风火山隧道

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风火山隧道位于青藏高原腹地,在“无人区”,被称为生命的禁区边缘,界于昆仑山唐古拉山之间,全长1338米,进口轨面海拔4905米,是世界上海拔最高的铁路隧道。
风火山隧道设计为单线隧道,隧道最大埋深100米,最小埋深8米,进出口均设计有明洞,进口35米,出口23米,洞门形式采用斜切式结构,隧道结构为复合式衬砌,采用5层先后施作的隧道支护衬砌结构形式。
隧道所处风火山垭口高寒缺氧、气温低、昼夜温差大。海拔4905米,年均气温零下7℃,寒季最低气温达零下41℃,空气中氧气含量只有内地的50%左右,被喻为“生命禁区”。隧道洞身全部位于冻土、冻岩中,地质岩层复杂,集冰冻土、富冰冻土、裂隙冰、泥砂岩等恶劣地质于一体,土质严密而混杂。
风火山隧道是青藏铁路重点控制工程,于2001年10月18日开工建设,2002年10月19日胜利贯通,标志着青藏铁路建设攻坚战取得重要进展。
中文名称
风火山隧道
地理位置
青藏
占地面积
10000平方
开放时间
24小时
景点级别
AAA级
门票价格
300元
开工时间
2001年
海    拔
4905 米

风火山隧道建设历史

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一对新人在施工现场举行婚礼 一对新人在施工现场举行婚礼
2001年10月18日,风火山隧道于上午11时30分开始建设。
2002年10月19日,风火山隧道贯通。
2003年7月,风火山隧道竣工。
2006年7月,随着青藏铁路的开通营运,风火山隧道正式通车。
2015年7月19日,风火山隧道开始更换无缝钢轨。 [1]  全部完工后火车运行将更加平稳,旅客感觉更加“安静”舒适。 [1] 

风火山隧道建设难题

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风火山隧道成功突破高原冻土技术难题,在国家科技部等单位组织的评选活动中,被为“2002年公众关注的中国十大科技事件”之一,同时也被称为世界上最长的“冻土隧道”之一。它被称为世界上线路最长、海拔最高、穿越冻土里程最长的高原铁路。

风火山隧道建造过程

风火山隧道
风火山隧道(7张)
2001年10月18日,风火山隧道开工建设。青藏铁路建设总指挥部加强领导,中铁二十局集团公司科学组织,有关单位大力配合,按照“依靠科技、以人为本、注重环保”的指导思想,科学施工,严格管理,顽强拼搏,各项工作取得了重要突破和可喜成果。当开挖隧道的第一声炮炸响后,凿通过众多隧道的中铁二十局施工技术人员,第一次见到饱含冰的土质,为之吃惊。隧道的冻土层最厚达150米、覆盖层最薄处仅有8米,施工稍有不慎,就会导致大塌方。风火山隧道有部级以上科研项目7个,是青藏铁路科研项目最多的高原冻土隧道,工程难度之大前所未遇。

风火山隧道重点突破

风火山隧道施工现场 风火山隧道施工现场
为了攻克高原冻土施工难题,青藏铁路建设总指挥部成立了由建设、设计、施工、监理等为成员单位的科技攻关领导小组,中铁二十局指挥部成立了以指挥长为组长的攻关小组,与铁道科学院、中国科学院冻土研究所、西南交大等单位联合攻关,先后在高原冻土隧道设计和施工中,研制、使用了适应冻土隧道施工的低温早强混凝土,采用了防水、保温等新技术和新工艺,攻克了浅埋冻土隧道进洞,冰岩光爆等技术难关,掌握了高原冻土路基和隧道施工的有效办法。

风火山隧道积极探索

风火山隧道 风火山隧道
因为风火山隧道浅埋层较长,为避免发生塌方,他们针对不同地质的喷护和支护提出了工法方案。在富冰冻土地段,采用大管棚加小管棚的双层超前超强支护法,利用中空锚杆和加温后的水泥浆锚注,使围岩上层形成一种相对稳定的环境。同时,实行“弱爆破,快支护、快初衬”,安全通过富冰冻土区段。并对裂隙冰地质采用“先抢格栅架,快焊钢筋网,边焊边喷护”方法,取得良好效果。还对融冻泥岩地质采取“用水玻璃进行双液注浆,首先稳定山体结构,待水玻璃与水泥浆凝固后,再进行谨慎开挖”,很快制止了融冻泥岩的塌落,保证了施工的正常进行。

风火山隧道重视质量

他们贯彻“开工必优、一次成优、全面创优”的方针,工程一次验收合格率达到100%,优良率达到90%以上,减少了质量通病,未发生一起等级安全责任事故。还先后购进了400余台(套)一流的高原施工机械,实现了机械化作业,大大降低了职工劳动强度,提高了生产效率,加快了隧道施工的进度。

风火山隧道隧道施工

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风火山隧道施工现场
风火山隧道施工现场(2张)
在风火山不良地质地区打隧道,关键是解决围岩热融问题。中铁二十局指挥部把攻克饱冰冻土地质施工作为首要目标,借鉴国内外冻土隧道施工的经验,与石家庄铁道学院共同研制、投产了两台特大型隧道空调机组,形成洞内空气冷冻室和冷气空调室,把洞内温度控制在正负5℃以内,从而解决了不同冻土地质条件下的热融问题,为确保工程顺利进展探索出了新路。

