铁路大时代 作者:焚猪坑儒
第 566 章
对于林小勇的讲话，众人都没有打搅，不止是技术人员，连项目部其他成员，都很好奇的望着林小勇，想知道冻土的解决办法。
“在现有的高原冻土解决方法里面，有三种比较通用的方法，可以解决高原冻土问题，而这三种解决高原冻土问题的方法，分别是根据冻土冻结的深度和严重性来划分的。”林小勇继续道：“对于一般的冻土层，冻土厚度不是特别深，冻土表面也没有水和沼泽，这样的冻土层，我们称之为第一种冻土，也属于轻微冻土。”
第一种冻土，就是冻结深度不太严重，这种冻土因为含水量稍微少一些，冬天和夏天对它的体积影响较小，但依然有影响，只是隆起和下沉量不是特别多而已。
即便这样，也得考虑地基下沉因素，毕竟天路线可以说是百年大计，党和国家领导人，都极其重视。
哪怕下沉一公分，又隆起一公分，造成铁路出现一个个三角坑，火车都可能倾翻。
因此，任何人都不敢大意。
“第二种，算是中度冻土，就是冻结的深度，比第一种要严重，冻结的深度更深，随着气温的变化，土壤上升和下降较为严重。”林小勇又道。
对于第二种冻土，就是在第一种冻土上，冻结的深一些。
从昆仑山到唐古拉山这段距离内，昆仑山地界开始，越往唐古拉山，冻土的厚度，会随之变化，呈现阶梯型。
而昆仑山开始地段，冻土并不是很严重，继续往唐古拉山地段，冻土逐渐变得严重起来，最后更是有永久冷冻层。
“最后一种，也是最复杂的冻土，也可以称之为重度冻土。这部分冻土，一般位于沼泽地带，而且冻土深度多的达几百米，在下面是永冻层，如何在这种冻土上建铁路，最为困难。”林小勇继续道：“因为随着温度的变化，沼泽就像泥潭，冻土板结，可以过车，夏天就深陷，对地基的影响及其严重！”
一直以来，如何在冻土沼泽上修建铁路，才是铁路科研人员最为关注的事情，在这方面的研究，长达半个多世纪。
为何将冻土分成三种，又使用三种不同的解决办法，主要原因，还是考虑到预算投资等事情。
区分完三种冻土之后，林小勇继续道：“对于解决冻土的办法，设计院给出的答案是：尽量不扰动原有地层，通过某种办法，让冻土的温度，保持在一个范围内。让冻土不会因为温度的变化，而出现隆起和下沉情况，如此一来，保证线路的稳定性，确保行车安全。”
说白了，就是控制冻土的温度，一旦冻土的温度控制在某个很小的范围内，不会受外界气温的影响，就不会有下沉和隆起情况出现。
这种办法，就是以‘冷却路基’为手段的积极的保护冻土原则。
可如何达到这个目的，才是关键所在。
像青藏公路等工程的建设，也存在冻土区域，前期施工地段，却不是这样考虑的。
当时修建青藏公路的时候，遇到冻土区段，常用的办法都是增加热阻力为手段，来保护冻土原则。
这种办法，就是采取不开挖，多填路基的原则，可当温度变化较大时，冻结和融化厚度不一致时，依然会出现下沉剧烈等情况，最终导致路面破坏严重。
“对于第一种轻微冻土，设计院给出的办法叫片石砌冷路基，也叫抛石路基，抛石路基又分为两种，一种叫抛石护坡路基，另外一种叫抛石气冷路基。”林小勇介绍道。
其实在提出这种抛石路基之前，科研工作者们先做了另外一个试验，还有另外一种办法，也能解决高原冻土问题。
这种办法，叫着通风管路基。
通风管路基，顾名思义，就是在路基下面，并排着埋设一根根混凝土管，就像我们见过的，从路下面埋设一根水管一样，只是通风管路基，是埋设一大排的管道。
冬天的时候，空气有较大密度，在自重和风的作用下产生对流，带走管内的温度，并不断的将周围土体的热量带走，降低基底地温，达到保护冻土的目的。
说白了，就是到了冬天的时候，冷空气从管子里穿过，带走管子里和周围土壤的温度，冻土的温度便不会因为在上面铺设了路基，而导致热量传输不出去的情况出现。
