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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隧道技术建议书一、背景介绍近年来,城市交通拥堵问题日益严重,为了缓解交通压力,我市计划修筑一条新的隧道。
本文将就隧道技术进行分析和建议,以期为项目的顺利实施提供参考。
二、隧道选址1. 选址原则(1)地质条件:选择地质稳定、岩石坚硬、无明显断层和地裂缝的地质条件良好的区域。
(2)环境影响:避免对周边环境产生重大影响,如水源保护区、生态保护区等。
(3)交通便利性:选址应考虑到与现有道路的连接性,以方便交通流动。
2. 选址建议经过对地质调查和环境评估的综合分析,建议选址在市中心附近的某个地区,该地区地质条件良好,交通便利,且对周边环境影响较小。
三、隧道设计1. 隧道类型根据隧道用途和地质条件,建议采用盾构隧道作为设计方案。
盾构隧道施工周期短,对地表影响小,适合于城市区域的隧道建设。
2. 隧道尺寸根据交通流量和设计速度,建议隧道设计为双向四车道,每车道宽度为 3.5米,隧道净高为5米,净宽为14米。
3. 隧道结构(1)隧道壁面:采用防水、防火、抗震、耐久的材料进行覆盖,以确保隧道的安全性和使用寿命。
(2)通风系统:应设计合理的通风系统,保证隧道内空气流通,排除尾气和有害气体。
(3)照明系统:采用高效节能的LED照明设备,保证隧道内的照明效果,提高行车安全性。
(4)消防系统:应设置自动喷水灭火系统和紧急疏散通道,以应对可能发生的火灾事故。
四、施工管理1. 施工时间安排为了减少对交通的影响,建议在交通流量较小时进行施工,如夜偶尔非高峰时段。
2. 施工监控应设置合理的监控系统,对施工过程进行实时监测,确保施工质量和安全。
3. 施工安全(1)施工人员应经过专业培训,具备相关证书和资质。
(2)施工现场应设置警示标志,确保施工区域的安全。
(3)施工过程中应加强对地质条件的监测,及时处理可能浮现的地质灾害风险。
五、隧道运营管理1. 安全管理(1)定期对隧道进行巡检和维护,确保隧道设施的正常运行。
(2)建立应急预案,应对可能发生的事故和紧急情况。
隧道技术建议书一、引言隧道是一种重要的交通工程设施,其设计和施工需要考虑多种因素,包括地质条件、工程技术、经济效益等。
本文将针对某个具体的隧道项目,提出技术建议,以确保项目的成功实施和安全运营。
二、项目背景本项目是一条位于山区的公路隧道,总长度约10公里。
该隧道将连接两个城市,缩短了两地之间的交通时间,促进了经济发展。
然而,由于地质条件复杂,施工难度较大,因此需要制定合理的技术方案。
三、地质勘探与分析在隧道设计之前,必须进行详细的地质勘探工作,以了解地层情况和地质构造。
根据之前的勘探数据,我们得知该隧道穿越了一条断层带,地质条件复杂,存在岩溶、断层、褶皱等地质问题。
因此,在设计和施工过程中,必须采取相应的措施来应对这些问题。
四、隧道设计1. 地质处理:针对岩溶问题,建议采用地质处理方法,如注浆、灌浆等,以加固地层,减少岩溶的风险。
对于断层和褶皱问题,建议采用合理的支护措施,如锚杆、锚索等,以确保隧道的稳定性。
2. 施工方法:考虑到地质条件的复杂性,建议采用先进的隧道施工技术,如隧道掘进机(TBM)。
TBM具有高效、安全、环保等优点,适用于复杂地质条件下的隧道施工。
3. 隧道断面设计:根据交通流量和设计速度,建议采用双向四车道的隧道断面设计,以满足未来的交通需求。
同时,为了确保隧道的通行安全,建议设置应急通道和紧急出口,并配备必要的消防设施。
五、施工管理与监控1. 施工管理:建议建立科学的施工管理制度,包括施工进度管理、质量管理、安全管理等。
