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工程概况 国道227线大坂山隧道位于青海省大通县与门源县之间，地处青藏高原东北部，海拔3800m，为世界第一高度公路隧道，设计为III级公路隧道，限界净宽7.0m+2×0.75m，净高4.5m，设计行车速度45km/h，为避免大坂山垭口长年雪害而修建，全隧道由1530m正洞和其下平行设置的1865m防寒泄水洞组成，并在正洞进出口设置300m防雪棚，总投资1.13亿元。 隧道正洞为C25单心圆混凝土衬砌，喷混凝土支护，支护与衬砌间设置由排水板、无纺土工布、防水板组成的复合防水层，并通过竖向泄水钻孔和纵向盲沟与防寒泄水羽相通。衬砌表面设置由PU干法硅酸铝纤维板和玻璃钢组成的复合保温层。无压防排水和主动与被动相结合的结构保温。 隧道位于多年冻土与季节冻土的衔接带上，地处祁吕贺山字形两翼褶皱带与秦昆东西向构造带之复合部位，地质构造异常发育，组合形成复杂，三大断层横贯其中，多处涌水。 该隧道获2002年交通部优秀设计奖、2001年铁道部优质工程一等奖、2002年国家优质工程银奖。 新技术应用与科技创新 1.采用由硬质聚氯酯保温层、干法硅酸铝纤维板保温防火层、玻璃钢防火支撑层组成的复合保温层设置在二次衬砌混凝土表面，对隧道结构进行被动保温，可阻止隧道内高寒气流对结构混凝土的侵袭，防止结构混凝土背后产生冻胀。 2.创造性地设置防寒保温门，减少在高寒季节洞外高寒气流对隧道的侵袭而形成的冷能积累，保持围岩地热对结构物的有利作用，形成主动保温，对于结构的运营安全起着极为重要的作用，同时又极大地节约了运营养护投入。 3.通过在冻结线以下设置的防寒泄水洞、排水板、纵向盲沟、软式透水管、竖向泄水孔组成的排水系统，以及防水板、止水带、防水混凝土组成的多道防水屏障，共同组成完善的防排水系统，及时排除围岩存水，有效地防止其向结构混凝土的浸蚀，消除了冻胀之源。 4.通过对原材料加热，混凝土拌制、运输、养护过程中的保温加热作业，以及控制水灰比，掺用外加剂形成的低温混凝土施工技术，有效地解决了低温环境混凝土施工的难题，确保了隧道的顺利修建和工程质量。 5.所采取的有计划弃渣、少刷不刷边仰坡作业，贯彻“早进洞晚出洞”、“保护冻土”原则，进行的高原脆弱生态环境保护的探索和施工人员阶梯上山、定期轮换，控制劳动强度与作业时间，防治高原病、健全急救体系，加强劳动保护等方面的人员防护技术，确保了恶劣环境下的安全施工，为以后类似工程施工积累了宝贵的经验。 6.首次利用储气罐。压力泵等创建的恒压供水系统，进行恒压供水，解决了严寒条件下施工供水困难，保障了工程施工，有效地节约了供水保温、加温的投入。 7.施工期间先后使用了LDPE防水板，PU保温板、GRM灌注料sH-300软式透水管等新型材料，攻克了低温环境下防水材料施工、结构保温、防水、排水诸项难题。 8.为解决隧道两端的运营雪害，该隧道首创采用的接长防雪棚，既避免了积雪向隧道内的反灌，又起着保护路堑延缓融化和冻结、改善运营通车采光效果的作用。 9.创造性地利用先期贯通的防寒泄水洞进行混合式通风，提高了工效；探索的高原高寒隧道通风基本参数，解决了低压长大隧道通风困难，并为类似工程施工提供了宝贵数据。 10.依托于该隧道研究总结的《高海拔高寒隧道综合施工技术》，总体上居国内领先水平，其中防排水、保温等关键技术属于国际先进，填补了国内空白。 11.研究开发的《高海拔高寒隧道防冻胀施工工法》填补了国内空白，并在其基础上为青藏铁路工程编撰了《青藏铁路高原多年冻土区隧道工程质量检验评定及验收标准》、《青藏铁路高原多年冻土区施工暂行规定》、《青藏铁路高原多年冻土区隧道施工技术细则》。 获奖单位 中铁十六局集团有限公司 陕西省公路勘察设计院 中铁十六局集团有限公司第一工程有限公司 |