关于修建青藏铁路的几个问题的探讨.docx
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关于修建青藏铁路的几个问题的探讨
关于修建青藏铁路的几个问题的探讨
西藏自治区地处祖国西南边陲的青藏高原,面积122万平方公里,平均海拔4000米以上,有“世界屋脊”、“地球第三极”之称。
西藏自治区是目前我国唯一不通铁路的省级行政区。
交通运输设施的落后,已经严重制约了这一地区经济、社会的发展,使之成为我国主要的贫困地区之一。
随着西部大开发的实施,运往西藏的物资大幅度增加,西藏原有的以青藏公路为主体的运输通道无论从运能、运量上,还是从运输的快捷、方便上,都远远不能满足经济发展的迫切要求。
建设青藏铁路,是克服目前的交通“瓶颈”,加快青海、西藏两省区经济发展,促进西部大开发的客观需要,修建青藏铁路已是势在必行。
铁路的运输能力是任何一种交通方式都无法比拟的。
青藏铁路一期工程(西宁至格尔木段)建成运营十多年来,已成为开发青海柴达木盆地及推动青、藏两省区经济发展的主要交通线路。
它促进了青海钾肥厂、锡铁山铅锌矿、青海铝厂、青海油田、格尔木炼油厂、茫崖石棉矿和龙羊峡、李家峡两座大型水电站等一大批大中型项目的建设和发展,为青海460万各族人民脱贫致富和现代化建设打下了坚实的基础;同时也为西藏的开发发挥了重要作用,现在进藏物资的85%以上都要通过格尔木来转运。
续建青藏铁路,将极大地提高综合运输能力,从根本上改善两省区的交通条件和投资环境。
建设青藏铁路,将完善路网布局,并一举实现西藏自治区的立体化交通。
从路网布局看,西藏是一片空白,不仅如此,西藏与青海、青海与新疆均无铁路相连,青藏铁路纵贯青海、西藏两省区,是沟通西藏、青海与内地联系的具有战略意义的通道,也是西部腹地路网骨架的重要组成部分,更是今后建设区内路网的骨干铁路。
同时,青藏铁路的建成通车,将形成铁路、公路和航空的立体化交通,彻底解决“进藏难”的问题。
建设青藏铁路,将对青、藏两省区的经济发展提供更广阔空间,使其优势资源得以更充分发展。
同时,无论是国家巨额的投资,还是建设铁路所需的大量人力、物力,都将直接拉动青海、西藏两省区的经济发展,并促进其产业结构的合理调整,加快城镇化和工业化、现代化的进程,实现“跳跃式”的发展。
建设青藏铁路,也是加强国内其他广大地区与西藏联系,促进藏族与其他各民族的文化交流,增强民族团结的需要。
建设青藏铁路,还是开发青海、西藏两省区丰富的旅游资源,促进两省区经济可持续发展的需要。
青藏铁路沿线的旅游资源是世界独一无二的,1991年至1998年,进藏旅游的客运量增长率平均高达18.7%,而且仍在高速增长之中,但目前落后的交通状况已严重制约了旅游的进一步发展。
铁路的修建,必将吸引越来越多的海内外游客,促进青海、西藏两省区的旅游事业飞速发展,使之成长为新的经济增长点,并有可能成为两省区国民经济的支柱产业之一。
建设青藏铁路,更是改变目前西藏不合理的能源结构,从根本上保护青藏高原生态环境的长远需要。
一、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?
