青藏铁路的冻土问题
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。
青藏铁路冻土问题
青藏铁路——世界冻土工程博物馆关键词:青藏高原、冻土、地基、片石层通风路基、热棒等青藏高原是世界上面积最大、海拔最高的高原,地理位置独特,自然环境恶劣,地质条件复杂,素有“世界屋脊”、“地球第三极”之称。
青藏铁路格拉段将穿越约547km多年冻土地段,另有部分岛状冻土、深季节冻土、沼泽湿地和斜坡湿地,全线线路海拔高程大于4000m地段约960km,在唐古拉山越岭地段,线路最高海拔为5072m,为世界铁路海拔之最。
“高原”和“冻土”问题是本线的两大难题,其特殊性和复杂性在世界上独一无二。
【1】冻土,是指温度在0℃以下,并含有冰的各种岩土和土壤。
冻土在冻结的状态下体积膨胀,到了夏季,冻土融化体积缩小。
冻土的冻结和融化交替出现,就会造成路基不稳定,影响正常通车。
冻土是一种对温度极为敏感的土体介质,含有丰富的地下冰,水分产生迁移并具有相变变化特征,因此,冻土具有流变性,其长期强度远低于瞬时强度特征,并具有融化下沉性和冻胀性。
【2】这些特性造成了冻土区修筑工程构筑物时,面临的两大工程问题:冻胀和融沉。
路基、桥涵、隧道等都会受到这两大工程问题的困扰。
从路基角度来讲,影响路基稳定性的核心问题是多年冻土年平均地温分区。
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,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。
青藏铁路穿越了世界上最复杂的高原冻土区,许多冻土工程措施都是国内外首创,可谓集冻土工程之大全。
【3】随着冻土路基、冻土区桥梁、涵洞、隧道、房建、管线等工程的顺利完成,世界上海拔最高、穿越高原多年冻土最长的青藏铁路被誉为“世界冻土工程博物馆”。
铁道部专家向记者介绍,高原冻土被看成高原铁路的“杀手”,在多年冻土区修建铁路一直是世界性工程难题。
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。
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。
论青藏铁路修筑中的冻土环境保护问题
《青藏铁路的冻土环境保护问题》序有一种神秘而美丽的大自然环境,叫做冻土区。
它是指地表或浅层土壤因低温而冻结,使土壤中的水分凝结成冰,形成一种特殊的地质环境。
而我国的青藏高原恰好是世界上最大的冻土区之一,而青藏铁路的修筑将在这个特殊的环境中展开。
在这一过程中,保护冻土环境将面临重大挑战,同时也是我们义不容辞的责任。
一、青藏铁路修筑对冻土环境的影响青藏铁路的修建是我国铁路建设史上的一项伟大工程,也是世界上海拔最高、气温最低、冻土最为严重的铁路。
修建过程中,对冻土环境的影响是不可避免的。
土地开垦、爆破挖掘、施工车辆行驶等所有活动都会对冻土环境造成一定程度的影响。
但是,我们真的能做到既要修建青藏铁路,又要保护冻土环境吗?正如前若干年题词的“科学定位、精心施工、严格保护、绿色环保”的指示,只有科学规划、精心施工和严格保护,才能在保证青藏铁路正常运营的保护冻土环境的完整和健康。
二、冻土环境保护的挑战和措施青藏铁路沿线地域广阔,自然条件恶劣,冻土地质条件复杂,因此在确保工程质量和环境安全的前提下,如何保护冻土环境成为了一项重大的挑战。
目前,青藏铁路的冻土环境保护主要有以下措施:1.科学规划:青藏铁路的修建必须充分考虑冻土环境的特殊性,科学规划铁路线路、车站、桥梁等建筑物的位置,避免对冻土环境造成破坏。