但是，通风管路基有一定的局限性，它受管径、风向、管内积雪、积沙等因素影响。
比如管径不够大，夏季的时候，管内的温度对流时没法将热量带出去，对冻土就会产生影响。
还有风向，高原上，风的方向不可能正好和你的路基通风管一致，风正好可以从通风管穿过，一旦风没法从通风管通过，里面的热量便带不走，对冻土也有影响。
另外，管内积雪、积沙就更加不用说，空气对流不通，热量就没法带出去。
除此之外，还有另外一个最为关键的原因，通风管路基，造价太高，如果天路线都使用这种形态的路基，天路线的预算，搞不好要多好几成。
因为通风管路基的局限性，让铁路科研工作者们沉思，是否有其他办法，来代替通风管呢？
经过长时间的研究，铁路方面的领军人物，在一次偶然的机会，发现了一个奇怪的现象。
他们发现，在堆积石头的地面，这块土地周围的温度，普遍较低，于是便对石头，展开了研究。
经过研究发现，石头堆积在一起，在没有其他杂物的情况下，具有二极管热传导作用。
也就是说，堆积在一起的石头，可以产生空气的对流，从而带走土壤中的温度，降低土壤的温度。
“抛石护坡路基，就是在路基斜坡上，增设抛石层；抛石气冷路基，就是在路基垫层之上，设置一定厚度和孔隙度的抛石层。由于抛石层的孔隙性大，空气可以在里面自由的流通。当夏季表面受热后，热空气上升，抛石中气体处于热传导状态，带走热量，且仍能维持较低温度，防止热量往下传播。”林小勇道。
在舒城看来，抛石路基，目的就是一个，夏天，通过空气对流，带走土壤中是温度，同时，抛石还能遮挡阳光，阻止温度传入冻土层，让冻土保持一个相对稳定的状态，不至于融化下沉。
冬天，冷空气可以通过抛石下渗，抛石中的抛石依旧处于热对流状态，较多的冷空气传入地基，冻土更加板结，稳定路基。
这种‘冷却路基’的办法，也是天路线，使用的最为广泛的一种办法，加上这种路基的造价并不是很高，利于推广应用。
唯一需要注意的是，对抛石的粒径大小的选择，有一定的规定，还有就是抛石之间，不能有杂物，以防影响空气对流效果。
当林小勇介绍完第一种高原冻土解决办法，便开始为大家介绍第二种解决办法。
第四零八章 趋之若鹜的原因
对于一些稍微严重的冻土地段，用抛石路基的方法来建设铁路，却不太适用，因为抛石的空气对流，未必能将冻土中的热量带走。
介绍完第一种办法之后，林小勇继续开口道：“对于第二种冻土层，依然是采用路基的方式来建设，称之为热棒路基！”
“所谓热棒路基，就是将一根热棒插入冻土中，其中热棒的上部，装有散热片（放热段），热棒的下部直接埋入冻土中（吸热段），热棒中间为绝热段，热棒里面，装有液态氨，这就是热棒的组成。”林小勇说到这，顿了顿，继续解释道：“液态氨，它的特性是在吸热会转化成气体，遇冷会再次变成液体。”
“由于在天路线高原地区，一年中，相当长的时间内，周围环境温度低于热棒吸热段周围冻土层温度，热棒中的液态氨吸收周围土壤中热量，蒸发成气体；蒸汽在管内压差的驱动下，沿热棒中心通道向上流动至热棒上部，遇到较冷的管壁后，冷凝成液体，在重力的作用下，沿管壁流到吸热段继续蒸发，如此反复，在寒冷的时候，就将土壤中的热量通过热棒，带出去了，从而保证土壤中的温度不会升高。”林小勇道。
随着时间的推移，当周围环境温度降到很低的时候，其实土壤中的热量也及其的低，冻土便更加板结，不会出现变形等情况。
如此一来，就达到了热量传输的作用，不至于让土壤中的温度过高，导致冻土不稳。
林小勇继续道：“对于夏天，因为热棒是单向传导，不会将大气中的热量通过热棒传到冻土中，加上冬天冻土层中，储存了大量的冷量，在夏季不至于使冻土融化，形成了人为的永冻层，从而保证了路基的稳定性。”