同时,加强施工现场的监督和检查,确保施工过程符合设计要求。
2. 监控系统:为了及时发现并解决可能出现的问题,建议在隧道内设置监控系统,包括视频监控、火灾报警、通风系统等。
这些系统可以提供实时的监测数据,为隧道的安全运营提供支持。
六、经济效益分析本项目的建设将带来多方面的经济效益。
首先,缩短了两地之间的交通时间,提高了交通效率,促进了经济发展。
其次,隧道的建设和运营将创造就业机会,提升当地居民的生活水平。
隧道技术建议书一、引言隧道是一种重要的交通基础设施,它在城市交通和国家经济发展中起着至关重要的作用。
本文将就隧道技术进行分析,并提出相应的建议。
二、背景1. 隧道的重要性:隧道可以解决城市交通拥堵问题,提高交通效率,促进经济发展。
2. 目前存在的问题:现有隧道存在通风不畅、安全性不高、施工难度大等问题。
三、隧道技术建议1. 隧道设计a. 引入先进技术:采用先进的隧道设计软件和模拟技术,确保隧道设计的准确性和合理性。
b. 考虑通风系统:在隧道设计中充分考虑通风系统,采用合理的通风方案,确保隧道内空气流通畅通,减少污染物的积累。
c. 考虑地质条件:在隧道设计中充分考虑地质条件,采取合适的措施,确保隧道的稳定性和安全性。
d. 考虑灾害风险:在隧道设计中充分考虑可能发生的灾害风险,采取相应的防灾措施,保障隧道的安全性。
2. 施工技术a. 引入先进设备:采用先进的隧道施工设备,提高施工效率,减少施工时间和成本。
b. 采用合理的施工方法:根据具体情况选择合适的施工方法,确保施工的顺利进行。
c. 加强施工监控:建立完善的施工监控系统,及时掌握施工进展和质量情况,确保施工质量。
d. 人员培训和安全防护:加强施工人员的培训,提高他们的技术水平和安全意识,确保施工的安全性。
3. 运营管理a. 建立完善的运营管理机制:建立隧道的运营管理机构,制定相应的管理规定和流程,确保隧道的正常运营。
b. 定期维护和检修:定期对隧道进行维护和检修,确保隧道设施的正常运行和安全性。
c. 引入智能化管理系统:引入智能化管理系统,实现对隧道的实时监控和管理,提高运营效率和安全性。
d. 加强安全教育和宣传:加强对隧道使用者的安全教育和宣传,提高他们的安全意识,减少事故的发生。
四、结论本文针对隧道技术进行了分析,并提出了相应的建议。
通过采用先进的隧道设计和施工技术,加强运营管理,可以提高隧道的安全性和效率,促进城市交通的发展。
同时,还需要加强相关部门的监管和协调,确保隧道建设和运营的顺利进行。
隧道技术建议书一、引言隧道作为交通建设的重要组成部分,具有承载交通流量、改善交通状况和提高交通效率的重要作用。
本文旨在为隧道技术建设提供详细的建议,确保隧道工程的安全、可靠和可持续发展。
二、背景介绍1. 隧道位置:本次隧道工程位于某市A区和B区之间,总长度约为X公里。
2. 工程目标:该隧道工程旨在缓解交通压力,提高区域交通流动性,并促进经济发展和城市建设。
三、技术建议1. 隧道类型选择根据地质条件和工程要求,建议采用盾构隧道作为主要施工方式,以确保工程的安全性和稳定性。
盾构隧道具有施工周期短、对地质条件要求较低、对环境干扰小等优点。
2. 地质勘察和预处理在工程开始前,必须进行详细的地质勘察,包括地质构造、地下水位、岩石性质等方面的调查。
根据勘察结果,采取相应的地质预处理措施,如地下水排泵、岩体加固等,以确保施工的顺利进行。
3. 隧道结构设计(1)断面形式:建议采用圆形断面,以提高隧道的稳定性和承载能力。
(2)隧道衬砌:建议采用钢筋混凝土衬砌,以增强隧道的抗压能力和耐久性。
(3)排水系统:建议设计合理的排水系统,包括排水沟、排水管道等,以防止隧道内积水对交通安全的影响。
