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新关角隧道获菲迪克“全球优秀工程奖”高海拔长隧何以问鼎工程咨询界“诺贝尔奖”
2016-10-14  中国桥梁网 分享到:

        近日,国际咨询工程师联合会(FIDIC,菲迪克)2016年全球工程评选盛典在摩洛哥古城马拉喀什落下帷幕,来自全球100多个国家的数百名代表参加了此次会议。由中铁第一勘察设计院集团有限公司(简称铁一院)总体设计的青藏铁路西宁至格尔木增建二线新关角隧道获“全球优秀工程奖”。

        “菲迪克工程项目奖”评选被誉为国际工程咨询界的“诺贝尔奖”,在国际工程咨询界广受认可。铁一院副总工程师李国良介绍:“青藏铁路西宁至格尔木增建二线新关角隧道总长32.7公里,位于青藏铁路原天棚(天峻县)至察汗诺车站(乌兰县)之间。新关角隧道设计为两座平行的单线隧道,为客货共线电气化铁路,设计时速160公里,是当前我国运营里程最长的高原铁路隧道。”

        项目于2007年11月6日开工建设,2014年12月28日正式开通运营。

        两管隧道互为救援通道

        新关角隧道使中国单个铁路隧道长度首次突破30公里,开创了高海拔地区修建超长隧道的先例,并创造了高海拔世界第一长隧。然而超长隧道在发生紧急情况时,如何展开救援是一个大问题。
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        铁一院按照保证人员疏散安全、自救为主的原则,结合中国铁路的运营管理模式和经济发展水平,确定了两管隧道互为疏散场所和救援通道的原则,设置了简单安全的紧急救援站。

        李国良介绍,这一原则要求两管隧道自成系统,为完全独立的运营系统,不允许在区间内设置道岔,即渡线;与此同时,设计两管隧道通过加密的疏散横通道连接,以满足疏散条件。两管隧道采用相互独立的供风排烟系统:隧道口附近设置射流风机向隧道内加压;通过疏散横通道向火灾的隧道供风,满足疏散要求;通过均匀地设置竖井,从顶部排烟。

        “新关角隧道的成功修建,为在超长隧道内设置紧急疏散救援系统提供了中国模式。”李国良说。

        堵排结合克服持续高压涌水

        在设计之初的岩土地质勘探过程中,铁一院发现新关角隧道地层岩性极其复杂,地下水丰富。预测Ⅰ线隧道正常涌水3.1万立方米,最大涌水7.3万立方米;Ⅱ线隧道正常涌水5.2万立方米,最大涌水12万立方米。施工中存在软弱围岩大变形、突水涌水、围岩失稳等风险。

        为此,铁一院制定了堵排结合、控制排放的涌水处理原则。通过风险分析和抽水试验,制定了符合新关角隧道特点的堵排水措施的水量选择标准;根据不同的涌水特点,设计了不同的注浆堵水方案,在传统注浆技术的基础上,将聚亚胺胶脂材料引入铁路隧道施工,取得了良好的堵水效果;精心设计了长管路抽水系统,保证了隧道的正常掘进;由于涌水量大,为了保证地下水不对隧道道床结构及运营安全产生威胁,防止冻害,在隧道进口端设置了8060米长的泄水洞,保证了运营安全。

        新思路、新方法,克服了罕见的持续高压涌水,形成了高海拔特长隧道岩溶裂隙水综合处理技术,保证了隧道的顺利施工。同时,避免了地下涌水造成的终生限速运营的病害。

        活塞风自然换气创新型通风技术

        新关角隧道地处青藏高原,空气稀薄,通过辅助坑道施工的工作面多、独头通风长度将达5000米以上;同时,施工斜井、两条施工隧道及二者之间的横通道共同组成的通风网络系统,随着施工的不断推进,通风环境不断复杂化;另外,在高原环境中,低气压、缺氧条件下内燃机型废气排放量更大,炮烟、粉尘、内燃废气组合危害比平原地区更加严重,通风不良的施工安全隐患更多,通风技术难度更大。

        为解决这一难题,铁一院协同石家庄铁道学院、兰州交通大学共同完成了《高原隧道长距离施工通风及安全保障措施研究》,设计增加多个斜井和射流风机通风为新关角隧道施工服务。

        而在运营阶段的通风设计,铁一院突破了以往的通风理念,在新关角隧道中利用活塞风自然换气,正常运营中不再设置机械通风构造物。“通过精密计算,我们采取利用机车行驶带来的风实现换气,而不再设置辅助的通风竖井,从而创造出新的通风技术。”李国良说。

        除此之外,新关角隧道坚持环保和发展的理念,从底部穿越青海南山,最大限度地减少了工程对环境的破坏;为了?;ご嗳醯母咴肪?,铁一院在隧道区域设置了气象站,长期进行水文环境和气候检测;远离城镇水源地,避免了对当地人民的生活以及对青海湖及其周边生态环境的不利影响;在工程弃碴场设置了挡护和绿化工程,竣工后对施工场地进行了地表植被恢复,做到工程建设与环境?;さ男鞣⒄?。

        
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