青藏铁路昆仑山隧道施工技术简介.doc

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1、青藏铁路昆仑山隧道施工技术简介青藏铁路昆仑山隧道属典型高原冻土隧道,高原冻土、高寒缺氧、低气压、低氧分压等客观因素给隧道修建带来许多困难，但是修建青藏铁路意义重大，这也是对我国修建铁路隧道技术的一次大考验，经过几年的艰苦奋战，终于把青藏铁路顺利竣工。下面从几个方面对青藏铁路修建进行叙述。1　工程概况昆仑山隧道全长1686m,位于青藏高原海拔4600～4700m的连续多年冻土区,多年冻土上限1.5～2.5m,下限60～120m,起讫里程DK976+250～DK977+936。隧道地处乱石沟多年冻土区,以古冰川、现代冰川作用及寒冻风化地貌形态为主,地表

2、石海、石冰川、冰椎与冻胀丘、融冻泥流与滑坍发育。该隧道洞身为三叠系板岩夹片岩,山坡为坡积角砾土、碎石土、洪积碎石土。隧道所处地区气候特征是高海拔、高寒缺氧、低气压、低氧分压。据现场观测,隧道进口的大气压只有海平面的57%、氧分压只有海平面的54%。最高气温23.7℃,最低气温-37.7℃,平均气温-3.6℃～-5.2℃，昆仑山隧道进口(4642)43386温差可达30℃。年平均降水量220.9mm,年平均蒸发量1469.8mm,相对湿度为24.5%(现场观测),最大风速23.0m/s。2　工程难点2.1　高原冻土昆仑山隧道所处地段多年冻土上限为1.

3、5～2.5m,下限为60～120m。为验证隧道结构设计、防排水措施、支护技术及隔热保温技术的合理性,以指导现场低温早强耐久混凝土支护和隔热保温层的施工以及动态调整隧道的设计与施工方案,在昆仑山隧道施工过程中进行了7个项目的科研攻关。2.2　高海拔、高寒、缺氧高寒、缺氧、低气压对人机效率的降低影响是严重的,根据相关资料,海拔高度为4001～5000m时气候对人机的影响见表2。2.3　地质条件差昆仑山区属于雅合拉达合泽山旋回层,区内岩层挤压褶皱强烈。隧道位于两条逆冲断层间的隆起。2.4　结构复杂、工序繁多隧道采用曲墙带仰拱整体式模筑钢筋混凝土衬砌、模筑

4、混凝土支护、系统锚杆。防水板及隔热层位于支护与衬砌之间,按“防水板+隔热层+防水板”结构形式沿隧道全长全断面铺设防水隔热材料。隧道内设双侧保温水沟,墙脚纵向设<100mmPVC盲沟。通过“三通”及<50mm泄水管将衬砌背后的水及时排入侧沟。隧道衬砌结构形式如图2。图2　隧道衬砌结构示意Fig.2　Tunnelliningstructure2.5　工期紧青藏铁路全线以南山口为起点向拉萨方向单向铺架,全线6年工期由铺架控制,而昆仑山隧道位于冻土北界,直接控制铺架工期。因此,必须寒季组织施工。3　施工方案由于该隧道的特殊性及工期的紧迫性,采取“长隧短打”

5、原则,即开设进口工作面、出口工作面以及从1#横洞、2#横洞向两头开设的四个工作面,共计六个工作面进行施工。3.1　开挖方案采用全断面或半断面人工风钻钻眼,进行光面爆破开挖,采用立爪扒碴机、梭矿车、电瓶车出碴并进行双轨道有轨运输。3.2　衬砌方案衬砌混凝土采用泵送混凝土,衬砌设备采用液压式衬砌台车。施工顺序为先做仰拱,再施工边墙,后做拱部。3.3　通风方案进口、1#横洞、2#横洞、出口等处均采用一台37kW的通风机进行压入式通风。在掌子面附近设移动式制氧设备,在机械驾驶舱内设增氧设备,在隧道适当位置的避车洞内设氧吧,在进口急救中心设高压氧舱,以满足施

6、工人员生理需要和保持旺盛的工作精力。3.4　供电、供水方案各洞口独立采用高原型的发电机组提供工程用电,并备用发电机以提供备用电源,确保隧道施工的顺利进行。在隧道进口打一口深井,沿青藏公路右侧布设供水干管,保证全隧道的工程用水。4　施工方法4.1　超前预注浆在软弱围岩段拱部设<42超前小导管,加固地层。采用台车钻孔,沿孔打入注浆小导管,注浆前喷射10cm厚混凝土封闭掌子面,用拌合机拌制水泥浆,采用注浆泵小导管注浆。4.2　正洞开挖对于Ⅵ级围岩采用超短台阶并留核心土开挖法;对于Ⅴ级围岩采用短台阶法开挖;对于Ⅳ级围岩采用全断面开挖。4.3　支护施工本隧道

7、根据初步设计拟采用模筑混凝土支护,全隧道结合系统中空锚杆采取围岩注浆加固措施,以减小围岩冻胀力,并根据不同围岩级别设置钢架。模筑支护施工工艺与正洞衬砌相同。4.4　隔热保温层施工本隧道在模筑支护与模筑衬砌之间设5cm厚隔热保温层。根据施工技术细则规定,保温层使用型材。先在铺设面上安装固结螺栓,间距1～1.5m,梅花型布置,然后将保温板固定在固结螺栓上。板间用专用胶粘接,层间施外力压紧,进行整体铺设。铺好后表面应平顺,不出现起鼓、松动等现象。4.5　衬砌施工隧道采用曲墙带仰拱整体式模筑钢筋混凝土衬砌,混凝土采用低温早强耐久混凝土。隧道Ⅳ、Ⅴ级围岩段采

8、用先施做仰拱、再施做边墙、最后施做拱部的顺序进行衬砌施工。Ⅵ级围岩段可后施作仰拱。本隧道的衬砌作业线采用混凝土搅拌站、轨行