4. 隧道安全设施(1)照明系统:建议安装充足的照明设施,确保隧道内的能见度,提高行车安全性。
(2)通风系统:建议设计合理的通风系统,保证隧道内空气流通,排除有害气体,提供良好的通风环境。
(3)消防系统:建议配置完备的消防设备,包括灭火器、消防栓等,以应对突发火灾事件。
(4)监控系统:建议安装视频监控设备,实时监测隧道内交通状况,提供及时的应急响应。
5. 施工管理(1)施工计划:建议制定详细的施工计划,包括工期、工序安排等,确保施工进度的合理安排和控制。
(2)质量管理:建议严格按照相关标准进行质量管理,包括材料选择、施工工艺等,确保工程质量符合要求。
(3)安全管理:建议制定完善的安全管理制度,加强施工现场安全监管,确保施工过程中的人员和设备安全。
公路建设项目建议书公路建设项目建议书精选5篇(一)尊敬的领导:经过仔细调研和分析,我认为在我们的地区进行公路建设项目将会是一项重要且具有远见的举措。
这项建议书旨在说明公路建设项目的必要性、益处以及实施计划。
1. 项目必要性1.1 交通状况:目前,我们地区的交通状况相对较差。
道路狭窄、通行时间长导致交通拥堵,不仅给人们的出行带来困扰,也阻碍了地区经济的发展。
1.2 经济发展:公路建设将提供便利的交通条件,促进地区经济的发展。
快速、顺畅的交通将增加经济活动和就业机会,吸引更多的投资者前来。
1.3 地区联通:公路建设将改善我们地区的与周边地区的联系,便于人员、物资和信息的流动,推动地区间的合作和发展。
2. 项目益处2.1 经济增长:公路建设将带动基础设施建设和房地产发展,并刺激相关产业的增长,提供更多的就业机会,促进地区经济的快速发展。
2.2 交通便利:通过建设更宽敞、高效的公路,人们能够更快速、安全地到达目的地,减少行程时间,提高生活质量。
2.3 地区形象:公路建设能够改善地区形象,展示地方的发展成果,增强地区的吸引力和竞争力,为地方的旅游业和商务活动带来更多的机会。
3. 实施计划3.1 资金筹集:公路建设项目的资金筹集是一个重要的问题。
我们建议通过政府投资、贷款等方式来筹集足够的资金,同时也可以吸引外部投资者参与。
3.2 工程规划与设计:针对公路建设项目,我们将聘请专业的工程师团队来进行工程规划与设计,确保项目的可行性和高质量。
3.3 施工管理:在施工过程中,我们将严格遵守相关规范和标准,加强施工质量和安全管理,确保项目的进度和质量。
3.4 项目验收与推广:在项目完成后,我们将进行全面的验收工作,并开展广泛的宣传推广,以证明项目的效益和所创造的价值。
综上所述,公路建设项目对于我们地区的发展至关重要。
通过该项目,我们可以提高地区的交通状况,促进经济的快速发展,改善地区的形象和竞争力。
我希望您能够认可并支持这一建议。
隧道技术建议书引言概述:隧道是一种重要的基础设施,广泛应用于交通、水利、能源等领域。
随着城市化进程的加快,隧道建设的需求不断增长。
本文将从隧道技术的角度,提出一些建议,以确保隧道的安全、高效运营。
一、隧道设计与施工1.1 地质勘探与评估隧道设计的第一步是进行地质勘探与评估,以了解地质条件。
建议使用先进的地质勘探技术,如地震勘探和激光扫描,以获取准确的地质数据。
评估地质条件的稳定性和隧道施工的可行性,以避免地质灾害和施工风险。
1.2 结构设计与支护隧道结构设计应考虑隧道的用途、地质条件和交通负荷等因素。
建议采用合适的结构形式,如圆形、方形或椭圆形,以满足隧道的承载能力和稳定性要求。
对于软土地质条件,建议采用适当的支护措施,如钢支撑和喷射混凝土,以确保隧道的安全运营。
1.3 施工管理与监测隧道施工过程中,建议实施严格的施工管理和监测措施。
