當(dāng)經(jīng)過青藏鐵路時,會發(fā)現(xiàn)一個特別的現(xiàn)象,不僅風(fēng)景漂亮,而且路基兩旁插著一排排金屬棒,這些金屬管像“禁衛(wèi)軍”一樣,屹立在路面兩側(cè),露出地面之上的部分大約有兩米高,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),青藏鐵路沿線像這樣的金屬棒大約有15000根左右。
這些排列整齊的金屬棒到底是什么?在鐵路兩旁有何用途?
其實(shí),這些金屬棒的名字叫做熱棒,是利用碳素?zé)o縫鋼管做成的高效熱導(dǎo)裝置,雖然露在地面上的只有兩米,但在地下還深埋著五米,具有非常獨(dú)特的單向傳熱性能,在內(nèi)陸并不常見,你可別小看它,它其實(shí)有很大作用。
眾所周知,青藏鐵路穿越了約550公里的連續(xù)多年凍土區(qū),是目前全球穿越高原,高寒及多年凍土地區(qū)最長的鐵路,凍土是一種對溫度極為敏感的土體介質(zhì),所謂凍土,就是指溫度低于零攝氏度時水分凍結(jié)的土壤或者疏松巖石,按凍融變化情況,凍土可以分成以下幾個級別:季節(jié)凍土、隔年凍土和多年凍土。
青藏高原因?yàn)楹0胃撸瑲鉁剌^低,凍土層分布就十分廣泛,我國北方和西部地區(qū)都能見到季節(jié)凍土。
而像黑龍江北部和青藏高原,天山阿爾泰山等,這些高寒地區(qū)就是永久凍土的領(lǐng)地。
冬季凍土的體積發(fā)生劇烈膨脹,頂推上層的路基路面,在夏季,凍土隨著溫度升高而融化,體積縮小后使路基發(fā)生沉降,這種周期性變化很容易導(dǎo)致路基和路面的塌陷下沉,鐵路軌道產(chǎn)生變形,嚴(yán)重影響到鐵路路基。
凍土的存在,也給了青藏高原地區(qū)的道路基建帶來了非常大的挑戰(zhàn),當(dāng)年在多年凍土層地區(qū)修建青藏鐵路時,筑路技術(shù)問題就成為一個較大的難題。
如今大家見到的熱棒便是經(jīng)過了多年的研究實(shí)驗(yàn),最終有著明顯效果的解決措施,而熱棒的主要作用就是為了給凍土降溫處理凍土病害的。
熱棒的學(xué)名是低溫?zé)岚糁行模€帶有測溫管熱棒,作為導(dǎo)熱系統(tǒng),它的原理很簡單,在碗口粗的密閉空心長棒中灌有液氨,上面裝上散熱片,為冷凝段,下面的吸熱部分則直接埋進(jìn)凍土中,為蒸發(fā)段,他們的存在就像是一個個為地基準(zhǔn)備的,無需能源的空調(diào)。
當(dāng)冬天溫度降低時,熱棒利用液氨沸點(diǎn)低的特點(diǎn),吸收凍土深處的熱量,通過散熱片將熱量傳導(dǎo)給空氣,最后遇到較冷的管壁,冷卻后變成液體,重新回到吸熱段蒸發(fā),這樣可以保證土層可以持續(xù)冷凍狀態(tài)不松軟。
雖然名字中有熱字,但其實(shí)更像一個不斷工作的制冷機(jī)一樣,維持著凍土的低溫,阻止其融化,從而消除了凍土體積的變化,保證了路基的平整,還大大減輕了維修鐵路人員的負(fù)擔(dān)。
除此之外,熱棒技術(shù)不會受到路基結(jié)構(gòu)限制以及噪音干擾,具有較長的使用壽命,無需日常維護(hù),實(shí)現(xiàn)了真正意義上的環(huán)保,而且埋設(shè)熱吧的成本低點(diǎn)與以橋代路方案相比,能節(jié)省出10億以上的資金。
正因熱棒有這么多的優(yōu)點(diǎn),才得到了相關(guān)專家和青藏鐵路專家們的一致肯定,熱棒技術(shù)由江寧開發(fā)區(qū)的中盛集團(tuán)研發(fā),這一偉大的發(fā)明破解了青藏鐵路高原凍土的魔咒。
可以說,青藏鐵路能成功建成,絕對離不開熱棒,青藏鐵路開通不僅填補(bǔ)了西藏地區(qū)綜合交通運(yùn)輸?shù)目瞻?,還降低了物資進(jìn)出的運(yùn)輸成本,為西藏的各方面的發(fā)展提供了更多的便利,可以說是功不可沒。
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