《中国国家地理》2青藏铁路穿越敏感地带2.docx
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《中国国家地理》2青藏铁路穿越敏感地带2
《中国国家地理》2004年第02期:
青藏铁路
(2)
[青藏铁路]
冻土:
青藏铁路的瓶颈
作者:
马巍
西藏自治区地处祖国西南边陲的青藏高原,面积120多万平方公里,平均海拔4000米以上,是目前我国惟一不通铁路的省级行政区。
交通运输设施的落后,制约了这一地区经济社会的发展。
正在修建的青藏铁路是世界上海拔最高和线路最长的高原铁路,全长1956公里,其中格拉段长约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。
高原冻土一直是青藏铁路修筑的最大“拦路虎”。
其实,早在上世纪50年代初,我国政府就开始着手研究进藏铁路建设问题。
1956年,铁道部第一勘察设计院就开始对进藏铁路进行前期规划,直到1961年才因故停止。
70年代中期,毛主席说过“青藏铁路修不通,我睡不着觉”。
1974年5月,青藏铁路西宁至格尔木段(简称“西格段”)开始全线施工,1984年5月建成。
由于当时经济实力和冻土等筑路技术问题尚未解决,青藏铁路格尔木至拉萨段停建。
现在格拉段顺利动工兴建,其前提在于,经过四十年的研究积累,近年来我们对冻土的认识实现了重大的突破。
中国冻土类型分布图
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(数小时、数日以至半月)、季节冻土(半月至数月)以及多年冻土(数年至数万年以上)。
地球上多年冻土、季节冻土和短时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22.3%,在世界上居第三位,其中高海拔多年冻土面积则居世界之首。
在这广阔的多年冻土地区,蕴藏着丰富的矿藏、森林和土地资源。
由于资源开发的需要,多年冻土区已成为人类生产和生活的场所。
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。
因此,冻土具有流变性,其长期强度远低于瞬时强度特征。
正是由于这些特性,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。
其中起重要作用的是水的存在形态,当水变成冰时体积增大,使土体膨胀,地表因此而拱起升高,这就是冻胀;当土中的冰转变为水时,体积收缩了,地表便发生融化下沉,简称融沉。
在这两种现象的反复作用下,道路或房屋的基底就会出现破裂或者塌陷。
多年冻土可以说是世界上最为复杂的地基类型之一,其工程稳定性直接或间接地受到地层含冰量、地温、岩性、水文条件以及大气温度、微地形地貌、周边植被环境等诸多因素的影响。
在二十世纪初期,国内外工程界对多年冻土的认识水平尚处于初级阶段,工程经验较少,认识朦胧不清。
因此,在此之前建造的诸如前苏联西伯利亚冻土铁路、加拿大北部海湾冻土铁路等都大范围地出现了融化下沉和冻胀隆起病害。
上世纪七十年代开始,针对多年冻土路基工程中出现的问题,国内外科学家开始了较多的研究与工程实践,陆续提出了一些设计理论和处理方法,同时冻土学也得到了较大的发展。
一般而言,多年冻土建筑物地基的设计原则可以归纳为三个:
其一,保护冻土设计原则,使多年冻土地基在建设过程和建筑物营运的整个时期保持冻结状态;其二,允许融化设计原则,即设计时充分考虑多年冻土地基在营运过程中可能发生的融化程度,或者在建设开始前就采用人工手段,将多年冻土融至预定深度;第三,融化速率设计原则,即经过精确的计算,允许多年冻土地基在营运过程中按一定速率融化。
目前,我们应用得最为广泛的一个方法是“保护冻土”。
依照这一原则,不但可以克服冻土融化下沉的问题,而且充分利用了冻土材料强度高于融土的特性。