全球气候变暖是一个世界性的问题,也是一种自然规律。
据气象资料显示,自中国唐代以来,地球的平均气温基本上是按照“冷、热、冷”这样一个客观规律演化的,上一个“冷”的周期结束于刚刚过去的上世纪80年代,现在刚刚步入又一个“热”的周期,这一周期大概持续到2500年左右。
在这500年中,气温的升高是一个逐渐而缓慢的过程,每年升高的温度仅仅在0.02~0.03℃之间,这种细微的温度变化对冻土、尤其是永久性冻土的影响是很小的;并且,这种全球性的气候变暖主要体现在冬季气温的变化上,而这种影响对于冬季气温常年在-30℃左右的青藏高原来说,更是微乎其微的;再一方面,设计中早已预先考虑了温度变化可能带来的影响,而且这种设计中的“留有余地”,要远远大于全球气候变暖可能产生的结果。
可以说,全球气候变暖对青藏铁路的冻土基本上不会产生不利的影响。
二、环保问题
首先应明确“环境”的概念。
从大环境来说,青藏高原面积122万平方公里,而修建铁路所影响的范围最多仅在线路两侧各500米内,青藏铁路全线也不过1000平方公里,而且呈线状分布,可以说修建青藏铁路不会
对整个青藏高原的大环境产生影响;从小环境来说,修建这样的大型工程,肯定会在工地范围内,对当地局部环境造成一定程度的影响。
铁一院从一开始设计青藏铁路,就已经把维护生态和环境保护作为一条必须遵循的重要原则。
因此,青藏铁路大部分是沿青藏公路走行,基本上没有新开辟通道,而且设计方案中还采取了一系列专门的环境保护措施,这就把对高原生态的扰动降到了最低程度。
从长远看,青藏铁路的修建,不但不会破坏环境,反而对青藏高原大环境的保护具有积极的促进作用。
其次,西藏缺乏煤炭资源,人均产煤量只有6公斤,通过青藏公路运进区内的煤炭成本非常高,每吨达600多元,而在西宁,这一价格仅为160~200元。
昂贵的煤价,造成了能源结构的极度不合理。
目前农、牧区的主要生活能源为木材和畜粪,在线路所经的藏北地区,居民主要靠砍伐坡地生长的爬地松作燃料,而低矮的爬地松往往需要几十年的生长期,这对当地脆弱的生态环境产生了不可低估的破坏作用。
铁路的建设,可以将西北地区丰富的煤炭、石油资源通过经济、便捷的通道运进西藏,满足西藏对能源的需求,从而为西藏改变能源结构、制止盲目砍伐森林草场、保护生态环境作出积极贡献,具有极其深远的意义。
同时,青藏铁路投入运营后,必然会成为旅游及进出藏物资运输的主要方式,分流目前青藏公路庞大的运输车队,从而起到减少汽车尾气排放,进一步改善青藏高原大气质量的积极作用。
另一方面,铁路的修建将直接拉动青藏两省区经济的发展,加速城镇化和产业化的步伐,促进产业结构的进一步调整,这将使很大一部分牧民转变为工业、建筑业和其他行业人群,从而大大降低了草原和植被的负荷,既保护了生态,又实现了可持续发展,可以说是一举两得。
青藏铁路对自然保护区有影响吗?
青藏铁路将要经过可可西里、三江源(长江、黄河、澜沧江)等自然保护区,但线路通过地区是两大保护区的边缘交界地带,并没有从其中任何一个区内穿越,因此对保护区的生态和野生动物基本上没有影响。
同时,铁一院在设计中还专门预留了供野生动物迁徙的专用通道,这在我国的铁路建设史上还是很少见的。
具体采取了哪些有利于环保的工程措施?
