青藏铁路新关角隧道

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来源:基金奖励办公室 发布日期:2018-02-28



一、工程概况

该隧道长32.69km,设计时速160km/h,为双洞单线隧道,采用钻爆法施工,设11座斜井,长15.266km,设泄水洞1座,长8.06km,是我国首座长度超过30km的隧道。

该隧道自然环境极其恶劣,隧道洞(井)口平均海拔3600m,施工通风距离达5km,洞内氧气含量仅为平原地区的60%,施工环境保障面临极大挑战;地质条件极其复杂,密集断层束长3km,具极高的应力,变形控制难度大;岭脊段穿越长10km的高压富水灰岩地层,风险极高;高海拔特长隧道的运营通风、防灾疏散救援等运营安全保障极具挑战;特殊的自然和人文环境、隧道工程难度,导致建设管理难度极大。

隧道的建成使运营线路长度由75.904km缩短为39.084km,运行时间由2h缩短为20min,打通了控制青藏铁路运输的最大关口。采用长隧道从基底穿越青海南山,节省用地、退还土地资源效果极为显著;利用高原草甸移植存放进行地表恢复,投放PAC进行污水处理,达标排放,环保成就卓越。采用特长隧道,节约运营费显著;采用自然通风和斜井隔板式施工通风等新技术,节能减排、节省投资显著。

工程于2007年11月开工建设,2014年12月竣工,总投资49.6095亿元。

二、科技创新与新技术应用

1.建立了高海拔特长隧道火灾救援站的模式和基于安全隧道供风、竖井均衡排烟的防灾疏散救援技术体系。

2.提出了高海拔铁路隧道运营中有害气体及粉尘浓度的容许值;论证了关角隧道运营通风采用自然通风方案的可行性。在设计中突破了“电力机车牵引,长度大于15km的客货共线铁路隧道应设置机械通风”的一般规定,取得了节省能耗和节约投资的良好效果。

3.针对高原缺氧的恶劣条件,开发了长斜井隔板式施工通风技术,实现了长距离、大风量、多工作面同时供风;设置节能型升温风箱,利用空压机循环水对冷空气加温,可提高施工作业区温度3~4℃。

4.为了解决高海拔地区长斜井出渣重车上坡污染严重的问题,研发了长斜井皮带运输机出渣系统技术,创新了钻爆法施工出渣运输作业模式。

5.针对风积砂地层围岩松散,易于坍塌的难题,研发了四台阶九步开挖法和相应的初期支护体系,提出了仰拱封闭距离小于16m的控制指标,有效防止了隧道塌方。

6.为了防止高水头富水围岩段施工中地下水突涌,确定了出水量预警值,开发了岩溶裂隙水顶水注浆系统技术。

7.针对挤压性围岩大变形的特点,提出了着重加强边墙的支护结构,加大边墙曲率,使横断面形状接近圆形,用锚杆加固围岩等措施。

三、获奖情况

1.2016年度国际隧道与地下空间协会(ITA)重大工程奖;

2.2016年度国际咨询工程师联合会FIDIC优秀工程奖;

3“高海拔高水压特长关角隧道修建技术”获得2016年度青海省科学技术一等奖;

4.“关角隧道修建关键技术”获得2016年度中国铁道学会铁道科技一等奖;

5.2016年度国家铁路局优秀工程设计一等奖、优秀工程勘察一等奖。



 

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