國內(nèi)外高海拔高寒隧道施工現(xiàn)狀與發(fā)展

該成果介紹了高海拔、高寒地區(qū)倒淌河至共和高速公路柳梢溝隧道的工程概況及特點．隧道的主要施工原則及施工方法。闡述了高海拔、高寒隧道結(jié)構(gòu)防排水、防寒保溫、低溫混凝土施工、機械配套、施工人員防護(hù)等關(guān)鍵技術(shù)，并提出了施工注意事項。

高海拔高寒隧道施工技術(shù)研究

結(jié)合青海長拉山隧道地處高海拔高寒的實際情況,對隧道復(fù)雜地質(zhì)段涌水封堵施工方法進(jìn)行了介紹,歸納總結(jié)了其施工要點,從而保證了隧道施工安全、進(jìn)度和質(zhì)量,為今后類似工程施工提供了參考借鑒。

以高海拔高寒米拉山特長隧道為研究對象,分析影響高海拔高寒地區(qū)隧道風(fēng)險的因素,建立高海拔高寒特長隧道風(fēng)險指標(biāo)體系,采用模糊層次法對該隧道進(jìn)行施工風(fēng)險評估,確定其隧道風(fēng)險等級為iv級,風(fēng)險程度高。

文章以實際工程為例,對高寒、高海拔隧道施工的基本特點和施工原則進(jìn)行了介紹,然后對隧道的防排水措施、低溫混凝土施工等技術(shù)進(jìn)行了分析,對施工中需要注意的事項進(jìn)行分析,工程施工效果良好,具有一定的借鑒參考價值。

針對高海拔、缺氧、低溫的特殊環(huán)境,介紹米拉山隧道機械設(shè)備的選型、洞內(nèi)施工環(huán)境、制氧與供氧系統(tǒng)等,通過研究、實踐、總結(jié)、改進(jìn)、提高,獲得了在高海拔高寒地區(qū)修建隧道的基本經(jīng)驗和關(guān)鍵施工技術(shù),為我國西部大開發(fā),修建高海拔、高寒地區(qū)公路、鐵路隧道提供施工參考和經(jīng)驗總結(jié).

針對高海拔、缺氧、低溫的特殊環(huán)境，介紹米拉山隧道機械設(shè)備的選型、洞內(nèi)施工環(huán)境、制氧與供氧系統(tǒng)等，通過研究、實踐、總結(jié)、改進(jìn)、提高，獲得了在高海拔高寒地區(qū)修建隧道的基本經(jīng)驗和關(guān)鍵施工技術(shù)，為我國西部大開發(fā)，修建高海拔、高寒地區(qū)公路、鐵路隧道提供施工參考和經(jīng)驗總結(jié)。

文章以實際工程為例,對高寒、高海拔隧道施工的基本特點和施工原則進(jìn)行了介紹,然后對隧道的防排水措施、低溫混凝土施工等技術(shù)進(jìn)行了分析,對施工中需要注意的事項進(jìn)行分析,工程施工效果良好,具有一定的借鑒參考價值。

公路作為國家重要的運輸體系,在國民經(jīng)濟中始終占據(jù)著重要位置,但受地理條件限制和路網(wǎng)密度的增加,公路選線不可避免地要穿越眾多峽谷與深山,甚至是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的不良地質(zhì)地段.公路隧道作為線路穿越山體的主要結(jié)構(gòu)物,因地質(zhì)巖性的多樣性和可變性,其施工工藝與方法一直是廣大建設(shè)者們研究與探索的重點.本文以米拉山隧道為例,重點研究高寒、高海拔隧道施工技術(shù).

通過對高海拔寒冷地區(qū)的氣候環(huán)境狀況進(jìn)行分析，總結(jié)出對建筑設(shè)計有利的優(yōu)勢自然資源，將其應(yīng)用到建筑設(shè)計當(dāng)中，得到其差異所在，從而分析適合高海拔寒冷地區(qū)的生態(tài)建筑設(shè)計策略，對建筑的可持續(xù)發(fā)展提供有效的理論依據(jù)。

針對高原氣候環(huán)境對機械性能的影響,介紹青藏鐵路第16標(biāo)段中dk1334+050-dk1348+505段路基土石方施工機械配套情況及使用管理中的幾點做法。

通過對青藏公路、青藏鐵路以及西藏地區(qū)的調(diào)研,摸清了建筑材料在該地區(qū)使用中存在的主要問題,對現(xiàn)行施工方法提出了有益的建議,并指出了針對該地區(qū)急需研究的重大問題。

結(jié)合工程實例,通過分析螺旋式隧道通風(fēng)中存在的問題,提出了壓入式通風(fēng)方式,并對壓入式通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置進(jìn)行了闡述,最后針對高寒高海拔螺旋式隧道通風(fēng)中存在的問題提出了解決方法,以確保洞內(nèi)安全綠色施工。

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某高海拔高寒地區(qū)露天礦最終邊坡角采用bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型所得結(jié)果為45°.為驗證該預(yù)測值的合理性和露天礦設(shè)計邊坡的穩(wěn)定性,采用邊坡凍融損傷巖體力學(xué)參數(shù)修正方法和有限元cad-midas耦合建模技術(shù),詳細(xì)分析了具有45°邊坡角的露天礦凍融邊坡的應(yīng)力、位移分布規(guī)律.研究表明：邊坡體內(nèi)部應(yīng)力和位移量較小,安全系數(shù)均大于1.1,滿足設(shè)計要求,表明設(shè)計的45°邊坡角較合理,利用bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測邊坡角的思路具有一定的科學(xué)性.

