青藏鐵路的修建,創造了世界鐵路建設的多項奇跡,其中一個就是解決了鐵路穿越千年凍土區的問題。青藏鐵路東起青海格爾木,西至西藏拉薩,全長1200千米,其中有600千米屬于高海拔寒冷區凍土地質。高原寒冷區凍土層地基的穩定性是鐵路面臨的最大難題。所以說青藏鐵路修建的成敗決定于路基,而路基最大的問題就是多年凍土。夏天氣溫上升,凍土層融化,上面的路就會塌陷;而冬天溫度降低,凍土膨脹,就會把建在上面的路基和鋼軌頂起來,一降一升,火車極易脫軌。針對以上問題,我國的鐵路建設者主要采用以下四個措施來解決凍土問題。
熱棒:天然制冷譏
進入兩大灘凍土區,鐵路路基兩旁插有一排排碗口粗細、高約2m的鐵棒(如圖1),即熱棒。鐵棒間相隔2m,一直向前延伸。熱棒在路基下還埋有5m,整個棒體是中空的,里面灌有液氨。熱棒的工作原理是:當路基溫度上升時,液態氨受熱發生汽化,上升到熱棒的上端,通過散熱片將熱量傳導給空氣,氣態氨由此冷卻液化變成了液態氨,又沉入了棒底。這樣,熱棒就相當于一個天然制冷機。


拋后路基:廉價土窯調
在青藏鐵路路基內部,還有一種廉價而有效的土空調正悄無聲息地運轉著。在土層路基中間,填筑了一定厚度的碎石(如圖2)。當夏季來臨時,青藏高原氣溫升高,拋石路基表面的溫度上升,空氣密度降低,而路基凍土中的溫度較低,空氣密度較大,這樣熱空氣與冷空氣就不易對流,無形中形成了外界與凍土的隔熱層;當冬天來臨時,凍土路基的外界溫度較低,空氣密度較大,而路基凍土層溫度較高,空氣密度較低,將自然上移,與外界進行熱量交換,無形中形成了冷熱對流,使路基凍土層溫度降低,保護了凍土的完好性。
遮陽板:隔熱外農
青藏高原地處中低緯度的高海拔地區,太陽輻射十分強烈是該地區的一個重要特征。遮陽板路基是在路基的邊坡和坡面上架設一層用于遮擋太陽輻射的板材,可消除太陽對路堤坡面的有效輻射加熱作用(如圖3),達到穩定路基溫度的目的。


以橋代路:最后絕招
青藏鐵路沿線,給人印象最深的是橋多(如圖4)。對于極不穩定的高含冰量凍土區,用熱棒、拋石路基等方法都不管用,而以橋代路是解決凍土問題的最后絕招。橋墩打進凍土層30多米,橋墩與凍土層間的摩擦力足以支撐路基的穩固性,此時,凍土的融化和膨脹對路基的影響已顯得微乎其