青藏铁路列车犹如天上飞车，穿越冻土、荒漠、沼泽和雪山，在4000米高的“天路”上疾驰。这是一条荣耀世界建设史册的“路”，敢与长城媲美，“路”上传唱着数万建设者不畏艰险、顽强拼搏的赞歌，如今已风雨兼程十载春秋。

　　10年中，当欢呼雀跃的人们无数次为沿途美景惊叹时，却无暇顾及这“天路”背后的故事。

　　40年的积淀 

　　修筑这样一条铁路是一次惊世之举。没有数十年如一日的坚守，就没有在这多年高原冻土上幻化神奇的力量。

　　正因坚定不抛弃、不放弃的信念，科研人员才最终用40年的时间告诉人们：高原缺氧、恶劣气候不可怕；挑战极限，完成看似不可能完成的任务，才是可以撼动一切自然力量的“终极大法”。

　　很少有人知道，从上世纪60年代开始，老一辈冻土科学工作者就已深入到人迹罕至的青藏铁路沿线开展前期摸排工作。

　　为了全面掌握沿铁路线冻土分布特征，自1961年起中科院就组织队伍，陆续对青藏公路沿线进行冻土调查与勘探，并建立起了观测站。

　　正是基于早年对沿线情况的掌握，科学家们才能够像大夫诊病一样熟悉高原地貌，了解高原“体质”：哪里有危险，他们就出现在哪里“会诊”。由于对沿线地形、地貌成竹在胸，也让后期的建设做到了后顾无忧。

　　“当时的进藏铁路有好几个‘备选项’，包括滇藏甚至甘藏线。”上世纪90年代初期便参与青藏公路及铁路建设勘查的中科院寒旱所研究员张建明坚信，从1998年的论证比选，到1999年正式批复建设青藏铁路，国家之所以能在如此短的时间内完成选线工作并作出抉择，完全因为早年科研人员对青藏铁路沿线问题勘查得较为细致。

　　“青藏公路对青藏铁路建设的帮助也十分巨大。”张建明认为，青藏高原的一大优势是地势平坦，土建相对比较容易开展，隧道和桥梁比较少。但更重要的是因为上世纪90年代青藏公路的开工建设，为后期铁路的建设埋下了伏笔。

　　“未来青藏高速公路的建设和开通，势必将让高原从此四通八达、锦上添花。”张建明说。

　　自主创新之路 

　　“2003年下山的时候我被告知当所长了，我在西藏山上没信号，到了格尔木的时候才接到电话。”中科院寒旱所所长马巍说。

　　回忆当初奋战在青藏铁路建设一线时的情景，马巍认为青藏铁路能上马是国家的“重头戏”，作为青藏铁路的首席科学家，那时候他没有现成的设计参数作为参考，于是就主动提出动态设计的思路，即“一段设计，一段施工”。

　　说起来容易做起来难。高原底下有冻土，各个路段的冻土情况也不尽相同，科研人员要根据不同情况，采取不同措施：一要看冻土中的含冰量，二要考虑温度因素。因为如果冰受热融化，铁路路基就会塌陷。

　　由于青藏铁路沿线路段气温和冻土含冰量各异，科研人员必须根据前期的研究成果和青藏公路的建设经验，在不同路段采取不同路基结构，但他们有一个主导思想：保护冻土，不让其发生融化。

　　为了实现这个目标，科研人员在大量观测、模拟的基础上，在国际上创造性地提出了“冷却路基，降低多年冻土温度”的主动保护冻土设计方案，通过调控热的传导、对流和辐射，解决了高温、高含冰量冻土路基的工程稳定性问题，走出了一条我国在高原多年冻土区修建铁路的自主创新之路。

　　此外，由于在不同路段上采取了诸如“主动冷却、以桥代路”等多种防范冻土融化的措施，十年过去了，现在这些设计中的大部分都已达到了预期效果。

　　如今，青藏铁路沿线每天除有上千人日常巡视外，中科院在内的科研单位也在不断提供着具体的数据参数为铁路保驾护航，包括应采取何种补强措施等。

　　后期维护责任重 

　　寒旱所北麓河站站长陈继多年来每月跑青藏线两次，没有班车，必须自己开车，进入危险四伏的无人区。他工作的地区平均海拔高度4650米，路况差，全年要跑4万公里青藏线。

　　如今借助科技手段，青藏铁路也在发生日新月异的变化。目前，中科院等单位在青藏铁路沿线开展的断面监测数达40余个，随着监测铁路温度及变形手段的自动化程度逐年提高，科研人员也尝到了科技带来的甜头。

　　“现在有了自动采集手段，还有了无线网进行数据传输，就不必非跑现场检测不可了。”陈继说。

　　良好的技术措施是铁路维护的先决条件。为给日复一日运行中的铁路路基降温，科研人员正在青藏铁路上使用热管作为动力源。热管的作用类似冷冻机，但不需要能量，利用大气进行换热。而碎石护坡技术的使用则增加了强化传热，从热平衡角度对温度进行调控。

　　“热管的密度设计、间隔等技术参数以及块石层的厚度、块石的大小、尺寸等我们做了很多实验和模拟。”面对铁路个别路段已出现的路基沉降问题，特别是有些路段的路和桥连接位置堪忧，张建明认为要把出现问题的原因搞清楚，真正把“病根”找准。“现在出问题的一些地方都是前期没有把问题搞清楚的，就像病人被误诊，正好检验了前期的工作。”

　　环保形势严峻 

　　“现在风沙不仅吹到了铁路上，还把植被草场都覆盖了。”兰州大学资源环境学院院长张廷军告诉记者，要采取一些新的技术，预防和治理这些“病害”，防止铁路的老化。

　　作为青藏铁路建设的技术骨干力量，科研人员负责的断面监测工作很有意义，但张建明仍感觉在铁路全程路段设置40余个断面监测点数量有限，他建议应完善更多监测点，以应对青藏高原复杂的天气条件。

　　“每年上高原我们都能看到水对冻土产生的不利影响。”张建明认为如今随着高原降雨量的增加，必须提前采取防范措施。

　　其实早在做设计的时候，科研人员就已经把地震、风沙和土地沙化等影响因素考虑其中了，但如今维护中发现的问题依然不少。

　　“作为国家的百年大计工程，当时建设青藏铁路时虽考虑了全球变暖等因素，但如今发现人为的破坏更严重，如草场放牧等。”张廷军强调，草坪与裸露地表和水泥路面是有区别的，水泥路面很烫，对冻土的影响很大。“如果人破坏了草场，修筑了地坪，影响往往是最显著的。”所以他建议未来青藏高原仍要以保护草场为主。

　　未来的青藏高速公路建设也需要考虑到人为因素，涉及到即将修建的公路应该距离铁路多远，以及修高速公路应该采取何种措施等。

　　值得欣慰的是，我国正在借鉴国外的环保经验，铁路沿线除设计了保护区外，还实施了生态恢复工程。

　　如今，崭新的篇章正在掀起，伴随汽笛的长鸣，列车载着“中国梦”，正以气贯长虹的雄姿驰骋在茫茫雪域“天路”上。

    来源：中国科学报