高寒、缺氧、冻土、缺水，是在地球“第三极”建设青藏铁路的重大难题，也是对人类生存极限的挑战。中国铁路建设者和科研人员经过多年科技攻关和探索，在历经一年的建设实践中将高科技融入青藏铁路建设，成功解决了这一系列难题，开创了世界铁路建设史上的奇迹。
青藏铁路穿越五百四十七公里的多年冻土地段，全线海拔高于四千米的地段约有九百六十公里，最高处海拔为五千多米。青藏铁路“高原”和“冻土”问题是施工中需要重点解决的技术问题，其特殊性和复杂性在世界上独一无二。
记者从青藏铁路总指挥部了解到，青藏铁路建设者针对冻土问题，广泛借鉴和吸收国内外成功经验，创造性地采取了相应对策：对于不良冻土现象发育地段，线路尽量绕避；对于高温极不稳定冻土区的高含冰量地质，采取“以桥代路”的办法；采用通风路堤、铺设保温层等新技术、新材料、新工艺，提高冻土区路基稳定性，保证铁路工程安全。
今年四月，中铁十二局集团有限公司经过一百多次砼配合比正交试验及张梁送砼的工艺研究，成功预制出第一孔先张法预应力砼Ｔ梁。这种青藏铁路耐久梁是专门为高原冻土区“以桥代路”设计的一种梁型，具有耐冻循环和终身稳定等特点，基本解决了青藏线冻土区桥梁预制难题。
青藏铁路建设中的风火山隧道是世界上海拔最高、冻土区最长的高原永久冻土隧道，全部位于永冻层以内。洞内施工热量对冻结围岩产生很大影响，爆破后形成融化圈，使融岩整体性降低，地下冰川段融化后产生积水，影响隧道正常施工。因而，隧道掘进时需要降温，以保持围岩的稳定性，而衬砌时又必须升温，以利于混凝土固结，这是永久冻土隧道施工的最大难题。为此，中科院西北科学院、铁道部、中铁二十局进行了大量试验性研究，确定了“随开挖、随支护、早封闭、快衬砌”的原则，在围岩外形成保护层，并及时实施隔热层作业，减少洞内温度向周边围岩扩散而增大融化圈，一举攻克了含土冰层地带施工这一世界技术难题。
最近由中国铁路工程总公司西北科学研究院完成的一份科研报告表明，热棒技术有望成为解决青藏铁路建设冻土问题的好方法。初步测试结果表明，热棒技术在解决青藏铁路建设冻土问题中达到了满意的效果；在高原多年冻土路基处理的工点设计中采用热棒技术冷却青藏铁路路基、增加路基冷储是可行的。
据介绍，热棒（又叫无芯重力式热管、热虹吸管）是一种高效热导装置，具有独特的单向传热性能——热量只能从地面下端向地面上端传输，反向不能传热。大规模使用热棒后可以保持青藏铁路沿线多年冻土处于良好的冻结状态。
早在上世纪六十年代，中国铁道部第一勘察设计院就在青藏高原风火山一带海拔四千七百米处设立了冻土观测站和铁路试验路基，开始了高原冻土研究，取得了一系列重要的理论成果。专家经过四十多年的科研攻关，对高原冻土分布与特征及工程地质性质有了较全面的认识，基本掌握了防治不稳定地区路基病害技术。
青藏铁路昆仑山、风火山隧道和清水河、北麓河、沱沱河等五个冻土工程试验段、三十九个课题，涉及新技术、新工艺、新材料等各个方面的试验工作自去年八月下旬开展以来进展顺利。路基、桥涵、隧道三大项九大类工程试验研究课题的科研成果已有初步结论。通过研究高原冻土稳定性与工程的关系，专家总结出保持地基土冻结状态、容许地基土在施工及运行期间逐渐融化、在施工之前使冻土地基预先融化等不同冻土地温带的工程设计原则，并探索出合理控制路基高度、铺设保温层、以桥代路和筑通风路基等一整套工程措施，找到了妥善解决冻土路基、桥梁、涵洞、隧道、站场工程技术问题的方法。目前，各研究单位仍在继续进行观测、试验、研究，力求在经过冻融循环的全过程后提出更有价值的结论。
高原缺氧也给铁路建设带来了巨大障碍。由于缺氧，高原施工可能引发高原性肺水肿、脑水肿等各种高原病，危及建设者的生命健康。为此，青藏铁路各参建单位建立了三级医疗机构，配备了先进的医疗设施。目前，高原室内弥漫式供氧措施及方法、高原室内供暖方式和降低室内耗氧量途径、高原隧道施工供氧途径及方法三项科研成果已通过专家论证，并在青藏铁路全线建设中推广运用，从而为广大参建职工身体健康和工程安全提供了科学保障。在风火山隧道建设中，由中铁二十局和北京科技大学联合研制的医用高原制氧站可灌充四十升氧气瓶以及各种便携式氧气瓶（袋），并可向隧道内进行弥漫性供氧，通过氧气管直接送氧到掌子面。由于采用科学的施工方法，到目前为止，全线建设中未发生一例因高原病而死亡的事故。
