青藏鐵路的凍土問(wèn)題

時(shí)間:2006-06-28 14:35   來(lái)源:
        青藏鐵路穿過(guò)凍土區(qū)有550公里,實(shí)際上真正的凍土地段不到400公里;而在這400公里中,屬于較不穩(wěn)定、不穩(wěn)定多年凍土地區(qū)不會(huì)超過(guò)190公里,其中極不穩(wěn)定高溫凍土地段在100公里之內(nèi)。 

        歷史上對(duì)凍土開(kāi)展過(guò)哪些研究

  青藏鐵路凍土研究涉及的內(nèi)容之深、投入的人力物力之多、經(jīng)歷的時(shí)間之長(zhǎng)在世界上都是罕見(jiàn)的。 

  早在60年代,鐵一院便與中科院原冰川凍土研究所、鐵道部科學(xué)研究院西北研究所一道,在青藏高原以風(fēng)火山地區(qū)為代表,開(kāi)展了高原凍土的研究。這一研究已堅(jiān)持開(kāi)展了近40年,取得了豐碩的成果。現(xiàn)在可以肯定講,青藏鐵路沿線凍土的基本分布特征已基本搞清,在凍土地區(qū)修建鐵路在技術(shù)上已沒(méi)有大的問(wèn)題,是科學(xué)的、完全可行的。 

  另外,1974年8月,根據(jù)中央指示和當(dāng)時(shí)加快勘測(cè)設(shè)計(jì)工作的要求,曾成立了由中國(guó)科學(xué)院、鐵道部、一機(jī)部、鐵道兵、青海省、西藏自治區(qū)等有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)同志組成的青藏鐵路科研工作領(lǐng)導(dǎo)小組,下設(shè)鹽湖凍土、高原機(jī)電設(shè)備、通信信號(hào)、施工等四個(gè)協(xié)作組;組織了全國(guó)9個(gè)部門(mén)與19個(gè)省、市、自治區(qū)的68家工廠、部隊(duì)、研究所、設(shè)計(jì)院和大、專院校,共1700多名科技人員,開(kāi)展了青藏鐵路科研工作,進(jìn)行了大量的研究與實(shí)踐,并取得了卓有成效的成果,部分成果于1980年底通過(guò)了審查鑒定。
多年凍土區(qū)土建工程設(shè)計(jì)的主要原則 

  青藏鐵路的成敗決定于路基,而路基最大的問(wèn)題就是多年凍土。根據(jù)不同的工程地質(zhì)條件,土建工程應(yīng)根據(jù)不同情況,采取相應(yīng)的不同設(shè)計(jì)原則: 

  在年平均地溫較低的穩(wěn)定型多年凍土區(qū)應(yīng)采取保持地基凍結(jié)狀態(tài)的設(shè)計(jì)原則;在年平均地溫較高、含冰量較少、基沉降量可以得到有效控制的地段,采用施工及運(yùn)營(yíng)期允許融化的原則;在極不穩(wěn)定的凍土地段,可采用鋪設(shè)保溫層、通風(fēng)路基、清除富冰凍土、熱樁、以橋代路等綜合技術(shù)措施;在不融沉或弱融沉的少冰凍土、多冰凍土地區(qū)可采取不考慮建筑物熱力影響的常規(guī)設(shè)計(jì)方法;在各類凍土地區(qū)都必須加強(qiáng)對(duì)凍土的環(huán)境保護(hù),對(duì)取棄土場(chǎng)、路基填筑方式等制定嚴(yán)格的技術(shù)要求。 

        多年凍土的解決辦法與技術(shù) 

  目前有多種解決的辦法與技術(shù),一是適當(dāng)提高路基填土高度,用天然土保溫,這種方法價(jià)廉,可普遍采用。二是在路基埋設(shè)工業(yè)保溫層(PU、EPS等),埋設(shè)5~10厘米保溫板,在工程實(shí)踐中均取得極佳工程效果。三是埋設(shè)通風(fēng)管,就是在路堤中埋設(shè)直徑30厘米左右的金屬或混凝土橫向通風(fēng)管,可以有效降低路基溫度。四是采用拋石路基,即用碎塊石填筑路基,利用填石路基的通風(fēng)透氣性,隔阻熱空氣下移,同時(shí)吸入冷量,起到保護(hù)凍土的作用。五是在少數(shù)極不穩(wěn)定凍土地段修建低架旱橋,工程效果有保證,但造價(jià)高。青藏高原溫度對(duì)凍土的影響非常大,一般情況地面溫度比氣溫高3℃~4℃,沒(méi)有太陽(yáng)的直接照射,設(shè)置保溫層地基或者通風(fēng)地基可降低原地面溫度2℃~3℃。而修筑這樣的保溫地基和通風(fēng)地基,每公里增加造價(jià)為60~200多萬(wàn)元。 

         多年凍土地區(qū)的具體工程措施

   (1)合理控制路基高度,是保護(hù)凍土最有效、最經(jīng)濟(jì)的方法。
   (2)鋪設(shè)保溫層,1993年在昆侖山等地推廣使用,效果良好。
   (3)通風(fēng)路基,能起到通風(fēng)保溫和保護(hù)凍土的作用。
   (4)以橋代路,保證工程的可靠性。
   (5)橋涵工程采用樁基礎(chǔ),滿足防凍的要求。
   (6)建立完善的排水設(shè)施,防止地下冰融化導(dǎo)致的路基下沉。
 
        全球氣候變暖會(huì)影響凍土的深度(凍土上限),進(jìn)而影響到路基的穩(wěn)定性嗎?
 
  全球氣候變暖是一個(gè)世界性的問(wèn)題,也是一種自然規(guī)律。據(jù)氣象資料顯示,自中國(guó)唐代以來(lái),地球的平均氣溫基本上是按照“冷、熱、冷”這樣一個(gè)客觀規(guī)律演化的,上一個(gè)“冷”的周期結(jié)束于剛剛過(guò)去的上世紀(jì)80年代,現(xiàn)在剛剛步入又一個(gè)“熱”的周期,這一周期大概持續(xù)到2500年左右。在這500年中,氣溫的升高是一個(gè)逐漸而緩慢的過(guò)程,每年升高的溫度僅僅在0.02~0.03℃之間,這種細(xì)微的溫度變化對(duì)凍土、尤其是永久性凍土的影響是很小的;并且,這種全球性的氣候變暖主要體現(xiàn)在冬季氣溫的變化上,而這種影響對(duì)于冬季氣溫常年在-30℃左右的青藏高原來(lái)說(shuō),更是微乎其微的;再一方面,設(shè)計(jì)中早已預(yù)先考慮了溫度變化可能帶來(lái)的影響,而且這種設(shè)計(jì)中的“留有余地”,要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于全球氣候變暖可能產(chǎn)生的結(jié)果?梢哉f(shuō),全球氣候變暖對(duì)青藏鐵路的凍土基本上不會(huì)產(chǎn)生不利的影響。 


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