新華社西寧6月10日電(記者呂雪莉、朱建軍)隨著青藏鐵路開通日期的日益臨近,越來越多的世人把目光聚焦在青藏高原。世界屋脊的高寒缺氧令人心存恐懼。中國工程院院士吳天一説,高原既對人體有低氧損傷的一面,又有有利人體健康的一面。
吳天一從事高原醫學研究工作40餘年。是中國工程院院士,享受國務院特殊津貼專家。現任青海高原病實驗中心主任、研究員。
高原地區空氣稀薄,高寒缺氧,自然環境嚴酷。但是,人類為何能成功地生活于高原?吳天一的解釋是:這是因為高原既對人體有低氧損傷的一面,又有有利人體健康的一面。
他説,人體具有深刻的柔韌性,高原低氧環境使人體調動體內的生理機能活動,從而提高心、肺、血功能,增強氧的利用,改善新陳代謝,因此會給健康帶來一系列好處。
“藏族是人類適應高原環境的典範。他們對高原低氧環境的全面適應是其能夠世代生活在青藏高原並繁衍生息的真正奧秘。”
吳天一認為,高原低氧環境給健康帶來的好處,至少表現在三個方面。首先,提高人體的低氧耐力。近年來,一些訓練有素的登山運動員可不用氧而登上珠峰頂就是很好的例證。應用高原訓練使低氧運動耐力大大提高,從而提高運動成績。
高原氣候還可以治療某些疾病。如早期高血壓、冠心病、心肌硬化症、糖尿病、支氣管哮喘(特別是小兒過敏性哮喘)、肥胖症、再生性貧血等。研究發現,上述疾病在高原地區發病率相對較低。世界上許多國家也已利用高山作氣候治療、康復,或用低壓艙模擬治療,收到較好效果。
高原環境還可以使人類生命週期延長。世界三大長壽區均在高山地區,即高加索(阿塞拜疆和阿布哈茲),東喜馬拉雅罕薩(克什米爾及中國新疆南部)和安第斯(厄瓜多爾)。青藏高原的長壽老人居全國第三位,這與在高原發育延遲、性成熟期延緩及心腦血管疾病和惡性腫瘤的低發病率有關。(完)
青藏鐵路背景解讀:世界上海拔最高的凍土隧道——風火山隧道
新華社西寧6月10日電(記者侯德強、王聖志、姜帆)在海拔超過5000米的青藏高原風火山上,有一條被稱為“世界第一高隧”的凍土隧道——風火山隧道。風火山隧道全長1338米,軌面海拔標高4905米,全部位於永久性凍土層內,是目前世界上海拔最高的高原永久性凍土隧道。
風火山地區氣候環境極為惡劣,高寒缺氧,最低氣溫可達零下40攝氏度。對於英勇善戰、不怕吃苦的鐵路建設者來言,這些困難不足為懼,而讓他們最為憂慮的是風火山複雜的地質結構。由於風火山地下全是多年凍土,冰厚可達150米,山體猶如一座冰山橫亙在建設隊伍的面前,這給施工帶來很大難度。由此,風火山隧道工程被列為青藏鐵路全線重點工程之首。2001年10月,風火山隧道打響了第一炮,炸出的棄渣含土量僅為15%到20%,幾乎全是晶瑩剔透的冰塊。
為了打通風火山隧道,施工方中鐵二十局組織科技力量加強隧道凍土科研攻關,建起世界上海拔最高的制氧站,在隧道施工中,對洞內進行瀰漫式供氧,提高隧道內氧氣含量,從而解決高原施工缺氧難題。同時購置國內一流的隧道施工設備,在洞內建起了高壓蒸汽鍋爐、暖風機站和洞內保溫、降溫系統,解決了洞內混凝土施工溫度控制等一系列難題。2002年記者走進風火山隧道施工現場,在隧道外曾看到鐵路建設者寫下的一副對聯:“乘白雲撫藍天搏擊雪域縛蒼龍,踏清風邀明月洞穿世界最高隧”,表現了建設者的壯志淩雲,豪情滿懷,令人肅然起敬。
2002年10月19日,風火山隧道經過鐵路建設者們整整一年的奮戰,終於順利貫通。(完)
通訊:“世界第一高隧”征服記
新華社西寧6月10日電(記者王聖志、文貽煒、侯德強)有“世界第一高隧”之稱的青藏鐵路風火山隧道,全長1338米,軌面標高海拔4905米 ,全部位於永久凍土層以內,是世界上海拔最高、凍土區最長的高原永久凍土隧道。
青藏鐵路開工前,西方媒體預言:青藏鐵路根本過不了風火山,因為風火山地下全是長年凍土,冰厚達150多米。換句話説,風火山就是一座冰山,在冰山上打隧道是根本不可能的。因此,風火山隧道被列為青藏鐵路全線重點工程之首。
風火山自然條件十分惡劣,這裡空氣中氧含量不足海平面的50%,比人類生存所需氧氣的最低極限值還低0.13千帕,對參建者的身體健康構成較大威脅。