2.精心施工:施工过程中,要采用符合冻土环境特点的施工工艺和方法,减少对冻土环境的影响。
如采用局部预热等技术手段防止地基冻结破坏等。
3.严格保护:在施工过程中,要严格遵守环保、土地利用等相关法律法规,制定具体的冻土保护方案,保证不对冻土环境造成破坏。
加强监测和评估工作,及时发现和解决问题。
三、个人观点和理解保护冻土环境不仅是一项工程问题,更是一项文明和社会责任。
青藏铁路的修建是为了人类社会的发展,但我们也不能忽视对自然环境的影响。
只有充分认识到冻土环境的重要性,才能在修建青藏铁路的过程中采取更加有效的措施来保护冻土环境。
青藏铁路建设和冻土问题
青藏铁路建设和冻土问题内容摘要:青藏铁路是世界上海拔最高和线路最长的高原铁路,全长约1925公里,其中格拉段长约1118公里。
海拔4000米的地段有965公里,最高点唐古拉山口为5072米。
穿越多年冻土…青藏铁路是世界上海拔最高和线路最长的高原铁路,全长约1925公里,其中格拉段长约1118公里。
海拔4000米的地段有965公里,最高点唐古拉山口为5072米。
穿越多年冻土区长度为632公里,其中大片连续多年冻土区长度约550公里,岛状不连续多年冻土区长度约82公里。
在632公里的冻土带中,年平均地温高于-1.0℃多年冻土区275公里,高含冰量多年冻土区221公里, 高温高含冰量重叠路段约为134公里。
高原、冻土和生态脆弱就成为青藏铁路修筑的三大难题,而冻土问题是青藏铁路成败的最关键问题。
冻土和冻土危害冻土是指温度在0℃以下,并含有冰的各种岩土和土壤。
一般可分为短时冻土、季节冻土以及多年冻土。
地球上冻土区的面积约占陆地面积的50%,其中多年冻土面积占陆地面积的25%。
我国多年冻土面积占国土面积的22%。
冻土是一种对温度极为敏感的土体介质,含有丰富的地下冰,所以冻土具有强的流变性,其长期强度远低于瞬时强度特征。
同时,由于冰存在相变特征,未冻水分具有迁移特性,因此冻土也具有融化下沉性和冻胀性。
冻土工程不同于一般岩土工程的一个重要特点是:冻土工程中温度是一个关键参数。
由此也决定了冻土工程的稳定性与气候变化的关系十分密切。
多年冻土区由于反复的冻融作用,产生许多特殊的自然地质现象,如冻胀、融沉、冻拔、冻裂、冰锥、冻融分选、热融湖塘、融冻泥流等,对工程建筑有极大的影响。
多年冻土区常见的道路工程病害是融沉和冻胀问题。
冻胀就是土在冻结过程中,土中水分转化为冰,引起土颗粒间的相对位移,使土体积产生膨胀、土表面升高;当土中冰转变为水时,土便发生融化下沉,称为融沉。
以青藏公路为例,85%的路基病害是融沉造成的,15%为冻胀和翻浆所致。
论青藏铁路修筑中的冻土环境保护问题
论青藏铁路修筑中的冻土环境保护问题青藏铁路作为世界上海拔最高的铁路线之一,其修筑过程面临着众多的困难与挑战。
其中之一就是冻土环境的保护问题。
青藏高原地区被誉为“天然的冷库”,其特殊的地理环境注定了冻土对铁路修建的影响不容小觑。
冻土环境保护问题是修筑青藏铁路的一个重要课题,需要采取有效的措施来减少对冻土的破坏,确保铁路的安全与可持续发展。
冻土是在较长时间内地表及地下温度低于0摄氏度,土壤水分在冻结状态下形成的一种特殊地质环境。
而青藏高原海拔较高,气候寒冷,冻土覆盖面积广泛,约占总面积的80%以上。
冻土在地质运动、水文地质、生态环境等方面都有着重要的影响,因此在修筑青藏铁路时需要特别关注冻土环境的保护。
首先,冻土的保护需要从工程建设的规划阶段开始。
由于冻土的特殊性,其融化变软会对地基稳定性产生不利影响,因此在铁路线路规划中应避免穿越大面积冻土地区。
同时,冻土地区的土地利用也需要限制,减少人类活动对冻土的直接破坏。