在青藏高原多年冻土区上修建铁路面临的首要问题就是确定高、低温多年冻土的界限。
青藏公路的多年实践经验表明,如果某地区年平均地温高于-1.5℃,那么仅采用加高路基的方法是不能保证其稳定的,必须采取综合治理的方法来解决问题。
其次是青藏铁路沿线地下冰的空间分布问题。
地下冰是产生冻融灾害或者不良冻土现象的根本因素,因而也是影响铁路路基稳定性的最大因素之一。
地下冰集中地分布在多年冻土上限附近,修筑路基后极有可能引起多年冻土上限下降,其结果就会造成地下冰融化,导致路基下沉塌陷。
地下冰不同的含冰状态还决定着冻土路基的工程性质:
如少冰冻土、多冰冻土,无论在何种地温条件下均不会对冻土路基的稳定性产生较大的影响,但富冰、饱冰冻土和含土冰层,在高温多年冻土区就会对工程产生巨大的破坏。
了解后面三种高含冰量冻土的惟一手段就是工程地质勘察,综合利用工程物探、钻探、挖探和槽探等技术,同时结合遥感、平面调查等手段,来研究它们的空间分布规律、形成过程等。
在路基稳定性方面,同时必须重视冻融灾害问题,即不良冻土现象。
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。
全球气候变暖对青藏铁路沿线多年冻土的影响预测
与俄罗斯西伯利亚、美国阿拉斯加的多年冻土有很大不同,青藏高原的多年冻土大多属于高温冻土,极易受工程的影响产生融化下沉。
近年来,青藏公路沿线的冻土变化已经被诸多的研究结果所证实:
上世纪70年代到90年代,青藏公路沿线的季节冻土、融区及岛状多年冻土区的地温升高了0.3-0.5℃,连续多年冻土区年平均地温升高了0.1-0.3℃。
年平均地温在0-0.5℃的地温带中,冻土正在迅速变暖和变薄,多年冻土消失速度较快。
青藏铁路冻土区的起点——西大滩一带,年平均地温上升了约0.2-0.3℃。
惊仙谷多年冻土下限在20年间上升了10-15米,年平均地温已经上升了0.5-0.8℃。
20年里,青藏高原的冻土在天然状态下北界向南退化了0.5—1.0公里,南界向北退化了1—2公里。
而在多年冻土分布的南北界,公路两侧50米范围内和路基下,冻土的退化速率明显高于天然条件。
在工程作用下,多年冻土的北界已经向南退化了约5—8公里,南界则向北退化了约9—12公里。
在全球气候转暖的背景下,我们通过数值模拟和区域模拟试验,证实了多年冻土会随之发生强烈的变化。
对于青藏铁路来说,冻土退化、年平均地温升高、地下冰融化、多年冻土厚度减薄等因素,都会直接影响和威胁铁路路基、桥涵、大中型桥梁地基、旱桥地基等工程的稳定性。
铁路建筑是百年大计,必须充分考虑全球气候转暖的影响。
IPCC(全球气候变化国际间政府合作组织)2001年发布的预测报告称,“全球表面温度预计在1990—2100年间升高1.4—5.8℃”。
青藏高原更是全球气候变化的“启动器”和“放大器”,其升温将高于全球平均值。
如果以青藏高原未来50年气温升高2℃来预测,对于多年冻土年平均地温为0—-0.5℃,-0.5—-1.0℃的极不稳定和不稳定地温带,特别是这些地温带中的高含冰量地段,多年冻土将会退化乃至消失,从而引起路基塌陷、桥基失稳。
因此,高温冻土加温室效应,使青藏铁路的修筑面临着双重挑战。
为了保护冻土铁路路基的稳定性,青藏铁路选用了“保护冻土”的原则进行设计。
目前,保护多年冻土路基最常用的方法有:
抬高路堤高度,或在路堤中铺设保温材料等。
但是为了应对高温冻土和全球变暖的严峻挑战,必须改变以往一直沿用的消极被动保护冻土的措施,采用积极主动的保护冻土措施,即“冷却地基”的办法:
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。
目前,青藏铁路采用的主要措施为:
抛石路堤、抛石护坡、热棒、保温材料等,或以上几种措施综合使用。
其中,抛石路基结合碎石护坡措施和抛石护道结合碎石护坡措施是采用最广泛的两大工程措施。
