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中科院院士赖远明:专研大地“冷静”规律的人
日期:2015年05月25日      新华网

  新华网兰州5月25日电(记者张文静)巍巍昆仑山下,皑皑白雪中,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。

  列车上的乘客很少知道铁路路基下藏着的“魔法”,更鲜少知道这个“魔法”其实是由一位来自中科院的科学家,和一批批与他同样热爱科研事业的同行,经过数个春秋不懈努力后,成功施展开来的。

  他,用“科技魔法”帮助解决了青藏铁路修建中的冻土难题,让它服服帖帖地为青藏铁路服务;他,就是从江西龙南一个偏僻的小山村走出来,如今,成长为中国乃至世界冻土领域研究的“领头羊”的中科院院士、中科院寒区旱区环境与工程研究所研究员赖远明。

  青藏铁路设计和建造伊始,曾面临三大难题:冻土、高原和生态脆弱,其中冻土是最重要和复杂的科技难题,因为冻土极易受工程的影响融化下沉,导致路基不稳,加之青藏铁路位于高海拔地区,在全球气候变暖影响下,高原冻土铁路修筑难上加难。

  早在上世纪八十年代,青藏铁路因为冻土难题被搁浅。“当时的思路属于被动解决,就像夏天卖冰棍,将冰棍放在棉被里,能保证一段时间不融化,但随着温度上升,最终还是会融化。”赖远明解释。

  此后,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”的方法。但当时用哪种措施“主动冷动路基”在国内尚属空白。于是,赖远明承担起填补这一空白的使命,向青藏铁路550公里的多年冻土区发起了挑战。

  “把‘棉被’换成‘冰箱’,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了长达四年的技术攻关。

  事实上,刚接到关于解决青藏铁路修建中冻土路基任务时,赖远明倍感压力之大。“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,加之文献极其有限,我们的工作从一开始就注定必须创新。”提起修建之初的种种困难,赖远明记忆犹新。

  在一次次的野外考察和室内实验中赖远明发现,块碎石因有空隙能在夏季时少吸收热量,冬季时排除热量,从而达到给冻土层降温的目的。“但最关键的技术难题是选择多大粒径的块碎石能达到最佳结果。”赖远明说。

  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。就这样,冻土被牢牢地“镇住”。

  当火车疾驰在这条高原铁路时,细心的乘客会不时发现铁轨两侧竖着一根根大小一样的铁棒以及一排排蓝色的遮阳棚。“其实这些都是科研人员用来给冻土降温、保障行车安全的措施。”赖远明告诉记者。

  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五十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。这项科研成果不但保障了青藏铁路的成功建设,而且对中国乃至世界寒区工程建设起到了重要的借鉴作用。

  除了破解青藏铁路冻土难题外,赖远明还参与攻克青藏公路冻土难题、甘肃历史上最大的跨流域调水工程“引洮工程”的冻土难题,均取得了骄人的成绩。

  赖远明自1983年考入兰州交通大学攻读研究生以来,在西北地区已扎根30多个春秋。

  “西北地区是冻土研究的最佳基地,在这里工作能够保持学术的系统性,东一榔头西一棒槌是出不了成果的。”赖远明如是说。

  对赖远明来说,“冻土工程研究就像是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,为中国乃至世界冻土事业的进步贡献己力。”