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40年·見證:堅守凍土科研的“熱土”

作者:莊妍 孟慶豐 來源:中國交通新聞網
2018-11-27 17:06:40

在眾多的描述中,大家都用春天的故事來形容改革開放。但在這個充滿溫暖氣息的時代,有一個人和一個團隊卻在高原苦寒之地堅守了40多年。

“你上過高原沒有?”

“上去過。”

“高原反應很難受吧,但是你去多了之后,你就慢慢喜歡上這片土地了。藍天白云,空曠靜謐,凈化心靈。”

中交第一公路勘察設計研究院(簡稱中交一公院)總經理汪雙杰,搶在記者提問前打開了話題:“這么多年,我們一直探尋高原凍土的奧秘。它什么條件下會融化,一年四季如何變化,多年來是什么變化趨勢,能不能在凍土上修瀝青路甚至高速公路?從上世紀70年代開始,每揭開一層它的神秘面紗,我國的凍土公路技術就前進一步。”

40年·見證:堅守凍土科研的“熱土”

汪雙杰。實習記者 袁帥 攝

為了凍土 三代人薪火相傳

“上世紀50年代,慕生忠將軍帶著牦牛和駱駝,從格爾木出發,前往拉薩,篳路藍縷,修成了青藏公路。”汪雙杰說。

青藏公路修通后成為當時最好的進藏通道,承擔了西藏85%以上的客貨運輸任務。不過,隨著汽車荷載反復的碾壓,公路底下的凍土產生融化,致使公路路面坍塌。

“當時對多年凍土沒有一點認識,并不知道青藏高原的草甸地下埋藏著多年凍土,哪里洼陷,就找點土填一填。”汪雙杰介紹。

“直到上世紀70年代,近20年過去,這條順地爬的土路被多年凍土折磨得千瘡百孔。為此,中央作出了青藏公路鋪設瀝青路的重大決定,由此開啟了凍土科研。”汪雙杰說,就這樣,青藏公路多年凍土科研團隊的第一代工作者開始了他們在凍土上修筑瀝青路的征程,也拉開了中交一公院三代科研人員薪火相傳、攻堅克難的凍土科研序幕。

汪雙杰說:“我們前輩在滿眼荒涼的青藏線上連續觀測了5年,積累起第一批寶貴的原始數據。之后,繼續研究青藏公路地下冰分布規律、路基穩定和橋涵修筑等問題。正是在他們的努力下,人類筑路史上有了第一條穿越高原凍土區的二級公路。1985年后,青藏公路實現了全線鋪筑瀝青路面。”

凍土工程研究,必須有實驗數據支撐,而數據的來源除了室內實驗,還有大量野外現場監測,包括監測地表的溫度和變形。凍土科研人員常年在沿線來回奔波,通過傳感器把數據實時傳給后方,為長期研究凍土變化規律提供了寶貴數據。

“海拔3000米以上的高原,人煙稀少、空氣稀薄。住的就是帳篷或者地窩子,無人區,除了電線桿就是藏羚羊和牦牛,看不見人,工作極其艱苦。”汪雙杰說,對凍土區的研究是在高原反應的暈眩中展開的。

作為第二代凍土科研人員的代表,汪雙杰說,凍土研究薪火相傳50多年,他只是其中的一名接棒人。“目前,第三代凍土科研人員,雖然大部分是‘80后’,卻已擔負起延續高原凍土科研火種的重任。”自上世紀70年代以來,中交一公院三代人共觀測數據300多萬組。這種持續近半個世紀的研究和技術沉淀,在土木工程界絕無僅有。正是由于他們多年來的堅守和努力,使這片“凍土”成為科研的“熱土”,讓青藏高原不再是不可逾越的第三極。

“最早,我們把青藏公路叫作等外公路,后來逐步改造成四級公路,再慢慢地改造成三級公路,到現在叫二級公路。”汪雙杰感嘆,改造的過程就是人類在不斷挑戰自我,不斷征服凍土的過程。

圍繞著青藏公路的歷次整治、改建,探索形成的凍土工程研究方法與測試技術,奠定了我國凍土工程的研究基礎,創建了我國凍土工程理論與技術體系。

“如果不是當成一項事業,沒有人愿意去青藏高原,因為不管身體多好,反反復復上高原,總是對身體不好。我們的工作人員,很多頭發都掉光了,指甲翻了一茬又一茬,臉上的皮也是脫了一層又一層。”汪雙杰說,人生有很多制高點需要去攀登,必須跨過這座山,才能領略山的美。

40年·見證:堅守凍土科研的“熱土”

汪雙杰(右一)與同事野外考察。

創新工藝 終圓凍土高速夢

“就算高不可攀,我們也要跨過去。”汪雙杰說,在高原凍土上修高速公路,相當于攀登公路工程的珠穆朗瑪峰。

唐貞觀十五年,大唐文成公主許嫁吐蕃王松贊干布,此后使臣商旅往來不斷,在長安和拉薩之間踏出了一條3000多公里的唐蕃古道。2017年,這條古道上通車運營了世界首條高速公路——凍土共(和)玉(樹)高速公路。

