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即将开通运行的青藏铁路时速可达120公里，远远高于俄罗斯等国家冻土铁路4 0公里至60公里的时速。经过多年攻坚克难，青藏铁路建设单位依靠自主创新，在高寒缺氧、多年冻土、生态脆弱三大世界性难题方面取得重要突破，填补了国内铁路建设领域多项技术空白，创造了诸多中国和世界第一。
在世界上首次提出冻土工程设计新理念
青藏铁路格尔木至拉萨段全长1142公里，其间穿越多年冻土层550公里。冻土是指温度在零摄氏度以下，并含有冰的各种岩土和土壤。冬天膨胀、夏季融沉。在这两种现象的反复作用下，道路或房屋的基底就会出现破裂或塌陷。
随着工程实践的不断积累，冻土专家和设计人员经历了一个实践、认识，再实践、再认识的渐进过程，首次提出“主动降温、减少传入地基土的热量、保证多年冻土的热稳定性，从而保证修筑在上面的工程质量的稳定性”的青藏铁路工程设计原则，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。
青藏铁路建设总指挥部指挥长黄弟福说，青藏铁路多项冻土工程措施填补了国内技术空白。在青藏铁路上有一种特殊的路基，即在土路堤底部填筑一定厚度片石，上面再铺筑土层的路基。这种长达111公里的“片石层通风路基”为国内首创，它好似散热排风扇，冬季从路堤及地基中排除热量，夏季较少吸收热量，起到冷却作用，可有效保护冻土路基稳定。青藏铁路上的桥梁达156.7公里，如此大规模采取“以桥代路”措施，在世界上还是首次。
全长11.7公里的青藏铁路清水河特大桥横架在可可西里冻土区，它是一种“以桥代路”的保护冻土措施，铁轨飞架而过可以不惊扰冻土。青藏铁路“以桥代路”桥梁达156.7公里，占多年冻土地段的四分之一。
青藏铁路开工前，有西方媒体预言：青藏铁路根本过不了风火山，这里冰厚达150多米，在冰山上打隧道难以想像。为啃下这块硬骨头，负责施工的中铁二十局成立了技术攻关组，科技人员创造性地采用“随开挖、随支护、早封闭、快衬砌”的施工方案，相继攻克了浅埋冻土隧道进洞、冰岩光爆、冻土防水隔热等20多项世界性高原冻土施工难题。
据了解，青藏铁路已完工工程的优良率达90%以上。这些全新的解决思路和工程科技创新，标志着青藏铁路多年冻土工程实践处于世界领先水平。
首次在高原制造大型制氧站
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%至60%。高寒缺氧，风沙肆虐，紫外线强，被称为人类生存极限的“禁区”。
青藏铁路建设创造了人类制氧史上的一大奇观。青藏铁路风火山隧道轨面海拔4905米，是目前世界上海拔最高的铁路隧道。这里氧分压最低为10.87千帕，空气中氧气含量只有平原地区的50%。中铁二十局指挥长况成明突发奇想：能不能研制出一个巨大的制氧站，像锅炉供应蒸汽一样源源不断地向施工现场和宿舍输送氧气？按照这一思路，这个局和北京科技大学合作，创造性地提出了有压吸附，高原低气压直接解吸的变压吸附制氧工艺，建成了世界上海拔最高的3台大型制氧站，每小时可制氧42立方米。源源不断的氧气通过钢管输向施工隧道的掌子面，工地海拔相当于下降了1000米。这项“青藏铁路风火山隧道制氧、供氧系统研制与应用”的科技成果，填补了世界高海拔制氧技术的空白，并很快在建设全线推广使用。
黄弟福说：“青藏铁路沿线建立了17座制氧站，4万名职工每人每天平均强制性吸氧不低于2小时，沿线配置了25个高压氧舱，如此大规模使用氧气，在人类建设史上还是首次。”
青藏铁路建设单位在沿线建立了三级医疗机构，设立一级医疗机构115个、二级医疗机构23个、三级医疗机构6个，上场医务人员600多名，平均不到10公里就有一座医院，职工生病在半个小时内可以得到有效治疗。
中国工程院院士吴天一说：“青藏铁路建设中创造的高原制氧和供氧系统、高原病防治综合措施，有效保障了参建人员身体健康。青藏铁路建设实现高原病零死亡，这是世界医学史上的奇迹。”
首次构建全程监控环保模式
青藏高原由于特殊的地理环境和严酷的气候条件，如何保护沿线独特而脆弱的生态环境，一直是摆在建设者们面前的一道难题。
铁道部第一勘察设计院青藏铁路项目总体设计师李金诚告诉记者，青藏铁路建设者从立项开始，就对沿线自然保护区、生物多样性和多年冻土环境状况进行了8次大规模现场调研、踏勘和采样。用获得的试验成果指导青藏铁路建设的环保设计和施工，在攻克生态脆弱难题中起到重要作用。
为保护藏北草原，科研人员首次在海拔4300米至4500米高度地段种植和移植草皮获得成功。据铁道部副部长孙永福介绍，青藏铁路唐古拉山以南段大面积种植和移植草皮，对帮助铁路沿线恢复生态起到非常重要的作用。
在移植草皮的同时，建设者还有效地保护了被称为“高原肾脏”的高原湿地。规划中的青藏铁路古露车站位于西藏自治区北部羌塘草原，需要占用14万平方米的湿地。专家提出，湿地上的牧草不同于普通牧草，离开充足的水分将不能成活，除非再造一个与原来相同的湿地环境。建设者先在原湿地旁植被稀疏处挖出与湿地等高的洼地，将湿地水引入其中，营造湿地环境，再将车站用地上的牧草连根挖出半米深，一块块植入人工湿地内。“人造湿地”建成后，经过3年观测和比较，目前古露湿地草皮移植成活率达98%以上，已与高原自然湿地基本适应。这是世界上首次在高寒地带人造湿地获得成功。
国家环保总局、国土资源部、水利部、国家林业局等多次检查后认为，青藏铁路运用科技手段进行环保的经验，填补了我国大型工程环保建设领域的多项空白。(完)
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