2025年5月30日,东北林业大学成栋生态讲坛上,中铁西北科学研究院张鲁新教授回顾了中国冻土科学技术研究的艰辛历程与辉煌成就。中国冻土研究以青藏铁路为代表的冻土工程项目为依托,历经六十余载攻关,形成了世界领先的寒区工程技术体系,同时为“一带一路”寒区工程提供了中国方案。

一、艰苦创业:从青藏公路到铁路会战的破冰之旅
1960年,“青藏公路沿线的多年冻土”考察及青藏铁路高原科学技术研究所的成立,拉开了中国冻土研究的序幕。此后十年间,科研团队在风火山建立观测站,开展冻土综合考察,修筑模拟路堤和试验路堑,首次系统掌握了高原冻土特征及工程响应规律。
1974-1978年的青藏铁路科学研究大会战,凝聚全国1700余名科技人员,围绕冻土力学、热物理性质等376个课题展开攻关。风火山厚层地下冰试验路基的成功建设,验证了“保护冻土”设计思想的科学性,为后续工程奠定了理论与实践基础。
二、技术跨越:青藏铁路铸就冻土工程新标杆
2001-2007年青藏铁路建设期间,科研团队针对高温冻土、厚层地下冰等复杂地质条件,开展6大项目39个课题研究,形成了“冷却地基”主导的设计思想。片石气冷、热棒、通风管等技术的综合应用,实现了冻土热稳定性的主动调控,成功解决了“冻土、高原、生态”三大难题。

风火山隧道和清水河试验段等试验工程的成功实践,标志着中国冻土工程技术达到国际水平。数据显示,青藏铁路冻土区路基沉降控制在15 mm以内,桥梁桩基承载力误差小于5%,创造了高原冻土工程的奇迹。
三、创新引领:从寒区公路到高铁的技术延伸
青藏公路的改建升级进一步推动技术革新。2011年共玉高速公路采用片块石路基、热棒路基等特殊结构,2017年国家科技支撑计划项目形成高等级公路冻土路基设计体系,使沥青路面使用寿命延长至15年以上。
哈大高速铁路建设中,针对季节冻胀变形研发的级配碎石掺水泥、混凝土基床等技术,将路基工后沉降控制在15 mm以内,动荷载下弹性变形小于4 mm,为寒区高铁建设提供了标准范本。
四、全球视野:“一带一路”寒区工程的中国方案
中国冻土技术正从青藏高原走向世界。中俄原油管道采用热棒技术应对输油对管基的热影响,拟建的莫斯科-喀山高铁项目针对黏土和河流热侵蚀问题开展专项研究,展现了中国方案的适应性。
面对北极、亚北极和第三极地区的冻土退化与“一带一路”极地工程需求,中国正开展冻土退化预测、新型保温材料等研究,为俄罗斯北极港口铁路、极地和寒区工程等战略工程储备技术。
五、精神传承:挑战极限的冻土科研精神
六十余载冻土研究,孕育了“挑战极限、勇攀高峰”的青藏铁路精神。科研人员扎根于青藏高原无人区,以“三根火柴”和“唐古拉风雪夜”等艰苦实践,诠释了“不畏艰险、以苦为乐”的奉献精神。张鲁新表示,冻土研究的每一步突破,都是多部门协同、产学研用融合的结果,更是科技创新驱动发展的生动实践。
讲座结束后,许多学生围在讲台前继续提问,部分学生自发整理讲座中的技术要点和精神故事,在社交平台分享:“今天终于明白,为什么说冻土工程是‘用热血浇筑的奇迹’。作为新时代理工学生,我们不仅要学技术,更要传承那份‘把论文写在高原冻土上’的担当。”这场讲座不仅是一次专业知识的传授,更像是一场跨越时空的科研精神接力,让冻土研究的“冷门学科”在青年学生心中燃起了热烈的奋斗之火。