根据中科院寒旱所和中铁西北科学研究院在清水河、北麓河试验段的科学报告,这两种综合措施在降低多年冻土地温、控制路基沉降变形以及调整路基阴阳坡不均匀沉降、减少路基纵向裂缝的产生等方面都具有显著的效果。
另外,在高含冰量低路堤和路堑等易产生病害地段,采用了热棒结合保温材料的措施予以处理,这是由于这些地段路基基床结构方面在技术上的特殊要求,抛石路基等措施不宜采用,而单一采用填筑土和保温材料的措施有过产生病害的经验教训,因此这一措施就成为多年冻土地区高含冰量地段低路堤和路堑工程的主要处理措施。
除了以上这些方法,在多年冻土保护中还可以应用人工冻结技术,即将冻结管插入土中,利用人工冷液在冻结管中循环,使土层冻结。
冷液可以选用盐水,也可用液氮。
一旦冻土路基发生了融沉或融陷(大的融沉),用其他方法不能治理时,人工冻结技术也不失为一个好的抢险措施。
此外,其他一些方法也在不同的地段进行着试验。
当然这些措施仅仅是地温调控技术中的一个方面,也许还有更好的方法和技术。
无论怎样,采用积极保护冻土路基措施是未来冻土工程研究发展的一个重要方向。
虽然有些措施在不同的国家、不同的地区、不同的领域、不同的冻土条件下已经使用,并且效果良好,但是如果要广泛推广到多年冻土区,这些措施或技术的适用条件、使用效果、设计参数、施工方法、经济方案对比等研究方面仍存在着不足。
因此,为了广大的寒区工程建设以及目前的青藏铁路建设,急需要我们进行这方面的研究。
图解
2001年11月14日昆仑山发生8.1级大地震,震出了一段厚达十余米的地下冰剖面,为冻土专家提供了十分宝贵的研究素材。
铺设在多年冻土路基上的一段铁路。
由于冻胀和融沉的交替作用,导致房屋地基不均匀下沉,墙体出现巨大的裂缝。
房屋是采暖建筑物,冻土对其的破坏作用远远超过公路等冷结构物。
在青藏高原的多年冻土区,修建房屋如不采取适当措施,一般两年后就会产生冻土破坏现象。
我国多年冻土面积占国土面积的22.3%,在世界上居第三位,其中高海拔多年冻土面积则居世界之首。
修建于上世纪50年代的青藏公路,经常发生冻土破坏现象。
在铺砌了黑色路面之后,由于吸热量增多,导致路基地下冰融化,加剧了路面的破损。
目前青藏公路正在进行大修,采用了许多控制冻土危害的新措施,其试验成果也被应用到青藏铁路的修建上。
青藏高原上的主要冻土现象
冻胀丘冬季土体中的水分冻结成冰,体积增大,从而对四周产生扩张空间的压力,当该压力大于上覆土层的强度时,地表就发生拱起,形成丘状的形态即为冻胀丘。
冻胀丘底部的直径一般由几米到几十米,高1到2米,最高的可达10余米。
热融滑塌这种现象最早发现于青海风火山。
养路工人取土修路,使路边斜坡下的地下冰层暴露,夏天冰层融化,上覆草皮和土层失去支撑而塌落下来,冰层融水稀释了塌落的物质,并在重力作用下沿着斜坡缓缓下滑。
这样地下冰层继续融化,上边土层继续滑塌,并使新的冰层继续露出,几经反复,经过几个夏天,这种滑塌就会到达坡顶。
热融洼地这是与冻胀丘完全相反的过程,夏季地温升高使多年冻土区地下冰局部融化,土体随之发生了沉陷,形成洼地,久而久之,可能形成大的湖塘。
石海存在很多裂隙的岩石,其中的水分冻结膨胀迫使岩石破裂成很多小块,或者因温度变化,组成岩石的矿物不均匀地热胀冷缩,造成岩石破裂。
由此会产生大量大小不等的棱角状岩块及岩屑,在地形平缓的条件下,大多数岩屑在原地残留下来,形成碎石覆盖地面,俗称石海。
冻胀草丘形成过程与冻胀丘相似,只是草根密集处地下水的聚集也较多,因此冻涨效应最明显的就展现为拱起的草丘。
冰锥 地下水位较浅且较丰富的地段,冬季自地表而下快速冻结,使下层地下水压力增大,冲破上覆土层溢出地表,溢水边流边冻,并沿原地下水流路延伸,这样就形成了锥形的冰体。
冰锥的形状、大小变化很大,有的直径仅有2至3米,有的可以延伸几十米乃至数百米。
