1、青藏鐵路破解三大科技難題（圖）青藏公路的南段蜿蜒于拉薩河河谷，伴隨著它的是一條最新筑就的鐵路路基，一期和二 期長達1956公里的青藏鐵路最后幾十公里拉薩段鋪軌完工，青藏鐵路全線貫通。不久前，記者沿青藏鐵路走完全程，實地目睹了鐵路建設職工和鐵路科技工作者是怎樣 戰勝種種常人難以想象的困難，撰寫出一篇篇世界鐵路建設和鐵路科技史上的鴻篇巨制。青藏鐵路穿行于被稱為“世界第三極”的青藏高原，這里地質環境異常復雜，高寒缺氧， 平均海拔4000米以上，地震、凍土、高寒等諸多難題橫亙在鐵路建設者和鐵路科技人員面 前，其中最為艱巨的堪稱世界級的課題就有三個如何穩住高原凍土？如何開展高原施工？如何保護高原生態？如

2、今，眼前的事實告訴我們，這些難題在智慧而堅毅的鐵路建設 者面前都被一一攻克，從奔馳而過的雪域快車，人們看到的是一份滿意的答卷。難題之一在永久凍土的路基上筑路青藏鐵路新建的從格爾木至拉薩的1142公里路段中，約有500多公里要建在多年凍土 層上，在凍土層上建路，是世界上尚未完全解決的技術難題，何況我們又要在世界上最高的 凍土層上建最長的鐵路線。青藏鐵路建設總指揮部指揮長黃弟福告訴我們，在凍土層上修路， 含冰量大，冬天會發生凍脹，夏天又會發生融沉，使路基變形，再加上全球性氣溫升高，使 原本已經十分復雜的問題變得更為復雜。為了攻克這一難題，中國的鐵路科技工作者進行了長達40多年的科技攻關。上世紀60

3、 年代初，中科院的冰川所、鐵道部的高原所等就在高寒而險峻的昆侖山至唐古拉山之間進行 了自然環境和凍土特征的考察。幾十年來，科學家們陸續開展了高原氣象、多年凍土溫場、 凍土熱學、凍土力學等以及凍土地區施工、橋梁建設、隧道等工程的實驗研究。據早期參與 研究的科學家們回憶，在研究實驗的高峰期，位于海拔近5000米的風火山實驗基地的科技 人員多達數百人，昔日荒涼寂寥的風火山上竟帳篷座座，燈火點點，一番會戰的熱鬧場景。嚴肅的科學研究使我們大體模清了凍土的脾氣，找出了穩定凍土層的各種技術。青藏鐵 路專家咨詢部部長、凍土專家張魯新一路上給我們講述了這些技術的原理。一種是以橋代路， 在最敏感的凍土地帶，可用修

4、橋的辦法跨過凍土帶，大橋的橋墩建得很深，接觸面又小，對 凍土的影響不大。清水河特大橋就是這一技術的體現，建設者們在這里修了一座長達11.7 公里的大橋，光橋墩就有1366個，走得快的人從橋頭走到橋尾也要兩小時。張魯新教授說，一般人直覺上認為，可以用隔熱的方法讓夏天的高溫不能傳導到路基下 從而保護了凍土層的穩定性，這種被動降溫的方法也確實在一些國家得到應用，但效果并不 理想。我國的科學家經過大量的研究發現，采取主動降溫的方法似乎比被動降溫方法更有效， 比如我國發明的氣冷片石路基和碎石護坡的技術就可主動降溫。當夏天來臨時，青藏高原氣 溫升高，塊石路基表面溫度上升，空氣密度降低，而路基凍土中的溫度較

5、低，空氣密度較大， 冷熱空氣不易對流，無形中形成了一個隔熱層；而當冬天來臨時，情況正好相反，冷熱發生 對流，使路基凍土層溫度降低，保護了凍土的穩定性。還有一種方法叫熱棒技術，也叫無源制冷虹吸管技術，它要求在路基上每隔3米左右插 上一個里面裝有介質的圓棒，其原理有點像冰箱和空調機中的制冷劑，夏天時可以吸收外部 的熱量冷卻凍土，而冬天可以吸收外部的冷溫加固凍土層。這項技術是我們受到國外為保護 高寒地區的輸油管道措施啟發，當然也凝結了我國科技人員的創新和改進。如今，青藏鐵路的橋涵和路基已全部完成，從觀測的數據看，經過近四個凍融期的考驗， 原有的凍土層環境得到保護，冬天沒有發生大的凍脹，夏天沒有發生大