中鐵二十局承擔著風火山隧道的建設任務。時任中鐵二十局青藏鐵路工程指揮部指揮長的況成明説:“要想打通風火山隧道,首先要解決生存問題。由於高寒缺氧,400名職工剛上線時,高原病發生率很高,每天門診人數平均達到59人。因此解決缺氧問題,是保障工程順利推進的前提。”
2001年青藏鐵路開工初期,各施工單位都為職工定做了背負式氧氣瓶,但背負5公斤重的氧氣瓶增加了職工負擔,氧氣瓶的容量也不能滿足施工人員對氧氣的需求。況成明深感修建青藏鐵路決不能再走傳統供氧的老路。帶著強烈的使命感和責任感,況成明在隧道施工前夜不能寐,苦苦尋求新的更為實用的供氧辦法。
這年7月的一天,北京科技大學的一位研究生到風火山推銷小型制氧機。況成明劈頭就問:“多大的?”“只能供一個人使用。”“有沒有更大的?有沒有能給整個隧道施工人員供氧的?”“沒有,全世界都沒有。”況成明琢磨:原理都一樣,小的能生産出來,大的為啥就不行呢?他立即找來項目總工程師任少強和黨委書記陳文珍商量,三人一拍即合,他們大膽地提出在風火山建立制氧站的創意。
這一想法得到北京科技大學劉應書教授的支持。況成明調集二十名科技精英聯合北京科技大學的專家,組成現場科技攻關組,夜以繼日,反復論證,精心制定設計方案。他們結合隧道施工需氧的實際情況,創造性地提出了有壓吸附,高原低氣壓直接解吸的變壓吸附制氧工藝和“隧道掌子面彌散供氧和氧吧車供氧的新方法”。經過二百餘次試驗,3個月後,世界上第一座大型高原制氧站在風火山正式投入使用。
制氧站每台每小時可産氧氣24立方米,可以保證職工每天最少吸氧2小時。職工高原病發病率因此下降了44.1%。這項“青藏鐵路風火山隧道制氧、供氧系統研製與應用”的科技成果,填補了世界高海拔制氧技術的空白,並很快在建設全線推廣使用。
2001年10月18日,風火山隧道打響第一炮,炸出的棄渣幾乎全是冰塊,含土量僅為15%至20%。因為隧道的地質結構主要為含土冰層,以及飽冰凍土、原始冰川、裂隙冰、砂岩、泥岩及泥沙互層。
這樣的地質條件一直是隧道施工的禁區。隧道施工“掘進容易,支護難”,特別是凍土隧道施工支護、襯砌更難。況成明嘗試著讓施工人員噴射混凝土進行支護,沒有成功。高原凍土施工的關鍵在控制溫度:溫度低了,混凝土無法凝固;溫度高了,圍岩又會遇熱融化,造成洞壁滑塌。這是個非常棘手的技術難題!
況成明帶領科技人員晝夜蹲在掌子面上進行實地觀察,吃住在隧道,掌握冰岩溫度變化的規律。在高原受強烈紫外線照射,他的眼睛患上了嚴重的角膜炎,雙眼紅腫得像熟透的桃子,實在睜不開,施工人員就向他口述現場情況,他邊聽邊琢磨。經過反復試驗和對觀測數據的分析,終於找到了快速封閉圍岩的最佳溫度參數。
況成明大膽決策,投資數百萬元,與石家莊鐵道學院共同研製了兩台大型隧道空調機組,把洞內溫度控制在正負5攝氏度以內,既防止了凍土隧道因熱融而導致塌方的可能,又解決了因洞內溫度低、混凝土不能正常養生的質量隱患。為同類地質條件下的隧道施工積累了寶貴的技術和施工經驗。
隧道內嚴重缺氧,氧氣含量只有平原地區的40%。中鐵二十局又製造了兩個大型制氧站,安置在隧道進出口兩端,從兩頭向施工的隧道內進行24小時瀰漫供氧,使隧道內氧氣含量達到平原地區的70%左右,施工環境相當於下降了1000米高度。
中鐵二十局青藏鐵路工程指揮部副指揮長丁守全説:“採取隧道瀰漫式供氧,大大提高了生産力,原來隧道掘進每天為2-3米,後來隧道掘進每天可達5-8米。我們還在洞內安裝了移動式氧吧車,職工工作疲憊時隨時可以到氧吧車內吸氧休息,有效保障了施工人員的生命安全。”
在風火山隧道施工中,中鐵二十局和多家科研單位合作,相繼攻克了淺埋凍土隧道進洞、冰岩光爆、含土冰層熱融控制與噴護等20多項世界性高原凍土施工方面的重大科研難題。
2002年10月19日, 青藏鐵路風火山隧道勝利貫通。風火山隧道施工期間,未發生一起塌方和安全質量事故,其成功突破高原凍土施工難題,被中國工程院等權威單位評為2002年全國公眾關注的十大科技事件之一。(完)