第二,针对冻土地区的土壤工程特性,需要采取相应的设计措施来保护冻土。
修筑铁路时,可以采用隔热措施来减少冻土融化。
例如,可以在冻土表面铺设防水隔热材料,减缓冰下融化速度,保护冻土的稳定性。
此外,冻土地区的路基和路堤也需要采取防冻措施,如在路基中铺设隔热材料,并在路堤中设置排水设施,避免积水冻结破坏路基和路堤的稳定性。
第三,冻土地区的铁路修建过程中需要进行严格的监测和监控。
通过监测冻土的温度、含水量和变形等参数,可以及时发现冻土的变化情况,及时采取措施进行保护。
此外,还可以利用遥感技术和地学雷达等先进技术手段,对冻土地区进行远程监测,提前预防冻土的破坏。
第四,冻土环境保护还需要考虑到生态环境的恢复与保护。
冻土地区是特殊的生态系统,拥有丰富的生物多样性。
在修筑铁路时,需要避免破坏生态系统,保留和恢复当地的植被和动物栖息地。
可以采取相应的管控措施,如设立生态保护区、限制沿线的人类活动等,从而保护冻土地区的生态环境。
青藏铁路施工遇到的困难及解决办法
青藏铁路施工遇到的困难及解决办法青藏铁路的建成极大地促进青藏地区经济的发展,加快西部大开发的步伐。
但是,在这条世界上海拔最高的铁路建设工程中,却面临着多年冻土、生态脆弱、高寒缺氧等铁路建设史上的世界性难题,建设者们是怎样解决这三大难题的呢?一、多年冻土青藏铁路铺设在平均海拔4500 米的高原上,由于海拔高,终年气温很低,路基下是多年冻土层,有的地方冻土层厚达20 多米;这些冻土在温暖的季节会融化下降,寒冷的季节则冻结膨胀,这一起一降会严重影响铁路路基的稳定。
而青藏铁路要经过这样的冻土地段长达550 千米,是铁路全长的一半!在工程建设中,对这一地带采用了因地制宜的方法:对相对稳定的冻土地段采取片石通风路基、片石护道、热棒技术、铺设保温板等方法,使路基通风,加快热量散发,降低温度,保持冻土的稳定性。
对于极不稳定的冻土地段则采用“以桥代路”的方法,即以桥梁代替路基。
桥梁工程采用桩基础,每座桥墩下面有四根桩基,每根桩基要深入地下20 米以上,浇筑桥墩的混凝土经过了点和不同的地质条件,采取衬砌防水保温层、泥浆护壁等有效措施,克服了一系列施工难题。
二、生态脆弱青藏高原气候寒冷,昼夜温差大,土层浅薄贫瘠,生态十分脆弱,一旦遭受人为破坏,要恢复几乎不可能。
为此,青藏铁路建设工程首次作出环保和施工同等重要的承诺,并与当地政府签订环保协议;铁路建设工程用于环保方面的投资预计达20 多亿元,占工程总投资的10%左右,环保投资和所占比例如此之大,在国内建设史上尚属首例。
环保意识和行动无处不在:在桩基施工中,工程人员创造性地应用旋挖钻机干法成孔这一新型环保施工工艺,它可以快速成孔,既不会过多干扰多年冻土层,又不会污染环境。
可可西里是国家级自然保护区,铁路穿过这里时,修建了清水河特大桥,这是全线最长的“以桥代路”工程,也是青藏铁路专门为藏羚羊等野生动物迁徒而开辟的通道。
对于在施工过程中不可避免的环境破坏,则采取人工种草和草皮移植的方法,最大限度地恢复植被。
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。
青藏铁路施工遇到的困难及解决办法
青藏铁路施工遇到的困难及解决办法青藏铁路的建成极大地促进青藏地区经济的发展,加快西部大开发的步伐。
但是,在这条世界上海拔最高的铁路建设工程中,却面临着多年冻土、生态脆弱、高寒缺氧等铁路建设史上的世界性难题,建设者们是怎样解决这三大难题的呢?一、多年冻土青藏铁路铺设在平均海拔4500米的高原上,由于海拔高,终年气温很低,路基下是多年冻土层,有的地方冻土层厚达20多米;这些冻土在温暖的季节会融化下降,寒冷的季节则冻结膨胀,这一起一降会严重影响铁路路基的稳定。
