冻土，挺进西藏的地下天门

——纪念青藏铁路通车20周年特稿

朱海燕

青藏铁路原定于1982年全线修通，由于冻土和其他原因，工程不得不在上世纪70年代末下马。550公里的多年冻土是青藏铁路的地下天门，能否攻克冻土施工，是青藏铁路能否挺进拉萨的关键所在。

邓小平在世时，曾询问西藏自治区第一书记阴法唐，冻土能克服吗？

为了铁路早日进藏，邓小平批准放弃青藏铁路，选择其他进藏途径。当其他道路暂时走不通时，他再次决定：铁路进藏，还是走青藏线好！

2001年6月29日，搁置了20多年的青藏铁路重新上马，同时，人们更加关注，冻土施工的难度如何攻克？更想了解几十年来青藏高原冻土科研工作的所经所历。

小题：冻土地区筑路是世界性难题，但绝不是禁区。中国科研工作者，从上世纪60年代开始，向冻土发起科技攻关。

青藏铁路的主要技术难题是高原多年冻土地区筑路技术问题，这是世界性难题。世界上几个冻土大国俄罗斯、美国、加拿大与中国，为解决此项技术难题都付出长时间的艰苦努力。

俄罗斯与加拿大多年冻土分布均占其国土面积的50%以上，在多年冻土区筑路已有100多年历史。从1892年，俄罗斯开始修建莫斯科至海参崴这条穿越西伯利亚的大铁路，1905年建成通车，至今已121年。由于有了铁路，决定了俄罗斯必须在多年冻土地区建设永久性城镇与正规化的道路。因此，他们必须坚持不断地为冻土地区铁路和居住的建筑进行科学研究与工程实践。目前，俄罗斯在多年冻土地区修建铁路长达1800公里以上的铁路干线有七条，其中最著名的就是修建至海参崴的大铁路，此线跨越冻土地区2200公里以上。1976年，俄罗斯横贯西伯利亚的第二条铁路从贝加尔湖至阿穆尔的贝阿铁路动工。铁路从贝加尔湖的乌斯季库特到阿穆尔的共青城，全长3145公里。铁路沿线的地理与气候相当恶劣，部分地区冬季温度低正零下70度。线路走向有65%通过永久冻土带和沼泽地区。目前，俄罗斯还在向北延伸的秋明至鄂毕湾，滕达至雅库茨克的两条铁路几乎全部在多年冻土上修建。在俄罗斯欧洲部分也有三条铁路穿越多年冻土地区，其中最著名的是莫斯科至沃尔库塔并延至马尔半岛的铁路。仅这七条铁路干线多年冻土路基就达到15000公里以上。

加拿大有三条铁路干线，由南向北穿越冻土带，即埃德蒙顿至海里弗，里贾纳至丘吉尔港，七岛港至谢弗维尔。这三条干线穿越冻土在2000公里左右。

美国在阿拉斯加南部的苏厄德至中部的费尔班克多年冻土区，也修筑了全长750公里的阿拉斯加铁路。

我国的青藏铁路的冻土有别干以上各国的冻土，其冻土处于高海拔地区，决定了冻土施工的难度大。如果冻士不是在海拔4000米以上，可能谁也觉得没有问题。但是海拔4000米也好，海拔5000米也好，冻土性质和海拔1000米的冻土是一样的，即多年冻土的整个热转换性质没有变。但是，冻土有一个相变，主要是因为它存在着冰。冰有个相变，遇到天气的冷暖它的承载力出现一种不稳定现象，也就产生了一个力系变化。

中国作为世界冻土大国在冻土研究方面起步较晚，严格说来，还是俄罗斯的学生。我囯第一代冻土专家周幼吾、童伯良、谢自楚、谭立木等人，都是50年代末、60年代初从莫斯科大学学成归囯的留学生。由于科技人员艰苦卓绝的努力和对先进科学技术的借鉴与消化，经过数十年的努力，为青藏铁路建设打下坚实的基础。

