料在青藏铁路的应用情况作了简要的介绍。

关键词铁路工程多年冻土土工合成材料应用1.概况青藏高原是世界上面积最大、海拔最高的高原,素有“世界屋脊”、“地球第三极”之称。

青藏线格尔木至拉萨段铁路全长约1100km,其中要穿越550km的多年冻土地段,全线线路海拔高程大于4000m地段约965km,在唐古拉山越岭地段,铁路最高海拔为5072m,为世界铁路海拔之最高。

“高原”和“冻土”问题是修建青藏铁路的两大难题。

铁路通过地区大部分为高原腹地,具有独特的冰缘干寒气候特征,寒冷、干旱,急风暴雨、雷电等变化剧烈无常,四季不明,空气稀薄、气压低,冻结期9月至次年4、5月。

昆仑山、可可西里、风火山、唐古拉等山区,年平均气温在-6℃以下,青藏高原腹地高平原区,年平均气温为-4~-4.5℃。

该地区具有年较差小,而日较差大的特点,年内日平均较差10~ 19℃,极端日较差35℃。

铁路沿线大气透明度良好,云量少,太阳直射强,总辐射量大,日照时数较大,为全国辐射量最大的地区,由于高原风大,地表所获辐射量的98.8%通过湍流交换以感热或潜热的形式向大气逸散,用于土壤增温和冻土融化的热量仅占 1.2%,使得高原上近地表气温并没有显著升高,而地下土层处于低温状态。

自1956年铁道第一勘察设计院对青藏线进行踏勘考察开始,格尔木至拉萨段的勘测设计、科学研究断断续续,至今已40多年。

其间对“高原”和“冻土”问题也进行了大量的科学研究和试验工作,创造了比较好的前期工作基础。

解决青藏铁路建设中冻土工程问题的思路与思考

解决青藏铁路建设中冻土工程问题的思路与思考
青藏铁路是中国的一项重大工程，它的建设必须面对严重的冻土工程问题。

如何有效解决这些问题，是当前青藏铁路建设的一大挑战。

本文旨在探讨一些可以解决青藏铁路建设中冻土工程问题的思路和
思考。

首先，我们需要深入了解青藏高原的气候和地质地形状况。

青藏高原是全球高海拔、低温、冻土区域，气候干燥，降水少。

此外，青藏高原地质地形多变，地貌复杂，地震、泥石流等自然灾害频繁发生。

因此，在青藏铁路建设中，我们需要采取适合当地气候和地形的冻土工程技术。

其次，我们需要加强青藏铁路建设中的监测、预警和应对能力。

青藏高原的气候和地质地形变化剧烈，因此，我们需要建立完善的监测系统，对青藏铁路周边的环境变化进行及时监测和预警。

同时，我们需要加强应对能力，制定应急预案，建立应急机制，及时应对自然灾害和其他紧急事件的发生。

此外，我们需要加强科研和技术创新，不断提升冻土工程技术水平。

青藏高原的气候和地形独特，因此需要针对性地研究冻土工程技术，不断探索新的工程技术和材料，提高青藏铁路的安全性和可靠性。

总之，解决青藏铁路建设中的冻土工程问题是一项重大的任务，需要我们加强技术研究和创新，并建立完善的监测和应对机制，确保青藏铁路建设的顺利进行。

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解决青藏铁路建设中冻土工程问题的思路与思考

解决青藏铁路建设中冻土工程问题的思路与思考
随着青藏铁路建设的不断推进，冻土工程问题成为了一个亟待解决的问题。

本文主要从以下几个方面探讨如何解决青藏铁路建设中的冻土工程问题。

一、加强科学规划
在青藏高原这样的极地环境中建设铁路，必须充分考虑冻土工程问题。

因此，科学规划是解决冻土工程问题的关键。

在规划阶段，应充分了解当地的冻土情况，按照冻土类型、厚度、含水量等因素进行合理设计，确保铁路的安全与稳定。

二、采用先进技术
针对冻土的物理性质和破坏特点，应采用先进的技术手段，如采用沉井法、地热加热法、地震波法等。

同时，应选择适合冻土环境的材料和设备，确保工程质量。

三、加强监测与维护
在铁路建设完成后，应加强对铁路冻土工程的监测与维护。

通过监测数据的分析，及时发现并处理冻土破坏等问题，确保铁路的安全运行。

同时，加强冻土工程的维护，修补破损部分，避免进一步破坏。

综上所述，解决青藏铁路建设中的冻土工程问题需要科学规划、采用先进技术和加强监测与维护。

只有这样，才能确保青藏铁路的安全与稳定。

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热棒技术解决了青藏铁路冻土问题初二物理

热棒技术在青藏铁路冻土问题中的应用1.引言青藏铁路作为我国境内第一条通往西藏的铁路，其设计和建设面临着许多特殊的地质和气候挑战。

其中，冻土是其中一个严重的问题。

在这篇文章中，我们将探讨热棒技术是如何解决青藏铁路冻土问题的。

2.冻土问题的严重性青藏高原地区一年中有大约半年的时间处于冰冻状态，这就导致了地下土壤的冻融循环。

青藏铁路的轨道和路基如果建设不当，就会因为地下冻土膨胀和收缩导致铁路线路的变形和破坏。

这对铁路的安全和稳定性构成了严重的威胁。

3.热棒技术的应用为了解决青藏铁路冻土问题，工程师们采用了热棒技术。

所谓热棒，就是在地下埋设一条条的发热管道，通过向土壤输送热量来使地下冻土融化，从而避免了其膨胀和收缩对铁路造成的影响。

这种技术在青藏铁路的路基和桥梁地基中得到了广泛的应用。

4.热棒技术的优势热棒技术能够通过控制地下冻土的温度来减少地下水的渗透和侵蚀，从而提高了路基的稳定性和抗冻性。

与传统的保温措施相比，热棒技术具有更高的效率和更长久的效果。

热棒技术还可以减少路基的沉降和变形，延长铁路的使用寿命。

5.总结青藏铁路冻土问题是一个复杂而严峻的挑战，但通过热棒技术的应用，工程师们成功地解决了这一问题，为青藏铁路的安全和可持续运营提供了保障。

热棒技术的成功应用证明了其在解决类似冻土问题的地下工程中的巨大潜力。

6.个人观点作为一项新型的地下工程技术，热棒技术在青藏铁路的应用让我深刻地意识到了科技在解决人类实际问题上的巨大作用。

我相信随着技术的不断进步和创新，热棒技术将在更多类似的地下工程中得到应用，为人类的交通运输和基础设施建设带来更多的便利和安全。

7.结语通过本文的介绍，我们了解了热棒技术是如何解决青藏铁路冻土问题的，以及其在解决类似问题中的优势和潜力。

希望随着科技的不断发展，我们能够看到更多类似的创新技术为人类社会的发展和进步做出贡献。

以上就是针对热棒技术解决了青藏铁路冻土问题的初二物理的文章撰写，希望能对您有所帮助。