亘古未有的跨越:破解“三大难题”

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青藏铁路的建设难度举世公认。美国火车旅行家保罗・泰鲁在《游历中国》一书中写道：“有昆仑山脉在，铁路就永远到不了拉萨。”

瑞士一位权威隧道工程师评论：穿越昆仑山的岩石和坚冰根本不可能。然而，青藏铁路的建设者以大无畏的勇气和智慧，攻克青藏线“三大难题”，为世界瞩目。

筑就世界冻土工程奇观

复杂的冻土环境，是制约青藏铁路建设的第一大世界性难题。青藏铁路穿越了500多公里的多年冻土地区。冻土随气温变化胀缩，会导致路基破裂或塌陷。由于冻土病害，世界冻土区铁路列车时速一般只能达50公里。与加拿大、俄罗斯等国冻土相比，青藏高原冻土纬度低，日照强烈，加上地质构造运动频繁，其复杂性和独特性举世无双。

我国早在1961年就在青藏高原风火山建立了观测站，开展冻土研究。科技人员共测取了1200多万个涵盖高原冻土地区各种气象条件和地温变化的数据，积累了极为宝贵的第一手资料。科学家们对青藏公路沿线的多年冻土进行了多学科、综合性的科学考察，奠定了坚实的冻土学理论基础。

根据多方面的研究成果，专家们总结出了不同冻土地温带的青藏铁路工程设计原则，广泛借鉴和吸收国内外成功经验，创造性地采取了解决冻土施工难题的相应对策：对于不良冻土现象发育地段，线路尽量绕避；对于高温极不稳定冻土区的高含冰量地质，采取“以桥代路”的办法；在施工中采用了热棒、片石通风路基、片石通风护道、通风管路基、铺设保温板等多项设施，提高冻土路基的稳定性。

青藏铁路现有的冻土工程措施，从其工作原理上可分为三类：

一是调控辐射措施，即在路基顶部和路基边坡铺设遮阳棚、遮阳板，减少到达地面的太阳辐射；

二是调控对流措施，即通过路基结构形式强制土体产生对流效应，有效利用自然冷能资源来保护多年冻土，如片石通风路基；

三是调控传导措施，路基铺设保温材料、热棒(桩)、加高路基高度等措施，改变土体热传导过程。

在青藏铁路工地，你会看到有一种特殊的铁路基，即在土路堤底部填筑一定的厚度片石，上面再铺筑土层的路基。这种多孔隙的片石层通风路基是效果较佳的保护冻土方法，好似散热排风扇，冬季从路堤及地基中排除热量，夏季较少吸收热量，起到了冷却作用，能降低地基土温度0.5℃以上。青藏铁路片石通风路基长达111公里。

再有就是以桥代路措施，这是目前最可靠的方法，桥梁桩基深入地层二三十米，即使地面冻土有大的变化，也不会对铁路造成威胁，能有效地抵抗未来温度升高的影响。青藏铁路“以桥代路”桥梁达156.7公里，铁轨飞架而过却不惊扰冻土，如此大规模采取“以桥代路”措施在世界上还是首次。

在青藏铁路清水河实验段，两排直径约15厘米、高约2米的“铁棒”插在路基两旁。这些铁棒就是热棒。热棒又叫无芯重力式热管、热虹吸管，它是一种高效热导装置，具有独特的单向传热性能：热量只能从地面下端向地面上端传输，反之不能传热。可以说是一种不需动力的天然制冷机。

热棒在冻土病害维修方面比较实用，在铁路路基出现冻土病害时，使用热棒可以很快起到“药到病除”的效果，所以专家称之为冻土工程的“青霉素”。大规模使用热棒后可以保持青藏铁路沿线多年冻土处于良好的冻结状态。

此外，参建单位遵循科学、求实创新，大力推广使用新设备、新材料、新技术和新工艺，最大限度地释放先进生产力，确保青藏铁路工程质量经得起历史检验。

将绿色种植在心里

当青藏铁路修到家门口时，那曲县古露镇党委书记阿旺有些担心：这里是藏北羌塘草原上水草最丰美的地区，修建铁路会不会破坏草原？可铁路建设者在古露湿地建火车站时，投资110多万元，成功移植并建设了8万多平方米人造湿地。阿旺放心了：“虽然修铁路占用了一些草场，但是这里的绿色却没有减少。”（新华社记者2005年7月的报道）

生态脆弱，是青藏铁路建设遇到的第二大难题。为了解决这个难题，青藏铁路开工之前，就确立了预防为主、保护优先、开发与保护并重及环境评估指导设计、施工原则，控制施工阶段的环境污染和生态破坏，全面推行施工阶段的环境监理制度，确保实现“多年冻土环境得到有效保护、江河水质不受污染、野生动物迁徙不受影响，努力建设高原特色的生态环保型铁路”的目标。在设计时就注意尽量减少对生态的影响，在自然保护区内，铁路线路遵循“能避绕就避绕”的原则进行规划。青藏铁路施工场地、便道、砂石料场的选址都经反复踏勘确定，尽量避免破坏植被。对植被难以生长的地段，在施工时采用逐段移值的方法，对自然条件稍好的地段，进行人工培植草皮。

