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青藏铁路全线通车15年:多年冻土是青藏铁路建设面临的三大世界性难题

发布日期:2021-06-25  来源:中新网  作者:矿道网  浏览次数:1906
   修筑进藏铁路,孙中山1919年就在《实业计划》中提出。
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  1955年3月,进藏铁路提上议事日程。次年,西北设计分局考察后建议分两期修建西宁至格尔木段、格尔木至拉萨段。1958年,青藏铁路西格段正式开工,但因为种种原因,于1961年停工,青藏铁路第一次“下马”。
 
  1974年3月,青藏铁路西格段恢复施工。1978年,青藏铁路第二次“下马”。
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2001年,铁一院进行环保调查时,一名藏族女孩在汽车旁。受访者供图
 
  2001年,格拉段停工23年后,再次开工建设,2006年7月1日青藏铁路全线建成通车——这是世界上海拔最高、线路最长的高原铁路。
 
  6月5日凌晨1点半,行驶在青藏高原的Z21次列车在黑暗中向拉萨挺进。
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  这是全长1956公里的青藏铁路,Z21次列车需要翻越海拔5072米唐古拉山垭口——世界铁路海拔最高点。
 
  与其他列车不同,Z21次列车的乘客们在上车后需签下健康登记卡,声明自己能适应高海拔地区旅行。就连火车司机也要吸氧来缓解高海拔的不适。
 
  这趟列车满载988人,当天载有766名乘客,有的已出现头晕、胸闷等高原反应。他们或许并未注意到,三小时前经停海拔2829米的格尔木站时,两台内燃机火车头替换了原先的电力机车。
 
  青藏线的火车司机知道,缺氧的高原环境掐住了动力的脖子,在没有实现电气化的格尔木至拉萨段,只有两个火车头才带得动列车。
 
  机器尚且出现不适,何况人?
 
  五道梁4636米、沱沱河4547米、唐古拉5068米……全线通车15年后,参与勘察设计、施工、运营的青藏铁路人,仍清楚记得沿线车站海拔。身体是海拔的标尺,海拔每下降100米,高原反应也会有所缓解。
 
  修建青藏铁路是几代人的梦想,早在1956年,毛泽东就发出了修建青藏铁路的号召。几经周折,1984年青藏铁路西宁至格尔木段建成通车,但直到2006年7月1日,这条世界上海拔最高、线路最长的高原铁路才全线通车。
 
  在攻克高寒缺氧、多年冻土和生态脆弱三大世界性难题后,奇迹仍在继续上演。15年来,绿色铁龙安全、平稳地在青藏高原飞驰。
 
  进藏
 
  青海格尔木的将军楼公园内,一株青杨郁郁葱葱。
 
  这是1954年慕生忠将军到格尔木,亲手栽下的第一棵树。当年5月,他带领1200名赶骆驼的工人修筑青藏公路,7个月零4天后,格尔木至拉萨1200公里公路全线打通。
 
  但这条路时常遭遇冰雪封路,物资运输也受阻。为改变这种状况,1955年3月,经国务院讨论,把建设进藏铁路提上议事日程。
 
  修进藏铁路,孙中山早在1919年,就在《实业计划》中提出。他曾在一次演讲中说,“西藏之矿产不亚于新旧金山,只以铁路未能建造,遂令货弃于地”。
 
  1955年,慕生忠又奉命带领3名工程师,首次对修建青藏铁路可行性进行实地调研。结论是“青藏高原可以修铁路,但要解决制氧和冻土问题。”
 
  次年,铁道部向西北设计分局下达了规划、勘测、设计青藏铁路的任务,考察后建议修建青藏铁路应由东向西逐渐推进,分两期修建西宁至格尔木段(下称西格段)、格尔木至拉萨段(下称格拉段)。
 
