采用热管技术首次解决青藏铁路冻土层问题(转)

我国采用热管技术首次解决青藏铁路高原冻土层路基稳定问题

青藏铁路东起青海格尔木，西至西藏拉萨，全长1200公里，其中有600公里属于高海拔寒冷区冻土地质。高原寒冷区冻土层地基的稳定性是青藏铁路面临的最大难题。如今这个难题已经完全攻克，采用的热管、通风、遮阳、隔热保温等一系列主动降温措施，已建成的冻土层路段已安然度过今年夏季，完全没有路基变形的情况发生。我国成为除俄罗斯外，极少数几个掌握冻土层铁路路基施工技术的国家。所采取的方法主要有：

1）片石气冷措施。片石气冷路基是在路基垫层之上设置一定厚度和空隙度的片石层，因片石层上下界面间存在温度梯度，引起片石层内空气的对流，热交换作用以对流为主导，利用高原冻土区负积温量值大于正积温量值的气候特点，加快了路基基底地层的散热，取得降低地温、保护冻土的效果。我们对青藏铁路应用这种路基的有效性进行了深入研究，通过室内摸拟试验和试验段工程测试分析，探索出合理的结构形式、设计参数和施工工艺。

（3）通风管措施。在路基内横向埋设水平通风管，冬季冷空气在管内对流，加强了路基填土的散热，降低基底地温，提高冻土的稳定性。通风管的降温效果受管径、风向及管内积雪、积沙的影响，特别是夏季热空气在管内的对流对冻土有负面影响。为解决这一问题，现场做了在管口设置自动控制风门的试验。


（4）热棒措施。热棒是利用管内介质的气液两相转换，依*冷端与热端之间的温差，通过对流循环来实现热量传导的系统。当大气温度低于冻土的地温，热棒自动开始工作，当大气温度高于冻土地温，热棒自动停止工作，不会将大气中的热量带入地基。青藏铁路有32公里路基采用了热棒措施，收到了基底地温降低、冻土上限上升的良好效果。热棒由新加坡中圣集团提供，投资额为10亿人民币。



（5）遮阳棚措施。在路基上部或边坡设置遮阳棚，可有效减少太阳辐射对路基的影响，减少传入冻土地基的热量。现场测试表明，遮阳棚效果明显，降低了路基基底的地温，提高了多年冻土的稳定性。



（6）隔热保温措施。当路基高度达不到最小设计高度时，为减少地表热量向地基传递，采用挤塑聚苯乙烯等隔热材料，可起到当量路基填土高度同样的保温效果。隔热保温层在暖季减少了向地基传递的热量，但在冬季也减少了向地基传递的冷量，属于被动型保温措施。所以，青藏铁路仅在低路堤和部分路堑采用。