高原多年冻土隧道施工技术

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1、高原多年冻土隧道施工技术及方案研究摘要：昆仑山、风火山隧道是青藏铁路550公里连续多年冻土区仅有的两座隧道，目前分别为世界上高原多年冻土区最长和海拔最高的隧道。在高海拔、高寒缺氧、低气压、低氧分压的多年冻土地区修建铁路隧道是项开拓性工作。本文介绍了高原多年冻土隧道的施工技术及施工方案。关键词：高原；严寒；多年冻土；隧道；施工技术ResearchonConstructionTechniqueandPlanofPlateauTunnelatPermafrostRegionAbstractKunlunmountaintun

2、nelandFenghuomountaintunnelaretheonlytwotunnelsofQingzangrailwaywhichthereare550kilometersatpermafrostregion.Kunlunmountaintunnelisthelongestoneatplateaupermafrostregionintheworld,andFenghuomountaintunnelishighestoneintheworld.Buildingrailroadatpermafrostregion

3、,whichisathighelevation,freezingandlackofoxygen,iscreative.Constructiontechniqueandplanofplateautunnelatpermafrostregionispresented.Keywordsplateau,freezing,permafrost,tunnel,constructiontechnique1.工程概况于2001年6月29日动工的青藏铁路格尔木至拉萨段，全长1118公里，其中多年冻土区长度为632公里，连续多年冻土区长

4、度约550公里，计划于2006年全线通车。其中昆仑山和风火山隧道位于青藏高原海拔4500m以上的多年冻土区，是青藏高原550Km连续多年冻土区修建的仅有的两座隧道，是目前世界上在高原多年冻土层这一特殊围岩环境条件下修建的最高海拔的隧道工程。1.1隧道概述图1昆仑山隧道进口昆仑山隧道全长1686m（图1，Fig.1EntranceofKunlunmountaintunnel），进出口海拔高程分别为4642.66m和4665.91m。该隧目前为世界上最长的高原多年冻土隧道。该隧道顶部发育有两条大的冲沟，沟床下面隧道埋深较

5、浅，一号冲沟浅埋段最小埋深约27m左右，二号冲沟浅埋段最小埋深约3m左右。图2风火山隧道出口风火山隧道全长1338m（图2，Fig.2EntranceofFenghuomountaintunnel）。进出口海拔高程分别为4905.40m和4889.67m11。是目前世界上海拔最高的高原多年冻土隧道。根据西大滩观测资料（据1978年初测资料）及五道梁气象站资料：该地区年平均气温3.6～-5.2℃，极端气温分别为23.7℃和37.7℃。年平均降水量220.9mm，年平均蒸发量1469.8mm，相对湿度平均为44.8%，最

6、大风速23.0m/s，主导风向西风，平均雷暴日数年最多22天，最冷月平均气温-16.7οC。自然条件极其恶劣：空气稀薄，含氧量低，不足海平面的60%；气压较低，也不足海平面的60%；具有独特的冰缘干寒气候特征；紫外线辐射强烈。其中低气压、低氧分压是其显著特点之一。据2001~2002年昆仑山隧道现场观测资料，隧道进口与海平面的大气压、氧分压对照见表1：表1大气压、氧分压对照表Table1ComparisonofAirpressureandoxygenpressure地点（海拔m）气压（毫米汞柱）氧分压（毫米贡柱）海平

7、面（0）760159昆仑山隧道进口（4642）43386隧道围岩为Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级。1.2隧道结构昆仑山和风火山隧道设计为同样的结构形式。隧道采用曲墙带仰拱整体式模筑混凝土衬砌，模筑混凝土支护，其拱部背后进行回填压浆，模筑混凝土支护为隧道结构的组成部分。图3隧道结构示意图隧道在模筑支护与模筑衬砌之间设防水板及隔热保温层，按“防水板+隔热层+防水板”结构形式沿隧道全长全断面铺设。全隧道洞内设双侧保温水沟，墙脚纵向设ф100mmPVC盲沟。横向按5.0~10m间距设ф50软式透水管环向盲沟，与墙脚纵向盲沟相连。纵向盲沟通过“

8、三通”及ф50mm泄水管将衬砌背后的水排入侧沟。隧道结构形式见图3（Fig3Structureoftunnel）。2．施工方案2.1设备配套高寒、缺氧、低气压对人机效率降低是严重的，据相关资料显示在海拔4001~5000m之间气候对人机的影响见表2。表2高原气候影响系数Table2Coefficientofplateauclimate11海拔高