而青藏铁路要经过这样的冻土地段长达550千米,是铁路全长的一半!在工程建设中,对这一地带采用了因地制宜的方法:对相对稳定的冻土地段采取片石通风路基、片石护道、热棒技术、铺设保温板等方法,使路基通风,加快热量散发,降低温度,保持冻土的稳定性。
对于极不稳定的冻土地段则采用“以桥代路”的方法,即以桥梁代替路基。
桥梁工程采用桩基础,每座桥墩下面有四根桩基,每根桩基要深入地下20米以上,浇筑桥墩的混凝土经过了点和不同的地质条件,采取衬砌防水保温层、泥浆护壁等有效措施,克服了一系列施工难题。
二、生态脆弱青藏高原气候寒冷,昼夜温差大,土层浅薄贫瘠,生态十分脆弱,一旦遭受人为破坏,要恢复几乎不可能。
为此,青藏铁路建设工程首次作出环保和施工同等重要的承诺,并与当地政府签订环保协议;铁路建设工程用于环保方面的投资预计达20多亿元,占工程总投资的10%左右,环保投资和所占比例如此之大,在国内建设史上尚属首例。
环保意识和行动无处不在:在桩基施工中,工程人员创造性地应用旋挖钻机干法成孔这一新型环保施工工艺,它可以快速成孔,既不会过多干扰多年冻土层,又不会污染环境。
可可西里是国家级自然保护区,铁路穿过这里时,修建了清水河特大桥,这是全线最长的“以桥代路”工程,也是青藏铁路专门为藏羚羊等野生动物迁徒而开辟的通道。
对于在施工过程中不可避免的环境破坏,则采取人工种草和草皮移植的方法,最大限度地恢复植被。
青藏铁路如何解决冻土问题
他山之石精品(总)工程质量N (B)全长1118km 的青藏铁路,有632km 是常年冻土区。
青藏高原年平均气温—4.3℃,气温变化幅度24℃。
直接在冻土上建铁路不行,因为随着季节的变化,冻土融化时路基会融沉,冻土冻结时路基会膨胀,融沉和膨胀都会破坏路基。
必须要想出一种方法,让路基保持恒温,避免融沉和膨胀。
如果在路基下设置通风管道,如图1所示,能达到这个目的吗?经过25年的观测和有限元法计算表明,能。
因为通风管中空气导热系数比土层小,可以起到隔热作用,减少传入基底的热量。
另一方面,通风管内空气以对流方式使堤身散热,冬季冷空气在管内流动可降低基底的地温,增加基底冷储量。
通风路基0℃等温线在地表下0.2m ,基本稳青藏铁路如何解决冻土问题定,路基下冻土最低温度为—1℃~—0.5℃。
而没有通风管的普通路基地表下最大融深已超过8m 。
另一种方法是用热管增加基底和路基的蓄冷量,如图2所示。
热管的导热能力是铜、银的三千Ⅰ道碴层;Ⅱ碎石砂砾;Ⅲ亚粘土;Ⅳ弱风化岩。
管中心线距地面1m ,管直径0.4m ,管内风速4m/s图1通风路基结构示意图L图2热管35492007.o.745(总)工程质量N (B)至一万倍,热管两端密封,管中装液体工质,管上部装有散热片,叫冷凝段,管下部埋入冻土中,叫蒸发段。
当外界温度低于冻土温度时,管中液体工质吸收冻土中的热量蒸发成气体,蒸气在压差驱动下沿热管中心通道向上流动到蒸发段,放出热量,冷凝成液体,液体在重力作用下沿管壁流回蒸发段;当气温高于地温时,液体工质蒸发成的蒸气上升到冷凝段后,由于管壁温度较高,图3热管工作原理摘自:刘志强,赖远明,张淑娟,肖建章,青藏铁路通风路基三维温度场的数值分析,土木工程学报,2006年1月;马辉,刘建坤,张弥,郭大华,青藏铁路建设中的冻土工程问题及其应对措施,土木工程学报,2006年2月气体不能冷凝成液体,达到液相平衡后液体停止蒸发,热管停止工作。
高三地理冻土问题