从某种程度说，青藏铁路的冻土研究受孕于高原公路的施工实践。我国冻土地区的工程以青藏公路和青康公路最为知名，前者跨越多年冻土地带550公里，后者跨越冻土地带330公里，两者均有40多年通车运营的历史。

青藏公路自50年代通车以来，先后进行了几次改造和整治，积累了丰富的实践经验，而我国最权威的冻土专家周幼吾、童伯良、吴紫汪、程国栋等技术权威均在公路建设中一展身手，他们的科研成果对青藏铁路的冻土攻关有着直接的指导意义。

另外，从铁道部的角度看，自上世纪50年代开展青藏铁路的前期规划工作以来，铁道部十分重视在高原多年冻土区筑路所面临的工程地质问题。虽然40多年中曾经几上几下，给高原多年冻土科学研究工作的系统性、延续性造成一些损失，但从整体来看，在党中央、国务院几代领导人的亲切关怀下，我国的科学研究工作者一直没有放弃高原多年冻土地区筑路技术及其相关学科的科学研究，尤其是作为多年冻土研究之本的风火山冻土定位观测站，以及其后中国科学院创建的五道梁冻土气象观测站的观测研究工作始终没有间断，对铁路的上马起到不可替代的作用。

对40多年的科研历史我们不妨详细列出，以告读者：

1960年，莫斯科大学毕业的我国冻土研究先驱者周幼吾、童伯良、谢自楚，在我国冰川冻土学科创始人施雅风先生的倡议和带领下，开始对青藏高原的多年冻上全线考察，铁道部开始对其进行科学研究课题立项。在他们的带领下，我国第二批冻土研究的中坚精英程国栋、王朱贵、黄小铭等开始从事高原冻土研究的基础性工作。

1961年，铁道部成立了青藏铁路科学技术研究所，并配合铁道兵部队在风火山北麓修筑了两段各15米的试验路基和40米长的路堑。

1962年，铁道部西北研究所在风火山修筑3个不同高度不同填料的试验平台，研究冻土变化规律。

1966～1967年，西北所和铁道部第一勘测设计院联合考察青藏公路的工程设施，在风火山大东沟修筑试验路基，包括草皮护坡，浆砌片石挡墙，混凝土板空气保温护坡等，对冻土进行全方位试验。同时中国科学院冰川冻土研究所在此开展了变通冻土、热学、力学参数的研究。

1969年，以上科研单位，联合组成青藏冻土队，共同进行了公路路堤、房屋基础的解剖、调研与观测，开展了冻土力学、热学性质现场试验。

1974年，国务院与中央军委决定青藏铁路上马后，同年8月，由中科院牵头，组织全国九个部门，68家工厂、部队、研究所、设计院和大专院校的众多科技人员开展了青藏铁路科研工作大会战。一时风火山成为帐篷城、科学城，有上千科学技术人员在此工作。他们全面开展了地貌与工程地质、水文地质、气象与气候、牵引动力、施工工艺、高原生理、土建工程等科技攻关。这次科技会战，有21项与青藏铁路建设密切相关的筑路课题，获1978年全国科学大会科技进步奖。

1978年中央决定青藏铁路下马后，青藏铁路冻土研究人员由1976年118人减为22人。即便如此，他们仍然坚持一些研究工作。开展了《青藏线高原冻土地温变化对路基稳定性影响的研究》和《高原冻土地区地温渐变条件下路基结构的研究》，弥补冻土研究的空白，为青藏铁路的上马西进做好了技术储备。

为此，许多科学家历经千辛万苦，渡过九死一生。周幼吾教授怀着孕多次登临风火山。一次，她回到兰州的第二天，孩就生下来了。人们说：“她差一点没把孩子生在冻土的产床上。”

张鲁新从事冻土研究以来，一年有一半时间是在风火山、唐古拉山上度过的。有时没有饭吃，有时没有菜吃，可上帝就是不让他得病。他吃过风干羊肉，吃过用机油炸过的带鱼，虽然恶心异常，还是没有病倒。他说，不能得病，不敢得病，得了病就下风火山。风火山是一块圣地，对科学家有神灵助威。

