青藏鐵路:中國科學家解決世紀難題

青藏鐵路是世界海拔最高、線路最長的的高原鐵路,平均海拔有4300米,海拔4000米以上的路段達960公里,最高點海拔5072米,

青藏鐵路:中國科學家解決世紀難題

穿越戈壁荒漠、沼澤溼地和雪山草原,是地球上自然環境最嚴酷的地區之一,全線從青海省會西寧到西藏首府拉薩,總里程1142公里。

青藏鐵路:中國科學家解決世紀難題

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青藏高原的土壤裡含有大量的冰

青藏鐵路大部分線路處於高海拔地區和“生命禁區”,修建青藏鐵路面臨著三大難題,千里多年凍土的地質構造、高寒缺氧的環境和脆弱的生態,其中最難解決的是凍土問題。

青藏鐵路:中國科學家解決世紀難題

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極度嚴寒使這裡的土壤裡含有大量的冰,它們被稱作凍土,是一種低於零攝氏度含有冰的岩石和土壤層。青藏高原的凍土有時厚度超過1500米,對於季節溫度變化非常敏感,受熱會融化下沉,遇冷則會凍結膨脹,到了冬天,它們堅如磐石,體積會增大,地面也會升高,但到了夏天,表面又會發生融化和沉降。這會造成地基的、地質的不穩定,必然會引起鐵軌變形。

青藏鐵路:中國科學家解決世紀難題

下面這張照片,拍攝的是西伯利亞的一段鐵路。由於凍土的危害,鐵軌已經扭曲變形。火車如果行駛在這樣的鐵軌上,極有可能會發生嚴重的事故。到底如何解決凍土問題,全世界的工程師們,都束手無策。凍土的問題一天不解決,青藏鐵路就一天無法開工。中國的鐵路設計者又該如何應對呢?

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因凍土問題而變形的西伯利亞鐵軌

從上世紀50年代初期,我國專家就開始研究高原凍土問題,經過幾代人的努力,終於解決了這個世界性的難題。解決凍土問題主要採用了三種方法。

第一種是採用片石通風路基,在路基的底部鋪設一米五左右的塊石層,冬天冷風從石塊間帶走熱量,夏天石塊為路基遮擋太陽輻射,同時利用高原原有的低溫和強風降低凍土溫度。

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第二種方法是採用熱棒,青藏鐵路沿線,路基兩旁有兩排碗口粗細,高約兩米的鐵棒,整個棒體是中控的,內部灌有液氨,當土壤溫度較高時,液態氨受熱氣化上升到頂部遇冷液化釋放出熱量,然後又流回到底部,如此循環往復,降低凍土溫度。

青藏鐵路:中國科學家解決世紀難題

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第三種方法是以橋代路,面對地質情況更加惡劣的凍土、河流、沼澤等,選擇以橋代路的方式,將橋樑樁基深入地下的永凍層,以保持線路穩定。

青藏鐵路:中國科學家解決世紀難題

青藏鐵路到現在已經安全運行了10年,其背後凝聚著幾代人的心血和奉獻。

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今天,在高原鐵軌的沿線,仍然有無數的鐵路人在默默地為這條神奇的天路保駕護航。

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