  1958年,青藏铁路西格段正式开工。但因为种种原因,于1961年停工。这是青藏铁路第一次“下马”。
 
  1973年,27岁的大兴安岭铁路技术员张鲁新,从广播中嗅到了信号,“老是介绍青藏高原,是不是有什么事?”事后他才知道,这一年的12月9日,毛泽东在会见尼泊尔国王比兰德拉时提出,要修建青藏铁路。
 
  1974年3月,停建13年的青藏铁路西格段恢复施工。那年10月,张鲁新主动报名勘测青藏铁路格拉段,加入位于兰州的铁道部科学研究院西北研究所(现中铁西北科学研究院)。
 
  第一次上青藏高原勘探,张鲁新就尝到了地球第三极的威力。狂风卷起砂石砸向车窗,车子险被掀翻。严峻的自然条件下,张鲁新借《列宁在1918》宽慰自己,“面包会有的,牛奶会有的,一切都会有的。”
 
  那几年里,从西大滩到安多,张鲁新和队员们在550公里的多年冻土区,每隔数百米挖十几个勘探断面。上世纪70年代,仅中铁第一勘察设计院(下称铁一院)就组织1700人,在格尔木至拉萨段1000多公里线路上,展开勘测设计大会战。
 
  直到1978年,青藏铁路第二代设计总工程师张树森收到电报:根据上级指示停止勘测——这是青藏铁路第二次“下马”。
 
  当时,图纸上批准的线路,已用桩子挪到了地上,密密麻麻一片,专业术语叫“定测”。张树森回电,桩子离终点拉萨仅有400公里,年底之前能完成作业。现今91岁的张树森,回忆当时收到的回复:“桩子打到什么地方,就停到什么地方。”
 
  张鲁新所在的冻土研究室百余号人陆续离开,身为冻土力学课题组组长的他心有不甘,仍通过向铁道部申请科研经费、创办企业补助冻土科研项目。1988年底,张鲁新对青藏铁路再次上马失去希望,他决定离开兰州。望着火车站台上送行的同事,张鲁新问自己,“我还能回来吗?”但很快又打消了念头:“不可能再回来了。”
 
  两年后,当他在山东老家,看到音乐风光片《西藏的诱惑》中藏民磕长头朝圣,僧人边走边唱,“我从远处走来,向着一片神奇的土地”。他再也按捺不住,跑到电话局,从晚上六七点排到凌晨,同铁道部西北研究所的领导说:“我想回去。”
 
  2001年,格拉段停工23年后,再次开工建设。张鲁新28岁来到青藏高原,54岁成为青藏铁路建设总指挥部专家咨询组组长。开工典礼上,他流下热泪:“我终于有事干了,我干了一辈子终于能看到结果了。”
 
  冻土
 
  一根土灰色的桩子,立在风火山的山坡上。
 
  “你看那桩子,老人打的桩子”,2000年,还是“铁一院”地质组组员的刘争平,见到了22年前定测时留下的桩子。日晒雨淋,桩子一碰就碎了。
 
  青藏高原多年冻土区平均气温为-2℃至6.9℃,线路通过多年冻土地段约550公里,活动层寒季冻住后硬似石头,暖季融化后软如稀泥。如果修建铁路,表层冻土融化后路基不均匀沉降,铁轨呈波浪状,严重威胁行车安全。因此多年冻土是青藏铁路建设面临的三大世界性难题之一。
 
  在海拔4907米的风火山上,中铁西北科学研究院于1961年建立了我国第一个冻土观测站。
 
  青藏铁路项目三上两下,但它连续60年未停止观测。它的使命包括观测地温和高原冻土区气象等。最终风火山观测站为青藏铁路建设、攻克高原冻土难题提供了1200万个数据,为青藏铁路前期科研取得29项成果做了大量基础性工作。
 