按照这一原则，设计者们提出一流的设计目标，即努力使青藏铁路运营速度世界领先，线路病害率最低，使青藏铁路成为优质、高效、代表高原铁路先进生产力发展的现代化铁路。在线路选线上，贯彻环保理念，从基础工作落实环保思想。对沿线穿越的可可西里等10个自然保护区进行了绕避，铁路尽量靠近青藏公路，尽量减少对环境的影响。在全线工点设置上，充分注意环境保护与防止水土流失，在沿河沟、靠近山坡的地方多采用顺河架桥方案，以保护环境。对冻土斜坡湿地、沼泽化湿地、唐古拉山以南非冻土地带的草地，采了“以桥代路”方案，减少对值被的破坏。

同时，在工程设计中，充分考虑到野生动物跨越铁路的需要，预留了大量动物通道。根据沿线藏羚羊、野牦牛等野生动物的正常生活、迁徙和繁衍，野生动物通道的设置，不仅征求了专家和保护区工作人员的意见，还走访了当地的农牧民。野生动物通道设计主要采用两种方式，一是在青藏铁路野生动物出没点尽可能地架设桥梁，桥下自然形成动物通道，二是在铁路上空架设专供野生动物出入的“立交桥”。

五道梁至楚玛尔河一带是藏羚羊迁徙的必经之地。为了保证它们自由迁徙，青藏铁路建设单位设立了四处野生动物通道。其中长11.7公里的清水河特大桥和长4公里的楚玛尔河特大桥，是根据“以桥代路”方案设计的，桥墩和桥墩之间共有近3000个桥孔可供藏羚羊通过。

据设计单位铁道第一勘察设计院介绍，在青藏铁路唐北段和唐南段的设计中，分别设置了野生动物通道25处和8处，通道形式有桥梁下方、隧道上方及缓坡平交3种形式。其中桥梁下方通道13处、缓坡平交通道7处、桥梁缓坡复合通道10处、桥梁隧道复合通道3处。对于高山山地动物群，主要采取从桥梁下方和路基缓坡通过的通道形式。

另外，在铁路建设史上首次引入了环保监理，参建单位与青藏两省区环保部门都签订了环保责任书，主动接受监督检查，推行环保监理和环保检查、工作记录、措施审查、工程核对优化及奖惩等一整套较为完善的环保管理制度体系，对优质样板工程实行环保一票否决制。

为了突出环保理念，青藏铁路的站房设计体现了建筑与高原景观相融和的特点。在青藏铁路的站房建筑设计中，坚持人性化、特色化、文化性、景观性四项原则，对每个车站建筑至少做出三个不同的设计方案，对全线不同类型的17个站房均进行了优化、比选设计，使站房设计在考虑实用性的基础上，更体现出建筑与景观、藏域文化和谐呼应的人文特色。同时，设计中还考虑广泛运用太阳能等清洁能源。

2005年6月，青藏铁路建设总指挥部的电子监测证实，大批藏羚羊通过铁路沿线的野生动物通道自由迁徙。环保总局等部门的调查表明，青藏铁路开工建设以来，沿线冻土、植被、湿地环境、自然景观、江河水质等，得到了有效保护，青藏高原生态环境未受明显影响。

技术的革命与创新

“高寒缺氧”是青藏铁路建设遇到的第三大难题。青藏铁路格拉段海拔高，含氧量仅为海平面的50%左右，自然条件十分恶劣。根据高原特点，坚持“以人为本”的设计理念，在勘测、施工和运营中大量采用了机械化作业，建立健全覆盖全线的三级医疗保障体系，建立生活供应基地，克服和减轻现场人员的高原反应，确保其生命安全。

首先，设计中提高了线路标准。目的是确保列车安全快速通过高原，尽可能地减少高原缺氧对旅客的影响。适度提高设计标准，适速加大曲线半径。全线设计路段最小曲线半径为1200米的路段长达850公里，超过线路全长的70%，全线设计时速都超过100公里，非冻土地段达到120公里。

其次，在施工过程中，采取了一系列的保障措施。施工机械设备的选择以“选用大型设备，少用小型设备；选用带增压设备的、先进的掘进、钻孔、开挖及运载机械”为原则，尽量降低施工人员的劳动强度，提高工作效率。在隧道施工中，采取弥漫式供氧等措施，加强洞内通风，确保在高原缺氧及不良生存条件下施工人员能正常、安全工作。房屋结构采用轻型拼装式模块化设计，减轻了施工人员的劳动强度，加快了建设进度。

青藏铁路海拔4000米以上的地段占全线85%左右，年平均气温在零摄氏度以下，大部分地区空气含氧量只有内地的50%-60%。高寒缺氧，风沙肆虐，紫外线强，自然疫源多，被称为人类生存极限的“”。如何在严酷的高原环境下确保建设者生命安全，也是一项世界性难题。

