世界上偉大而神奇的工程——青藏鐵路是世界上海拔最高的鐵路,也是穿越多年凍土里程最長的鐵路。
讓我們跟隨專家去探索——
地質史神話般地為我們描繪了一個不可思議的滄海變桑田的事實:很久很久以前,現(xiàn)今青藏高原還是一片海洋,叫做“特提斯?!薄B?,從遙遠的南邊漂來一塊大陸——“岡瓦納古大陸”,與歐亞板塊相撞,成就了“喜馬拉雅造山運動”——地質史上最重大的事件之一。從此,就像美女頭頂盤起的發(fā)髻,地球上隆起了這么一塊最高的地方。在地球上最高的地方修建鐵路,人們面臨的最大技術難題是:它將穿越綿延數(shù)百千米的難以對付的多年凍土。
凍土的阻隔
由于無法解決在多年凍土上筑路這個世界難題,青藏鐵路曾在綿延數(shù)百千米的多年凍土區(qū)面前止步不前。
何謂多年凍土?凍土分兩大類,季節(jié)凍土和多年凍土。所謂多年凍土就是能夠保持凍結狀態(tài)兩年以上的含有水分的土體,反之則是季節(jié)凍土。
眾所周知,冰在融化成水的時候體積要縮小,水在凍結成冰的時候體積要膨脹。在多年凍土地區(qū)修建鐵路,最可怕的就是“熱融凍脹”:遇熱融化下沉,路基塌陷;遇冷凍脹變形,把路基和鋼軌頂起來。這一沉一脹,嚴重地影響著路基的穩(wěn)定性。所以,如何解決多年凍土問題,成為修建公路和鐵路的核心技術問題。
青藏鐵路全長1142千米,經過多年凍土區(qū)的長度達547千米,北起昆侖山北麓青海省內西大灘附近的望昆,海拔高度4340米,南到唐古拉山南麓西藏境內的安多附近,海拔高度4700米。正是這綿延數(shù)百千米的多年凍土成為修建青藏鐵路三大技術難題——多年凍土、生態(tài)環(huán)保和高寒缺氧——之首。上世紀80年代,青藏鐵路中途下馬的主要原因不在于國力不足,而是多年凍土區(qū)筑路的技術問題得不到解決,因此不得不在中途的驛站——格爾木劃上了休止符。國外甚至有人說,只要昆侖山在,鐵路就永遠到不了拉薩。
世界上存在多年凍土的國家主要有俄羅斯、加拿大、美國和中國,在多年凍土區(qū)修筑鐵路已有近百年的歷史,但路基的破壞相當嚴重。俄羅斯的貝阿鐵路線路病害率達到26.7%,后貝加爾鐵路線路病害率幾近40%,加拿大北部海灣的凍土區(qū)鐵路也都大范圍地出現(xiàn)了融化下沉和凍脹隆起的病害。凍土的凍脹融沉現(xiàn)象嚴重地威脅到鐵路的安全運營。
俄羅斯西伯利亞、美國阿拉斯加的多年凍土屬于高緯度凍土,相對比較穩(wěn)定。而青藏高原則是緯度低、海拔高、日照強烈,這里的多年凍土大多屬于高溫凍土,極易受環(huán)境和工程的影響而發(fā)生融化下沉,因此其復雜性和獨特性舉世無雙。