1907年詹天佑主持修建八达岭隧道。
中国自行修建的第一座单线越岭铁路隧道。位于北京市延庆区,京包铁路北京至张家口段( 原京张铁路)的青龙桥车站附近,是詹天佑主持修建的京张铁路4座隧道之一。1907年起,由土木工程师詹天佑亲自规划督造。
隧道从长城之下穿越燕山山脉八达岭,进口端隧道外线路坡度为323468511‰,隧道内线路最大坡度为2157‰。隧道穿过的岩层主要是较坚硬的片麻岩,另外还有部分角闪岩、页岩和砂岩等,风化呈破碎和泥质状态。
为什要修八达岭隧道
一百年前,詹天佑主持设计修建京张铁路时遇到了很多难题,其中最大的难题就是修筑从南口到八达岭岔道城的关沟段铁路。这段路地势陡,坡度大,最大坡度达33‰,即每前进1000米,坡度就上升33米。这样的坡度,火车是不能直接爬上去的。因为,当时火车最高爬坡率只有25‰,于是詹天佑借鉴美国高山地区铁路设计,设计出用“长度”换“高度”的“人字形”铁路。
让铁路翻越一部分山坡,将待挖的隧道长度从12公里缩减到了1100米。尽管这一设计极其巧妙,是当时技术条件下能够拿出的最优方案。但“人”字形铁路线是在牺牲了火车运力、线路长度以及车速的基础上的不得已之举。
由于坡度陡,老京张铁路不得不采用轻型机车,运力不足;盘山铁路层层叠叠,多走了不少冤枉路;转弯半径小,火车的车速开不快。换言之,詹天佑的老铁路是被“逼上了八达岭”。
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风火山隧道基本概况:
风火山隧道位于青藏高原腹地,可可西里“无人区”边缘,界于昆仑山与唐古拉山之间,全长1338米,进口轨面海拔4905米,是目前世界上海拔最高的铁路隧道。隧道所处风火山垭口高寒缺氧、气温低、昼夜温差大。海拔4905米,年均气温零下7℃,寒季最低气温达零下41℃,空气中氧气含量只有内地的50%左右,被喻为“生命禁区”。隧道洞身全部位于冻土、冻岩中,地质岩层复杂,集冰冻土、富冰冻土、裂隙冰、泥砂岩等恶劣地质于一体,土质严密而混杂。
风火山隧道内空气非常稀薄,严重缺少氧气,即使工作人员都带着氧气罐,还是不够用,杯水车薪。为确保队伍上得去、站得稳、打得赢,他们从地理环境、气候条件、技术难度、物资设备、医疗卫生等多方面保障出发。先后投入资金组建了拥有高压氧仓、B超等先进医疗设备的“工地医院”和9个基层工地卫生所,配备医护人员34名,形成了健全的二级卫生保障网络;他们与科研单位合作,研制建成3座生产、生活医用制氧站,向风火山隧道进行弥漫式供氧,每个制氧站每小时可产氧气20立方米,氧气纯度达到94%,并在洞内安装了氧车,方便作业人员随时吸氧。解决了3000多名施工职工、民工施工、生活用氧难题。创造了参建职工和劳务人员无一人因高原病死亡的奇迹。砂岩等恶劣地质于一体,土质严密而混杂。
风火山隧道铁路建设:
风火山是青藏铁路最艰苦地段之一,其中风火山隧道是世界第一高隧。风火山隧道已竣工,该隧道全长1338米,位于距青海省格尔木市350公里的可可西里无人区边缘,是青藏铁路重点难点工程,是世界上海拔最高的冻土隧道。青藏高原被称为世界屋脊,其自然环境及地质特点是独一无二的,风火山为高原顶峰,修建隧道所遇到的技术难题也是世界级的。风火山所在区域地质复杂,主要为含土冰层、饱冰冻土、富冰冻土,还有裂隙冰、融冻泥岩等病害性地质。这里年均气温零下7℃,寒季最低气温达零下41℃,大气压只有55Kpa(仅为平原的50%),氧分压低于生命极限(在青藏铁路,工程建设遇到的高寒、低压、缺氧、多年冻土和生态脆弱三大世界性难题主要集中在这里。全长1338米的风火山隧道,轨面海拔高度4905米,是世界海拔最高的多年冻土隧道,自然环境十分恶劣,西方媒体曾预言,青藏铁路过不了风火山。中国铁建公司在被称作“生命禁区”的环境中修建隧道,创造性地应用和发展了中国独特的冻土隧道施工技术成果,带领职工提前贯通了风火山隧道,使世界海拔最高的多年冻土隧道不渗不漏,成为精品工程,创造了人类铁路建设史上的奇迹,被载入“世界吉尼斯”纪录。风火山隧道于2001年10月18日开工建设,2002年10月19日胜利贯通。
风火山隧道科学研究:
位于青藏高原唐古拉山北麓的风火山,因风大雷多而得名,是名副其实的生命禁区:最高海拔5010米,大气含氧量低于人类生存需求极限;这儿气候恶劣,冬天,常有七八级的大风卷起黄豆大的石子;夏天,时而风雪交加,时而雷电翻滚.就是在这样一个人类难以生存的地方,中铁西北科学研究院于1961年在海拔4750米建立了风火山冻土定位观测站,坚持了长达40年的观测研究。
从1961年开始,西北科学研究院在昆仑山至唐古拉山550公里多年冻土地区,设立了以风火山为重点的9个观测场,对高原冻土动态变化情况进行了长期、系统、多方位的科学观测。为中国冻土工程学科发展和青藏铁路建设进行了科技储备。为取得基础性研究资料,观测站人员呕心沥血,从第一任站长、被称为“风火山上不老松”的周怀珍,党员张子克,工程师朱良恩,到新技术开拓者李勇等一大批群体,克服了极其恶劣的自然条件和高原上难耐的寂寞,不论刮风下雨,白天黑夜,都定时完成观测工作,为科研工作积累了珍贵的原始资料。该观测站也是世界上惟一设在高海拔地区的观测项目最全面的冻土定位观测站,在国际冻土工程学界具有重要影响,先后有美国、加拿大、俄罗斯等国家60多位知名冻土科学家、专家来到风火山参观和学术交流。
自七十年代以来,由中国科学院地理研究所、高原生理研究所,冰川冻土沙漠研究所、铁路研究所,高原大气物理研究所等几十个科研究单位的专家学者从四面八方云集在风火山下,建起了一座举世闻名的科研"城市",这座"科学城"别具一格,既没有高楼大厦,又没有规模宏大的现代化实验室,而是由成百上千的大大小小的白色帐篷和各种天然试验场地组成。主要开展冻土力学、冻土融化、热辐射、高原物理、高原大气、高原疾病、江源水文、高原资源等几十项科学研究工作。风火山“科学城”成了科学家们研究冻土力学,冻土融化,热辐射,高原物理、高原大气、高原疾病、江源水文等的“科学站”。由铁道部第一设计院、铁路研究院西北研究所等攻关的高原冻土层铁路建设意义重大,举世瞩目,这座得天独厚的“科学城”受到中外专家、学者和旅游者的青睐。
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