冻拔冬天,当土冻结时,嵌在土中的石块随着土的冻胀而上升,石块升高后下面的空隙为土所填充,次年融化季节到来时,土向下融沉,而石块却没有了下沉空间。
年复一年,石块就会逐渐拔高以至脱离地表倾倒。
此种现象常会对桥桩产生危害。
热融冲沟初夏冻土层中的地下冰融化成水,因下层冻土尚未融化,水无法下渗,侧向流动,使地表出现短而深的沟壑。
也有的情况可能是斜坡上已经存在了降水作用形成的冲沟,冻土融陷时逐渐将土壤带走形成大的冲沟。
石环 石块和土的导热性能不同,冻结速度也各不一样。
碎石导热率大,会先冻结,水就会向石块附近迁移并在其附近形成冰,水结冰后体积膨胀,使碎石产生移动,被排挤到周边,呈多边形或近圆形,好像有人有意识地将石头围成圈。
石环常见于离河滩不远的平地或河流出山口。
斑土形成机制和过程与石环十分近似,地表呈现出岩块、岩屑遍布,泥土呈斑状嵌在碎石之间,格外引人注目。
地下冰 科研人员1985年在唐古拉山下发现的地下冰层,地下冰是冻土所独有的特征,其形成、存在和融化对地形、水文、生物、土壤和工程建筑等均有重大意义。
摄影/李树德
地下冰的泥芯 科研人员钻探出的一段富含地下冰的泥芯
冻土样品 采自青藏铁路沿线不同地区、不同土质的冻土样品(实验后样本) 为了应对高温冻土和全球变暖的严峻挑战,必须改变以往一直沿用的消极被动保护冻土的措施,采用积极主动的保护冻土措施,即“冷却地基”的办法。
通风管路基通风管路基主要由路基土体、道渣和通风管构成。
其工作原理是:
在寒冷季节,冷空气有较大的密度,在自重和风的作用下将管中的热空气挤出,并不断将周围土体中的热量带走,达到保护地基土冻结状态的目的。
小图所示为最新研制的“自动温控通风管路基”。
通风管旁的黑色匣子里储有记忆合金,能根据温度变化自动控制通风管口挡板的开闭,在冬季吸入冷风,夏季杜绝热风进入。
保温材料保温法就是在路基内加铺一层保温材料,利用保温材料的低热导性(热阻)阻止上部热量进入下部土层,从而起到保护多年冻土作用的一种方法。
它可以改变进入多年冻土的热周转量,但是不能改变进出多年冻土热量平衡的趋势。
修筑道路后路基内通常呈热积累发展趋势,因此保温层的效果也只是减弱热积累的发展,延缓多年冻土的升温,而不能扭转这种热积累的趋势,这种办法现在采用得比较少。
抛石护坡与抛石路堤抛石护坡和抛石路堤是利用其孔隙性大,空气可在其中自由流动或受迫流动。
当暖季表面受热后,热空气上升,块石中仍能维持较低温度,块石中的对流换热向上。
因此,传入地中的热量较少。
寒季时,冷空气沿孔隙下渗,对流换热向下,较多的冷量可以传入地基中。
抛石体内以其较大的空隙和较强的自由对流使得冬夏冷热空气由于空气密度等差异而不断发生冷量交换和热量屏蔽,其结果有利于保护多年冻土。
上图的老照片是上世纪70年代冻土学家在青海某矿区铁路专用线建立的我国第一个抛石护坡试验点。
旱桥旱桥即通常所说的“以桥代路”,用桥梁跨越极不稳定的高温多年冻土地带,尽量减少铁路路基与冻土的接触面积,从而达到保护冻土的目的。
旱桥桥墩的桩基一般深达16-17米,穿透风化层,直抵基岩面上,以保证其承载力不受冻土变化的影响。
那曲桥的桩基甚至深达50多米。
遮阳板(棚)青藏高原地处中、低纬度、高海拔地区,太阳辐射十分强烈是该地区的一个重要特征。
因此,采用遮阳棚遮挡路堤,可以明显地减少太阳对路堤的辐射,降低路面及路堤的温度,从而能够加强路基,提高道路的安全性,保证铁路的畅通。
热棒(桩)热桩是一种汽液相对流循环的热导系统,它实际上是一根密封的管,里面充以工质(如氨、氟利昂、丙烷、二氧化碳等),管的上端为冷凝器(由散热片组成),下端为蒸发器,中间为绝热段。
风雪高原踏勘冻土
作者:
吴青柏
2000年底国务院正式批准青藏铁路工程的建设,我有幸成为第一批首次对青藏铁路选定线路进行踏勘的科研人员,内心的确很激动。
从1987年开始,我一直从事野外调查和研究工作,尤其对青藏公路进行了持续10年的研究,以此为基础,我又有了能为我国高原多年冻土区铁路做贡献的机会。