6、的融沉。去年9月， 參加第六屆國際多年凍土工程會議的專家們認為，青藏鐵路建設采取的工程措施可行，其技 術已達到世界先進水平。難題之二在生態脆弱的高原中筑路兩千萬年前，年輕的青藏高原從浩淼的古特提斯海中崛起，成為地球上離太陽最近的 大陸，青藏鐵路從青藏高原腹地通過，能否保護這塊被視為地球上最后一方凈土的地方不受 污染，成為工程成敗的又一標志。青藏高原是長江、黃河、雅魯藏布江等中國乃至南亞、東南亞的大江大河的發源地，有 “中國和亞洲水塔”之稱。這里有地球上其他地方看不到的高聳入云連綿不絕的高山、廣袤 無際的草甸、平展荒涼的大漠戈壁，令人敬畏和震撼。但青藏高原的環境又是脆弱的、易毀 的，稍有不慎，將

7、遭萬劫不復之難。一位細心的科學家曾觀察到，40年前他們在一個實驗 站無意中挖掉的一塊帶有低矮植物的地方至今仍沒有復生的植物。既要架設起這座藏族同胞的“幸福金橋”，又要精心呵護這塊潔凈美麗的圣地，成為青 藏鐵路建設者們追求的雙目標。從青藏鐵路開工的第一天起，保護好青藏高原的一山一水、 一草一木就成為對建設者的一個新挑戰也是一個新課題。藏羚羊是我國特有的高寒草甸動物，十分珍稀。它有著定期遷徙的特殊習性。對于從北 到南橫亙于高原之上的青藏鐵路，怎樣盡可能地減少對它們的干擾呢？鐵路指揮部多次請教 動物學家研究制定保護方案。青藏鐵路總體設計師李金城告訴我們，沿線共設計了 33處野 生動物的通道，有的筑成

8、高橋，讓它們在橋梁下通過，有的建成緩坡，便于它們遷徙通行。 到底藏羚羊買不買我們的賬呢？ 一開始誰也沒有底。為了尋求答案，科學家們在若干個地方 裝置了有夜視功能的監視設備。去年6月22日，電子監視傳來喜訊，共有數百上千只藏羚 羊通過橋涵向東跑過，看來它們已逐漸適應和接受了這一新變化。記者于8月2日也曾在玉 珠峰站鐵路附近親眼看到幾只有點像羚羊的野生動物，同行的專家說可能是巖羊或是藏原 羚。高原上的植被也是珍貴的，施工的單位都要求，被占用的有植被的地方都要先連腐植土 一起移到其他地方保存，等路基修好再移回完成的路基邊坡或施工完的場地表面。在青藏鐵 路沿線，建設者們還開展了人工育草的實驗，在錯那湖

9、段，施工單位先后種植了 9萬平方米 的草。過沱沱河站后，我們是乘汽車沿途從側面觀看青藏鐵路綿延的路基，發現路基邊坡上 都是精心種植和移植的細細的綠草。這綠色伴隨著青藏鐵路向前延伸，與遠處的藍天和雪山構成一幅精妙的畫圖，令人憐愛和激動。有人稱青藏鐵路是一條綠色之路、生態之路，實不 為過。景觀也是一種資源，到了青藏高原你才會對這一觀念表示首肯。那高山的巍峨、雪峰的 圣潔、戈壁的凄美讓你目不暇接。它給途經者一種永志難忘的美的享受和視覺沖擊。為了保 護沿線的景觀，許多施工單位都到目及不到的山的背面去取土挖石，其工程量無疑增加了多 倍。青藏鐵路作為浩大的跨區域工程，不可能對環境沒有任何干擾，但我們畢竟在

