高寒地區(qū)大斷面公路隧道設(shè)計(jì)、施工關(guān)鍵技術(shù)研究項(xiàng)目建議書(已修改)
2025-06-20 20:53 本頁面
【正文】 高 海拔 地區(qū) 大斷面公路隧道設(shè)計(jì)、施工關(guān)鍵技術(shù)研究 建議單位： 中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司 （公章） 申報(bào)日期： 2021 年 1 月 20 日 1. 申報(bào)項(xiàng)目基本信息 申報(bào)項(xiàng)目基本信息表 項(xiàng)目名稱 高海拔 地區(qū) 大斷面公路隧道設(shè)計(jì)、施工關(guān)鍵技術(shù)研究 項(xiàng)目概要 （ 宏觀 描 述要解決的主要問題及達(dá)到的目標(biāo) ） 如何在 高海拔地區(qū) 隧道中采取行之有效的措施，以避免凍害現(xiàn)象的發(fā)生，是當(dāng)前隧道工程界迫切需要解決的問題 ， 為我國 嚴(yán)寒 地區(qū)的待建 隧道提供可靠的防凍 保溫 設(shè)計(jì) 和施工材料 ，從而減輕 乃至杜絕我國 嚴(yán)寒 地區(qū)隧道凍害的影響 。 主要研究內(nèi)容 高海拔地區(qū) 公路隧道 支護(hù)結(jié)構(gòu)抗凍耐久性研究 ； 高海拔地區(qū) 公路隧道 防排水體系防寒保溫 設(shè)計(jì)研究 ； 高海拔地區(qū) 公路 隧道溫度場變化規(guī)律及襯砌凍脹力數(shù)值模擬研究 ； 機(jī)電照明在高海拔地區(qū)的節(jié)能應(yīng)用研究 ； 低溫混凝土施工 及 養(yǎng)護(hù)技術(shù)研究 ； 高海拔地區(qū) 公路隧道施工工藝質(zhì)量控制技術(shù)研究 ； 高海拔地區(qū) 公路隧道洞口 熱融冰、雪 與路面防滑技術(shù) 應(yīng)用 研究 。 考核指標(biāo) （ 1）保溫段隧道排水體系 的溫度和洞口段路面溫度不低于 0℃； （ 2）科學(xué)、合 理地計(jì)算出沿隧道縱向需要鋪設(shè)保溫材料的長度 和鋪設(shè)方式、 厚度以及襯砌形式 ，確定保溫水溝設(shè)置深度 、長度 ； （ 3）可顯著性提高隧道防凍工程的耐久性； （ 4） 在滿足隧道防凍要求的前提下，降低隧道防凍工程造價(jià)； （ 5）發(fā)表研究論文不少于 5 篇 ； （ 6） 得出適用于高原地區(qū)的照明方案，降低造價(jià)，節(jié)約能源 。 依托工程基本情況 本項(xiàng)目隧道海拔在 4000m 以上， 其中 最長 隧道 仲果隧道 全長 5300 米，進(jìn)口高程 4280，出口高程 4170。 隧址區(qū)極端最低氣溫 ℃，年平均降水量 ，最大凍深 184cm（敦化），最大積 雪厚度 59cm。沿線地下水豐富，以孔隙水、基巖裂隙水為主，其補(bǔ)給來源主要為大氣降水、地下水。 項(xiàng)目總 經(jīng)費(fèi) 350 萬 申請 配套 經(jīng)費(fèi) 300 萬 完成年限 4 年 申報(bào)日期 20211 2. 項(xiàng)目的背景和必要性 1. 1 研究背景 高海拔地區(qū)主要是從醫(yī)學(xué)角度上人體機(jī)能的適應(yīng)能力加以界定的 ,一般指平均海拔在 3000m 以上的地域 ， 主要包括高原和高山。在 3000m 海拔上可使大多數(shù)人在靜息狀態(tài)下出現(xiàn) 不 同程度的高原反應(yīng) ， 超過這個(gè)海拔高度 ， 人體在機(jī)能代謝上的改變更加明顯。我國高海拔地區(qū)主要分布在西部的青藏高原及其周邊 ， 主要包括西藏自治區(qū)全部、和青海省、新疆維吾爾自治區(qū)、甘肅省、四川省、云南省的部分地區(qū)。 受喜馬拉雅運(yùn)動影響 ， 形成了我國高海拔地區(qū)復(fù)雜的地形地貌條件。這些區(qū)域氣候環(huán)境惡劣 ， 積雪、冰凍、大霧等通常是影響行車安全的主導(dǎo)因素。受區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造影響 ， 在這些地區(qū)常發(fā)育有泥石流、滑坡等不良地質(zhì) ,威脅到路線的正常營運(yùn)安全。 高原地區(qū)分布有大小的山脈和山系 ， 地形起伏大 ， 路線展現(xiàn)困難。基 于以上原因 ， 隧 道工程成為繞避不良地質(zhì)病害、減小惡劣氣候?qū)π熊嚨挠绊?、?shí)現(xiàn)越嶺展線、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的 一 種重要工程手段。然而 ,氣候環(huán)境上 ， 我國高海拔 西 區(qū) 普遍具有低氣溫的特點(diǎn)。