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对于林小勇的讲话，众人都没有打搅，不止是技术人员，连项目部其他成员，都很好奇的望着林小勇，想知道冻土的解决办法。
“在现有的高原冻土解决方法里面，有三种比较通用的方法，可以解决高原冻土问题，而这三种解决高原冻土问题的方法，分别是根据冻土冻结的深度和严重性来划分的。”林小勇继续道：“对于一般的冻土层，冻土厚度不是特别深，冻土表面也没有水和沼泽，这样的冻土层，我们称之为第一种冻土，也属于轻微冻土。”
第一种冻土，就是冻结深度不太严重，这种冻土因为含水量稍微少一些，冬天和夏天对它的体积影响较小，但依然有影响，只是隆起和下沉量不是特别多而已。
即便这样，也得考虑地基下沉因素，毕竟天路线可以说是百年大计，党和国家领导人，都极其重视。
哪怕下沉一公分，又隆起一公分，造成铁路出现一个个三角坑，火车都可能倾翻。
因此，任何人都不敢大意。
“第二种，算是中度冻土，就是冻结的深度，比第一种要严重，冻结的深度更深，随着气温的变化，土壤上升和下降较为严重。”林小勇又道。
对于第二种冻土，就是在第一种冻土上，冻结的深一些。
从昆仑山到唐古拉山这段距离内，昆仑山地界开始，越往唐古拉山，冻土的厚度，会随之变化，呈现阶梯型。
而昆仑山开始地段，冻土并不是很严重，继续往唐古拉山地段，冻土逐渐变得严重起来，最后更是有永久冷冻层。
“最后一种，也是最复杂的冻土，也可以称之为重度冻土。这部分冻土，一般位于沼泽地带，而且冻土深度多的达几百米，在下面是永冻层，如何在这种冻土上建铁路，最为困难。”林小勇继续道：“因为随着温度的变化，沼泽就像泥潭，冻土板结，可以过车，夏天就深陷，对地基的影响及其严重！”
一直以来，如何在冻土沼泽上修建铁路，才是铁路科研人员最为关注的事情，在这方面的研究，长达半个多世纪。
为何将冻土分成三种，又使用三种不同的解决办法，主要原因，还是考虑到预算投资等事情。
区分完三种冻土之后，林小勇继续道：“对于解决冻土的办法，设计院给出的答案是：尽量不扰动原有地层，通过某种办法，让冻土的温度，保持在一个范围内。让冻土不会因为温度的变化，而出现隆起和下沉情况，如此一来，保证线路的稳定性，确保行车安全。”
说白了，就是控制冻土的温度，一旦冻土的温度控制在某个很小的范围内，不会受外界气温的影响，就不会有下沉和隆起情况出现。
这种办法，就是以‘冷却路基’为手段的积极的保护冻土原则。
可如何达到这个目的，才是关键所在。
像青藏公路等工程的建设，也存在冻土区域，前期施工地段，却不是这样考虑的。
当时修建青藏公路的时候，遇到冻土区段，常用的办法都是增加热阻力为手段，来保护冻土原则。
这种办法，就是采取不开挖，多填路基的原则，可当温度变化较大时，冻结和融化厚度不一致时，依然会出现下沉剧烈等情况，最终导致路面破坏严重。
“对于第一种轻微冻土，设计院给出的办法叫片石砌冷路基，也叫抛石路基，抛石路基又分为两种，一种叫抛石护坡路基，另外一种叫抛石气冷路基。”林小勇介绍道。
其实在提出这种抛石路基之前，科研工作者们先做了另外一个试验，还有另外一种办法，也能解决高原冻土问题。
这种办法，叫着通风管路基。
通风管路基，顾名思义，就是在路基下面，并排着埋设一根根混凝土管，就像我们见过的，从路下面埋设一根水管一样，只是通风管路基，是埋设一大排的管道。
冬天的时候，空气有较大密度，在自重和风的作用下产生对流，带走管内的温度，并不断的将周围土体的热量带走，降低基底地温，达到保护冻土的目的。
说白了，就是到了冬天的时候，冷空气从管子里穿过，带走管子里和周围土壤的温度，冻土的温度便不会因为在上面铺设了路基，而导致热量传输不出去的情况出现。
但是，通风管路基有一定的局限性，它受管径、风向、管内积雪、积沙等因素影响。
