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乌鞘岭隧道群展示的新理念

发布日期:2012-09-06  来源:大阳城集团娱乐网2138   作者:  阅读:次

按:2012年9月5日《甘肃日报》刊登了由记者牛彦君采写的通讯《乌鞘岭隧道群展示的新理念》。该通讯重点介绍了由公司设计完成的连霍国道主干线甘肃境内的瓶颈乌鞘岭隧道群在设计中的难点和创新点,展示了公司在技术创新方面的新成果和新创新。现予全文转载。

连霍国道主干线甘肃境内的瓶颈在乌鞘岭,这是最后的一段,也是最难的一段。

乌鞘岭隧道群也就成为连霍国道主干线全线最密集、设计难度最大的隧道群。

针对这一难题,省交通规划勘察设计院有限责任公司桥隧设计处迎难而上,成功设计出了一条便捷、流畅的隧道群。

乌鞘岭历来为出入河西的屏障,主峰海拔3562米,年均气温-2.2℃。史志中对乌鞘岭有“盛夏飞雪、寒气砭骨”的记述。

从项目设计总体路线图上可以看出,隧址区地处青藏高原、内蒙古高原、黄土高原三大高原交会处,地层比较复杂,沉积了不同时代的地层,出现不同期次的各种侵入岩及各个时期的变质岩,形成复杂的构造形态,上面大部分由第四系地层覆盖,局部出露有奥陶系、白垩系地层。

同时,隧址区位于祁吕贺山字形构造西翼弧北端,属北祁连山加里东褶皱带,并有陇西帚状构造系的介入改造复合和河西系的干扰影响,经历了多次构造运动,地质构造相当复杂。

在接受采访时,省交通规划勘察设计院有限责任公司桥隧设计处处长唐学军详细地向记者描述了乌鞘岭在设计技术上的难点及创新点。

设计技术难点首在隧道穿越大型断裂带。乌鞘岭隧道群穿越大型断裂带三处,最大的断裂带宽约500米,给设计及施工带来很大困难,针对F4、F5大型断裂带创新采用“两次初支+模筑衬砌”的复合式衬砌结构穿越,目前隧道施工已近成功穿越以上两断裂带,针对F12为活动性断裂带这一不利因素,设计中采用局部扩大断面,增设变形缝的方案通过。

难点还在于高地震区隧道净空设计。永古高速处于高地震区,穿越活动性断层F4、F12。唐学军说,地震区的隧道结构与围岩密贴有利于衬砌结构抗震,应注意衬砌背后空洞的检测;设计中考虑衬砌结构地震毁损的可能性,隧道净空预留30厘米以备结构补强,震区隧道净空预留空间的大小应结合100年内地震的概率计算和错动距离确定。

涌水、逆坡施工涌水处理预案也是设计的重点。乌鞘岭隧道穿越三叠系中等富水地层,安远隧道穿越F9次生断裂带,高岭隧道穿越160米宽的F12活动性断层,根据地质判断,F12为导水断层,对施工涌水、排水做了专项设计,采取“以堵为主、以排为辅”的原则。

对工程地质与水文地质较复杂地段及根据地质勘察资料判断前方有大型隐伏含水体地段,需根据施工开挖情况,结合超前预报手段综合判定。查明前方地质构造及地下水的分布状况和水量大小,根据涌水量大小、出水点、水压等实测数据合理确定环向注浆止水或局部帷幕注浆堵水方案,并配备大功率排水机械,确保施工涌水时能够及时排除水患。

洞口融雪防冻技术是隧道设计中的重点。该项目在海拔2850米~2600米左右,属高寒半干旱气候,积雪冰冻期长,昼夜温差显著,夏季炎热而冬季寒冷,最低气温达-40℃,最大冰冻深度2米。结合近几年隧道洞口事故率高发,且多与隧道进出口路面结冰有关的特点,第一次在隧道进出口路面设计中设置了加温除雪设施。

“以往,洞口外雪化了,里边化不了,容易出事故。”唐学军告诉记者,他们设计电加热线,以达到里外积雪融化一致的效果。

乌鞘岭隧道群具有“海拔高、纵坡大、规模大”的特点,加之隧址区地质复杂、环境恶劣,通风设计将不仅直接关系土建工程的投资规模,而且还关系到隧道后期运营的安全、舒适与费用。

国内一般特长隧道通风设计采用传统模式为全射流通风或射流通风结合竖(斜)井送排风的通风模式,根据各工况需风量计算,隧道左线由烟雾来控制需风量,如采用全射流通风,洞内近、远期风速不能满足设计规范要求,需要考虑其他通风方式来解决隧道的通风问题。

然而,乌鞘岭特长隧道群穿越高寒、高海拔祁连山国家级自然保护区,保护区内不容许布设通风井。

通过对需风量计算中污染空气的基准排放量及递减率、海拔高度系数、控制工况等参数的分析和研究,他们从地形地质、环保理念、交通量分析、运营效果、防灾救援系统的安全可靠性等多角度研究,并由此在国内首创采用了“静电除尘结合射流通风”的通风方案。

据介绍,用此种通风方式,静电集尘主要针对烟雾的稀释,全射流通风主要针对CO的稀释,这样二者结合就能满足隧道运营通风的要求。

近日,一个好消息传来:依托本项目的高海拔特长公路隧道通风方案研究获得了国家建设部QC一等奖。

在景观设计上,该设计院也下足了功夫。按照“一门一景”的理念,他们结合实际地形、地质、气候条件进行洞门设计,有条件的隧道洞口处尽量接长明洞以避免风吹雪对行车安全的影响,考虑到东、西向强光对驾驶员的影响设置了遮光棚,削竹式洞门能够更好地与地形融为一体,给人以美的视觉感受,古浪隧道采用了仿古城堡端墙式洞门,寓意古浪峡为河西走廊门户和古丝绸之路要冲。