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青藏铁路的冻土问题

发布时间:2006-09-28人气:

     

青藏铁路的冻土问题


  青藏铁路穿过冻土区有550公里,实际上真正的冻土地段不到400公里;而在这400公里中,属于较不稳定、不稳定多年冻土地区不会超过190公里,其中极不稳定高温冻土地段在100公里之内。
历史上对冻土开展过哪些研究
  青藏铁路冻土研究涉及的内容之深、投入的人力物力之多、经历的时间之长在上都是罕见的。
  早在60年代,铁一院便与中科院原冰川冻土研究所、铁道部科学研究院西北研究所一道,在青藏高原以风火山地区为代表,开展了高原冻土的研究。这一研究已坚持开展了近40年,取得了丰硕的成果。现在可以肯定讲,青藏铁路沿线冻土的基本分布特征已基本搞清,在冻土地区修建铁路在技术上已没有大的问题,是科学的、完全可行的。
  另外,1974年8月,根据中央指示和当时加快勘测设计工作的要求,曾成立了由中国科学院、铁道部、一机部、铁道兵、青海省、西藏自治区等有关领导同志组成的青藏铁路科研工作领导小组,下设盐湖冻土、高原机电设备、通信信号、施工等四个协作组;组织了全国9个部门与19个省、市、自治区的68家工厂、部队、研究所、设计院和大、专院校,共1700多名科技人员,开展了青藏铁路科研工作,进行了大量的研究与实践,并取得了卓有成效的成果,部分成果于1980年底通过了审查鉴定。
      多年冻土区土建工程设计的主要原则
  青藏铁路的成败决定于路基,而路基最大的问题就是多年冻土。根据不同的工程地质条件,土建工程应根据不同情况,采取相应的不同设计原则:
  在年平均地温较低的稳定型多年冻土区应采取保持地基冻结状态的设计原则;在年平均地温较高、含冰量较少、基沉降量可以得到有效控制的地段,采用施工及运营期允许融化的原则;在极不稳定的冻土地段,可采用铺设保温层、通风路基、清除富冰冻土、热桩、以桥代路等综合技术措施;在不融沉或弱融沉的少冰冻土、多冰冻土地区可采取不考虑建筑物热力影响的常规设计方法;在各类冻土地区都必须加强对冻土的环境保护,对取弃土场、路基填筑方式等制定严格的技术要求。
多年冻土的解决办法与技术
  目前有多种解决的办法与技术,一是适当提高路基填土高度,用天然土保温,这种方法价廉,可普遍采用。二是在路基埋设工业保温层(PU、EPS等),埋设5~10厘米保温板,在工程实践中均取得极佳工程效果。三是埋设通风管,就是在路堤中埋设直径30厘米左右的金属或混凝土横向通风管,可以有效降低路基温度。四是采用抛石路基,即用碎块石填筑路基,利用填石路基的通风透气性,隔阻热空气下移,同时吸入冷量,起到保护冻土的作用。五是在少数极不稳定冻土地段修建低架旱桥,工程效果有保证,但造价高。青藏高原温度对冻土的影响非常大,一般情况地面温度比气温高3℃~4℃,没有太阳的直接照射,设置保温层地基或者通风地基可降低原地面温度2℃~3℃。而修筑这样的保温地基和通风地基,每公里增加造价为60~200多万元。
多年冻土地区的具体工程措施
  (1)合理控制路基高度,是保护冻土最有效、最经济的方法。
  (2)铺设保温层,1993年在昆仑山等地推广使用,效果良好。
  (3)通风路基,能起到通风保温和保护冻土的作用。
  (4)以桥代路,保证工程的可靠性。
  (5)桥涵工程采用桩基础,满足防冻的要求。
  (6)建立完善的排水设施,防止地下冰融化导致的路基下沉。
气候变暖会影响冻土的深度(冻土上限),进而影响到路基的稳定性吗?
  气候变暖是一个性的问题,也是一种自然规律。据气象资料显示,自中国唐代以来,地球的平均气温基本上是按照“冷、热、冷”这样一个客观规律演化的,上一个“冷”的周期结束于刚刚过去的上世纪80年代,现在刚刚步入又一个“热”的周期,这一周期大概持续到2500年左右。在这500年中,气温的升高是一个逐渐而缓慢的过程,每年升高的温度仅仅在0.02~0.03℃之间,这种细微的温度变化对冻土、尤其是永久性冻土的影响是很小的;并且,这种性的气候变暖主要体现在冬季气温的变化上,而这种影响对于冬季气温常年在-30℃左右的青藏高原来说,更是微乎其微的;再一方面,设计中早已预先考虑了温度变化可能带来的影响,而且这种设计中的“留有余地”,要远远大于气候变暖可能产生的结果。可以说,气候变暖对青藏铁路的冻土基本上不会产生不利的影响。

     相关链接: 力创公司冻土三轴动静力学试验系统(http://www.letry.com.cn/cpview.asp?id=1088

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