程国栋说：为了攻克冻土难关，我常常半年得不到一点新闻，看不到一张报纸。所有的故事都是信念，都是支撑，都是精神和科研。否则，身边都是空白的一切。我们就是在一切空白的地方，在鲜为人知的地方默默地献身科学。

还有冻土专家黄小铭，为解决青藏高原的冻土施工，他到加拿大考察。加拿大的马更些河公路是建在冻土上的，他从南到北，一步一步考察过来，双脚走得打满水泡……这就是中国的科学家！

这就是攻克青藏铁路地下天门的精英们！

没有他们的辛苦劳作，就没有后来青藏铁路的上马。

小题：经过40多年几代科学人的努力，基本掌握了青藏高原多年冻土工程的普遍性与特殊性，重大工程关键技术问题迎刃而解。

笔者与原铁道部副部长孙永福交谈中，他自豪而骄傲地说道：“中国冻土研究和冻土地区的工程实践已经赶上了俄罗斯。”

笔者通过对程国栋、吴紫汪、张鲁新诸位冻土科学家的采访，他们均肯定地作出这样的结论。

之所以说赶上了俄罗斯冻土研究的科研成果，是因为这些成果具有实践性和可利用性，而实践的效果不在他们之下。经过40多年几代科学家的努力，我们基本上掌握了青藏高原多年冻土工程地质的普遍性与特殊性，在高原冻土地区建设重大工程的关键技术问题已基本解决，这些关键技术问题主要是：

大面积高原冻土成因、类型、分布的普遍性、特殊性，以及多年冻土地区的主要不良冻土对工程影响基本摸清；冻土上限变化对各类工程的影响和人为工程因素可能造成的冻土上限变化基本摸清；保护冻土相对稳定、控制冻胀融沉的综合技术措施基本确定；各类土建工程对冻土问题的基本原则措施得以确定；冻土工程中的设计参数做到了胸中有数。

总之，在高原冻土地区只要摸清铁路经过地区冻土的分布与含冰条件、温度条件、土质条件，我们都有能力采取相应的工程处理措施。

我国是世界第三冻土大国，多年冻土面积占陆地面积的22%。青藏铁路格拉段通过高海拔多年冻土地区长达550公里。在这550公里中，有融沉、有冻胀、有不良冻土现象等，通过科学试验，我们都找到了解决问题的良方。

科学试验得到这样肯定的结论：一般路基高度1～2米，其基底多年冻土就能得到保护，地质条件较差的沼泽水草地段，只要路堤高度达来以上，并配合相应的保温护坡、护道，路基就能保持稳定状态，防止融沉现象的发生。产生融沉的另一个原因是路基的修建改变了地表水的径流条件，使路基下沉，地下冰融化。处理措施可以合理设置排水系统，保持水流畅通。

冻胀是冻土区筑路需要考虑的另一个问题。一般说来，在高温冻土区，由于上部聚冰，产生冻胀，融化时引起翻浆冒泥。其处理措施与高寒地区的防冻措施大体相似。要尽量保持路基的填土高度，在零断面、路堑地段在保温层下换填渗水土。

青藏铁路大部分地段与青藏公路并行。青藏公路的工程实践为修筑铁路提供了极为丰富的、可借鉴的宝贵经验。在40多年研究的基础上，充分吸引在同一地区修公路、输油管线和光缆等一批工程的成功经验，就能修出一条高水平、高质量、世界一流的高原铁路。

后来的事实，验证了这一点。科学家与青藏铁路的建设者，自由地步入550公里的冻土，地下天门无不是他们熟悉的事物。如今通车20周年的火车说话了，那是激动世界的旋转的声音。

百度图片 在此致谢

朱海燕，铁道兵著名诗人。1976年入伍，在铁道兵七师任排长、副指导员、师政治部文化干事。1983年调《铁道兵》报，1984年2月调《人民铁道》报，任记者、首席记者、主任记者。1998年任《中国铁道建筑报》总编辑、社长兼总编辑，高级记者。2010年3月调铁道部工程管理中心任正局级副主任，专司铁路建设报告文学的写作。享受国务院特殊津贴，系中国作协会员。

主编 李汪源

校对 张    东