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破解冻土难题 铺就高原天路

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作者: 侯燕妮发布时间: 2017-09-13 09:46:14来源: 陕西日报

8月11日,位于西安的中交第一公路勘察设计研究院有限公司主持召开“多年冻土高速公路建设技术国际高层论坛”,会议邀请到了国内外23位知名专家,共同探讨交流“在高原多年冻土区修筑上千公里大尺度宽幅高速公路”这一世界难题。“今年8月1日刚刚建成通车的共和至玉树高速公路穿越250公里退化性多年冻土区,是世界首条高海拔高温退化性多年冻土高速公路,试验并突破了系列关键技术,整体达到国际领先水平,是我国对国际冻土工程研究领域的又一重大贡献。”该院党委书记汪双杰自信地宣告。

他口中的共玉高速,正是由中交一公院负责项目全线的总体设计并承担科研攻关任务。7年的建设中,他们是如何攻坚克难,才创造出这样的奇迹?

坚守生命禁区,勇攀科研高峰

8月13日,考察组的车队奔驰在青藏高原广袤的腹地,沿线城镇、人口稀少,随着海拔的不断攀升,空气逐渐变得稀薄。花石峡观测基地位于海拔4280米的高原腹地,是冻土工程国家重点实验室的室外观测基地。据介绍,这是全球最大、功能最全的冻土工程野外暴露试验场,是世界冻土工程研究的主要基地。基地可长时间观测冻土路基、桩基的变形,并通过传感器把数据实时传给后方,为长期研究冻土变化规律提供了宝贵数据。无论冬夏,科研人员都需要常年坚守在这里。

共玉高速的修建过程,是一场人类和大自然较量的过程:

——在高海拔高寒地区修建高速公路,要穿越连续多年冻土区,属于世界级难题,建设难度大;

——高海拔高寒地区地质病害多,地形地质条件复杂,隧道设计技术难度大,桥梁也需要进行特殊设计;

——穿越连续多年冻土区,穿越可可西里和三江源国家级自然保护区,沿线生态环境脆弱,环境保护压力大;

——沿线高寒缺氧,气候条件恶劣,对工作人员的健康保障提出了更高的要求。

但是,这条路是国家高速公路网的重要组成部分,也是通往玉树地区的“生命线”。迎难而上,是他们唯一的选择。

创新工艺,终圆冻土上的高速梦

在业内赫赫有名的中交一公院坐落在古城西安,这是一家有着近半个世纪冻土研究史的设计院。

面对国家需求,一公院科研人员迎难而上,积极投入技术攻关,充分消化吸收青藏公路整治工程中有关冻土施工的研究成果,为共玉高速“量身定制”新技术、新工艺。

作为“共和至玉树高速公路建设关键技术”的项目负责人,汪双杰介绍道,一公院创造性地采用“通风换气”——通风管路基、片(块)石路基,“隔离遮盖”——黑色防护网遮盖工艺、XPS隔热板路基,“热量传导”——热棒路基等技术手段,一点点啃下了这块“硬骨头”。

作为我国首条穿越青藏高原多年冻土区的高速公路,共玉高速公路的生态防护技术是其“绿色亮点”。这条路也因此被沿线群众称赞为“草原上‘长’出来的公路”。汪双杰介绍,一公院创新三江源区高寒脆弱生态路基修筑无痕化施工技术,提出退化草场草皮移植复垦技术以及高寒地区植生袋最佳物种、保水剂及营养肥的配比用量,将青藏高原宝贵资源草皮充分利用,以草皮移植边坡防护替代原设计窗孔式、菱形骨架防护,完成1000余万平方米,节约工程建设投资7亿元以上。这项创新实施的“公路路基高边坡草皮生态防护技术”获得青海省职工科技创新成果一等奖。

目前,科研项目“青海省共和至玉树(结古)公路建设关键技术”成果经鉴定达到国际先进水平,获得2015年度“中国公路学会科学技术奖”特等奖。同时,“共和至玉树高速公路多年冻土路基工程关键技术研究”等5个科研项目,已通过鉴定验收,3项达到国际领先水平,2项达到国际先进水平。

40年攻关,为国家重大项目提供支撑

“加拿大地广人稀,冻土地区只铺筑了砂石路,冻土上建设高速公路在世界上都是难题,中国冻土研究在短短四五十年内取得如此成就,让人刮目相看。”加拿大曼尼托巴大学岩土工程博士詹姆士·M·欧思文感叹地说。

在共玉高速之前,中交一公院已坚守高原40余年,围绕着青藏公路的历次整治改建,探索形成的冻土工程研究方法与测试技术,奠定了我国冻土工程的研究基础,创建了我国冻土工程理论与技术体系。2015年,依托中交一公院建设的“国家高寒高海拔地区道路工程安全与健康国家重点实验室”被科技部批准成为国家级重点实验室。这不仅为已建成的青藏公路、青藏铁路、共玉高速等国家重大工程提供支持,还将为尚未开建的青藏高速提供技术支撑。

西藏自治区首府拉萨至今仍是“高速孤岛”。老青藏公路通车60余年,早已不堪重负,建设青藏高速公路再一次被提上国家议程。2014年,一公院“高海拔高寒地区高速公路建设技术”研究入选国家科技支撑计划,这是近10年来交通运输部唯一的道路支撑项目。2017年5月4日,该项目通过专家组验收。专家认为,项目研究成果是我国高海拔高寒地区高速公路建设技术的系统集成、创新与超越,体现目前这一技术研究的前沿水平,标志着我国青藏高速公路建设有了成套技术支撑。

据介绍,这项重大技术专项也将助力“一带一路”建设,推动由东向西跨越青藏高原、喀喇昆仑山脉、帕米尔高原、西伯利亚等高寒高海拔地区的交通基础建设。初步估计,穿越“丝绸之路”达1.2万公里的公路交通建设需要提供冻土技术保障。

(责编: 央卓)
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