比如管径不够大，夏季的时候，管内的温度对流时没法将热量带出去，对冻土就会产生影响。
还有风向，高原上，风的方向不可能正好和你的路基通风管一致，风正好可以从通风管穿过，一旦风没法从通风管通过，里面的热量便带不走，对冻土也有影响。
另外，管内积雪、积沙就更加不用说，空气对流不通，热量就没法带出去。
除此之外，还有另外一个最为关键的原因，通风管路基，造价太高，如果天路线都使用这种形态的路基，天路线的预算，搞不好要多好几成。
因为通风管路基的局限性，让铁路科研工作者们沉思，是否有其他办法，来代替通风管呢？
经过长时间的研究，铁路方面的领军人物，在一次偶然的机会，发现了一个奇怪的现象。
他们发现，在堆积石头的地面，这块土地周围的温度，普遍较低，于是便对石头，展开了研究。
经过研究发现，石头堆积在一起，在没有其他杂物的情况下，具有二极管热传导作用。
也就是说，堆积在一起的石头，可以产生空气的对流，从而带走土壤中的温度，降低土壤的温度。
“抛石护坡路基，就是在路基斜坡上，增设抛石层；抛石气冷路基，就是在路基垫层之上，设置一定厚度和孔隙度的抛石层。由于抛石层的孔隙性大，空气可以在里面自由的流通。当夏季表面受热后，热空气上升，抛石中气体处于热传导状态，带走热量，且仍能维持较低温度，防止热量往下传播。”林小勇道。
在舒城看来，抛石路基，目的就是一个，夏天，通过空气对流，带走土壤中是温度，同时，抛石还能遮挡阳光，阻止温度传入冻土层，让冻土保持一个相对稳定的状态，不至于融化下沉。
冬天，冷空气可以通过抛石下渗，抛石中的抛石依旧处于热对流状态，较多的冷空气传入地基，冻土更加板结，稳定路基。
这种‘冷却路基’的办法，也是天路线，使用的最为广泛的一种办法，加上这种路基的造价并不是很高，利于推广应用。
唯一需要注意的是，对抛石的粒径大小的选择，有一定的规定，还有就是抛石之间，不能有杂物，以防影响空气对流效果。
当林小勇介绍完第一种高原冻土解决办法，便开始为大家介绍第二种解决办法。
第四零八章 趋之若鹜的原因
对于一些稍微严重的冻土地段，用抛石路基的方法来建设铁路，却不太适用，因为抛石的空气对流，未必能将冻土中的热量带走。
介绍完第一种办法之后，林小勇继续开口道：“对于第二种冻土层，依然是采用路基的方式来建设，称之为热棒路基！”
“所谓热棒路基，就是将一根热棒插入冻土中，其中热棒的上部，装有散热片（放热段），热棒的下部直接埋入冻土中（吸热段），热棒中间为绝热段，热棒里面，装有液态氨，这就是热棒的组成。”林小勇说到这，顿了顿，继续解释道：“液态氨，它的特性是在吸热会转化成气体，遇冷会再次变成液体。”
“由于在天路线高原地区，一年中，相当长的时间内，周围环境温度低于热棒吸热段周围冻土层温度，热棒中的液态氨吸收周围土壤中热量，蒸发成气体；蒸汽在管内压差的驱动下，沿热棒中心通道向上流动至热棒上部，遇到较冷的管壁后，冷凝成液体，在重力的作用下，沿管壁流到吸热段继续蒸发，如此反复，在寒冷的时候，就将土壤中的热量通过热棒，带出去了，从而保证土壤中的温度不会升高。”林小勇道。
随着时间的推移，当周围环境温度降到很低的时候，其实土壤中的热量也及其的低，冻土便更加板结，不会出现变形等情况。
如此一来，就达到了热量传输的作用，不至于让土壤中的温度过高，导致冻土不稳。
林小勇继续道：“对于夏天，因为热棒是单向传导，不会将大气中的热量通过热棒传到冻土中，加上冬天冻土层中，储存了大量的冷量，在夏季不至于使冻土融化，形成了人为的永冻层，从而保证了路基的稳定性。”
第 566 章
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