第四零七章 高原冻土解决办法

    自从进场之后，舒城便对高原冻土的解决方案，进行了一系列的学习研究，想知道铁路建设中，是如何解决高原冻土问题的。

    和林小勇经过一个星期的讨论，终于明白了高原冻土的解决方案。

    而今天，舒城开这个会议，就是为大家普及一下，高原冻土的处理办法。

    听到舒城的话，林小勇顿了顿开口道：“高原冻土，这个名字，想必大家不会陌生，其实高原冻土，就指在高原上持续冻结状态两年或两年以上的含冰的土壤，土壤中含的都是冰渣。在冬天，它会产生冻膨，导致土壤隆起，而夏天却会出现热融，就是土面下沉，周而复始，使地面变得凹凸不平。”

    其实说白了，就是土壤受冷就结冰，一旦结冰，参杂在土壤中的水分成冰，体积增大，便会膨胀，导致土壤隆起。

    一旦温度升高，冰便会融化，参杂在土壤中的冰化成了水，体积减小，土壤就下沉。

    高原地区，随着温度的升高和降低，就不断的重复着两种状态。

    如果在这种土壤上，修建铁路，是人都能想象的出。

    一到冬天，土壤膨胀，铁路就鼓起，这一个包那一个包的，导致铁路不平，在这种铁路上，还敢跑火车？

    再到夏天，冰融化成水，土壤便成了一个个坑，在其上面的铁路，也随之下沉。

    一些严重地带，随着年度的增加，下部冻结的冰并不会融化，日积月累，导致冰层越来越厚，隆起及其剧烈。

    铁路上，钢轨的坡度和两根钢轨的高差，是有规定的，一旦超过这个规定，很有可能就会发生出轨事故。

    因此，在没有解决冻土问题之前，谁也不敢在这种土壤中修建铁路。

    从外国在冻土上建设铁路就能看出，建成之后，就没跑过车的。

    而施工技术活动，对冻土的影响，尤为剧烈，在多年冻土上修建铁路路基以后，改变了地表和大气的热交换条件，使多年冻土地温重新进行热平衡调整。

    由于冻土的冷胀、融沉特性，冻土路基普遍存在严重病害。

    “我国经过长达半个多世纪的努力，一位位老一辈，前仆后继，终于找到了几种解决冻土上修建铁路的办法。”林小勇继续道。

    对于林小勇的讲话，众人都没有打搅，不止是技术人员，连项目部其他成员，都很好奇的望着林小勇，想知道冻土的解决办法。

    “在现有的高原冻土解决方法里面，有三种比较通用的方法，可以解决高原冻土问题，而这三种解决高原冻土问题的方法，分别是根据冻土冻结的深度和严重性来划分的。”林小勇继续道：“对于一般的冻土层，冻土厚度不是特别深，冻土表面也没有水和沼泽，这样的冻土层，我们称之为第一种冻土，也属于轻微冻土。”

    第一种冻土，就是冻结深度不太严重，这种冻土因为含水量稍微少一些，冬天和夏天对它的体积影响较小，但依然有影响，只是隆起和下沉量不是特别多而已。

    即便这样，也得考虑地基下沉因素，毕竟天路线可以说是百年大计，党和国家领导人，都极其重视。

    哪怕下沉一公分，又隆起一公分，造成铁路出现一个个三角坑，火车都可能倾翻。

    因此，任何人都不敢大意。

    “第二种，算是中度冻土，就是冻结的深度，比第一种要严重，冻结的深度更深，随着气温的变化，土壤上升和下降较为严重。”林小勇又道。

    对于第二种冻土，就是在第一种冻土上，冻结的深一些。

    从昆仑山到唐古拉山这段距离内，昆仑山地界开始，越往唐古拉山，冻土的厚度，会随之变化，呈现阶梯型。

    而昆仑山开始地段，冻土并不是很严重，继续往唐古拉山地段，冻土逐渐变得严重起来，最后更是有永久冷冻层。

    “最后一种，也是最复杂的冻土，也可以称之为重度冻土。这部分冻土，一般位于沼泽地带，而且冻土深度多的达几百米，在下面是永冻层，如何在这种冻土上建铁路，最为困难。”林小勇继续道：“因为随着温度的变化，沼泽就像泥潭，冻土板结，可以过车，夏天就深陷，对地基的影响及其严重！”