在高原施工，不仅人员会缺氧，机械也会因缺氧而带来功能性障碍。当前，中国国内生产的铺轨机、架桥机和内燃机车在平均海拔四千米的青藏高原上功率会下降百分之四十至五十，一般最大坡度适应能力为千分之十二，且因缺氧，燃料燃烧不充分产生大量废气、毒气，造成环境污染。而青藏铁路设计最大坡度为千分之二十，均为连续的长、大坡度。为此，中铁一局组织科技人员对青藏铁路铺架关键技术进行研究，提出了研制补氧增压设备、改造机械、机车车辆设备、预防严寒、风沙、雷电等一系列具体解决方案和措施，对铺架设备的发动机、牵引系统、制动系统等进行了改造，增大了部分电器产品容量和绝缘等级，采用新型防紫外线技术和材料，提高了设备耐用性和抗风能力。实验证明，经改造后的铺轨架桥机和内燃机车，在千分之二十二的坡道上作业，动力性能良好，制动性能可靠，设备运转正常，环境污染极小，完全能够满足青藏铁路铺架施工的需要。
吃水难一直是困绕青藏铁路建设的一大难题，解决吃水问题是确保青藏铁路建设顺利进行的主要环节之一。青藏高原河流水量受季节变化影响明显，铁路施工沿线水质普遍含盐量高、浑浊度大，部分地区水源重金属含量严重超标，施工沿线水资源均不能直接饮用。此前，五道梁以北沿线施工单位生活用水全靠用车从纳赤台运输，运距平均一百二十公里，最远距离二百多公里，吃水运费每吨约八十元，而且由于运距较长，每天只能拉一次水，远远不能满足职工生活需要，同时也增加了青藏公路运输负担。
去年以来，由中国铁道建设总公司和中铁十二局集团组建的青藏铁路饮用水源洁治科研课题组与军事医学科学院联合对青藏铁路建设沿线水源进行了抽样调查，在此基础上以清水河水源为样本，提出了集过滤、吸附、钠分离、消毒为一体的净水方案。根据这一方案在可可西里清水河安装的净水设备已调试完毕并开始供水。处理后的水质优于中国国内《生活饮用水卫生标准》。这一设备日产净水量可达一百五十立方米，能满足六千多人日用水需求，为一线施工现场提供了及时、安全、充足的生活用水
青藏铁路穿越五百四十七公里的多年冻土地段，全线海拔高于四千米的地段约有九百六十公里，最高处海拔为五千多米。青藏铁路“高原”和“冻土”问题是施工中需要重点解决的技术问题，其特殊性和复杂性在世界上独一无二。
记者从青藏铁路总指挥部了解到，青藏铁路建设者针对冻土问题，广泛借鉴和吸收国内外成功经验，创造性地采取了相应对策：对于不良冻土现象发育地段，线路尽量绕避；对于高温极不稳定冻土区的高含冰量地质，采取“以桥代路”的办法；采用通风路堤、铺设保温层等新技术、新材料、新工艺，提高冻土区路基稳定性，保证铁路工程安全。
今年四月，中铁十二局集团有限公司经过一百多次砼配合比正交试验及张梁送砼的工艺研究，成功预制出第一孔先张法预应力砼Ｔ梁。这种青藏铁路耐久梁是专门为高原冻土区“以桥代路”设计的一种梁型，具有耐冻循环和终身稳定等特点，基本解决了青藏线冻土区桥梁预制难题。
青藏铁路建设中的风火山隧道是世界上海拔最高、冻土区最长的高原永久冻土隧道，全部位于永冻层以内。洞内施工热量对冻结围岩产生很大影响，爆破后形成融化圈，使融岩整体性降低，地下冰川段融化后产生积水，影响隧道正常施工。因而，隧道掘进时需要降温，以保持围岩的稳定性，而衬砌时又必须升温，以利于混凝土固结，这是永久冻土隧道施工的最大难题。为此，中科院西北科学院、铁道部、中铁二十局进行了大量试验性研究，确定了“随开挖、随支护、早封闭、快衬砌”的原则，在围岩外形成保护层，并及时实施隔热层作业，减少洞内温度向周边围岩扩散而增大融化圈，一举攻克了含土冰层地带施工这一世界技术难题。
最近由中国铁路工程总公司西北科学研究院完成的一份科研报告表明，热棒技术有望成为解决青藏铁路建设冻土问题的好方法。初步测试结果表明，热棒技术在解决青藏铁路建设冻土问题中达到了满意的效果；在高原多年冻土路基处理的工点设计中采用热棒技术冷却青藏铁路路基、增加路基冷储是可行的。