  上世纪70年代,在我国高校教材关于冻土只有两页内容时,勘测设计者们就提出了保护冻土的原则。张树森回忆,当时将草皮覆盖在裸露的地表上,以达降温效果。
 
  俄罗斯的多年冻土地区铁路建设始于19世纪末,但直到2000年,冻土融沉冻胀引起的路基下沉、线路不平顺等病害仍高达30%以上,因此列车时速仅为45公里。
 
  上世纪60年代,美国最早发明了热棒技术,通过自身热对流,达到制冷效果。但青藏铁路冻土科研队队长刘争平介绍,2000年单根热棒成本为3700元,隔4米放置一个,高昂成本不适合我国大量应用。
 
  刘争平听过一个故事,藏民在冻土上盖的房子没有坍塌,屋里烧牛粪取暖,表层冻土也未融化,科研工作者向当地人取经,原来房子底下铺了层石头——在这基础上,科研工作者综合分析,发现了片石理论。碎石缝隙中的空气生成热对流,冷空气重,往里钻,且逐年积累降温,将表层暖季融化的冻土冻死,从而解决了多年冻土问题。这一低成本措施,最终在沿线117公里的多年冻土区应用。
 
  青藏铁路来来往往的科研工作者无数,多数人并未在历史上留下痕迹,“不知道究竟是谁发现片石理论的”,刘争平说。
 
  2006年,青藏铁路全线建成通车,冻土区时速达100公里,刷新了高原铁路运行的世界纪录。刘争平持续10年进行监测,冻土区沉降、边坡溜塌、线路不平顺等病害率小于5%,片石气冷路基、碎石护坡等措施长期有效。
 
  青藏铁路第二代总工程师张树森,1994年退休,未完成青藏线是他的隐痛。70年代胶卷珍贵,他没有一张在高原的个人照,相机只用于拍摄地质病害,叠成两折珍藏至今。
 
  曾长期在高原,张树森患上了冠心病,身体已不允许他乘坐青藏铁路列车。直到今天,碰上西宁的老同事,他都要问一嘴青藏线。听到“好着咧”,他才放下心来:“我高兴啊,没有发生重大病害,说明当年保护冻土的决定是正确的。”
 
  极限
 
  6月4日,Z21次列车驶出青海天峻县境内的新关角隧道,时隔半个多小时,阳光重新涌入车厢,乘客们发出“哇”的惊叹——这是我国最长的铁路隧道,全长32.64公里。
 
  不同于新关角隧道,乘客很难察觉到风火山隧道的存在,尽管入口轨面海拔4905米,使其成为世界海拔最高隧道。极端最低气温-37.7℃,最大风速31m/s,“最难的是人的生存”,原风火山隧道二队常务副队长罗宗帆说。
 
  2002年10月,施工头晚,青藏高原就给了他一个下马威。
 
  -40℃的低温,为防止施工用的沙子冷冻成块,两台吊车吊起了长40米、宽35米的保温棚。但狂风还是瞬间将钢管和棉布掀到了100多米高的山上。
 
  高海拔地区,走路像踩在棉花上,头重脚轻。制氧站尚未建成时,工人们背着20公斤重的氧气罐,相当于在内地负重40公斤。考虑到对高原环境的适应,招工时优先考虑青海格尔木的工人,但每次收工后,他们也要躺着吸半小时氧才缓过来。
 
  高原环境下,呆着喘口气都是奢望。那段日子,罗宗帆的体重从140斤骤降至90斤,长发及肩,皮肤黝黑。
 
  高峰时期,罗宗帆手下有300多号人,算上开挖、喷浆、铺保温板、绑钢筋等工序,隧道一天只能挺进2-4米。
 
  隧道分成两个施工队,一队打进口,二队打出口,互相竞争。2003年9月13日,离打通隧道还剩7米,两队都备上了庆功宴,争着打最后一炮。
 
  钻杆只有4米长,这种情况下,在罗宗帆打完一炮后,最后一炮就将由另一队打响。他们甚至在罗宗帆二队那侧的洞口挂起横幅:“必胜二队”。罗宗帆便叫钻工把钻杆加长到6米,凌晨3点半,用香烟点燃导火索,一声巨响,尘土四起,挖掘机一捅,对面的灯光透过缝隙照进来。
 