高三地理热点之青藏铁路:三大措施保持路基冻土青藏铁路要穿越“千年冻土”区,必须攻克的难题之一是:只有设法保持该区域的冻土不受夏季高温影响,确保路基坚固、稳定.大家都知道:严寒的冬季,冻土是坚硬的,而外界气温升高时冻土会熔化,使路基硬度减弱,甚至变软,火车的重压会使路基及铁轨严重变形.因此,如何确保冻土的状态在夏季与冬季一样,就成了必须解决的难题.我国科技工作者创造性地解决了这一难题,并且,其中的三个关键措施都只运用了简单的物理知识.一是“热棒”:被称为不用电的“冰箱”.在冻土区,路基两旁插有一排碗口粗细、看上去像护栏的金属棒,这就是“热棒”.它们的间隔为2m,高出路面2m,插入路基下5m.棒体是封闭中空的,里面灌有液态的氨,外表顶端有散热片.我们知道,酒精比水更容易变成气体,而液态氨变成气体比酒精还要容易.正是液态氨在“热棒”中默默无闻地工作,使它成了在夏季保持路基冻土的“冰箱”.二是“抛石路基”,被称为天然的“空调”.在冻土区修筑路基时,其土层路基的中间,抛填了一定厚度的碎石块,碎石之间的空隙不填实,并且与外界空气相通.这样的结构具有“空调”的功能,使得冻土层的温度基本不随外界气温变化,能有效地保持冻土的稳定性.三是“遮阳板路基”,又称旱桥:被称为隔热“外衣”.遮阳板路基,是在路基的边坡上架设一层遮挡太阳的板材,能有效地减弱太阳热对路基温度的影响.热棒工作原理在可可西里地区,在铁路和公路两旁可以看到很多竖立的“铁棒”,有关技术人员说,这其实是一种高效热导装置,叫做“热棒”。
车站工作人员告诉记者,热棒是青藏铁路在运营过程中处理冻土病害、保护冻土的有效措施。
据了解,热棒是一种由碳素无缝钢管制成的高效热导装置,5米埋入地下,地面露出2米。
具有独特的单向传热性能:热量只能从地面下端向地面上端传输,反向不能传热。
在冬季,热管内工作介质由液态变为气态,带走管内热量;在暖季,热棒则停止工作。
独特的冷却地温的作用使热棒堪称“魔棒”。
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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青藏铁路冻土施工
一.青藏铁路概况
青藏铁路是 世界上海拔最高 和线路最长的高 原铁路,东起青 海西宁,西至拉 萨,全长1956公 里。其中,西宁 至格尔木段814 公里已于1979年 铺通,1984年投 入运营。
一.青藏铁路概况
青藏铁路格尔木至拉萨段 长约1142公里,途经青海 省的望昆,翻越唐古拉山 进入西藏自治区,经安多、 那曲、当雄,到达自治区 首府拉萨市。沿线海拔 4000米以上的路段有960 公里,最高点唐古拉山口 海拔为5072米。其中多年 冻土区长度为632公里, 大片连续多年冻土区长度 约550公里,岛状不连续 多年冻土区长度约82公里。
四.青藏铁路冻土工程措施
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 低于冻土地温时,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。 •我们针对青藏铁路多年冻土特性,在工 (热棒是一排排直径15cm、 程 高约2m的铁棒,它是一种 实践中对采用热棒措施进行试验,研究了 高效热导装置,具有独特 符合实际的热棒工作参数。青藏铁路有32 的单向传热性能,热量只 公里路基采用了热棒措施,收到了基底地 能从地面下端向地面上端 温降低、冻土上限上升的良好效果。 传输,反向不能传输,可 以说是一部不需动力的天 然制冷机。专家称是冻土 治理的“青霉素”
三.青藏铁路
即是不良冻土现象,包括以冻结过程为主的冻胀丘、 冰锥、冰丘、延流冰等,以热融过程为主的热融湖塘、 热融洼地、融冻泥流、融冻滑塌等。这些不良地质现 象,当它们威胁到铁路安全运营和工程稳定性时,就 会演变为一种工程灾害。特别是在高含冰量、高温多 年冻土的斜坡地带,十分微弱的工程热扰动也可能引 起冻土区斜坡稳定性的变化,从而导致铁路运营出现 问题。