为解决这一难题，参建单位坚持“以人为本，卫生保障先行”，建立健全了三级医疗保障机构。铁路沿线共设立医疗机构115个，配备医务人员600多名，职工生病在半小时内即可得到有效治疗。同时，对职工进行定期体检，安排职工到低海拔地区轮休。 在海拔4600多米的昆仑山隧道施工时，施工人员背着5公斤重的氧气瓶，边吸氧边工作，在近一年的施工中，共消耗5公斤瓶装氧气12万瓶。中铁十七局在工地宿舍内安装供氧管道，只要打开阀门，随时可以吸氧。在海拔4905米的风火山隧道施工中，中铁二十局建成大型制氧站，将氧气输向施工隧道，使洞内氧气含量达到80%左右，相当于使工地海拔下降了1000多米。据了解，青藏铁路沿线共建立了17座制氧站，配置了25个高压氧舱，数万名职工每人每天平均吸氧不低于2小时。 在强有力的医疗保障体系下，青藏铁路开工以来，累计接诊病人45．3万多人次，治疗脑水肿427例，肺水肿841例，无一例死亡，创造了高原医学史上的奇迹。

最后，在运营阶段也有相配套的保障措施。这些保障措施包括，第一，在满足运输能力的前提下，近远结合考虑车站分布，最大限度的少设车站，以利减少现场设施、人员并节省工程投资及维护费用。第二，应用国内外先进的信息化技术从而减少了车站地面信号设施及定员。在信息化技术得到广泛应用的前提下，全线的车站除办理商务作业的车站外，其余车站均实行无人化管理。第三，建立新的维修管理机制。充分利用格尔木既有专业段，不再新设车务、工务、电务、水电、房建段。线路维修和大修采用大型养路机械进行作业。由于采用了高标准的可靠的设施及免维修、少维修的设备，因此其它设施或设备维修委外完成，以便减少定员。

可以说，因为成功地破解了三大难题，在世界铁路建设史上，任何一条铁路的跨越都没有青藏铁路的跨越那样令人感到神奇和振奋，它所跨越的不仅仅是世界屋脊上那些白雪皑皑的陡峭山峰，更为主要的是在这些跨越中，实现的是生命极限的大跨越、生理极限的大跨越以及技术难关的大跨越。伟大的建设者向全世界展示了他们挑战极限，征服自然的永久意义。

“厕所革命”等显现的以人为本

在高原，上厕所也是一件“要命的事”。2001年，中国科学院寒旱所研究员吴紫旺，给铁道部副部长孙永福写了封信：“修建青藏铁路，千万注意死神会躲在厕所里拉你的职工。我在高原生活了整整28年，见到许多人因为起夜，患了感冒，转成脑水肿，后来丢了命。”

这封信引起孙副部长的重视。他想，职工夜间不起床不可能，拉肚子怎么办?为了防止感冒。孙副部长带着这个问题，来到中铁十二局集团指挥部。他建议这个局做试验，来一场“厕所革命”。

2001年7月，中铁十二局先遣队一到高原，就有十几名职工感冒病倒。感冒在内地是个小病，可在青藏高原稍不留神就会引发急性脑水肿、肺水肿。指挥长余绍水带领20多名医务人员深入施工现场，像进行病学调查一样了解感冒的原因，不放过任何一个可能致病的疑点，最后他们也将目光盯在职工夜间出户“方便”的环节上。因为工地住房密封保温，室内外温差高达20℃。厕所设在室内，容易污染室内空气，设室外，职工夜间出户上厕所又容易着凉受冻。

情况果然像吴紫旺所说的那样。于是，孙副部长建议中铁十二局“建个木头房子式的活动厕所”，几天之后，这种设计独特的流动厕所运抵无人区。活动厕所晚上推到宿舍门口，白天再推走。从此，职工感冒发病率大大减少。孙副部长说：“这场‘厕所革命’看上去是件小事，但关系到职工健康，关系到队伍的战斗力。”

此外，青藏多半地段是无人区。开工之初，这里没有人家，没有商店，没有电视，不通电话。远离内地繁华都市的人们，精神上、心理上最难忍受的就是孤寂。在关心职工物质生活的同时，青藏铁路建设单位也格外关注职工的精神生活。各参建单位普遍开展了工地生活、工地卫生、工地文化的“三工建设”活动，以丰富职工的精神文化生活。“让工人们不再寂寞”成了工地上一句响亮的口号。

中铁四局在上场之初，为了让职工能和家人联系，规定每个工人每月可用指挥部的卫星电话免费通话3分钟。他们亲切地称之为“温馨三分钟”。后来，有的单位将铁通程控电话按到了工地，并为职工办理“亲情卡”，使他们经常可以和家人通话，交流感情；有的单位建起职工文化室，开展了工地摄影展、卡拉OK演唱会等活动。很多工程局在工地置办了电视机、DVD机，安装了闭路电视接收天线，职工们居然可以收看到足球赛。现代文明与荒漠联姻，建设者们开始远离孤寂。

一个个的细节，体现了青藏铁路建设过程中以为人为本的理念。正因为如此，那些挺进“生命”的人们，才能一次又一次跨越生命的极限，谱写着世界铁路建设史上的奇迹！