足足1.5根鐵柱!矗立在青藏鐵路兩旁的「衛兵」,有什麼用途?

資訊     2021年10月02日
足足1.5根鐵柱!矗立在青藏鐵路兩旁的「衛兵」,有什麼用途?

圖為青藏鐵路上的熱棒

青藏高原被稱為世界屋脊,而中國卻在這裡成功修建了一條天路,然而在青藏鐵路的兩旁,為何還插了1.5萬根鐵柱呢?因為足足有1.5萬根鐵柱,矗立在青藏鐵路兩旁,就好似兩側的衛兵一樣,難道是什麼新型欄杆?那麼它們到底有什麼用途呢?其實這些鐵柱的用途之大,超乎大多數人的想像,之所以能夠在凍土上施工,全靠這些鐵柱。

足足1.5根鐵柱!矗立在青藏鐵路兩旁的「衛兵」,有什麼用途?

圖為青藏鐵路上的熱棒

在說到這些鐵柱的用途之前,首先必須說一下,青藏高原的環境到底是什麼樣的:作為一條位於高原環境上的鐵路,青藏高原鐵路所面對的問題,跟常規的鐵路實際上絕對不一樣,普通的鐵路,在建設的時候只需要考慮路基強度是否足夠的問題,如果不夠,又或者說下面全部都是水,那完全可以選擇混凝土加固,又或者是直接搭橋通過,哪怕道路下面是斷層,也可以通過架設緩衝和避震系統來解決問題,但是青藏鐵路的下方,卻基本上都是每一年狀況都會有著明確變化的凍土,這導致了青藏鐵路的架設,與其他的鐵路完全不同。

足足1.5根鐵柱!矗立在青藏鐵路兩旁的「衛兵」,有什麼用途?

圖為修建青藏鐵路用的安裝的熱棒

在冬天的時候,由於冰的密度比水更低,隨著氣溫的逐漸變化和凍土的吸熱,冰層在自身強度逐漸增加的時候,也在不斷的膨脹,這導致凍土層的高度將會持續不斷地提升,而到了夏天,冰層一旦開始溶解,原本膨脹起來的凍土層不僅僅會開始搜索,而且還會隨著冰層的融化而變軟,倘若在這個時段還有火車在凍土層上的鐵路上行進,道路的沉降速度還會繼續加劇,那麼,若干個冬夏一來一回,哪怕是對軌道適應能力最強的低速鐵路列車,也是沒有辦法在這種嚴重變形的道路上繼續前進的。

所以,就有了這種名為熱棒的凍土層溫度穩定設施的出現:在冬季溫度持續降低的時候,熱棒內儲存的氨將會吸收凍土中的熱量快速氣化,並揮發到頂部將熱量傳遞到空氣中,有效降低凍土層的溫度,並促進其以更快的速度進行硬化,甚至能使凍土的溫度一直維持在最低的氣溫水平,而到了夏天的時候,由於熱棒自身的溫度單向傳導特性,凍土依舊只會像是平時那樣緩慢地消融,而藉助原本於冬天時排散得更多熱能,在夏天時的凍土層會一直維持在較低的溫度,從而減緩凍土在高溫時段融化變軟的效率。

足足1.5根鐵柱!矗立在青藏鐵路兩旁的「衛兵」,有什麼用途?

圖為凍土公路上的熱棒

所以,這些矗立在青藏鐵路兩旁的鐵棒,實際上是一種以凍土內部溫度和當地氣溫之間的溫差為動力驅動的製冷設備,在大規模應用熱棒強行降低凍土溫度,確保青藏鐵路下方的凍土一直維持在永凍狀態下,就能確保青藏鐵路不會因為凍土的凍脹和融化,以及鬆軟泥漿土質沉降導致的鐵路下沉、變形、扭曲,從而確保這一鐵路的行車安全和穩定。

隨著熱棒在青藏鐵路上逐漸發揮出自己維持凍土層穩定的作用,這一溫差冷卻系統也隨之被逐漸推廣,並被用在礦山、煤礦、煤庫這類領域上,用以確保那些容易出現自燃的材料處於穩定的狀態。