中外專家把脈凍土高速工程技術難題

國內外專家考察共玉高速公路。實習記者 欒玉博 攝

　　今年5月4日，「十二五」國家科技支撐計劃「高海拔高寒地區高速公路建設技術」項目通過驗收。8月1日，我國首條凍土高速公路——青海共和至玉樹高速公路（簡稱共玉高速公路）建成通車，多年積累的研究成果得到實踐驗證。但凍土公路技術研究並沒有告一段落，8月10日到14日，由中交第一公路勘察設計研究院有限公司（簡稱中交一公院）主辦的「青藏高速公路建設技術諮詢會」和「多年凍土高速公路建設技術國際高層論壇」在西安召開，國內多名院士和行業專家以及國際凍土工程界的權威人士，匯聚一堂，圍繞凍土高速公路建設技術的難點及其解決方案，進行了深入探討。記者在會上了解到，凍土公路建設技術已經取得了一定成果，但要支撐大規模高速公路建設和運營，科研攻關的任務依然艱巨。

　　院士專家團研討凍土路面路基施工難題

　　「青藏高速公路要穿越550公裡的連續多年凍土區，高溫、高含冰量的凍土很不穩定。與已建成的凍土高速公路——共玉高速公路相比，青藏高速公路海拔更高、氣候更惡劣、生態更脆弱、凍土控制風險更大。」會上，中交集團副總工程師、中交一公院黨委書記汪雙傑表示，要支撐青藏高速公路建設，很多關鍵技術還需要進一步的研究，如路基路面施工過程控制、大斷面凍土隧道穩定控制以及凍土高速公路長期養護等技術難題。針對這些問題，需要業內專家群策群力，提出具體的解決方案。

　　「青藏高原上的混凝土橋開裂問題比較嚴重，可以考慮用鋼結構橋，橋梁樁基處理是難點。」與會專家肯定了已取得的凍土高速公路建設技術成果，並給出了實質建議。在橋梁方面，程國棟、鄭皆連、陳政清院士建議採用鋼結構橋梁替代鋼混結構橋梁，減輕對地基的壓力和低溫開裂風險；隧道方面，梁文灝、歐進萍院士建議加強對隧道內部溫度變化及通風量的監測；路基方面，賴遠明、鄭健龍、龔曉南院士建議特殊路基在選取材料方面提高標準，並重視不同路基的過渡段以減輕相互影響；此外，專家們還針對建立大數據監測系統、提高一線工人施工技術水平等問題發表了看法。

　　依託平臺中外合作 攻關凍土共性難題

　　「沒想到中國有這種高溫、高含冰凍土，沒來之前這是不敢想像的。」在「多年凍土高速公路建設技術國際高層論壇」上，來自瑞士、挪威、美國、俄羅斯和加拿大的多位國際凍土工程權威專家，介紹了國際上凍土工程科研的最新成果，並根據對我國首條凍土高速公路——共玉高速公路的考察進行了報告。俄羅斯莫斯科國立大學地質系冰川地質部主任阿納多利·布魯科夫告訴記者，俄羅斯、北歐等地區都分布著多年凍土，也在凍土上建設了公路，但中國凍土的類型更多，尤其是這種高溫、高含冰凍土，處理起來技術難度更大。加拿大曼尼託大學巖土工程博士詹姆士·M·歐思文介紹，加拿大地廣人稀，凍土地區只鋪築了砂石路，在凍土上建設高速公路在世界上都是難題，中國工程師們很了不起。

　　在共玉高速公路鄂拉山隧道，記者看到，整整齊齊的鐵棒直立在隧道口右側和上方，像衛兵一樣保護著這一段凍土，這是治理高原地區凍土病害、保護凍土的熱棒。「經過幾年的監測，凍土溫度沒有異常，隧道邊坡穩定，這表明淺埋段熱棒效果是可靠的。」共玉高速公路建設負責人納啟財解釋，鄂拉山隧道屬於高溫不穩定多年凍土，很容易引起隧道的凍融病害，影響隧道安全。熱棒可以把凍土的熱量帶走，促使隧道開挖形成的多年凍土回凍且降低凍土溫度，經過這幾年的觀測，這項科研成果在處理凍土病害上效果顯著。

　　海拔4280米的花石峽觀測基地，是凍土工程國家重點實驗室的室外觀測基地。青海省交通科學研究院院長房建宏介紹說，這是全球最大、功能最全的凍土工程野外暴露試驗場，是世界凍土工程研究的主要基地。基地可長時間觀測凍土路基、樁基的變形，並通過傳感器把數據實時傳給後方，為長期研究凍土變化規律提供了寶貴數據。據了解，這裡年降水量不足200毫米，山坡上植被非常稀少，氣候條件惡劣，牧民都很少見，但無論冬夏，長期有科研人員在此堅守。

　　「實驗室採集了很多數據，要把這些數據充分利用到凍土高速公路設計中；凍土生態環境很脆弱，一定要注意在建設中儘量少幹擾；路肩是否設計更寬一些，這樣有利於保護凍土……」在考察後的專題討論會上，國外專家表示，中國凍土研究在短短四五十年內取得如此成就，讓人刮目相看。目前這些成果應用於實體工程中的效果，後續還需要進行長期監測，數據分析，為今後建設青藏高速公路提供依據。此外，國外專家希望利用凍土工程國家重點實驗室和室外觀測基地，加強合作，聯合攻關凍土工程中的共性難題。