地处青藏高原东北部——祁连山脉东段南支脉的大坂山公路隧道,是 227国道西宁至张掖段的重点工程之一。隧道全长 1530m,洞口路面海拔3792.88m,是目前世界上交付运营的海拔最高的隧道。该地区属内陆高原寒冷气候带,高寒多雨,年负温期近 8 个月,氧气含量仅为海平面的 62%,环境条件之恶劣、 施工难度之大以及科技含量之高均属罕见。 在高海拔高寒地区修建地下水丰富的隧道,解决设计、施工中的冻融及冻胀问题,一直是困扰地下工程的头号技术难题,也是世界性的综合技术难题。本文针对该隧道海拔高、缺氧、严寒、冻土、地质破碎等特点,探索研究出的由复合保温结构、进出口设置自动隔风保温门以及掩埋式圆端保温出水口组成的防寒保温系统和遵循“以排为主,防、排、截、堵相结合”的综合防排水治理方案,创造性使用新技术设计的防排水系统,在国内尚属首例;利用防寒泄水洞进行混合式通风,探索选择的高海拔高寒条件下隧道施工通风作业的基本参数,解决了低压低氧条件下,人员机械作业的基本供风问题与加大供风速度加剧低温条件下工作面热量散失的矛盾;遵循“多用机械、少用人工、多用电动机械、少用内燃机械”的原则,进行了机械选型配套,同时对内燃机械配备增压装置和废气净化装置,充分满足了机械施工的需要;探索使用的高海拔高寒隧道施工人员防护和环境保护技术,满足了施工生产和生活的需求,保证了人员安全和环境保护的需要。 本文的各项研究成果在大坂山隧道施工中均已成功运用,为高海拔高寒隧道设计与施工积累了大量宝贵的经验数据。目前该项技术已在青藏线路基、隧道的工程设计施工中得到了广泛的推广和应用,为我国修建高海拔高寒区公路、铁路隧道,提供了成功的先例,具有重要的参考价值。