修建青藏铁路时难度最大的工程是
多年冻土、高寒缺氧和生态脆弱这三大世界性难题给青藏铁路建设带来了极大困难。
青藏铁路沿线珍稀物种丰富，生态类型独特、原始，环境敏感，一旦破坏很难恢复。
如何破解多年冻土难题？
青藏铁路建设首次采取“主动降温、冷却地基、保护冻土”的设计原则，这对“被动保温”是一场革命。设计中，尽量绕避不良冻土现象发育的地段，遇到高温极不稳定的厚层地下冰冻土地段，采取“以桥梁通过”的办法。施工中，采用片石通风路基、片石通风护道、通风管路基、热棒、铺设保温板等多项措施，提高冻土路基的稳定性，其中不少冻土工程措施都是国内外首创。在青藏铁路上有一种特殊的路基，即在土路堤底部填筑一定厚度片石，上面再铺筑土层的路基。这种长达111公里的“片石层通风路基”为国内首创，它好似散热排风扇，冬季从路堤及地基中排除热量，夏季较少吸收热量，起到冷却作用，可有效保护冻土路基稳定。
青藏铁路建设专家组组长、冻土专家张鲁新教授认为，青藏铁路出现大规模冻土工程病害的可能性比较小，列车时速可达100公里以上，保持全年畅通没有问题。
如何确保建设者人身安全？
青藏铁路沿线年平均气温在零摄氏度以下，大部分地区空气含氧量只有内地的一半左右。高寒缺氧，风沙肆虐，紫外线强，自然疫源多，被称为人类生存极限的“禁区”。如何在严酷的环境下确保建设者生命安全，也是一项世界性难题。
铁道部和卫生部制定了完善的卫生保障措施，使医务人员与施工人员的比例达到1.5%-2%，全线配备常规医疗设备3900多台（件），职工生病在半小时内即送到工地医院得到有效治疗。遵循高原生理规律，所有参建人员在海拔较低的地区“习服”一周后，才准许到工地劳动。限定人员作业时间，采用机械施工，降低劳动强度。为了防止高原缺氧，建设单位在海拔4500米至5100米处创造性地运用高压氧舱，填补了国内外医学空白。在世界上首次进行高海拔地区人工制氧科学研究。在海拔4905米的风火山隧道，研制出每小时生产24立方米高纯度氧气的高原医用制氧设备，并将这一技术总结推广，全线共建大型制氧站17个，有效地改善了作业环境。风火山隧道建设中“青藏铁路风火山隧道制氧、供氧系统研制与应用”的科技成果,填补了目前世界上高海拔制氧技术的空白。
如何保护野生动物？
为保护青藏高原独特而又极为珍贵的野生动物资源，铁路选线尽量避开野生动物栖息、活动的重点区域，西藏段工程绕避了林周彭波黑颈鹤保护区。对必须经过野生动物活动区域的路段，组织专家研究野生动物保护问题，掌握沿线野生动物分布习性和迁徙规律，尽量减少对它们的干扰。青藏铁路沿线共设置33处野生动物通道，沿线路方向累计宽度近60公里。根据不同动物的迁徙习性，通道被设计为桥梁下方、隧道上方及缓坡平交三种形式。
如何保护高原植被？
建设者采用分段施工、植被移植的方法，先将施工区的草皮切成块，然后用铲车将草皮连同土壤一起搬到草皮移植区，专人负责养护。路基成型后，再把草皮移植恢复到路基边坡上。对昆仑山以南自然条件较好的地段，精选适合高原生长的草种，辅以适合的喷播、覆膜等技术，尽力恢复地表植被。在沱沱河、安多、当雄等高海拔地段，进行种植和移植草皮试验，获得成功后在全线推广，开创了世界高原、高寒地区人工植草试验成功的先例。
为保护高原湿地，青藏铁路尽量绕避湿地，必须经过湿地时，一般采取“以桥代路”、多设涵洞、路基基底抛填片石等措施，避免路基地下径流被切割，防止湿地萎缩。
一. 多年冻土
青藏铁路铺设在平均海拔4500米的高原上，由于海拔高，终年气温很低，路基下是多年冻土层，有的地方冻土层厚达20多米；这些冻土在温暖的季节会融化下降，寒冷的季节则冻结膨胀，这一起一降会严重影响铁路路基的稳定。而青藏铁路要经过这样的冻土地段长达550千米，是铁路全长的一半！
在工程建设中，对这一地带采用了因地制宜的方法：对相对稳定的冻土地段采取片石通风路基、片石护道、热棒技术、铺设保温板等方法，使路基通风，加快热量散发，降低温度，保持冻土的稳定性。对于极不稳定的冻土地段则采用“以桥代路”的方法，即以桥梁代替路基。桥梁工程采用桩基础，每座桥墩下面有四根桩基，每根桩基要深入地下20米以上，浇筑桥墩的混凝土经过了点和不同的地质条件，采取衬砌防水保温层、泥浆护壁等有效措施，克服了一系列施工难题。目前，我国在铁路冻土领域的科研攻关已经走在了世界的前列，同时还诞生了一批冻土研究的新生力量。
二. 生态脆弱
青藏高原气候寒冷，昼夜温差大，土层浅薄贫瘠，生态十分脆弱，一但遭受人为破坏，要恢得几乎不可能。为此，青藏铁路建设工程首次作出了环保和施工同等重要的承诺，并与当地政府签定了环保协议；铁路建设工程用于环保方面的投资预计达20多亿元，占工程总投资的10％左右，环保投资和所占比例如此之大，在国内建设史上尚属首例。
环保意识和行动无处不在：在桩基施工中，工程人员创造性地应用旋挖钻机干法成孔这一新型环保施工工艺，它可以快速成孔，既不会过多干扰多年冻土层，又不会污染环境。可可西里是国家级自然保护区，铁路穿过这里时，修建了清水河特大桥，这是全线最长的“以桥代路”工程，也是青藏铁路专门为藏羚羊等野生动物迁徒而开辟的通道。对于在施工过程中不可避免的环境破坏，则采取人工种草和草皮移植的方法，最大限度地恢复植被。工程开工至今，铁路沿线的冻土环境和江河湖泊的水质无明显改变，野生动物迁徙自由，对湿地生态的保护极有效。
三. 高寒缺氧
高原上气温低，空气稀薄，这种特殊的气候条件对施工人员和施工设备都是一种严峻的考验。在施工中，工程师们用自己发明创造的技术，加强了电器系统的耐低温性能，提高了动力系统的供氧量，把这些设备变成了世界上最先进的高原工程设备。
在施工人员方面，国家铁道部、卫生部第一次联合下文，对医疗卫生保障专门作出详细而具体的规定，投资达两亿元，建成覆盖全线的三级医疗保障体系，使出现严重高原反应和患高原病的人员得到及时治疗，施工两年来，实现了高原病零死亡，非典疫情零发生，鼠疫零传播的“三无”目标。
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