青藏铁路建设是冻土科学工作者几代人的愿望,我们年轻,我们赶上了。
新世纪的第一个工作日,我和刘永智高工、俞祁浩副研究员一起,随同铁道部第一勘察设计院的同志一行18人离开了兰州,开始青藏铁路首次冬季调查工作。
虽然我已经在青藏高原工作过10年了,高原生活应该比较适应,但对高原冬季这么寒冷恶劣的天气,我仍然心里没底。
我们在青海省格尔木市作了短暂的适应性停留,快过年了,宾馆里非常冷清,但所有的科考人员都很兴奋,忙着做准备工作。
2001年1月5日,我们穿着厚厚的鸭绒衣、鸭绒裤,带着帽子和手套,带足了干粮出发了,去那令人神往的地方。
青藏铁路冬季调查主要是考察一些冬季地表变化,科学家称之为冷生现象,如冻胀丘、冰锥、冰漫、寒冻裂缝等,这是夏季无法看到的现象。
冷生现象的发育对青藏铁路建设危害比较大,东北多年冻土区的铁路就因为路基下存在冻胀丘,危害行车安全,但被炸开后路基立即就发生了不均匀变形。
第一站我们停在西大滩,青藏铁路多年冻土区的起点,考察了多年冻土分布的一些特征。
随后驱车前行考察了昆仑山长隧道方案和短隧道方案线路的一些冻土问题,大家顾不上天气寒冷,拿出图纸比对和讨论昆仑山隧道方案的优缺点。
冬季在青藏高原上进行科考工作需要极大的意志力,必须忍受高原缺氧环境和冬季寒冷刺骨的风,经过昆仑山隧道方案的徒步考察,每个人都筋疲力尽。
尽管如此,我们仍然必须下车徒步考察远离青藏公路的铁路线路。
自不冻泉往楚玛尔河高平原(从斜水河到楚玛尔河桥),青藏铁路远离青藏公路约5公里左右,我们有12位科考人员徒步近5公里,对一些地表出现的寒冻裂缝进行考察和认识,观测线路上是否出现冷生现象,然后再徒步返回到公路上驱车前行。
一天时间在紧张的工作中结束,我们到五道梁找旅馆休息。
五道梁由于高原局地小气候原因(不同于青藏高原一般气候的一种情况,受地域影响较强),人在此地居住非常难受,加之饮用水质极差,很多人不愿意在此驻足,但我们没有别的去处,只能在此休息。
晚间温度达到零下28℃,即使旅馆里生了炉子也难耐寒冷,我们躺在被子里冻得连衣服都不能脱。
尽管大家都非常疲劳,也只能半睡不睡、迷迷糊糊随便凑合一夜了。
第二天的考察,自然环境更加恶劣,晚上我们在安多找旅馆修整队伍,总结这两天科考的收获。
和前一夜一样,因为天气寒冷和缺氧,直到凌晨3、4点钟,我们都无法入眠,有些人干脆爬起来吸氧、看书。
想到第二天还要前往远离青藏公路40公里的无人区考察铁路线路,我不得不强迫自己睡觉。
经过一整夜失眠的痛苦,在前往无人区的车上,大家都不说话,可以听到轻微的鼾声。
后来由于路况条件太恶劣,我们只好将车停在安多段无人区入口,步行前进。
当时河流已完全结冰,到处可以看到河冰锥、泉冰锥,加上从山坡上流淌下来的洁白闪光的冰漫,眼前奇异美丽的自然景观让我们暂时忘记了疲劳和饥饿,也着实为我们考察和认识这些冷生现象提供了良好的机会。
回到旅馆后我们讨论了第二天进入无人区可能遇到的各种困难,作了最坏的打算。
无人区我们所有的人员都没有进去过,谁也不知道里面是什么样,可能会遇到什么样的困难。
次日清晨我们起得很早,坐上前往无人区的车。
这次与前一天不同,从前往木里煤矿的简易公路开进去。
由于这条简易公路已经很久没有车走过了,我们的车小心翼翼地找着路,一点一点地靠近无人区,虽然大家心情都很复杂,但好在是冬季,地面都已经冻结,有点颠簸但不至于陷车。
终于,我们平安到达目的地,看到了无人区的样子,大伙都兴奋起来。
说老实话,无人区的科考并没有太多特别之处,但对于我们来说意义非常重大,因为这是我们第一次揭开无人区的神秘面纱。
一路上科考工作还算顺利,我们也尽可能地多深入一些,一直跑到大家都认为不能再去的地方才停了下来,对我们所看到、所感受到的东西一一地进行了讨论,对着铁路初步设计图寻找着青藏铁路所要穿越的地段、河流、生态环境特征等。
