世界最长高原冻土公路隧道建设创新大集锦粉条机

世界最长高原冻土公路隧道建设创新大集锦

世界最长高原冻土公路隧道建设创新大集锦2012-03-26 共（和）玉（树）鄂拉山隧道全长9330米，是国内乃至世界最长的高原冻土公路隧道，也是共玉公路头号重难点工程。中铁五局五公司承担了进...共（和）玉（树）鄂拉山隧道全长9330米，是国内乃至世界最长的高原冻土公路隧道，也是共玉公路头号重难点工程。中铁五局五公司承担了进口段5145米的施工任务。隧道地处高寒缺氧地区，海拔4300米，科技含量高，高原又加多年冻土的自然条件，使施工遇到了很多世界性的全新技术难题。

世界最长的高原冻土公路隧道工程

世界最长的高原冻土公路隧道工程

用黑色防晒网隔断太阳辐射

青藏高原太阳辐射强、热量高，如何在多年冻土路段开挖，特别是隧道洞口开挖后有效的保护多年冻土的融化，对施工安全和顺利进行至关重要。五局标段位于隧道进口洞口浅埋段，地处第四系中更新冰水堆积物中，稳定性极差，开挖后可见大量的冻结层状冰，多年冻土冻结时，岩土体强度较高，但多年冻土开挖融化时，呈软塑状，成洞极为困难。

项目部及时成立了科技攻关领导小组，对洞口浅埋段冻土施工展开技术攻关，经过反复研究和探索，打破黑色吸热对多年冻土保护不利的思维方式，成功应用黑色防晒网有效隔断太阳辐射，减缓多年冻土吸热融化作用，通过网内、网外的温度监测对比，搭设单层防晒网后，在中午温度最高25℃左右时，网内温度要低10℃左右；搭设双层防晒网后，网内温度能控制在5—8℃，为迟缓冻土融化、确保洞口施工安全创造了有利条件。

操作简单、价格低廉、效果良好的黑色防晒网的创新应用，使得多年冻土鄂拉山隧道进口左右线顺利实现进洞。

自进式锚杆代替砂浆锚杆施工

鄂拉山隧道左洞洞口施工时值雨季，气温处于一年当中最高时段，边坡开挖后暴露于阳光直射下很快融化，造成坡脚积水浸泡坡脚反过来又影响边坡最终形成坍塌，施工难度极大。项目部积极与建设、设计、监理、咨询单位联系，并深入现场认真分析研究，决定采用台阶分层开挖法，弱爆破松动（少打眼少装药避免钻孔内回冻），再用挖掘机（带破碎锤）开挖和出碴。支护时通过在洞口搭设遮阳棚，边仰坡锚网喷支护后铺设砂袋覆盖黑色遮阳网进行降温，边坡脚设置片石混凝土保温挡墙，避免了冻土边坡热融滑塌。

同时在边坡锚网喷支护过程中砂浆锚杆钻孔施工时容易卡钻，项目部大胆地选用自进式锚杆代替砂浆锚杆施工，因自进式锚杆具有钻、注、锚一体化的功能，一次成型是一种先进的锚固体系，成功解决了常规锚杆钻锚时的塌孔问题，较好地保证了复杂地质条件下的注浆效果，使边仰坡得到及时的防护，为洞门施工总结了经验也赢得了时间。

跟管工艺防止冻土融化致管棚塌孔

鄂拉山隧道进口海拔4300米，多年冻土浅埋段（洞口埋深仅1.9米）地表富冰含水量大，且土体碎石、块石含量大，钻杆在钻孔过程中与孔壁冻土高速摩擦发热传导，导致孔壁周圈冻土融化，发生孔内坍塌卡钻无法成孔，管棚施工难度极大。

开工以来，施工严重受阻，几乎难以进展。面对困难，项目部及时组织相关人员进行技术攻关，经专家论证后，决定采用跟管工艺施工，即采用XYIB型地质钻机，钻杆前端加装偏心钻，具扩孔同步带进钢管套的钻进技术，用孔径125mm钻杆带进孔径133mm套管，其最前端加装导向钻头，后续管棚之间采用丝扣进行连接，利用水平定向钻机将棚管打入土体中。

在钻进过程中，依据导向钻头内置的定位传感器传出的角度信号，对钻进角度进行调节，使管棚按设计轨迹钻进。当套管带进至设计深度后，撤回定向传感器和钻杆，用夹具夹住套管通过液压千斤顶（50t）顶在导向墙砼上形成反推力向外逐节退出套管。采用此创新技术后，有效解决了冻土融化导致的管棚塌孔问题，管棚施工稳打稳扎，顺利实现了鄂拉山隧道左右线进洞。

浅埋冻土隧道洞身开挖与支护工艺

鄂拉山隧道左右洞进口地表即浅又长。左洞埋深1.9m，250m浅埋段；右洞进口埋深仅2.6m，浅埋段约205m。在设计中，左洞进口110m、右洞进口75m又被定为VI级围岩，进洞前洞身30m段落采取相关标准的注浆管棚超前支护，洞身采用CRD法或CD法施工。

由于CRD法导洞断面较小，要求必须采取小型机械和人工开挖，考虑到高寒缺氧地区人员的劳动强度大、工作效率低，从而导致施工进度慢。为解决这一难题，项目部根据地质情况和以往的施工经验，灵活采用了三台阶法开挖，VI级围岩冻土地段为防止掌子面溜坍，上台阶开挖时预留核心土，严格控制开挖步距，仰拱填充和一衬及时紧跟，稳扎稳打，步步为营，平稳渡过多年冻土浅埋地段。

在施工中，中铁五局五公司还在低温早强混凝土配制解决隧道支护、一衬、二衬台车一次性衬砌成型解决隧道衬砌、质量管理和生态环保方面做出了创新。

据悉，遮阳网和遮阳棚成功解决洞口多年冻土段的开挖施工，以及采用跟管施工工艺有效解决冻土融化导致的管棚塌孔问题，两项科技攻关获得了2011年度青海省共玉公路建设指挥部“科学技术进步创新奖”。

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