  罗宗帆常把青藏铁路精神“挑战极限,勇创一流”挂在嘴边。青藏铁路建设各单位编写的《青藏铁路:综合卷》中有一组数据,五年建设期间,全线接诊病人53万余人次。从格尔木到拉萨1142公里,被分成33个标段,共有21家施工单位中标,累计10万筑路大军挑战生命极限,完成了过去五十年未竟事业。
 
  2004年,离开风火山隧道前,罗宗帆爬上附近的一座山。上头面向青藏铁路的小土包里,埋着原风火山观测站党支部书记王占吉,他在上世纪80年代留下遗言:“要把我埋在风火山,一定要等到火车从身边通过。”罗宗帆捎上纸钱,在坟前点了一根烟:“老前辈,我们过来看你了。”
 
  不停
 
  6月4日上午10点多,中国铁路青藏集团公司(下称青藏集团公司)调度指挥中心,电话铃声此起彼伏,47名调度员盯着面前的一排电脑,发布调度命令。自2006年7月1日全线通车以来,这里一直是青藏铁路的“大脑”,综合分析室主任饶启龙说,“只要火车轮子不停,我们就不停。”
 
  通车15年来,没有停下的不只调度指挥中心。
 
  当乘客们抓着手机,紧贴车窗,生怕错过一处高原风景时,火车司机盯着前方1435毫米——两根铁轨间的距离,为确保安全,这是他们值乘4小时的视线范围。
 
  青藏线的火车司机,打趣自己是“离地三尺活神仙”。曾跑过三年青藏线的牟宸希说:“蓝天和铁轨连成线,云雾就卧在铁轨上。”
 
  在世界上海拔最高、线路最长的青藏铁路上开火车,并不像牟宸希描述得那样浪漫。6月8日,46岁的格尔木机务段指导司机许宝平才染两天的黑发,发根又爬上了白色。在一线开火车的11年,他右耳耳膜逐渐穿孔,手术后仍有70%的听力受损。
 
  在无人区遇上铁路养护工人,许宝平总会鸣笛打个招呼。火车没有方向盘,跑得快靠铁轨带,他知道,线路安全也离不开养护工人。
 
  格尔木工务段望昆线路车间,坐落在昆仑山下,80名员工担负着青藏线共计116公里正线以及望昆站、不冻泉站、昆仑山站、楚玛尔河站、清水河站、可可西里站6个车站、13股道和35组道岔的养护维修任务。
 
  车间书记于本藩,1982年生人,看起来却像有50多岁。他能通过步幅,认出一个人是否为同行,“轨枕间距600毫米,工人都养成了走小碎步的习惯。”车间80名员工,用600毫米的小碎步,丈量沿线116公里的线路安全。
 
  6月7日下午,海拔4765米的昆仑山站,仍在下冰碴子。
 
  “格(尔木)方无车,拉(萨)方无车,可以上道”,进行安全检查后,旦增桑珠带着十数个工人上轨作业。为了御寒、预防能烧焦皮肤的紫外线,他们一年四季穿着棉袄,戴着脖套和帽子,只露出眼睛。
 
  这天,他们有一个半小时的窗口期,其中一项任务是将铁轨的水平距离,控制在1435±1毫米内——这差不多是一张身份证的厚度,但如果轨距超出标准,严重时会导致列车出轨。
 
  测量、拧开螺栓、抽出旧垫板、装上新垫板、把旧料收入麻袋中……他们几乎不说话,光低头,机械重复着这些动作。
 
  2007年,藏族人旦增桑珠加入养护队伍,较大的工作强度,让他第一次出现头疼、胸闷、食欲不振的高原反应。在藏语里,“旦增”有不忘本的意思,他说:“汉族同胞身体不适应,咱们就多干点。”
 
