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赖远明解高原冻土难题 50年内气温上升路基仍稳定
发布时间:2015-5-25 14:52:29   来源:中新网   点击:

  解码高原冻土难题的“魔法师”——记中科院院士赖远明

  昆仑山下,皑皑雪原,一条闻名于世的钢铁大动脉穿过戈壁冻土,跨越雪域高山,驶向“世界屋脊”。这就是世界海拔最高、创下多个“世界之最”的青藏铁路。

  一位来自中科院的科学家和他的同行,经过多年不懈努力,用“科技魔法”解决了青藏铁路修建中的冻土难题,创造“天路”奇迹。他,就是中科院院士、中科院寒区旱区环境与工程研究所研究员赖远明。

  “科技魔法师”挑战世界难题

  含有冰的各种岩石和土壤,称为冻土。冻土极易受工程的影响产生融化下沉。青藏铁路修建过程中,要穿越连续多年冻土区550公里。如何保证修建中冻土不融沉、路基保持稳定?西方人士曾判断“这是无法攻克的世界性难题”。

  “最难的是没有规范,就连全球冻土面积第一的俄罗斯都没有相关规范,我们的工作从一开始就注定必须创新。”赖远明回忆。

  中科院院士、曾任国际冻土协会主席的程国栋提出了“主动冷却路基”法。用哪种措施“主动冷动路基”在国内尚属空白,赖远明主动承担起填补这一空白的使命。

  “降低冻土层温度,就能解决冻土冻胀和融化难题。”沿着这一思路,2002年起,赖远明带领团队开始技术攻关。

  一次次的野外考察和室内实验,赖远明发现,块碎石因有空隙能在夏季时少吸收热量,冬季时排出热量,从而达到给冻土层降温的目的。但是,究竟要选择多大粒径的块碎石才能达到最佳结果?

  2003年起,经过200余天的模拟试验,赖远明最终成功找到了块碎石的最佳粒径——22厘米。

  在赖远明看来,在传统土方路基上填筑块碎石路基再铺以土方路基的“肉夹馍”结构,再在两侧铺上块碎石护坡形成U形路基,成本低廉、成效显著。

  在一系列综合措施的应用下,青藏铁路的冻土难题得以有效解决。这一措施还能确保未来50年青藏高原气温在上升2.6摄氏度情况下,路基依然能保持稳定。

  2006年7月1日,青藏铁路正式通车。他第一次听到列车广播介绍火车经过的路基结构时,再也抑制不住泪水。

  “很激动也非常自豪!”赖远明说。

  2008年,“青藏铁路工程”荣获国家科技进步特等奖。

  “认准一条路坚持走下去”

  谈及成功,赖远明轻描淡写一句话:“我就是比别人勤奋,比别人‘练习’的次数多,喜欢思考,认准一条路能够坚持走下去。”

  1962年,赖远明出生于江西龙南一个小山村,自小家境贫寒。上初中时交不起学费,他大早和同学一起上山砍柴,背到集市上去卖。上了高中,赖远明连买书包的钱也没有,只得从生产队借钱。靠着省吃俭用,在生产队挣工分,艰难读完了高中。1978年,赖远明高考失利。回校复读一年后,他考入江西理工大学,成为全乡第一个大学生。

  大学毕业后,赖远明考取了兰州交通大学研究生。当时,他对冻土的认识尚浅,“听到‘冻土’这两个字,浑身起鸡皮疙瘩,就像冲了个凉水澡,觉得好冷啊。”自此,“冻土”便成为他的“人生舞台”。

  “真正投入进去,才发现冻土有着无穷的奥秘,等着我们破解。”赖远明说,青藏铁路冻土难题被破解后,人们对冻土“冷门”的观念逐步改变,“这归功于一批又一批冻土领域科研工作者的坚持。”

  “要挖山不止,一根筋走下去”

  魔法表演追求创新,不断给予观众惊奇。做一名“科技魔法师”亦如此。

  除解决青藏铁路冻土难题外,赖远明还参与了甘肃历史上最大的跨流域调水工程“引洮工程”,期望通过技术攻关让旱塬上的群众喝上干净的自来水。

  赖远明介绍,引洮工程修建过程中要穿越一段季节性冻土区。冬季,输水隧道受低温作用影响水体温度,导致水体结冰及隧道阻塞,将影响水的输送。2007年,赖远明及其团队参与攻克引洮工程冻土难题。

  “我们在取水口进行长年监测后发现,确定好取水口深度就能保证水流经200公里不会结冰。另外,在输水隧道里铺上保温材料,可以使水升温以免冻住。”在一系列综合措施下,引洮工程冻土区难题得以破解。

  创新需要勇气,科研工作尤其是野外考察充满挑战与危险。

  在青藏铁路修建中,赖远明带领学生进昆仑山隧道采样。隧道位于海拔4648米的昆仑山上,全长1686米,是世界高原多年冻土区第一长隧道。高海拔地区本身缺氧,加上隧道没打通,通风条件差,缺氧更加严重,深入隧道的赖远明顿感头痛剧烈,呼吸异常困难,坚持了两小时后,被同行人员送下山,一路呕吐不止。从此落下毛病,后脑勺总会隐隐作痛。

  对于这次“死里逃生”,赖远明不愿赘言,“要想成功,就必须坚持。”

  赖远明说:“冻土工程研究像一座永远挖不完的矿山,包括我在内的科研人员要挖山不止,一根筋走下去。”

编辑:佚名

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