施工管理应包括施工计划的制定、材料的选择和质量控制等方面。
监测措施应包括地表沉降、隧道变形和地下水位等参数的实时监测,以及及时采取相应的应对措施,确保隧道施工的安全性和质量。
二、隧道照明与通风2.1 照明设计隧道照明是确保隧道安全运营的重要因素之一。
建议采用高效节能的LED照明技术,以提供均匀明亮的照明效果。
照明设计应考虑到隧道的几何形状和交通流量,确保驾驶员的视觉舒适性和安全性。
2.2 通风系统隧道通风是排除有害气体和控制温度的关键。
建议采用循环通风系统,通过风机和管道将新鲜空气引入隧道,并排出废气。
通风系统应具备自动监测和报警功能,以及备用电源和紧急排烟设备,以应对突发情况。
2.3 火灾安全隧道火灾是隧道安全的重要威胁之一。
建议在隧道内部设置火灾报警系统和自动喷水灭火系统,以及紧急疏散通道和应急照明设备。
此外,应定期进行火灾演练和维护保养,以确保火灾安全措施的有效性。
三、隧道监控与管理3.1 监控系统隧道监控系统应具备实时监测和报警功能,以监测隧道内的交通流量、车速和事故等情况。
隧道技术建议书一、背景介绍隧道作为一项重要的交通基础设施,对于城市发展和交通运输起着至关重要的作用。
本文旨在提供关于隧道技术的建议,以便在设计和建设隧道时能够充分考虑各种因素,确保隧道的安全、可靠和高效运行。
二、隧道设计建议1. 地质勘察与分析在进行隧道设计之前,必须进行详尽的地质勘察与分析,以确定地质条件和隧道所处地层的稳定性。
根据地质报告,可以采取相应的地质处理措施,例如预处理、加固等,以确保隧道的稳定性和安全性。
2. 隧道类型选择根据隧道所处环境和需求,选择合适的隧道类型。
常见的隧道类型包括盾构隧道、爆破隧道和钻孔隧道等。
根据地质条件和工程要求,确定最适合的隧道类型,以确保施工效率和质量。
3. 施工方法选择根据隧道类型和地质条件,选择合适的施工方法。
常见的隧道施工方法包括开挖法、盾构法和爆破法等。
根据具体情况,确定最合适的施工方法,并采取相应的安全措施,确保施工过程中的安全性和高效性。
4. 隧道结构设计在进行隧道结构设计时,应考虑隧道的承载能力、防水性能和抗震性能等方面的要求。
根据设计标准和规范,确定隧道的结构形式、材料选用和施工工艺,以确保隧道的结构安全和使用寿命。
5. 隧道通风系统设计隧道通风系统是保证隧道内空气质量和安全的重要因素。
在设计隧道通风系统时,应考虑隧道长度、交通量和排放物等因素,确定合适的通风方案和设备选型,以确保隧道内的空气质量符合相关标准。
6. 隧道照明设计隧道照明是确保隧道内能够提供足够照明的重要设施。
在进行隧道照明设计时,应考虑隧道长度、交通流量和视觉需求等因素,确定合适的照明方案和照明设备选型,以确保隧道内的照明效果良好,提高驾驶员的安全感和舒适度。
7. 隧道监测系统设计为了及时发现和处理隧道内的安全隐患,建议设计隧道监测系统。
隧道监测系统可以通过传感器和监测设备对隧道的结构、地质和环境等进行实时监测,及时预警和处理可能出现的问题,确保隧道的安全运行。
三、隧道建设管理建议1. 施工组织与管理在隧道建设过程中,建议建立完善的施工组织和管理体系。
浅谈高海拔高寒公路隧道施工难点摘要:本文以国道214线香德二级公路白茫雪山1#特长隧道施工为依托,针对高海拔高寒地区公路隧道施工的难点及解决方案进行了较为详细的研究分析以供读者参考。
关键词:高寒地区;高海拔地区;公路隧道;施工难点一直以来,在高寒、高海拔地区建设隧道都是一个世界性难题,特别是在高原缺氧以及冻胀问题、冻融问题一直都是技术难题。
为了解决施工难题,需要从洞内通风、机械配套、防寒保温、防排水等方面着手,采用合理的施工技术措施,达到安全、高效、优质的建设目标。
