青藏铁路冻土施工问题

青藏铁路冻土施工问题

新浪网：1984年，青藏铁路工程历时10年，从西宁穿越高山、戈壁、盐湖、沼泽修到了700公里外的格尔木，但工程却嘎然而止。是不是因为那时冻土问题还没有得到破解？

吴青柏：是。当时科研者对冻土已有深入研究，但思路还是属于被动解决。打个比方，夏天卖冰棍都装在木箱子里，怕化了拿棉被捂上，原来修路大概就是这个思路，但拿棉被捂冰棍早晚要化。直到中国科学院兰州分院院长、冻土专家程国栋院士提出了“冷却路基”的思路，冻土难题才最终得到破解。

新浪网：能解释一下什么是“冷却路基”吗？

吴青柏：所谓冷却路基的思路，就是变被动为主动，将“棉被”换成“冰箱”，通过技术手段将冻土层的温度降下来，青藏铁路才敢最终拍板决定上马。

二

新浪网：冻土问题大家都很好奇和关注。冷却路基的思路听起来非常神奇，能具体讲讲吗？

吴青柏：其实说起来很简单，中学物理我们都学过热有三种方式：辐射、对流和传导，我们也就是通过材料、结构等很简单的办法调控这三种传热方式，最终达到降温的目的。

新浪网：在青藏铁路中，解决冻土运用最多的是什么方法？

吴青柏：块抛石路基，俗称“土空调”。青藏铁路的路基与传统的土方路基有所不同，是一种“肉夹馍”的结构??在土层路基中间，填筑了一定厚度的块碎石。目前青藏铁路已经建成的路基中，有80%以上采取了以块抛石路基和块、碎石抛石护坡为主的路基新结构。

新浪网：块抛石路基这种特殊的“肉夹馍”结构如何降温？

吴青柏：抛石路基的新技术来自一次野外的无意发现。在青藏高

原冻土区考察中，科研人员无意间扒开了一片碎石堆，在下面发现了冰雪，而附近的地面因阳光照射升温都已翻了浆。科研人员把这个意外发现模拟进了铁路施工，实验证明：块碎石间因有空隙，相当于一个半导体，冬季从路堤及地基中排除热量，夏季较少吸收热量，起到冷却作用。

新浪网：块抛石路基的降温效果如何？

吴青柏：块抛石路基的成本较很低廉，但它却很有效，能有效地降低将路基下部土体的温度降低0.5℃以上。。

新浪网：青藏铁路沿线，路基两旁插有一排排碗口粗细、高约2米的铁棒。这种铁棒也是一种降温设施吗？

吴青柏：是的，我们叫它热棒，但很多旅客误以为是雷达测速。热棒在路基下还埋有5米，整个棒体是中空的，里面灌有液氨。热棒的工作原理很简单，当大气温度低于路基内部的受外界影响温度上升时，液状氨受热发生气化，气化的氨上升到热棒的上端，通过散热片将热量传导给空气，气态氨由此冷却变成了液态氨，靠重力作用又沉入了棒底。而热棒最独特的性能是单向传热，热量只能从地下向上端传输，反向则不能传热。热棒就相当于一个天然制冷机，而且还不需动力。

新浪网：青藏铁路沿线，路基护坡两端露出一排排空心塑料管，这是用来作什么的？

吴青柏：这叫通风管，与热棒的垂直插设相反，通风管则是水平插入路基里。路基受外界影响温度会发生变化，而通风管利用对流原理及时将这些热量进行交换，从而将零点幕的位置有效地抬升多年冻土上限了上来，保证了下部界冻土的热稳定性。

新浪网：青藏高原因此被誉为中国太阳能最丰富的地区，青藏高原早晚温差很大，这对冻土有影响吗？

吴青柏：太阳光辐射在路基上，下面的冻土肯定会受不了。就象夏天外出要戴太阳帽一样，我们给路基表面盖上一层遮光板光照问题就能很好地解决。

新浪网：沿线青藏铁路，给人印象最深的是桥多。最高的三岔何大桥有50米高，最矮的旱桥只有1米高，而最长的清水河大桥的长度则达到了11公里。据悉，青藏铁路全线“以桥代路”桥梁达156.7公里。我们想知道，以桥代路是不是也是基于一种解决冻土的技术？

吴青柏：是的。对于极不稳定的高含冰量冻土区，你用热棒、块抛石路基等方法都是不一定保险管用的，而以桥代路是解决冻土问题的最后办法绝招。桥墩打进冻土层30多米，桥墩与冻土层间的摩擦力足以支撑路基的稳固性，冻土的融化和冻膨胀对路基的影响这时已显得微乎其微。

三

新浪网：青藏铁路是全球穿越永久性冻土地带最长的高原铁路。修建之初，西方专家就早有预言，称“这是无法攻克的世界性难题”。

吴青柏：青藏高原的冻土问题确实棘手，但经过半个世纪的科学研究，这个难题现在已基本得到了解决被攻破。从上世纪50年代起，我们就对冻土区进行了大量的地下勘探，钻孔深度累计已达几十万米，前期几代科研者做了大量的基础研究。修建铁路前，我们做了大量的实验室的模拟实验，同时，我们还在冻土区建立了铁路实验路段，实地进行实验模拟。可以这样说，无论是理论还是实际，现在青藏铁路采用的每一项解决破解冻土的技术都经过了严格的验证。

新浪网：青藏高原是先兆区，转暖的信号比别的地方来得早，而幅度又比别的地方要大。科学家曾预测，到2050年青藏高原温度将

升高2度左右。投入巨资的青藏铁路作为一项百年工程，如何应对全球转暖的问题？

吴青柏：刚才已讲过，以前修建青藏公路时，我们只是被动地去解决冻土问题。这次修建青藏铁路，我们转被动为主动，采取了“冷却路基”的思路，就是考虑了全球气候变暖的趋势。在前期实验中，温度上升对路基的破坏我们作了大量的实验。在2003年，也就是青

藏铁路开工2年的时候，我们根据实地监测，建设部门对一些敏感的冻土路段进行了规划调整，很多地段增加了冷却路基的方法装置，有些地段甚至直接改成了以桥带路的方案。可以这样说，青藏高原今后气温真的要上升2度，现在我们采取的冷却技术是完全可以应对的。