据介绍，热棒（又叫无芯重力式热管、热虹吸管）是一种高效热导装置，具有独特的单向传热性能——热量只能从地面下端向地面上端传输，反向不能传热。大规模使用热棒后可以保持青藏铁路沿线多年冻土处于良好的冻结状态。
早在上世纪六十年代，中国铁道部第一勘察设计院就在青藏高原风火山一带海拔四千七百米处设立了冻土观测站和铁路试验路基，开始了高原冻土研究，取得了一系列重要的理论成果。专家经过四十多年的科研攻关，对高原冻土分布与特征及工程地质性质有了较全面的认识，基本掌握了防治不稳定地区路基病害技术。
青藏铁路昆仑山、风火山隧道和清水河、北麓河、沱沱河等五个冻土工程试验段、三十九个课题，涉及新技术、新工艺、新材料等各个方面的试验工作自去年八月下旬开展以来进展顺利。路基、桥涵、隧道三大项九大类工程试验研究课题的科研成果已有初步结论。通过研究高原冻土稳定性与工程的关系，专家总结出保持地基土冻结状态、容许地基土在施工及运行期间逐渐融化、在施工之前使冻土地基预先融化等不同冻土地温带的工程设计原则，并探索出合理控制路基高度、铺设保温层、以桥代路和筑通风路基等一整套工程措施，找到了妥善解决冻土路基、桥梁、涵洞、隧道、站场工程技术问题的方法。目前，各研究单位仍在继续进行观测、试验、研究，力求在经过冻融循环的全过程后提出更有价值的结论。
高原缺氧也给铁路建设带来了巨大障碍。由于缺氧，高原施工可能引发高原性肺水肿、脑水肿等各种高原病，危及建设者的生命健康。为此，青藏铁路各参建单位建立了三级医疗机构，配备了先进的医疗设施。目前，高原室内弥漫式供氧措施及方法、高原室内供暖方式和降低室内耗氧量途径、高原隧道施工供氧途径及方法三项科研成果已通过专家论证，并在青藏铁路全线建设中推广运用，从而为广大参建职工身体健康和工程安全提供了科学保障。在风火山隧道建设中，由中铁二十局和北京科技大学联合研制的医用高原制氧站可灌充四十升氧气瓶以及各种便携式氧气瓶（袋），并可向隧道内进行弥漫性供氧，通过氧气管直接送氧到掌子面。由于采用科学的施工方法，到目前为止，全线建设中未发生一例因高原病而死亡的事故。
在高原施工，不仅人员会缺氧，机械也会因缺氧而带来功能性障碍。当前，中国国内生产的铺轨机、架桥机和内燃机车在平均海拔四千米的青藏高原上功率会下降百分之四十至五十，一般最大坡度适应能力为千分之十二，且因缺氧，燃料燃烧不充分产生大量废气、毒气，造成环境污染。而青藏铁路设计最大坡度为千分之二十，均为连续的长、大坡度。为此，中铁一局组织科技人员对青藏铁路铺架关键技术进行研究，提出了研制补氧增压设备、改造机械、机车车辆设备、预防严寒、风沙、雷电等一系列具体解决方案和措施，对铺架设备的发动机、牵引系统、制动系统等进行了改造，增大了部分电器产品容量和绝缘等级，采用新型防紫外线技术和材料，提高了设备耐用性和抗风能力。实验证明，经改造后的铺轨架桥机和内燃机车，在千分之二十二的坡道上作业，动力性能良好，制动性能可靠，设备运转正常，环境污染极小，完全能够满足青藏铁路铺架施工的需要。
吃水难一直是困绕青藏铁路建设的一大难题，解决吃水问题是确保青藏铁路建设顺利进行的主要环节之一。青藏高原河流水量受季节变化影响明显，铁路施工沿线水质普遍含盐量高、浑浊度大，部分地区水源重金属含量严重超标，施工沿线水资源均不能直接饮用。此前，五道梁以北沿线施工单位生活用水全靠用车从纳赤台运输，运距平均一百二十公里，最远距离二百多公里，吃水运费每吨约八十元，而且由于运距较长，每天只能拉一次水，远远不能满足职工生活需要，同时也增加了青藏公路运输负担。
去年以来，由中国铁道建设总公司和中铁十二局集团组建的青藏铁路饮用水源洁治科研课题组与军事医学科学院联合对青藏铁路建设沿线水源进行了抽样调查，在此基础上以清水河水源为样本，提出了集过滤、吸附、钠分离、消毒为一体的净水方案。根据这一方案在可可西里清水河安装的净水设备已调试完毕并开始供水。处理后的水质优于中国国内《生活饮用水卫生标准》。这一设备日产净水量可达一百五十立方米，能满足六千多人日用水需求，为一线施工现场提供了及时、安全、充足的生活用水