1.工程概况及地质特点国道214线香德二级公路白马雪山1#特长隧道主洞全长5180m,平行导洞5160m,隧址区域内海拔4075.65~4363.34m之间,总体地势北高南低,自然横坡较陡,横沟发育,切割较深,沟谷纵横,地形复杂。
隧道处于F1断层(德钦~中甸~大具断层)西南250~800m,受该断裂影响隧址区三条次级断层F4、F5、F8,分别于K126+700、K128+070、K127+440处与隧道大角度相交,破碎带宽约120m、80m、50m,直接影响白茫雪山1#隧道围岩等级及涌水状况;围岩为熔岩~流纹岩、红褐色千纹岩、页岩及板岩为主,裂隙发育,岩体破碎,风化速度非常快,特别遇水后,岩体变为泥状,受挤压影响,侧压力大,围岩的稳定性差。
2高原缺氧状态下改善洞内空气质量方案高海拔地区隧道施工最大的难题是高原缺氧,由于隧道施工是在有限空间内作业,作业期间,爆破产生的有害气体,隧道打钻、喷浆产生的扬尘,施工机械工作产生的尾气、扬尘等容易造成洞内空气污浊。
在高原缺氧状态下,如何改善洞内空气质量,保证人员、机械正常工作是高原隧道施工首先面临的最大挑战。
2.1洞内通风是改善洞内空气质量的关键,白马雪山1号隧道通风采用两阶段进行,第一阶段在洞口至掘进1.2Km处,采用常规的洞外压入式通风,第二阶段采用巷道通风,导洞为新鲜风进口,主洞为污风出口,形成通风回路。
隧道技术建议书一、背景介绍随着城市化进程的推进和交通需求的增加,隧道建设在现代城市规划和交通运输中扮演着重要的角色。
本文旨在为某城市规划部门提供关于隧道技术建议的详细报告,以支持该城市未来隧道建设项目的规划和决策。
二、目标和范围本建议书的目标是提供一些建议和技术方案,以确保隧道建设项目在设计、施工和运营阶段能够满足安全、效率和环保等方面的要求。
本文将重点关注以下几个方面:1. 隧道设计标准和规范2. 施工技术和方法3. 隧道安全设施和应急措施4. 隧道运营管理和维护三、隧道设计标准和规范针对该城市的地质和地形特点,我们建议制定一套适用的隧道设计标准和规范。
这些标准和规范应包括但不限于以下内容:1. 地质勘察和地质风险评估2. 隧道结构设计和材料选用3. 排水系统和防水措施4. 通风和照明系统设计5. 紧急疏散和逃生通道设计6. 隧道施工质量和安全控制要求四、施工技术和方法为确保隧道建设项目的高效完成,我们建议采用先进的施工技术和方法。
以下是一些可行的建议:1. 使用先进的隧道掘进机械设备,提高施工效率并降低对周边环境的影响。
2. 采用盾构法、钻爆法或爆破法等适当的施工方法,根据具体情况选择最合适的方案。
3. 实施严格的施工管理和质量控制措施,确保施工过程中的安全和质量。
4. 制定详细的施工计划和进度安排,确保施工进度的合理安排和控制。
五、隧道安全设施和应急措施隧道安全是隧道建设项目中至关重要的一环。
以下是一些建议的安全设施和应急措施:1. 安装高效的烟雾探测和报警系统,及时发现和报警烟雾、火灾等紧急情况。
2. 建立紧急疏散和逃生通道,并配备适当的应急照明设备,确保人员能够快速安全地撤离。
3. 安装视频监控系统,实时监测隧道内的交通情况,及时处理交通事故和堵塞。
4. 配备专业的应急救援队伍和设备,以应对可能发生的紧急情况,如火灾、事故等。
六、隧道运营管理和维护隧道建设完成后,合理的运营管理和维护是确保隧道安全和效能的关键。
隧道技术建议书一、引言隧道作为一种重要的交通基础设施,对于城市发展和交通运输起着至关重要的作用。
本文旨在提供关于隧道技术的建议,以促进隧道项目的顺利实施和运营。
二、背景介绍1. 项目背景隧道项目位于某市中心,旨在解决城市交通拥堵问题,提高交通运输效率,改善市民出行体验。