提出了高寒高海拔礦山的定義,統(tǒng)計分析了我國高寒高海拔區(qū)域資源的開發(fā)現(xiàn)狀。針對高寒高海拔礦產(chǎn)資源開發(fā)過程中面臨的低壓缺氧、低溫、干燥、強風(fēng)、水文地質(zhì)條件復(fù)雜、生態(tài)環(huán)境脆弱、外部協(xié)作能力差等共性問題,從設(shè)計角度對該區(qū)域礦山項目的開采方式選擇、礦山設(shè)備選型、采礦工藝以及公輔設(shè)施和其他方面進(jìn)行了思考和探索。

高海拔高寒多年凍土區(qū)鉆孔灌注樁施工技術(shù)——結(jié)合青藏鐵路16標(biāo)段dk1346+465沙拉隴仁大橋鉆孔灌注樁施工實例，介紹高海拔高寒多年凍土區(qū)土體凍脹對橋梁樁基的影響、防凍脹措施及鉆孔灌注樁的施工工藝和方法?！　?/p>

高原高寒高海拔地區(qū)受氣候影響,高邊坡開挖通常存在風(fēng)險大、功效低、易塌方等施工特點,通過對藏木水電站右岸纜機平臺高邊坡開挖施工方法進(jìn)行探討研究,采取多種科學(xué)、有效的防范措施,解決了高寒高海拔地區(qū)復(fù)雜地質(zhì)條件下冬季高邊坡開挖施工難題,為其他類似工程提供借鑒。

高海拔隧道軟弱圍巖施工中,受惡劣自然條件、不良地質(zhì)體等因素的影響,施工功效差,初期支護(hù)易出現(xiàn)變形開裂。為有效控制初期支護(hù)的變形開裂,確保隧道施工安全、質(zhì)量、進(jìn)度,隧道的合理預(yù)留變形量、開挖方法、初期支護(hù)封閉成環(huán)時間、初期支護(hù)變形達(dá)到變形預(yù)警線時處理措施在施工過程中應(yīng)優(yōu)化調(diào)整。文章以國道317線老折山隧道為依托,在施工過程中對上述幾點進(jìn)行了優(yōu)化,對后續(xù)高海拔隧道軟弱圍巖施工提供了一定的經(jīng)驗。

為了解決高海拔地區(qū)隧道施工中遇到的嚴(yán)重缺氧難題,結(jié)合青藏鐵路風(fēng)火山隧道施工,研究開發(fā)隧道掌子面彌散供氧與氧吧車相結(jié)合的綜合供氧方法。應(yīng)用該方法可將掌子面附近施工區(qū)域的氧分壓提高2～3kpa,確保隧道建設(shè)人員工休時及時吸氧。實際應(yīng)用證明,該方法可以有效解決高海拔地區(qū)隧道施工嚴(yán)重缺氧問題,且簡便易行,保障了施工人員的身體健康,提高了施工效率,特別適合高海拔地區(qū)隧道施工應(yīng)用。

為研究高海拔隧道施工環(huán)境co濃度對人體毒性的影響及co濃度控制標(biāo)準(zhǔn),本文基于人體碳氧血紅蛋白(cohb)模型對不同海拔高度隧道施工環(huán)境co濃度對人體毒性的影響進(jìn)行了計算分析。結(jié)果表明,相同co濃度下,僅改變呼吸量不會導(dǎo)致co對人體毒性影響程度的改變；相反,隨著海拔高度的增大,co對人體毒性的作用顯著增強,且co濃度較低時,隨著海拔高度增加人體cohb比值增大越明顯,其毒性增長程度也更突出?；谒淼朗┕と藛T連續(xù)工作8h體內(nèi)cohb不高于2.5%為基準(zhǔn),建立了不同海拔高度隧道施工co濃度控制標(biāo)準(zhǔn)模型。

針對高海拔隧道低壓缺氧威脅施工安全的問題,基于氧氣質(zhì)量守恒和等效氣管氧分壓兩種方法分析了高海拔隧道施工供氧標(biāo)準(zhǔn)；并在海拔4232m的雀兒山隧道開展洞口與掌子面溫度、氣壓和氧含量長期監(jiān)測。結(jié)果表明:實測洞口氧氣密度比理論分析低4.93%；而實測氣管氧分壓比理論分析低0.6%,等效氣管氧分壓方法更適用于高海拔缺氧程度預(yù)測。洞口與掌子面溫度和大氣壓力呈夏季高、冬季低的季節(jié)性波動。隧道掘進(jìn)1500m以后,在保證良好通風(fēng)條件下,掌子面比洞口氣管氣氧分壓平均低0.46kpa；隨著推進(jìn)距離繼續(xù)增大,氣管氧分壓降低不明顯?，F(xiàn)場測試發(fā)現(xiàn)彌散式供氧方法能夠有效增加施工區(qū)域的氧氣含量,但由于供氧需求量大,施工建議采取彌散式供氧、個人攜氧與移動式吸氧車供氧相結(jié)合的方式,保障隧道施工人員的氧氣需求。