  于本藩介绍,在他们车间,像旦增桑珠这样的藏族员工,占到一半以上。
 
  电气化
 
  “坐着火车到北京啊”,刘争平边说汉语,边比画着。2000年前后,他尚在勘测青藏铁路,藏族百姓就围着刘争平,混着汉语、藏语和手势,问铁路啥时候通。他们中有人只听说过西宁,没听说过兰州和西安,但所有人都知道北京。
 
  刘争平每到一处,乡亲们都会问起铁路通车时间,“藏族百姓眼睛瞪得更大些,他们深刻体会到交通的不便。”
 
  6月5日8时33分,Z21次列车停靠那曲,这是该趟车在西藏停靠的首个站点。
 
  列车上多了些身着藏袍,手摇转经筒的藏民。
 
  19岁藏族小伙强巴,与同车上岁数的藏族人不同。穿着一身夹克,背着与上衣颜色相搭的斜挎包:“这包是我从网上买的,好看撒。”言语带着四川话的尾音。在青藏线上跑了14年,列车长雷丽萍说,刚通车的时候,他们专门学习了基础的藏语,但这些年,会说普通话的藏族旅客越来越多了。
 
  每年8月1日,那曲举办赛马节,吸引不少游客。强巴此行前往拉萨,是被村支书选中,接受舞蹈培训,在赛马节期间登台演出。
 
  这是他第二次坐青藏铁路列车,那曲和拉萨相隔300多公里,打车1500块钱左右,火车票只要50.5元。近4个小时后,Z21次列车抵达终点站拉萨。
 
  青藏集团公司提供的数据显示,自2006年7月青藏铁路全线开通运营至2020年12月,货物运送量由2491万吨增长到5019.8万吨;旅客运送量由648.2万人增长到1691.7万人。
 
  一拨又一拨旅客,在拉萨站下车,首先迎接他们的是藏汉双语横幅“热烈庆祝西藏和平解放70周年”。今年正值中国共产党成立100周年,火车站外,锦簇的花团摆成了“100”的图案。
 
  拉萨市区,藏族网约车司机边巴次仁,正准备迎接拉萨的旅游旺季,那时他每天能挣1000多块钱,足以养活一家六口。他对青藏铁路赞不绝口:“把人拉来了,把钱拉来了。”边巴次仁想好了,等两个孩子大学毕业,带老婆坐上火车去北京。
 
  刘争平同西藏自治区的干部和企业打交道,常听到一句话,“解馋还是铁路来得快”。火车比公路速度更快,运量更大,是大宗货物运输的首选。这些年,他开始关注青藏铁路电气化改造,目前青藏铁路格尔木至拉萨段仍在使用传统的内燃机车。“把青藏铁路速度提上去了,就没有缺点,没有遗憾了”,刘争平说。
 
  冻土,仍是实现青藏铁路电气化绕不开的难题。刘争平在2019年就发起试验,在青藏高原打上了4米、5米、8米深的桩子,研究冻拔现象——寒季当土冻结时,嵌在土中的石块会随着土的冻胀而上升。如果这一问题未得到解决,电线杆会在寒季被拔起,电气化就无法实现。
 
  2006年青藏铁路全线通车,只是西藏铁路事业的起点。2014年8月15日,拉日铁路建成通车;今年6月25日,西藏首条电气化铁路拉林铁路也将投入运营。这两条铁路都是青藏铁路的延伸线。
 
  格拉段沿线房子不多,但有人的地方,常能见到国旗。
 
  6月6日,拉萨站,候车室塞满了旅客。17岁的四郎泽仁和母亲第一次坐火车,母子俩笑成一团,他有些不好意思,母亲问他:“那么多人,火车能装下吗?”但越来越多的藏族百姓坐上火车,他们会向家里老人介绍,火车长长的、绿颜色、能坐很多很多人。
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