世界上伟大而神奇的工程—— 青藏铁路
是世界上海拔最高的铁路，
也是穿越多年冻土里程最长的铁路。
让我们跟随专家去探索——天路冻土
地质史神话般地为我们描绘了一个不可思议的沧海变桑田的事实：很久很久以前，现今青藏高原还是一片海洋，叫做“特提斯海”。慢慢地，从遥远的南边漂来一块大陆——“冈瓦纳古大陆”，与欧亚板块相撞，成就了“喜马拉雅造山运动”——地质史上最重大的事件之一。从此，就像美女头顶盘起的发髻，地球上隆起了这么一块最高的地方。在地球上最高的地方修建铁路，人们面临的最大技术难题是：它将穿越绵延数百千米的难以对付的多年冻土。
冻土的阻隔
由于无法解决在多年冻土上筑路这个世界难题，青藏铁路曾在绵延数百千米的多年冻土区面前止步不前。
何谓多年冻土？冻土分两大类，季节冻土和多年冻土。所谓多年冻土就是能够保持冻结状态两年以上的含有水分的土体，反之则是季节冻土。
众所周知，冰在融化成水的时候体积要缩小，水在冻结成冰的时候体积要膨胀。在多年冻土地区修建铁路，最可怕的就是“热融冻胀”：遇热融化下沉，路基塌陷；遇冷冻胀变形，把路基和钢轨顶起来。这一沉一胀，严重地影响着路基的稳定性。所以，如何解决多年冻土问题，成为修建公路和铁路的核心技术问题。
青藏铁路全长1142千米，经过多年冻土区的长度达547千米，北起昆仑山北麓青海省内西大滩附近的望昆，海拔高度4340米，南到唐古拉山南麓西藏境内的安多附近，海拔高度4700米。正是这绵延数百千米的多年冻土成为修建青藏铁路三大技术难题——多年冻土、生态环保和高寒缺氧——之首。上世纪80年代，青藏铁路中途下马的主要原因不在于国力不足，而是多年冻土区筑路的技术问题得不到解决，因此不得不在中途的驿站——格尔木划上了休止符。国外甚至有人说，只要昆仑山在，铁路就永远到不了拉萨。
世界上存在多年冻土的国家主要有俄罗斯、加拿大、美国和中国，在多年冻土区修筑铁路已有近百年的历史，但路基的破坏相当严重。俄罗斯的贝阿铁路线路病害率达到26.7%，后贝加尔铁路线路病害率几近40%，加拿大北部海湾的冻土区铁路也都大范围地出现了融化下沉和冻胀隆起的病害。冻土的冻胀融沉现象严重地威胁到铁路的安全运营。
俄罗斯西伯利亚、美国阿拉斯加的多年冻土属于高纬度冻土，相对比较稳定。而青藏高原则是纬度低、海拔高、日照强烈，这里的多年冻土大多属于高温冻土，极易受环境和工程的影响而发生融化下沉，因此其复杂性和独特性举世无双。
让冻土安稳“睡觉”
“要想孩子不闹，就得让他吃好、多睡觉。”同样，解决冻土问题的关键是如何让冻土安安稳稳地“睡觉”。
冻土最上面的一层会在暖季融化，在寒季冻结，被称为“季节融化层”，它的厚度一般在1.5〜4米，就像一层松软的“新棉被”，是多年冻土的保温层。尽管它自身会不断发生冻融，但总的说来起到了一种保温作用。在这层“新棉被”的保护下，多年冻土是相对稳定的。
修建铁路路基，首先就要铲掉表面植被，然后填土压实地面，这必定会破坏季节融化层，就好像把原来的那层保温性能适中的“新棉被”，换成了一层硬邦邦的“旧棉被”，这就破坏了多年冻土的稳定性。而且，填筑的路堤成梯形，接受太阳幅射的面积加大，传入地下的热量也将增加，这样冻土就会发生融化，影响铁路路基的稳定。
在技术上如何解决这个问题呢？我们人类照顾婴儿时，要想不让孩子闹，就得让他吃好安安稳稳多睡觉。同样，要想让冻土睡安稳，就得给它足够的冷量并尽量保持住它应有的冷量，使它不发生融化或者融化得慢一些。根据这个原则，科学家在设计铁路路基结构时主要采取了“主动型路基结构”，个别地段则采用了“被动型路基结构”。
所谓“主动型路基结构”，就是采取相应的措施主动为冻土增加冷量储备；所谓“被动型路基结构”，就是仅仅靠自身的结构抵抗或减少太阳辐射传给冻土的热量，以保证冻土不发生融化。
“被动型路基结构”的具体做法是，在已经压实的地面上再填上一定高度的土，以保证冻土原来的性能不变，或者在一定高度的填土里再加放一些保温板。不过，被动式路基虽然可以挡住暖季的热量传给冻土，但寒季的冷量也被挡在了外面，而科学家期望的是给冻土的冷量越多越好，所以，青藏铁路更多的是采用“主动型路基结构”。
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