高海拔高寒隧道施工技术.pdf

第22卷,第4期中国铁道科学Vol122No14
2001年8月CHINARAILWAYSCIENCEAugust,2001

文章编号:100124632(2001)0420047206
高海拔高寒隧道施工技术
刘国玉

(中铁十六局第一工程处,北京101300)

摘要:大坂山公路隧道地处青藏高原东北部,祁连山脉东段南支脉,全长1530m,洞口路面海拔高度为
3792188m,是国内目前海拔最高的隧道。为了解决好高海拔高寒地区隧道施工问题,施工、设计、科研单位共
同组织了科研攻关小组,通过研究、实践、总结、改进、提高,获得了在高海拔高寒地区修建隧道的基本经验
和一些施工关键技术。该工程的成功建设,为我国西部大开发,修建高海拔高寒地区公路、铁路隧道提供了宝
贵的经验和施工技术。

关键词:高海拔;高寒地区;隧道;施工
中图分类号:U4161168:U45912文献标识码:A

该地区属内陆高原寒冷气候带,高寒多雨,年
1前言平均气温-311℃,极端最低气温-3411℃,极端
最高气温2215℃,年负温期近8个月,年均降雨量
大坂山公路隧道地处青藏高原东北部,祁连山84114mm,年均蒸发量615mm,氧气含量仅为海平
脉东段南支脉,位于青海省境内,是227国道西宁面的62%。
至张掖段的重点工程之一。隧道全长1530m,洞隧道位于祁、吕、贺山字形两翼褶皱带与秦昆东
口路面海拔3792188m,是国内目前海拔最高的隧西向构造带的复合部位,地质构造与组合形式异常
道。据中国科学技术信息研究中心查新检索国内外复杂。山峦起伏大,古冰川与寒冻风化侵蚀地貌发
有关文献和资料获悉,该隧道海拔高度位居世界第育,岩层厚度极不稳定,节理裂隙发育,三大断层横
一。贯其中,Ⅱ2Ⅲ类围岩约占55%,地质条件极差。该
为了解决好高海拔高寒地区隧道施工问题,施隧道地下水丰富,开挖后渗漏水严重,多处发生过涌
工、设计、科研单位共同组织了科研攻关小组通过水,局部富水区呈喷射状涌水,涌水量高达3528m3·
研究、实践、总结、改进、提高,获得了在高海拔d-1。隧道工程地质纵剖面示意图,见图1。
高寒地区修建隧道的基本经验和一些施工关键技
术,如:防排水、防寒保温、低温混凝土施工、机
械设备配套、施工人员安全防护、施工组织管理模
式等,解决了施工有关难题。经过工程竣工验收与
通车运营,达到了优质、高效、安全的总目标。该
工程的成功建成,为我国西部大开发,修建高寒高
海拨公路、铁路隧道,提供了成功的先例,具有重
要的参考价值。
图1工程地质级剖示意图
2工程概况及特点
212工程概况及特色
211施工区域自然条件大板山隧道按Ⅲ级公路设计。建筑限界:净高

收稿日期:2001205216
作者简介:刘国玉(19692),男,安徽五河人,高级工程师。
基金项目:铁道部科技研究开发计划项目(2000G037)
84中国铁道科学第22卷

415m,净宽7+2×0175m。进、出口洞门墙均采LDPE,并在分段浇筑的二次模筑衬砌施工缝处设
用25号钢筋混凝土结构,出口洞门墙基础以下115HPE350止水带。
m换填粗粒土石。进、出口分别设置了长为25m、为了解决高寒地区隧道内冬季经常出现冰柱和
30m的防雪明洞(图2)。冰棱及衬砌在冻结和溶解的反复循环作用,会加速
根据隧道建筑限界要求,并考虑到高寒地区的隧道衬砌的变形和破坏等问题,确保使衬砌背面的
温差,隧道衬砌可能承受非均匀冻胀力,衬砌内轮围岩水温度高于冰点,原设计在隧道两端洞口一定

廓线采用单心圆,内半径为r1=454158cm。该隧道长度范围内(出口约500m,进口约300m),于二
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类围岩地段分别约占全长的37%、18%次衬砌和初期支护之间设置了保温隔温层。经反复

和45%。初期支护为40cm厚,C25模喷混凝土,二试验后,选定了适当的保温层体系。并将内置的保
次模筑衬砌。温隔温层改为全隧道设置的外贴式保温隔温层,隔
根据中科院兰州冰川冻土研究所提供的隧道温效果显著。
进、出口冻结深度,通过反复比较,确定沿隧道全
长设置防寒泄水洞,出口采用圆端掩埋式保温出水3主要施工方法及技术成果
口,排除隧道围岩中的地下水。防寒泄水洞设在隧
道行车道下面315m～5m,断面开挖尺寸216m×311主要施工原则
216m。在防寒泄水洞内,左右对称开挖横洞,与根据高海拔高寒地区的自然环境条件、施工设
左右墙脚下设置的竖向泄水孔相通,以便将正洞二计的规格,本着安全、优质、高效、适用、稳妥的
次衬砌外的围岩渗透水,经由纵向盲沟和纵向透水精神,确立了以下基本指导原则。
管,疏导至竖向泄水孔,再由防寒泄水洞排出洞(1)由于气压低、缺氧、寒冷、多风,内燃机
外。以期尽快排除地下水,尽量减少地下水因滞流械功率损失较大,防冻起动较