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。
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★青藏铁路的冻土问题★
青藏铁路穿过冻土区有550公里,实际上真正的冻土地段不到400公里;而在这400公里中,属于较不稳定、不稳定多年冻土地区不会超过190公里,其中极不稳定高温冻土地段在100公里之内。
历史上对冻土开展过哪些研究
青藏铁路冻土研究涉及的内容之深、投入的人力物力之多、经历的时间之长在世界上都是罕见的
早在60年代,铁一院便与中科院原冰川冻土研究所、铁道部科学研究院西北研究所一道,在青藏高原以风火山地区为代表,开展了高原冻土的研究。
这一研究已坚持开展了近40年,取得了丰硕的成果。
现在可以肯定讲,青藏铁路沿线冻土的基本分布特征已基本搞清,在冻土地区修建铁路在技术上已没有大的问题,是科学的、完全可行的。
另外,1974年8月,根据中央指示和当时加快勘测设计工作的要求,曾成立了由中国科学院、铁道部、一机部、铁道兵、青海省、西藏自治区等有关领导同志组成的青藏铁路科研工作领导小组,下设盐湖冻土、高原机电设备、通信信号、施工等四个协作组;组织了全国9个部门与19个省、市、自治区的68家工厂、部队、研究所、设计院和大、专院校,共1700多名科技人员,开展了青藏铁路科研工作,进行了大量的研究与实践,并取得了卓有成效的成果,部分成果于1980年底通过了审查鉴定。
多年冻土区土建工程设计的主要原则
青藏铁路的成败决定于路基,而路基最大的问题就是多年冻土。
根据不同的工程地质条件,土建工程应根据不同情况,采取相应的不同设计原则:
在年平均地温较低的稳定型多年冻土区应采取保持地基冻结状态的设计原则;在年平均地温较高、含冰量较少、基沉降量可以得到有效控制的地段,采用施工及运营期允许融化的原则;在极不稳定的冻土地段,可采用铺设保温层、通风路基、清除富冰冻土、热桩、以桥代路等综合技术措施;在不融沉或弱融沉的少冰冻土、多冰冻土地区可采取不考虑建筑物热力影响的常规设计方法;在各类冻土地区都必须加强对冻土的环境保护,对取弃土场、路基填筑方式等制定严格的技术要求。
多年冻土的解决办法与技术
目前有多种解决的办法与技术,一是适当提高路基填土高度,用天然土保温,这种方法价廉,可普遍采用。
二是在路基埋设工业保温层(PU、EPS等),埋设5~10厘米保温板,在工程实践中均取得极佳工程效果。
三是埋设通风管,就是在路堤中埋设直径30厘米左右的金属或混凝土横向通风管,可以有效降低路基温度。
四是采用抛石路基,即用碎块石填筑路基,利用填石路基的通风透气性,隔阻热空气下移,同时吸入冷量,起到保护冻土的作用。
五是在少数极不稳定冻土地段修建低架旱桥,工程效果有保证,但造价高。
青藏高原温度对冻土的影响非常大,一般情况地面温度比气温高3℃~4℃,没有太阳的直接照射,设置保温层地基或者通风地基可降低原地面温度2℃~3℃。
而修筑这样的保温地基和通风地基,每公里增加造价为60~200多万元。
多年冻土地区的具体工程措施
(1)合理控制路基高度,是保护冻土最有效、最经济的方法。
(2)铺设保温层,1993年在昆仑山等地推广使用,效果良好。
(3)通风路基,能起到通风保温和保护冻土的作用。
(4)以桥代路,保证工程的可靠性。
(5)桥涵工程采用桩基础,满足防冻的要求。
(6)建立完善的排水设施,防止地下冰融化导致的路基下沉。
全球气候变暖会影响冻土的深度(冻土上限),进而影响到路基的稳定性吗?。