10、努力、在 探索，并將保護生態作為一種崇高的追求和理念，它終究會引導我們抵達與大自然和諧相處 的彼岸。難題之三在環境惡劣的條件下筑路設計再好的工程也要人去施工，但青藏高原卻給上來施工的人們出了一道道難題。青藏 鐵路總指揮部副指揮長才凡介紹，海拔每升高100米溫度就下降0.6攝氏度，海拔每升高 1000米，氧氣就減少10%。冬天就不用說了，可謂天寒地凍，周天徹寒。夏天飄雪也是常有 的事。7月28日，正在唐古拉山車站指導工作的鐵道部副部長孫永福就趕上了一場大雪， 雪花飄飄一會兒就把四周染白了。沿途總有人叮囑我們，不要“亂說亂動”，要常吸點氧。 即使如此，我們也總在氣喘吁吁，腳下像踩著棉花。有專家形象

11、地說，在海拔4000米以上 的地方，就如同背負著20多公斤的重量行動。為了保證建設者們的健康，青藏鐵路的決策者們從一開始就制定了嚴密而科學的衛生安 全保障系統，在雪域高原上鋪設了一張生命安全網，讓參加青藏鐵路建設的人能上得去，待 得住，健康返回。這些措施有：每個上高原的人都能得到一本關于青藏高原衛生防病常識的小冊子，施工單位常常 組織員工學習有關高原病的知識。在全線建立了三級醫療保障體系，一級的有115個，分布在施工現場；二級的有23 個，分布在施工較為集中的地方；三級醫療機構有6個，分布在中心城鎮，主要解決疑難重 癥。請高原病專家到施工現場巡診，講授防治高原病的專業知識，解決施工現場救治高

12、原病的技術難題。加大投入。在青藏鐵路的施工中，醫務人員達到總人員的1.5%以上，是我國重大工 程中醫務人員比例最高的。水是生命之源。針對高原水質含鹽高、渾濁度大、不宜直接飲用的情況，中國鐵道建筑 總公司等與軍隊醫學專家們專門研制了水的凈化裝置。這一裝置一天能產生供約7000人的 飲用水量。氧也是人須臾不可少的。我們采訪時，接待單位從西寧就給我們配備了氧氣袋，一有時 間我們就吸幾口氧。而工人們怎么樣呢？在風火山工地上，工人們告訴我們，他們有時也是 輪流吸氧。過去隧道施工中最難受，背著氧氣袋又不方便。中鐵20局等專門為此研制了大 型制氧站，不但可以充足供應氧氣，還可以直接向施工隧道中進行彌漫性供氧

13、，相當于使工 作作業面的海拔降低了 1200米。完善而科學的保障體系使青藏鐵路的施工創造了世界高原作業的驚人奇跡高 原病的零死亡率。在去年舉行的國際高原醫學大會上，與會的專家們認為青藏鐵路衛生保障 和救護防治卓有成效，人員健康保障科學可靠，為世界高原醫學作出了貢獻。青藏鐵路是一個奇跡，是中國的鐵路建設者和科技工作者共同創造的奇跡。他們不單鑄 就了世界屋脊上的這一鋼鐵巨龍，成為雪域高原筑路技術的征服者，同時也向世人宣告，他 們也是這片凈土的仰慕者和呵護者。文/本報記者梁沂濱科學世界:青藏鐵路攻克三大世界性難題2006年7月4日16:23來源：科學世界保護高原生態環境青藏高原生態系統類型多種多樣，

14、生物種群豐富多彩，是我國和南亞地區的“江河源” 和“生態源”，有特有的、極具保護價值的珍稀瀕危野生動植物物種資源，是世界上僅有的 獨特的生態環境系統和世界山地生物物種一個重要的起源和分化中心。其原始生態環境在全 球占有特殊的地位，但生態環境十分脆弱，一旦遭到破壞則不可逆轉，有的植被恢復需要上 百年的時間。高寒、干旱、原始和極其脆弱是這一區域生態環境的顯著特征。而野生動物保 護、高原植被恢復以及濕地、湖泊環境保護和凍土環境保護也是鐵路建設面臨的環保難題。青藏鐵路建設環境保護的總目標是做到環保設施與主體工程同時設計、同時施工、同時 投產，確保多年凍土環境得到有效保護，江河水質不受污染，野生動物遷徙

