风火山隧道

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风火山隧道
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經緯度 44°00′27″N 93°04′34″E / 44.007524°N 93.076172°E / 44.007524; 93.076172坐标44°00′27″N 93°04′34″E / 44.007524°N 93.076172°E / 44.007524; 93.076172
状况 使用中
铁路线 青藏铁路
动工 2001年10月18日[1]
启用 2006年7月[2]
擁有者 中华人民共和国铁道部
经营者 青藏铁路公司
技術數據
长度 1338米
轨道数量 单线
轨距 1,435毫米(4英尺8 12英寸)
电气化方式
设计通过速度 100km/h
最高海拔 4905米

风火山隧道青藏铁路的铁路隧道,位于青藏高原可可西里无人区边缘,穿越风火山。隧道全长1338米,轨道面海拔4905米,是目前世界上海拔最高的隧道,也是世界上海拔最高的高原冻土隧道。[3]該隧道屬於青藏铁路工程第七标段,由中国铁道建筑总公司屬下的中铁二十局承建,於2006年7月正式通车。[2]

工程特點[编辑]

气候环境[编辑]

风火山隧道位於海拔近5千米的高原冻土,施工面對不少难题。首先是气候环境极为恶劣,年均气温零下7℃、最低气温可达零下41℃。空气含氧量只有海平面的一半,氧气气压只有10.87千帕,比人类生存极限11千帕還要低。[4]為解決氧气不足,隧道內實施弥漫式供氧,并於隧道兩端各建設一個大型制氧站,以输氧管道把氧气直接送入隧道,令空气含氧量增加至近似格爾木地區的水平。[5]隧道内則装設流動氧吧车,工程人員休息时可以坐在车内吸氧,解除疲劳。[1]

地质结构[编辑]

风火山一帶地质结构复杂,主要為含土冰层富冰冻土饱冰冻土,還有裂隙冰融冻泥岩。冻土中的含土量不足20%,其餘均為冰体(一般冻土含土量由50%至90%不等)。[4][6]隧道經過的冻土厚达150米、相當於一座橫亘的冰山[3]冰体對工程所造成的溫度變化比較敏感,遇熱即溶,凍結時膨脹,嚴重者可导致大面積塌方,對工程造成危害。為避免塌方,工程人員采用「被筒爆破法」,每次爆破后都迅速向掌子面(鑽挖面)输送冷风,防止富冰冻土遇到爆破热力而融化。同時對混凝土進行支护,确保周围岩石稳定,也快速提高混凝土强度。[1]

浅埋地段[编辑]

隧道工程掘进222米后,有一段长296米的浅埋地段。工程人員采用「浅埋暗挖法」,在相當接近地表的地底进行地下鑽挖施工。[7]當時隧道拱顶2.5米范围内全是富冰和饱冰冻土,周围的岩石温度約為2至5℃,裂隙冰开始融化,并形成融化圈。為避免融化圈范围扩大,造成大面積塌方,工程人員在挖掘的時候對隧道壁进行温度探测及围岩监测,掌握隧道内各位置不同时间的温度变化,并控制温度至熔点以下。经过三天的试验性温度监控,工程人員制定了名為「弱爆破、短进尺、严控温、强支护、预留核心土」的施工方案,并在近六十天的试验性施工取得良好效果。[1]

混凝土养护[编辑]

已浇筑的混凝土需采取适当的养护,控制混凝土的入模温度湿度,以获得預定的力学性能。[8]可是高原环境的低温並不适合混凝土养护。工程人員初時在隧道内用炉加熱,不但未能有效提升温度,反而造成隧道内空气污染,影响人員健康。后来改用暖风机,效果仍然未如理想。為此,中铁二十局石家庄铁道学院开发了大型隧道专用空调通风机,直接把冷气輸送到掌子面,控制掌子面温度在正负5℃之间。同時在隧道口設立「拌合站」,裝設两台高压蒸气锅炉,两座保温棚,24小时集中供热,确保拌合站温度保持在10℃以上,使混凝土入模温度不低于5℃。另一方面利用暖气管道输送热量,以「蒸汽养生法」控制混凝土养生温度。[3][1]

历史[编辑]

  • 2001年10月18日:风火山隧道於上午11时30分开始建设。[1]
  • 2002年10月19日:风火山隧道贯通。[4]
  • 2003年7月:风火山隧道竣工。[2]
  • 2006年7月:隨著青藏铁路的開通營運,风火山隧道正式通车。

獲得獎項[编辑]

  • 2002年度中国大陸公众关注的十大科技事件之一。[2]
  • 2005年度国家科技进步二等奖。[2]

多媒體[编辑]

视频圖示
Fenghuoshan tunnel

於青藏铁路列車內欣賞风火山隧道風景 (5.41 MB, ogg/Theora format).



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相关条目[编辑]

參考資料[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 青藏铁路网:〈触摸风火山〉,于2007年8月8日存取
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 中国铁道建筑总公司网站:〈青藏铁路二期工程简介〉,于2007年8月8日存取
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 新华网:〈世界上海拔最高的冻土隧道 风火山隧道〉,于2007年8月8日存取
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 中央政府门户网站:〈世界海拔第一高隧——风火山隧道贯通〉,于2007年8月8日存取
  5. ^ 中国国际广播电台国际在线:〈青藏铁路是怎样建成的〉,于2007年8月8日存取
  6. ^ 人民网:〈先睹为快青藏线:风火山后开心岭 千隧百道总关情〉,于2007年8月8日存取
  7. ^ 中国交通技术论坛:〈浅埋暗挖法〉,于2007年8月8日存取
  8. ^ 新世纪远程网络教育教材:〈第四章:混凝土结构工程〉,于2007年8月8日存取