虽然此次铁路初步踏勘工作仅为时18天,但收获很大,我们初步认识和掌握了青藏铁路的线路所要穿越的地貌单元、多年冻土条件特征、冷生过程以及需要对线路做出修改的地段。
2001年第一个工作日开始的冻土踏勘工作,为青藏铁路吹响了建设的号角。
为了能够拿到宝贵的第一手资料,此后我每年都要到青藏铁路沿线考察几次,有时一待就是几个月。
为了能够尽早地获取青藏铁路施工前的冻土地温资料,我们曾几次徒步寻找青藏铁路冻土调查的勘测孔,赶在路基修筑前将测温探头放到测温孔里。
为了使测温线不致在施工过程中弄坏,需要将测温引线引到路基以外10米的地方,我们必须自己动手来挖一段20几米的引线沟。
大家常常都累得气喘吁吁,但我们还是要坚持,否则工作就会前功尽弃。
为了获得青藏铁路无人区的一些宝贵的数据和资料,刘永智、马巍和我更是几进几出无人区。
中科院寒旱所很多的科研人员都在为青藏铁路建设贡献着自己的一份力量,我们很自豪,也很骄傲,我们是青藏铁路建设的新一代。
然而,更不能忘记的是老一代冻土科学工作者,他们同样也为青藏铁路建设前期科研工作付出了宝贵的青春年华。
图说
踏勘过程中科研人员采集的一块多年冻土区地下冰样本。
考察进行到唐古拉山兵站附近,当天下午4点钟,队员们疲惫饥饿,正准备吃午饭时,发现水果罐头、肉肠、鸡蛋等食物都冻得硬硬的。
于是,大家只好坐在兵站门口等着食物解冻。
冻胀丘是一种含有冰核的隆起土丘,62道班冻胀丘是我国高原多年冻土区发育规模最大,保存较好的冻胀丘,高约18米,长约140米,宽约45米,在青藏公路修建的过程中被炸开了。
考察人员在进行GPS定位测量,以确定最佳线路位置。
上世纪70年代铁道部门和中科院冰川冻土研究所进行高原冻土踏勘的车队。
错那湖位于藏北安多县境内,海拔4650米,面积400多平方公里,是高原冻土区上的“神湖”,也是西藏色林错黑颈鹤保护区的核心区。
正在建设中的青藏铁路与错那湖贴身而过,最近处只有十几米。
为了保护神湖不受污染,铁路建设部门实行了严格的施工监控措施。
[视点]
冻土攻坚40年
作者:
程国栋
为了开发东北大兴安岭的森林资源,从1952年开始,我国的铁路、森林、地质和建筑工程等部门对东北的多年冻土进行了调查研究。
1954年青藏公路通车,在公路修建过程中证实了青藏高原存在多年冻土。
铁道部也认识到多年冻土是青藏铁路修建的主要拦路虎,于是在1960年成立了青藏铁路技术研究所。
也就是从这一年开始到1962年,中国科学院地理研究所的冰川冻土室对青藏公路沿线的多年冻土进行了系统的考察。
由此直到2001年6月29日青藏铁路正式开工,40余年来,中科院冰川冻土研究所、铁一院和铁科院西北所团结协作,为解决高原冻土筑路的科学技术问题进行了不懈的努力。
其间青藏铁路的科研工作几起几落,但其它工程,如格尔木—拉萨输油管、兰(州)西(宁)拉(萨)光缆、青藏公路改建沥青路面及以后的整治工程都相继在高原冻土区实施,冻土科研工作也从未中断。
也正是这40多年来的不断探索和实践,才使得青藏铁路的建设成为可能。
40多年的工作使我们认识到,原来中国多年冻土分布面积仅次于俄罗斯和加拿大居世界第三位,而以青藏高原为主体的高海拔多年冻土分布面积则居世界之首。
40多年的探索和实践使我们认识到,在多年冻土区筑路很难。
尽管早在1895年俄罗斯就开始修建穿越2200公里多年冻土的第一条西伯利亚大铁路,但目前全球多年冻土区现有铁路的“病害”率仍在30%左右,冻土区筑路还有不少科学技术问题亟待解决。
其实对工程建筑而言,温度很低的冻土并不可怕,可怕的是“乍暖还寒”的冻土,如平面分布上呈岛状的冻土和“时冻时融”的冻土,如垂直剖面上冬季冻结、夏季融化的活动层土。
世界上多年冻土区的大量工程实践也证明:
发生病害或破坏的工程建筑多数在高温冻土区。
而青藏铁路要穿越的多年冻土
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