1、高原植被的保护与恢复
线路所经多为高原草甸地区,受严酷的气候条件控制,植被生长非常缓慢。
施工中因取、弃土,路基占压不可避免地要破坏部分高原植被,对植被难以生长的地段,采用分段施工,逐段移植的方法,将每段路基划分为若干个施工段,将本段取土坑及路基基底草皮铲下后,及时移植到已先期施工完毕的路基边坡和取土完成后的取土场地表,使对地表植被的破坏减少到最小程度。
对昆仑山以南,自然条件稍好的地段,进行人工培植草皮的试验,精选适合高原生长的草种,辅以喷播、复膜等技术,恢复地表植被,将铁路沿线建成绿色长廊。
2、冻土环境的保护
多年冻土,特别是高含冰量冻土对地表的扰动十分敏感。
地表一些不大的改变都可能引起多年冻土不可逆的变化,因此在冻土地区筑路要特别注意保护环境。
从工程的角度看,保护环境对保护冻土、保护路基稳定也是十分必要的。
要合理选择取、弃土位置,取土点应选择离开线路的低矮丘包,取土深度应不大于上限。
3、严格控制"三废"排放
对线路所经的可可西里、三江源、羌塘等自然保护区,应严格控制废弃物排放。
列车采用密闭设计,既克服了高原缺氧,又防止了废弃物污染沿线环境。
对高原各中心站的取暖可使用燃油锅炉、电暖炉或利用太阳能等环保型能源,垃圾在指点车站定点排放,集中处理。
各中心站的生活污水经处理达标排放。
4、加强对野生动物的保护
在施工及运营中对职工进行野生动植物保护的法制教育,严禁捕杀并严格禁止参与任何有关野生动物及标本的买卖行为。
5、精心设计,严格施工管理
鉴于青藏铁路所经的生态环境非常脆弱,植被一旦破坏很难恢复,为把破坏范围减到最小程度,此次设计中除规定了专门的取、弃土地点外,还详细设计、指定了施工便道及从公路通往工地的道口等,要求各施工单位必须严格遵守。
随意开辟施工便道,任意就近取弃土,铲草皮,甚至用推土机直接在路基两侧推土填筑等做法是严格禁止的。
同时在整个施工当中,要严格执行设计程序,严禁破坏冻土的热平衡;甚至对施工的季节,也要按照设计要求进行:
冻土地区有必要在冬季开展施工的,必须严格在冬季进行,以免破坏冻土的热平衡和稳定性。
三、高原问题
针对青藏铁路建设中所处“高原”造成的不利影响,设计中采用了“快速通过高原,减少布点,减少定员,减少劳动强度”的总体
设计思路,具体归纳为以下几点:
(1)根据沿线较为平坦开阔的地形,通过合理加大弯道的曲线半径和适当提高轨道标准等措施,提高列车在高原的运行速度,使旅客和货物尽可能地快速通过高原。
(2)在满足输送能力要求的前提下,合理布设车站,最大限度地减少高原地区的车站数量。
减少高原上的机车、车辆作业环节,从而减少高原地区的工作人员。
(3)选用可靠度高、维修量少的运营设备,大力推行自动化、机械化作业,减少用工数量,降低劳动强度。
(4)充分利用最新科研成果,广泛借鉴高原公路、管道等工程的建设经验,采用保护多年冻土的设计原则,选用适合该地区的工程结构和路基支挡、加固措施。
(5)建立适合高原特点的管理体制、机构及用工制度。
对比论证,改进内燃机车,提高牵引力
铁一院在青藏铁路的设计中,对如何提高列车的牵引力也进行了反复论证。
电力机车具有马力大、计算速度高、起动加速快等优点。
特别是在高原,电力机车的功率基本不受影响。
但考虑到青藏高原电网建设滞后、目前尚不具备外部供电条件等因素,近期不宜采用电力牵引。
70年代,我国曾考虑用燃气轮机车作为高原的牵引动力,但由于耗油量大,至今未推广使用。
近年来,我国内燃机车的制造工艺发展很快,并日益成为客运提速、货运重载的主要车型。
为克服高海拔对列车牵引力造成的影响,2000年5~7月,铁道部组织设计、运输及机车生产等相关单位,进行了一系列的试验研究。
认为对柴油机、增压器、冷却系统、制动装置等零部件进行改进后,完全可以满足青藏铁路客、货运牵引的要求。
说明采用内燃机车作为高原铁路的牵引动力是可行的,在目前条件下也是比较现实的。
同时,为了增加列车在高原上运行的可靠性,列车采用三机牵引,当一台机车发生故障时,可保证列车继续运行,防止因机械故障致使列车滞留高原。
高原铁路施工中采用的针对措施
针对高原施工中“人的工作效率降低”这一客观困难,在施工组织中也采取了相应的措施。
如增加作业班次,缩短每班工人的工作时间;施工期按一定比例增加备用人工,进行轮流换班作业。
同时,有组织地聘用当地群众作为工人,可明显提高高原适应性,提高劳动效率。
另外,还应广泛采用机械化施工,并尽量选用拼装化的工程结构,在低海拔地区预制,高原上仅进行拼装,以达到降低劳动强度、缩短工期的目的。
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