全長680多公里的共玉高速公路,路線全線穿越凍土區,其中穿越多年凍土區里程長達227公里,占路線總長的36%。

“多年凍土是含有地下冰的各種巖石和土壤,土凍結時會發生凍脹,融化時就成了一團稀泥,完全喪失了承載力,會造成建筑物變形、破壞。”汪雙杰介紹,我國是世界上第三凍土大國,多年凍土占國土面積的五分之一。

在多年凍土區進行路基、隧道、橋涵施工,不可避免地會引發凍土消融,同時,為防止行車產生的熱量引起路基熱脹、變形和位移,必須運用一系列技術手段使土地保持“沉睡”,在全國乃至世界都沒有解決這個問題的技術先例。但是,這條路是國家高速公路網的重要組成部分,也是通往玉樹地區的“生命線”。迎難而上,是中交一公院凍土科研人員唯一的選擇。

汪雙杰說,共玉高速公路沿線具有多年凍土區情況復雜、高溫高含冰量路段占比大、熱穩定性差等特點,導致在其基礎上建設的道路結構尺度比一般等級公路和鐵路大3至5倍。為此,要著力解決“寬”“厚”“黑”的問題。

所謂“寬”,就是高速公路路基寬度大帶來的大尺度聚熱效應;“厚”,就是高速公路路面結構厚帶來的厚層承重路面結構儲熱效應;“黑”,就是黑色瀝青路面帶來的強吸熱效應。

汪雙杰介紹,中交一公院為共玉高速公路“量身定制”新技術、新工藝,創造性地采用“通風換氣”——通風管路基、片(塊)石路基,“隔離遮蓋”——黑色防護網遮蓋工藝、XPS隔熱板路基,“熱量傳導”——熱棒路基等技術手段,打破了“寬厚黑”的魔咒。作為在青藏高原多年凍土區建設的首條高速公路,在建設中創下了多項公路建設史上的紀錄,被稱為高海拔、高寒、高速“三高”公路。

40年·見證:堅守凍土科研的“熱土”

汪雙杰(中)帶領團隊在高原考察凍土。

莽莽高原刻下人生記憶

1983年7月,汪雙杰從西安公路學院(長安大學前身)畢業。第二年受交通部委托奔赴喀喇昆侖山,為一條通往全軍最高邊防哨所邊防公路進行勘察設計。

“這條公路當時海拔是4700米左右,這讓我真正認識到高原施工環境的惡劣。”盡管在此之前,汪雙杰做足了心理準備,但眼前的真實境況還是讓他始料未及。

駐地缺水缺電,大風、雨雪、冰雹天氣,白天扛著設備每走幾步就要停下來休息,夜晚頭痛胸悶得難以入睡……艱苦的環境,嚴重的高原反應,讓汪雙杰幾次都差點放棄。

在此期間,汪雙杰除了要忍受各種高原反應的考驗,還經受了心靈的巨大打擊,他遠在安徽老家的母親患病離世。

“沒有電話,一個多月后才收到電報知道。”面對大雪封山前必須打通道路的軍令,汪雙杰只有強忍悲痛,擦干眼淚,堅守崗位。

“終于大學畢業參加工作了,可以孝敬父母了,沒想到遇到這樣的大事。白天要施工,晚上坐在朝著家鄉方向的大石頭上,望著星空。”回憶往事,汪雙杰神色有些黯然。

直到第二年春天,施工才告一段落,當汪雙杰趕回家時,母親墳頭上已是草色青青。第一次莽莽高原的種種經歷深深地埋藏在汪雙杰記憶深處,并化作了他寶貴的人生財富。

“后期的一些職業規劃,或者工作過程中,一定會想到,我既然第一步邁出去了,我能堅持下來,那后面再有什么困難我都能堅持下來。”汪雙杰說。

正如他所說,在以后的工作中,青藏高原上所有公路勘察設計汪雙杰從未缺席,他跑遍了進出藏的每一條國道,全面掌握了公路沿線常見不良地質災害。他充滿激情地對記者說,“如果有一天青藏高原上的高速公路成網,那將是我最高興的事情。”

通車一個甲子的青藏公路始終是西藏自治區最重要的交通命脈。西藏發展日益增加的客貨運輸量,使老青藏公路不堪重負,建設青藏高速公路再一次被提上議程。2014年,中交一公院“高海拔高寒地區高速公路建設技術”研究入選國家科技支撐計劃。2017年5月4日,該項目通過專家組驗收。專家認為,項目研究成果是我國高海拔高寒地區高速公路建設技術的系統集成、創新與超越,體現目前這一技術研究的前沿水平,標志著我國青藏高速公路建設有了成套技術支撐。

“做科研,需要能忍得住寂寞,我們對凍土的變化規律還要繼續研究,就像李宗盛《山丘》里唱得那樣:越過山丘,才知無人等候,等待你的是另一個需要跨越的技術高峰。”汪雙杰說,“別人說通往成功的路有千萬條,我覺得只有一條,那就是堅持。”

圖片為 本報資料片