多少年來,在海拔4500米以上的雪域高原上,綿延540多千米的多年凍土阻擋了人類向青藏高原前進的腳步。為了解決這個世界性工程技術難題,中國的凍土科學研究者對青藏鐵路凍土問題進行了深入的研究,涉及的內容之深、投入的人力之多和物力之大、經歷的時間之長、研究過程之艱難,可謂舉世罕見。
我國的凍土研究起步于20世紀60年代初,我國第一代凍土學家周幼吾先生、童伯良先生從莫斯科大學工程地質系凍土專業畢業回國,組織有關專家首次對昆侖山至唐古拉山青藏公路沿線多年凍土區的自然環境和凍土特征進行了綜合考察。其后十余年間,又陸續開展了高原氣象、多年凍土地溫場、凍土熱學、凍土力學等凍土基本性質和參數的試驗研究,以及凍土地區路基、橋涵、房屋基礎、隧道、給排水等工程項目研究。
我有幸成為眾多科技工作者中的一員,親身經歷了青藏鐵路的設計和修建歷程。
艱苦的歲月
我是從1974年開始從事青藏鐵路凍土科學研究工作的。當時和在我一起的有100多名年輕的工程技術人員。在老一輩專家的帶領下,我們爬冰臥雪、風餐露宿、歷盡艱險。作為剛剛走出校門不久的20多歲的年輕人,能夠和當時已經在凍土研究領域頗有建樹的科學家們一起工作,真是受益匪淺。
研究多年凍土問題,首先要對青藏鐵路經過的多年凍土區進行大量的野外調查,甚至是徒步調查。青藏高原號稱“生命禁區”,氣壓低,氧氣含量只有內地的一半左右,嚴酷的自然條件使人類生存面臨極大的威脅,更何況還要長途跋涉進行野外調查工作!
我第一次上高原,是在1975年3月。本應是春暖花開的時節,可高原的夜晚和早晨的溫度仍在-20℃以下。我們擠坐在兩輛解放牌敞篷大卡車上,夾在一堆試驗器材的縫隙里,從蘭州出發,一路顛簸,用了七天才到達目的地——西藏境內一個叫兩道河的地方。車過五道梁(即可可西里)時,海拔已是4760多米。俗話說,“到了五道梁,不喊爹就喊娘。”我們都是初上高原,嚴重的高原反應讓我們頭痛得只想在地上打滾。好不容易熬到駐地,還沒來得及安營扎寨,突然狂風大作,下起冰雹。狂風中,我們勉強支起帳篷擠住進去。凌晨,我們被凍醒,驚奇地發現帳篷頂已被刮得不知去向,看著被子上的一層雪花,我們才知道,我們竟然是躺在野地里過的夜。
青藏鐵路施工條件非常艱苦,而科研人員作為先行者,條件就更為艱苦。我和考察隊的同事們當時的主要工作是調查多年凍土在青藏鐵路上的分布范圍。在人煙稀少的高原上,我們經常要離開兩道河大本營,步行20多千米去做地質考察。除了物理勘探和肉眼調查,我們還需要在凍土上鉆孔、挖坑,做地質化驗,以便準確描述多年凍土的情況。可以想象,在海拔4800多米的高原上,人走路稍快都會氣喘吁吁,何況還要進行鉆孔、挖坑這樣的體力勞動。我曾經和一個民工在一天里挖了437個試坑!忙碌一天后,晚上回到帳篷里還不能休息,還要趕緊烘烤土樣,做分析實驗……
20世紀70年代,物質條件還比較差。一次,隨隊所帶的羊肉生了綠毛,我們把羊肉放在水里泡了幾天,然后把外面的一層刮掉,還是把它吃掉了。后來,經青海省和西藏自治區有關部門特批,每人每月可以得到0.5千克白糖、1包茶葉和幾瓶軍用罐頭。即便有了這些特殊供應,隊員們的身體仍然處于透支狀態。
九死一生
1975年,我和程國棟(后來成為中科院院士)、王紹令老師等7人去錯那湖一帶考察。開始我們坐解放牌卡車,后來卡車被陷進泥里開不動了,只好改換騎馬,可馬又被陷進去了,我們只得步行。在不見人煙的荒涼高原上,只有地上的野馬和天上的蒼鷹與我們做伴……在這樣的環境里,我們每年都要堅持半年以上的野外工作。
1976年,我們在沱沱河鎮附近考察,那里是無人區,工作條件更為艱險,我們經常要經歷生死考驗。
一次,我和兩個同事外出,因為地圖錯誤,走出30多千米后就迷路了。為了尋找返回大本營的路,我們在高原上整整走了一天,又冷又累又餓。后來,天上又下起了冰雹,冰雹之后又是大雪。當天漸漸黑下來后,我們無奈地坐在一個山坳里等待同伴們來解救,這時我們的身體已經到了疲勞、寒冷、饑餓的極限,連說話的力氣也沒有了。