15、不受影響，鐵路 兩側自然景觀不受破壞，努力建設具有高原特色的生態環保型鐵路。青藏鐵路環境保護的基 本內容有兩項：一是做好污染防治，二是搞好生態保護。污染防治主要包括水污染、垃圾污 染和大氣污染的防治。青藏鐵路穿過長江、黃河、瀾滄江三江源頭，水污染防治責任重大。 環境保護的側重點則放在生態保護尤其是野生動物、植被、濕地系統、水源、自然保護區和 自然景觀的保護上。保護凍土環境，保護高原植被。對臨時用地的選址進行嚴格優化，控制占地面積，盡 量減少在有植被的地方蓋房修路，并限制施工人員、機械車輛的活動范圍；進行植被移植和 表土保存，也就是在施工中把草皮或表土先鏟下來存放在一個地方，待工程完工后鋪回原處

16、， 促進植被恢復或為植被恢復奠定基礎。進行植草試驗。為解決高原高寒環境下生態環境保護 及恢復的技術問題，開展了高原植被恢復、路基邊坡植被營造技術、高寒草甸植被恢復與再 造等試驗研究，均取得了階段性成果。風火山和唐南段草皮移植成活率接近100%。當雄、 安多、沱沱河等不同氣候區路基邊坡植被恢復和再造植草試驗獲得成功。保護野生動物。在野生動物傳統遷徙線路上，共設置專門的野生動物通道33處，沿 線路方向累計長度近60千米。每逢藏羚羊遷徙季節，主動停工讓道。妥善處理生產、生活 垃圾；積極防治水土流失，嚴格控制對地表的擾動面積。保護濕地、水資源環境。為保證江河源區生態功能不受影響，有效保護濕地生態環境，

17、 濕地地段的線路，選擇了逢溝設橋涵、增加小橋涵密度、大量采用以橋代路、路基填筑滲水 材料等措施，保證了地表徑流對濕地水資源的補充，防止濕地萎縮，確保了水源涵養功能不 受影響。對沿江河湖路段，制定了專項生態環保施工組織設計方案，禁止垃圾、施工廢料等 有害物質堆放在河流和溝渠道水體附近。生產廢水、生活污水經集中沉淀處理后.用于綠化 或降塵，嚴禁排入江河水體。有效防止了對水資源及濕地造成污染。對生產、生活垃圾的處理。對沿線垃圾進行可降解和不可降解的分類處理，可降解的 就地填埋，不可降解的集中運至山下垃圾場進行處理。水土流失的防治。嚴格控制對地表的擾動面積；棄土棄渣遵循先擋后棄的原則，主體 工程與防護

18、工程同時施工。總之，通過構筑“四位一體”的環保管理體系，委托專業監測機構對施工中河流水質、 水土流失狀況進行監測，聯合地方環保行政主管部門與各施工單位簽訂環保責任書，全方位 監督、監控并督促各項環保措施的落實。堅持科技創新，積極組織開展環境保護科研的專項 研究，吸收了各方面專家的意見和建議，施工中大量采用新技術、新工藝，使青藏鐵路建設 中攻克環保難題取得了重大進展。戰勝高寒缺氧青藏高原高寒缺氧，干燥風大，紫外線輻射強烈，自然疫源多，對建設者的身體健康和 生命安全構成嚴重威脅。為了攻克這一難題，鐵道部堅持以人為本的指導思想，做到兵馬未 動，保障先行，采取有力措施強化衛生保障工作，把高原對參建人員的勞動能力和勞動效率 可能帶來負面影響降到最低程度。在防治高原病方面，有一整套嚴格的措施。建立了 “三防”（防高原病、防鼠疫、防 流行病）長效工作機制，完善了醫療保障體系。堅持以人為本，戰勝高寒缺氧，保障施工。體檢制度。上高原前體檢，凡不符合條件的一律不準上；在高原工作一段時間后再進 行體檢，身體不適應的一律下山回平原工作。吸氧和服抗缺氧藥物。高原上，尤其是4000米以上的高原上，每天吸氧1小時以上， 并經常服一些抗缺氧藥物，對于保障健康，防止高原病的發生效果良好。習服和階梯式適應制度。先在3000米以下地點習服，適應一