以 本項(xiàng)目特長隧道 仲果隧道 [1]為例，隧道進(jìn)出口海拔 4100 左右 , 最冷月月 平 均氣溫 ℃ ,極端最低溫 ℃， 全年積雪 EJ 為 5?6 個(gè)月 ,大雪、吹雪、雪崩、暴雨、低溫寒潮等氣候?yàn)?zāi)害不斷。 另一方面 ， 地溫環(huán)境條件也給□道維修工作帶來了很大的困難。 對高海拔 隧道， 圍巖、地下水、太陽福射、地溫、 隧道 通風(fēng)等多種因素相互作用 ， 進(jìn)行著復(fù)雜的熱量交換過程 ， 易出現(xiàn)洞內(nèi)路面結(jié)冰、襯砌裂損、滲漏等嚴(yán)重凍害問題 ， 給 隧道運(yùn)營 管理、維修和整治提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。 因此 ， 高海拔 地區(qū)寒區(qū) 隧道的凍害防治成為 隧道 工程設(shè) 計(jì)、施工和運(yùn)營中必須考慮的重要內(nèi)容。 我國 目 前已建成的著名高海拔公路、鐵路 隧道 。通過這些高海拔寒區(qū) 隧道 的修建 ， 積累了初步的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)。 我 國 青藏高原區(qū)域內(nèi)蘊(yùn)藏著豐富的水力和礦產(chǎn)資源 ， 主要為藏族聚居區(qū) ， 經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展相對滯后。隨著國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施以及綜 合 國力的增強(qiáng) ， 發(fā)展西部尤其是少數(shù)民族地區(qū)經(jīng)濟(jì) , 開 發(fā)西部地區(qū)的豐富資源 ， 促進(jìn)國防后勤保障建設(shè) ， 打通進(jìn)藏交通線 (川藏、青藏、滇藏 ),具有緊迫性和必要性。因此 ， 青藏高原周邊的高山峽 地將成為 未來交通建設(shè)的熱點(diǎn)地區(qū) 。 目前 ， 在青藏高原區(qū)域內(nèi)建設(shè)和規(guī)劃了多個(gè)交通工 程的重大工程項(xiàng)目。如南水北調(diào)、青藏、川藏、滇藏幾條進(jìn)藏交通線的公路與鐵路工程等 ,這些工程項(xiàng)目意義顯著 ， 建設(shè)規(guī)模龐大 ， 隧道工程將在其中具有重要地位。隨著青藏高原周邊區(qū)域的交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和水力資源的開發(fā) ，開展和推動隧道抗防凍技術(shù)研究 ， 對提高我國修建高海拔寒區(qū) 隧道 的技術(shù)水平 ， 適應(yīng)未來交通建設(shè)需要 ， 具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 目前處于即將投入建設(shè)的 京 藏公路 （那拉段） 仲果隧道工程 ,規(guī)劃建設(shè)長度為 5300m， 隧道洞口高程在 4200m 左右。與青藏高原上已建成的大坂山、 昆侖山、 風(fēng)火山三座 隧道以及正在修建的米拉山隧道 相比較 ,在地 理環(huán)境上同屬于中低 維度 高海拔嚴(yán)寒地區(qū)。本文主要以 仲果隧道 隧道為工程背景 ， 對高海拔寒區(qū)隨道防凍害設(shè)計(jì)問題進(jìn)行一系列的研究工作。 3. 項(xiàng) 目前期科研及工作基礎(chǔ) 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，凍脹力是造成寒區(qū)隧道襯砌結(jié)構(gòu)破壞的外力根源。已修筑的寒區(qū)隧道由于凍脹力的作用 ,普遍存在著嚴(yán)重的工程凍害。日本在 20 世紀(jì) 70~80 年代對寒冷地區(qū)隧道的調(diào)查分析結(jié)果表明 ,凍脹力是寒區(qū)隧道變形破壞的重要原因之一。因此 ,寒區(qū)隧道修筑與維護(hù)難點(diǎn)之一是隧道防凍脹。 世界各國在寒冷地區(qū)修建交通隧道時(shí)均將抗防凍性作為重要的課題進(jìn)行研究 。研究工作主要在以下兩個(gè)方面進(jìn)行： （ 1） 基礎(chǔ)性的研究工作。主要針對圍巖的凍融特性，凍脹機(jī)理，隧道凍結(jié)深度，圍巖、襯砌及保溫隔熱材料的熱傳導(dǎo)特性，隧道襯砌結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)化等方面進(jìn)行研究。 （ 2） 應(yīng)用技術(shù)的開發(fā)、研究工作。主要在基礎(chǔ)研究的支撐下，研究隧道的抗防凍措施，開發(fā)長期耐用的保溫隔
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