當住在大本營的同事們發現我們天黑了還沒回去后,趕快組織人員打著火把四處尋找。他們大聲呼喚著我們的名字,有的女同志甚至是一邊哭一邊喊。
半夜兩點,我們終于聽到了同事們的喊聲,可筋疲力盡的我們已經無力回應,發出的聲音微弱得即使面對面都聽不清楚。我們只能眼睜睜地看著同事們就在自己頭頂的山梁上舉著火把來回跑。后來,一個抽煙的同事突然想起他的火柴盒里還有三根火柴,于是他擦燃火柴,又把火柴盒撕成三條點著,朝山梁上晃悠……前兩條點燃后沒有反應,當點到第三條時,我們心里都很清楚:生死就在此一舉!萬幸的是,這最后一點火光終于被同事們發現了。當同事們找到快要凍僵的我們三人時,大家都抱在一起哭了。
這次逃離死亡的經歷,只是我多年野外考察遭遇危險中的一次。那時候,隊員們每次離開營地時都要緊緊擁抱告別,因為每次遠行都不知道自己還能不能安全返回。那情景真有點“風瀟瀟兮易水寒,壯士一去不復還”的悲壯感。
堅守風火山
風火山地區,海拔4750米,空氣稀薄,氣候極度惡劣。世界上海拔最高的高原凍土定位觀測站就建在這里。40多年來,三代科學工作者常年守候在這里,測取了1200多萬個凍土相關數據,用自己的青春為青藏高原凍土研究提供了大量準確可靠的依據。特別值得提到的是周懷珍老人,從70年代開始,他就帶著徒弟孫建民一直堅守在風火山上,那種寂寞是常人難以想象的。
1977年7、8月間,連綿的大雨30多天不停,道路不通,后勤供應斷絕,我和同事們被困在風火山地區。由于糧食緊張,我們每天的主食開始定量配給,一餐只有很小的兩個饅頭,不得已我們還要靠挖野菜度日。在一個大雨滂沱的夜晚,我們圍坐在唯一一部可以收到短波的收音機旁,收聽南斯拉夫電影《瓦爾特薩拉熱窩》……那情那景,我終生難忘。
經常有人問我:你為什么能夠在那樣艱苦的情況下堅持凍土研究達幾十年之久?我是讀著《鋼鐵是怎樣煉成的》這本書長大的。在書中,保爾·科察金這樣寫到:“人生最寶貴的是生命。生命對每個人都只有一次。人的一生應該是這樣度過的:當回首往事的時候,他不會因虛度年華而悔恨,也不會因庸庸碌碌而羞愧;在臨死的時候,他能夠說:‘我的整個生命的全部精力,都已獻給了世界上最壯麗的事業。’”正是保爾的這種精神在激勵著我、支撐著我。還有人說:你真幸運,能夠堅持到現在。其實,想想所經歷的事情,幸運就在于飛雪漫天、狂風怒號中點燃的那最后一根火柴,一道微光卻照亮了生命之路……
(注:本文作者系青藏鐵路建設總指揮部專家組組長,蘭州大學、中國科學院寒旱所、中鐵西北科學研究院教授、博士生導師)
青藏鐵路之最
1.世界上海拔最高、線路最長的鐵路——青藏鐵路
青藏鐵路起自青海省西寧市,終抵西藏自治區首府拉薩市,全長1956千米。青藏鐵路二期工程格爾木至拉薩段,全長1118公里,穿越550多千米多年凍土地段,全線平均海拔在4500米以上,最高路軌橫跨海拔高達5072米的唐古拉山埡口。
2.世界上最高的高原凍土隧道——風火山隧道
風火山隧道位于海拔5010米的風火山上,全長1338米,全部位于永久性高原凍土層內,是目前世界上海拔最高、橫跨凍土區最長的高原永久凍土隧道,有“世界第一高隧”之稱。
3.世界上最長的高原凍土隧道——昆侖山隧道
昆侖山隧道位于海拔4648的昆侖山上,全長1686千米,是世界上最長的高原凍土隧道。這里六月飛雪,高寒缺氧,氧氣含量只有內地平原地區的一半,最低氣溫達-30℃以下。
4.世界上海拔最高的火車站——唐古拉車站
唐古拉車站位于海拔5068米的唐古拉山埡口多年凍土區,是目前世界上海拔最高的火車站。
5.青藏鐵路線上最長的“以橋代路”工程——清水河大橋
清水河大橋位于海拔4500多米的可可西里無人區,全長11.7千米,是青藏鐵路線上最長的“以橋代路”大橋。大橋下的1300多個橋孔可供藏羚羊等野生動物自由遷徙。
6.長江源頭第一鐵路橋——長江源特大橋
長江源特大橋全長1389.6米,共有42孔,跨過約1300米的寬闊河床。橋址所在的沱沱河流域是青藏高原多年凍土地區腹部的大河融區,每年春天河中冰層融化,形成巨大的冰水向下游流去。