一、為什么多年凍土是工程最大難關(guān)?青藏高原是我國最大的一片凍土區(qū).凍土對溫度極為敏感,對鐵路的修建有非常大的影響.在凍結(jié)的狀態(tài)下,凍土就像冰一樣,隨著溫度的降低體積發(fā)生膨脹,建在上面的路 基和鋼軌會被它頂起來.到了夏季,凍土發(fā)生融化,體積縮小,鋼軌也就隨之降下去.凍土的反復(fù)凍結(jié)、融化交替出現(xiàn),就會造成路基嚴重變形,整個鋼軌出現(xiàn)高低不平,甚至扭絞成麻花狀,影響正常通車.在多年凍土區(qū)修建鐵路,是世界性工程難題,一直沒有得到很好的解決.全世界在多年凍土區(qū)修建鐵路已有百年以上歷史,但已建成的多年凍土區(qū)鐵路病害率很高,列車時速只有六七十公里.已有百年歷史的俄羅斯第一條西伯利亞鐵路,已經(jīng)出現(xiàn)了大范圍的融化下沉和凍脹隆起等病害,1996年調(diào)查的線路病害率達45%.上世紀70年代建成的第二條西伯利亞鐵路,1994年調(diào)查的線路病害率也達27.5%.美國、加拿大等國家的凍土鐵路速度也同樣不高.就高寒凍土來說,俄羅斯西伯利亞的凍土鐵路比我們長,有三四千公里,但是其海拔不高,只有兩三千米.凍土雖然在加拿大、美國等國家也存在,但它們屬高緯度凍土,比較穩(wěn)定.而青藏高原是世界中、低緯度海拔最高、面積最大的多年凍土分布區(qū),加上青藏高原年輕,構(gòu)造運動頻繁,這里的多年凍土具有地溫高、厚度薄、極不穩(wěn)定等特點,其復(fù)雜性和獨特性舉世無雙.青藏鐵路穿越的正是多年凍土最發(fā)育的地區(qū).二、如何破解多年凍土難題?青藏鐵路建設(shè)首次采取“主動降溫、冷卻地基、保護凍土”的設(shè)計原則,這對“被動保溫”是一場革命.設(shè)計中,盡量繞避不良凍土現(xiàn)象發(fā)育的地段,遇到高溫極不穩(wěn)定的厚層地下冰凍土地段,采取“以橋梁通過”的辦法.施工中,采用片石通風(fēng)路基、片石通風(fēng)護道、通風(fēng)管路基、熱棒、鋪設(shè)保溫板等多項措施,提高凍土路基的穩(wěn)定性,其中不少凍土工程措施都是國內(nèi)外首創(chuàng).在青藏鐵路上有一種特殊的路基,即在土路堤底部填筑一定厚度片石,上面再鋪筑土層的路基.這種長達111公里的“片石層通風(fēng)路基”為國內(nèi)首創(chuàng),它好似散熱排風(fēng)扇,冬季從路堤及地基中排除熱量,夏季較少吸收熱量,起到冷卻作用,可有效保護凍土路基穩(wěn)定.青藏鐵路建設(shè)專家組組長、凍土專家張魯新教授認為,青藏鐵路出現(xiàn)大規(guī)模凍土工程病害的可能性比較小,列車時速可達100公里以上,保持全年暢通沒有問題.三、如何確保建設(shè)者人身安全?青藏鐵路沿線年平均氣溫在零攝氏度以下,大部分地區(qū)空氣含氧量只有內(nèi)地的一半左右.高寒缺氧,風(fēng)沙肆虐,紫外線強,自然疫源多,被稱為人類生存極限的“禁區(qū)”.如何在嚴酷的環(huán)境下確保建設(shè)者生命安全,也是一項世界性難題.鐵道部和衛(wèi)生部制定了完善的衛(wèi)生保障措施,使醫(yī)務(wù)人員與施工人員的比例達到1.5%-2%,全線配備常規(guī)醫(yī)療設(shè)備3900多臺（件）,職工生病在半小時內(nèi)即送到工地醫(yī)院得到有效治療.遵循高原生理規(guī)律,所有參建人員在海拔較低的地區(qū)“習(xí)服”一周后,才準許到工地勞動.限定人員作業(yè)時間,采用機械施工,降低勞動強度.為了防止高原缺氧,建設(shè)單位在海拔4500米至5100米處創(chuàng)造性地運用高壓氧艙,填補了國內(nèi)外醫(yī)學(xué)空白.在世界上首次進行高海拔地區(qū)人工制氧科學(xué)研究.在海拔4905米的風(fēng)火山隧道,研制出每小時生產(chǎn)24立方米高純度氧氣的高原醫(yī)用制氧設(shè)備,并將這一技術(shù)總結(jié)推廣,全線共建大型制氧站17個,有效地改善了作業(yè)環(huán)境.四、如何保護野生動物?為保護青藏高原獨特而又極為珍貴的野生動物資源,鐵路選線盡量避開野生動物棲息、活動的重點區(qū)域,西藏段工程繞避了林周彭波黑頸鶴保護區(qū).對必須經(jīng)過野生動物活動區(qū)域的路段,組織專家研究野生動物保護問題,掌握沿線野生動物分布習(xí)性和遷徙規(guī)律,盡量減少對它們的干擾.青藏鐵路沿線共設(shè)置33處野生動物通道,沿線路方向累計寬度近60公里.根據(jù)不同動物的遷徙習(xí)性,通道被設(shè)計為橋梁下方、隧道上方及緩坡平交三種形式.五、如何保護高原植被?建設(shè)者采用分段施工、植被移植的方法,先將施工區(qū)的草皮切成塊,然后用鏟車將草皮連同土壤一起搬到草皮移植區(qū),專人負責(zé)養(yǎng)護.路基成型后,再把草皮移植恢復(fù)到路基邊坡上.對昆侖山以南自然條件較好的地段,精選適合高原生長的草種,輔以適合的噴播、覆膜等技術(shù),盡力恢復(fù)地表植被.在沱沱河、安多、當(dāng)雄等高海拔地段,進行種植和移植草皮試驗,獲得成功后在全線推廣,開創(chuàng)了世界高原、高寒地區(qū)人工植草試驗成功的先例.為保護高原濕地,青藏鐵路盡量繞避濕地,必須經(jīng)過濕地時,一般采取“以橋代路”、多設(shè)涵洞、路基基底拋填片石等措施,避免路基地下徑流被切割,防止?jié)竦匚s.