為什麼青藏鐵路兩邊,要插上1.5萬根鐵棒?全長7米里面裝了什麼

樂享網 2024-04-03

據統計,青藏公路有85%的路基病害是凍土融化造成的;有15%是土壤凍結造成的;橋梁和涵洞的病害主要由凍脹引起。由此可見,青藏高原的道路問題幾乎都是凍土導致的。如果不解決凍土問題,就想要修建好鐵路無異于天方夜譚。

「熱棒」破解半個世紀的鐵路難題

自上世紀60年代以來,凍土工程問題就一直是一項世界性難題,而為了解決這個問題,科學家們才特意研制出了「熱棒」。

別看「熱棒」的外表好像就是一根普普通通的鐵棒,但其實在它樸素的外表下,卻蘊藏著常人不知道的精巧設計,它們凝聚了科學家半個世紀的心血。雖說名字叫熱棒,但其實它更像是一個「冷凍器」,只要[插·入]凍土層下,就能讓凍土不再融化,在地表形成永凍層。

那麼熱棒是怎麼做到這一點的呢?來看看它的內部結構你就清楚了。

熱棒的整體構造分為三部分。

露出地表長約2米的部分叫散熱段,它的外部纏繞著一圈散熱片,可以讓熱棒內部的熱量散發到空氣中。埋在地底的部分長約5米,內部又分為吸熱段和絕熱段。

吸熱段位于熱棒的最底端,里面儲存著大量液氨。由于液氨的沸點只有-33.5℃,所以即使深處永凍土層中,它也隨時在吸收熱量變成氨氣上升,使得永凍土層全年都能保持在一個極低的溫度下。

上升的氨氣會經過中間的絕熱段,進入到吸熱段。冬季時,高原的氣溫比地底溫度低,氨氣在吸熱段遇冷就會液化,在重力作用下流回最底部,不斷循環保持地底的低溫狀態。

而到了夏天,雖然外界氣溫很高,但是由于中間有絕熱層的存在,所以高溫無法傳遞到熱棒底部;同時,氨氣到達熱棒頂端也無法冷凝,那麼熱棒就陷入了停工狀態。不過不用擔心,因為此時熱棒內部的氨氣和液態氨已經達到了平衡狀態,底部的氣溫依然很低,不至于讓周圍的凍土融化,也就能夠確保青藏鐵路的安全和穩定了。

另外,這些熱棒在生產時進行了特殊的防腐處理,壽命可達30年以上。可以說,熱棒埋設技術有效解決了凍土區路基夏季融沉問題,比曾經的以橋代路每公里可節省投資3000多萬元,僅此一項就為青藏鐵節省了10多億元的資金。同時,埋設熱棒還避免了地表開挖、鏟除植被、修筑路堤取土等人為工程活動對生態環境和資源的破壞。

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