高寒地区大断面公路隧道设计、施工关键技术研究项目建议书

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1、高海拔地区大断面公路隧道设计、施工关键技术研究建议单位：中交第一公路勘察设计研究院有限公司（公章）申报日期：2016年1月20日1.申报项目基本信息申报项目基本信息表项目名称高海拔地区大断面公路隧道设计、施工关键技术研究项目概要（宏观描述要解决的主要问题及达到的目标）如何在高海拔地区隧道中采取行之有效的措施，以避免冻害现象的发生，是当前隧道工程界迫切需要解决的问题，为我国严寒地区的待建隧道提供可靠的防冻保温设计和施工材料，从而减轻乃至杜绝我国严寒地区隧道冻害的影响。主要研究内容高海拔地区公路隧道支护结构抗冻耐久性研究；高海拔地区公路隧道防排水体系防寒保温设计研究；高海拔地区

2、公路隧道温度场变化规律及衬砌冻胀力数值模拟研究；机电照明在高海拔地区的节能应用研究；低温混凝土施工及养护技术研究；高海拔地区公路隧道施工工艺质量控制技术研究；高海拔地区公路隧道洞口热融冰、雪与路面防滑技术应用研究。考核指标（1）保温段隧道排水体系的温度和洞口段路面温度不低于0℃；（2）科学、合理地计算出沿隧道纵向需要铺设保温材料的长度和铺设方式、厚度以及衬砌形式，确定保温水沟设置深度、长度；（3）可显著性提高隧道防冻工程的耐久性；（4）在满足隧道防冻要求的前提下，降低隧道防冻工程造价；（5）发表研究论文不少于5篇；（6）得出适用于高原地区的照明方案，降低造价，节约能源。依托

3、工程基本情况本项目隧道海拔在4000m以上，其中最长隧道仲果隧道全长5300米，进口高程4280，出口高程4170。隧址区极端最低气温-37.7℃，年平均降水量1244.3mm，最大冻深184cm（敦化），最大积雪厚度59cm。沿线地下水丰富，以孔隙水、基岩裂隙水为主，其补给来源主要为大气降水、地下水。项目总经费350万申请配套经费300万完成年限4年申报日期2016-12.项目的背景和必要性1.1研究背景高海拔地区主要是从医学角度上人体机能的适应能力加以界定的,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海拔上可使大多数人在静息状态下出现不同程度

4、的高原反应，超过这个海拔高度，人体在机能代谢上的改变更加明显。我国高海拔地区主要分布在西部的青藏高原及其周边，主要包括西藏自治区全部、和青海省、新疆维吾尔自治区、甘肃省、四川省、云南省的部分地区。受喜马拉雅运动影响，形成了我国高海拔地区复杂的地形地貌条件。这些区域气候环境恶劣，积雪、冰冻、大雾等通常是影响行车安全的主导因素。受区域地质构造影响，在这些地区常发育有泥石流、滑坡等不良地质,威胁到路线的正常营运安全。高原地区分布有大小的山脉和山系，地形起伏大，路线展现困难。基于以上原因，隧道工程成为绕避不良地质病害、减小恶劣气候对行车的影响、实现越岭展线、保护生态环境的一种重要工

5、程手段。然而,气候环境上，我国高海拔西区普遍具有低气温的特点。以本项目特长隧道仲果隧道[1]为例，隧道进出口海拔4100左右,最冷月月平均气温-9.5℃,极端最低温-36.2℃，全年积雪EJ为5?6个月,大雪、吹雪、雪崩、暴雨、低温寒潮等气候灾害不断。另一方面，地温环境条件也给□道维修工作带来了很大的困难。对高海拔隧道，围岩、地下水、太阳福射、地温、隧道通风等多种因素相互作用，进行着复杂的热量交换过程，易出现洞内路面结冰、衬砌裂损、渗漏等严重冻害问题，给隧道运营管理、维修和整治提出了严峻挑战。因此，高海拔地区寒区隧道的冻害防治成为隧道工程设计、施工和运营中必须考虑的重要内容

6、。我国目前已建成的著名高海拔公路、铁路隧道。通过这些高海拔寒区隧道的修建，积累了初步的建设经验。我国青藏高原区域内蕴藏着丰富的水力和矿产资源，主要为藏族聚居区，经济和社会发展相对滞后。随着国家西部大开发战略的实施以及综合国力的增强，发展西部尤其是少数民族地区经济,开发西部地区的丰富资源，促进国防后勤保障建设，打通进藏交通线(川藏、青藏、滇藏),具有紧迫性和必要性。因此，青藏高原周边的高山峡地将成为未来交通建设的热点地区。目前，在青藏高原区域内建设和规划了多个交通工程的重大工程项目。如南水北调、青藏、川藏、滇藏几条进藏交通线的公路与铁路工程等,这些工程项目意义显著，建设规模庞

7、大，隧道工程将在其中具有重要地位。随着青藏高原周边区域的交通基础设施建设和水力资源的开发，开展和推动隧道抗防冻技术研究，对提高我国修建高海拔寒区隧道的技术水平，适应未来交通建设需要，具有重要的现实意义。目前处于即将投入建设的京藏公路（那拉段）仲果隧道工程,规划建设长度为5300m，隧道洞口高程在4200m左右。与青藏高原上已建成的大坂山、昆仑山、风火山三座隧道以及正在修建的米拉山隧道相比较,在地理环境上同属于中低维度高海拔严寒地区。本文主要以仲果隧道隧道为工程背景，对高海拔寒区隨道防冻害设计问题进行一系列的研究工作