2. 项目目标通过建设隧道,实现以下目标:- 缓解交通拥堵,提高道路通行能力;- 提高交通安全性,减少事故发生率;- 降低交通噪音和环境污染;- 促进城市经济发展。
三、技术建议1. 隧道设计根据实际情况和需求,建议采用以下设计方案:- 隧道长度:根据交通流量和道路规划,确定隧道的合理长度;- 隧道断面形状:根据交通需求和地质条件,选择合适的断面形状,如圆形、矩形等;- 隧道通风系统:考虑隧道内的空气流通和排烟,建议配置合适的通风系统;- 照明系统:为了提供良好的能见度和安全性,建议在隧道内安装适当的照明设施;- 隧道防火系统:为了提高隧道的安全性,建议配置防火系统,如喷淋系统和烟雾探测器。
2. 施工技术为了确保隧道项目的顺利施工,建议采用以下施工技术:- 掘进方法:根据地质条件和隧道长度,选择合适的掘进方法,如盾构法、爆破法等;- 地质勘察:在施工前进行详细的地质勘察,以了解地质情况,为施工提供参考;- 施工监控:在施工过程中,建议进行实时监控,以及时发现和解决施工中的问题;- 安全措施:为了保障工人的安全,建议严格执行安全操作规程,提供必要的安全设施。
3. 隧道维护与管理为了确保隧道的长期运营和安全性,建议采取以下维护与管理措施:- 定期检查:定期对隧道进行检查,发现并修复潜在的问题,如裂缝、漏水等;- 清洁维护:定期清洁隧道内的道路、照明设施等,保持隧道的整洁和良好的视觉效果;- 管理系统:建议建立隧道管理系统,对隧道的运营、维护和安全进行有效管理;- 应急预案:建议制定隧道应急预案,以应对突发事件,确保人员安全和交通畅通。
四、经济效益分析通过建设隧道,预计将带来以下经济效益:- 减少交通拥堵,提高交通效率,节约出行时间;- 降低交通事故发生率,减少人员伤亡和财产损失;- 降低交通噪音和尾气排放,改善城市环境质量;- 促进城市经济发展,提升城市形象和吸引力。
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 2016-1 2. 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。 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。 3. 项目前期科研及工作基础 3.1 国内外研究现状 根据调查发现,冻胀力是造成寒区隧道衬砌结构破坏的外力根源。已修筑的寒区隧道由于冻胀力的作用,普遍存在着严重的工程冻害。日本在20世纪70~80年代对寒冷地区隧道的调查分析结果表明,冻胀力是寒区隧道变形破坏的重要原因之一。因此,寒区隧道修筑与维护难点之一是隧道防冻胀。世界各国在寒冷地区修建交通隧道时均将抗防冻性作为重要的课题进行研究。研究工作主要在以下两个方面进行: (1)基础性的研究工作。主要针对围岩的冻融特性,冻胀机理,隧道冻结深度,围岩、衬砌及保温隔热材料的热传导特性,隧道衬砌结构形式的优化等方面进行研究。 (2)应用技术的开发、研究工作。主要在基础研究的支撑下,研究隧道的抗防冻措施,开发长期耐用的保温隔热材料,研究保温隔热层类型和合理厚度,严寒设防段合理长度等。 日本的隧道工作者对冻害的防治进行了系统的研究,获得了许多宝贵经验,概括起来,其措施可分为隔热法和加热法两类(见下图),一般采用前一类,后一类还有待进一步试验、改进。
冻害防治措施分类 前苏联因为处于严寒地区,隧道供暖有的用电力,采用管式电力加热器,水沟保温用新型高效的保温材料,如硬质泡沫塑料,泡沫玻璃和陶土等;有的地方用热水或蒸汽对水沟进行加温。 从目前来看,我国对冻害的防治主要从水、温度、衬砌设计三方面出发,提出相应的工程措施,或采用综合治理的办法。主要的措施有:采用隔热保温技术、加强防排水及优化衬砌结构等,但是还没有完善的理论体系和系统的处治对策,处治效果也有待进一步验证。到目前为止还没有正式的寒区公路隧道冻害处治的相关规程,各个设计单位往往各自为政,即使考虑防冻设计,也往往采用不同的方法。