    一直以来，如何在冻土沼泽上修建铁路，才是铁路科研人员最为关注的事情，在这方面的研究，长达半个多世纪。

    为何将冻土分成三种，又使用三种不同的解决办法，主要原因，还是考虑到预算投资等事情。

    区分完三种冻土之后，林小勇继续道：“对于解决冻土的办法，设计院给出的答案是：尽量不扰动原有地层，通过某种办法，让冻土的温度，保持在一个范围内。让冻土不会因为温度的变化，而出现隆起和下沉情况，如此一来，保证线路的稳定性，确保行车安全。”

    说白了，就是控制冻土的温度，一旦冻土的温度控制在某个很小的范围内，不会受外界气温的影响，就不会有下沉和隆起情况出现。

    这种办法，就是以‘冷却路基’为手段的积极的保护冻土原则。

    可如何达到这个目的，才是关键所在。

    像青藏公路等工程的建设，也存在冻土区域，前期施工地段，却不是这样考虑的。

    当时修建青藏公路的时候，遇到冻土区段，常用的办法都是增加热阻力为手段，来保护冻土原则。

    这种办法，就是采取不开挖，多填路基的原则，可当温度变化较大时，冻结和融化厚度不一致时，依然会出现下沉剧烈等情况，最终导致路面破坏严重。

    “对于第一种轻微冻土，设计院给出的办法叫片石砌冷路基，也叫抛石路基，抛石路基又分为两种，一种叫抛石护坡路基，另外一种叫抛石气冷路基。”林小勇介绍道。

    其实在提出这种抛石路基之前，科研工作者们先做了另外一个试验，还有另外一种办法，也能解决高原冻土问题。

    这种办法，叫着通风管路基。

    通风管路基，顾名思义，就是在路基下面，并排着埋设一根根混凝土管，就像我们见过的，从路下面埋设一根水管一样，只是通风管路基，是埋设一大排的管道。

    冬天的时候，空气有较大密度，在自重和风的作用下产生对流，带走管内的温度，并不断的将周围土体的热量带走，降低基底地温，达到保护冻土的目的。

    说白了，就是到了冬天的时候，冷空气从管子里穿过，带走管子里和周围土壤的温度，冻土的温度便不会因为在上面铺设了路基，而导致热量传输不出去的情况出现。

    但是，通风管路基有一定的局限性，它受管径、风向、管内积雪、积沙等因素影响。

    比如管径不够大，夏季的时候，管内的温度对流时没法将热量带出去，对冻土就会产生影响。

    还有风向，高原上，风的方向不可能正好和你的路基通风管一致，风正好可以从通风管穿过，一旦风没法从通风管通过，里面的热量便带不走，对冻土也有影响。

    另外，管内积雪、积沙就更加不用说，空气对流不通，热量就没法带出去。

    除此之外，还有另外一个最为关键的原因，通风管路基，造价太高，如果天路线都使用这种形态的路基，天路线的预算，搞不好要多好几成。

    因为通风管路基的局限性，让铁路科研工作者们沉思，是否有其他办法，来代替通风管呢？

    经过长时间的研究，铁路方面的领军人物，在一次偶然的机会，发现了一个奇怪的现象。

    他们发现，在堆积石头的地面，这块土地周围的温度，普遍较低，于是便对石头，展开了研究。

    经过研究发现，石头堆积在一起，在没有其他杂物的情况下，具有二极管热传导作用。，

    也就是说，堆积在一起的石头，可以产生空气的对流，从而带走土壤中的温度，降低土壤的温度。

    “抛石护坡路基，就是在路基斜坡上，增设抛石层；抛石气冷路基，就是在路基垫层之上，设置一定厚度和孔隙度的抛石层。由于抛石层的孔隙性大，空气可以在里面自由的流通。当夏季表面受热后，热空气上升，抛石中气体处于热传导状态，带走热量，且仍能维持较低温度，防止热量往下传播。”林小勇道。

    在舒城看来，抛石路基，目的就是一个，夏天，通过空气对流，带走土壤中是温度，同时，抛石还能遮挡阳光，阻止温度传入冻土层，让冻土保持一个相对稳定的状态，不至于融化下沉。

    冬天，冷空气可以通过抛石下渗，抛石中的抛石依旧处于热对流状态，较多的冷空气传入地基，冻土更加板结，稳定路基。

    这种‘冷却路基’的办法，也是天路线，使用的最为广泛的一种办法，加上这种路基的造价并不是很高，利于推广应用。

    唯一需要注意的是，对抛石的粒径大小的选择，有一定的规定，还有就是抛石之间，不能有杂物，以防影响空气对流效果。

    当林小勇介绍完第一种高原冻土解决办法，便开始为大家介绍第二种解决办法。