漏水处理措施 U型沟槽法
表面隔热处理法 复合式衬砌隔热处理法
隔热措施
加热措施 电热器等 冻害
防治措施 在风火山、昆仑山隧道建设中,为避免产生病害从应用隔热保温技术,加强排水及优化衬砌结构等方面出发,采取了“防、排、截、堵”的综合防治措施。该隧道结合其支护形式,在初期支护与模筑衬砌之间设5cm厚的隔热保温层。设计中考虑最热月平均气温与岩面的温度差计算出保温层厚度。保温层采用硬质聚氨酯,考虑在多年冻土层中防排水设计以堵为主,结合隔热保温措施,尽量减小贯通后衬砌内外侧的热交换,使围岩当中的水处于冻结状态。在昆仑山隧道中部DK977+300 - +500段可能的融化区,地温较高,为避免衬砌背后的水在寒季冻结发生冻胀,在支护与衬砌之间敷设隔热保温层,确保衬砌背后的排水顺畅;同时采用中空注浆锚杆对周边围岩实施低温注浆,以封堵融区基岩裂隙水;洞内双侧设保温水沟,通过边墙泄水孔引排衬砌背后积水;运营期间考虑融冰措施以防排水沟冻结。 3.2 参考文献 [1] Akira Inokuma,Shigero.Road Tunnels in Japan:Deterioration and Countermeasures[J].Tunnelling and Underground Space Technology,1996,11(3):305-309. [2] 黑川義範.隧道冰柱防治工程和隔热衬砌[J],隧道译丛,1984,(1):35-44. [3] 中华人民共和国交通部.2004.公路隧道设计规范(JTG D70-2004).北京:人民交通出版社. [4] 中科院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室(1995-2001).高海拔寒冷地区隧道工程冻害防治技术研究. [5] 中国科学院兰州冰川冻土研究所,陕西省公路勘察设计院.宁-张公路大坂山隧道冻土预报、模型试验及风吹雪灾害防治研究[M].1995,33-41. [6] 张祉道,王联.高海拔及严寒地区隧道防冻设计探讨[J].现代隧道技术,2004,41(3):1-6. [7] 张学富.赖远明.喻文兵等.2003.寒区隧道三维温度场数值分析.铁道学报 [8] 赖远明,喻文兵,吴紫汪等.2001.寒区圆形截面隧道温度场的解析解.冰川冻土 [9] 铁道第三勘察设计院编著.冻土工程[M].北京:中国铁道出版社,2002,261-275. [10] 陈建勋,昝勇杰.寒冷地区公路隧道防冻隔温层效果现场测试与分析[J].中国公路学报,2001,14(4):75-79. [11] 关宝树编著.隧道工程设计要点集[M].北京:人民交通出版社,2003,357-393. [12] 吕康成,崔凌秋等编著.隧道防排水工程指南[M].北京:人民交通出版社,2005 4. 项目实施方案 4.1项目主要研究内容 1、东北寒区隧道冻胀条件与冻胀机理分析 (1)冻融岩石圈整体冻胀破坏分析 该理论认为隧道周边围岩冻结区中围岩孔隙中充满了水,则围岩内的水冻结成冰后将整体膨胀,从而对衬砌产生冻胀压力。 为了研究冻融圈厚度、衬砌厚度以及围岩类型对冻胀力的影响,采用有限元程序进行数值模拟计算以获得数值解。计算中为了突出冻胀对二次衬砌的影响,不考虑温度变化和结构荷载对衬砌应力的影响而只计算冻融圈内围岩冻胀所产生的附加应力。 (2)局部存水冻胀破坏分析 该模型认为冻胀力主要由衬砌背后积水结冰引起。由于开挖面不平整、初期支护不平顺以及防水板铺设等原因,使得衬砌背后留有局部存