风火山隧道施工设计

记者在风火山隧道留影 记者在风火山隧道留影
风火山高原冻土隧道设计和施工中,研制、使用了适应冻土隧道施工的低温早强混凝土。采用了防水、保温等新技术和新工艺,攻克了浅埋冻土隧道进洞,冰岩光爆等技术难关,掌握了高原冻土路基和隧道施工的有效办法,使之达到了国内外冻土隧道施工的领先水平。在风火山不良地质地区打隧道,关键是解决围岩热融问题。施工单位把攻克饱冰冻土地质施工作为首选目标,并借鉴国内外冻土隧道施工的经验,研制、投产了两台特大型隧道空调机组,形成洞内空气冷冻室和冷气空调室,把洞内温度控制在±5℃以内,从而解决了不同冻土地质条件下的热融问题,为确保工程顺利进展探索出了新路。先后购进了400余台(套)一流的高原施工机械,实现了机械化作业,大大降低了职工劳动强度,提高了生产效率。 风火山隧道是青藏线上浅埋层最长的隧道,为避免出现塌方,针对不同地质的喷护和支护提出了一揽子工法方案。在富冰冻土地段,采用大管棚加小管棚的双层超前超强支护法,利用中空锚杆和加温后的水泥浆锚注,使围岩上层形成一种相对稳定的环境。同时,实行“弱爆破,快支护、快初衬”,使富冰冻土区段得以安全通过。对裂隙冰地质,采用“先抢格栅架,快焊钢筋网,边焊边喷护”的方法,取得了良好效果。对融冻泥岩地质,采取“用水玻璃进行双液注浆,首先稳定山体结构,待水玻璃与水泥浆凝固后,再进行谨慎开挖”,很快就制止了融冻泥岩的塌落,保证了施工的正常进行。

风火山隧道科技创新

建设者在吸氧 建设者在吸氧
1、高原多年冻土隧道施工制氧、供氧技术。研制建成的风火山隧道制氧站,氧气产量大于20m3/h,氧气浓度达到92%以上;提出了隧道掌子面弥散式供氧和隧道氧吧车供氧的新方法。
2、研制了SDTK-100型高原隧道专用空调机组使隧道内的温度控制在±5℃之间,保证了掌子面的冻土热扰稳定及混凝土施工质量。
3、首次研究了高原多年富冰冻土、冻岩条件下隧道湿喷混凝土施工技术及工艺,研制了低温早强抗冻复合型速凝剂,使喷砼在负温下迅速凝结硬化,达到抗冻临界强度。
4、研究总结了多年富冰冻土浅埋段开挖、支护成洞施工技术。
5、首次采用“防水板+隔热层+防水保护层”的防水、保温结构形式,沿隧道全长全断面铺设,形成隧道二次衬砌完全和地层隔离;保温复合结构的“无钉法铺设”施工新工艺,确保风火山隧道不渗、不漏。
海拔4900多米的风火山隧道
海拔4900多米的风火山隧道(9张)
6、研究低温耐久性混凝土施工技术,成功解决了低(负)温条件下混凝土硬化初期不被冻坏,且强度持续增长的难题;取得了一整套在严酷条件下混凝土的施工方法及养护工艺。
7、首次研究了高原多年冻土隧道施工机械设备的选型、合理配套技术及维修保养方法,为风火山隧道的顺利建成提供了保障。
8、通过对温度、压力、变形、冻融圈等施工信息的监测,根据数据指导施工,保证风火山隧道施工质量控制,提出了一套高原多年冻土隧道信息化施工方法及工艺。
9、首次采用盐水水炮泥封堵炮孔的技术措施,达到降低工作面温度和降尘的效果,测试分析,在冻土边坡中的最大爆破振动速度控制在2~5cm/s为宜,在隧道掘进中对围岩最大爆破振动速度控制在5~10cm/s为宜。

风火山隧道施工保障

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风火山隧道施工队伍

技术人员分析地质 技术人员分析地质
风火山隧道位于海拔5000米以上的风火山上,全长1338米,全部位于多年冻土带以内,是世界上海拔最高、冻土区最长的高原永久冻土隧道,有“世界第一高隧”之称。风火山地区气候环境极为恶劣,年平均气温零下7摄氏度,最低气温达零下40摄氏度,空气中氧分压仅相当于海平面的50%。风火山隧道施工条件极其困难,主要是面临着多年冻土、高寒缺氧、生态脆弱三大世界级施工难题。
来自中铁二十局的300多名建设者,首先要面对高海拔地区高寒缺氧、气候恶劣等严峻考验。据中铁二十局青藏铁路工地医院院长丁守全介绍,为解决高原缺氧问题,他们建起了世界上海拔最高的大型医用制氧站,在隧道施工中,对洞内掘进撑子面创新性地进行了弥漫式供氧,使洞内氧含量提高,解决了高原施工低压缺氧的难题。
风火山隧道开始施工。由于特殊的地质条件,克服冻土地域施工成为首要难题。建设者们先后攻克了含土冰层、饱冰冻土、富冰冻土、裂隙冰以及不良岩层等难题,并相继解决了卫生保障、环境保护、施工用氧等一系列难题,保证了施工的顺利进行。

风火山隧道三级卫保

风火山隧道内空气非常稀薄,严重缺少氧气,
风火山隧道在修建中 风火山隧道在修建中
即使工作人员都带着氧气罐,还是不够用,杯水车薪。为确保队伍上得去、站得稳、打得赢,他们从地理环境、气候条件、技术难度、物资设备、医疗卫生等多方面保障出发。先后投入资金组建了拥有高压氧仓、B超等先进医疗设备的“工地医院”和9个基层工地卫生所,配备医护人员34名,另外还预备格尔木等城市的大医院为后盾,形成了健全的三级卫生保障网络。

风火山隧道获得奖项

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2002年度中国大陆公众关注的十大科技事件之一。
2005年度国家科技进步二等奖。

风火山隧道世界纪录

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海拔最高的铁路隧道:风火山隧道位于青藏铁路的4,905米(16,092英尺)处,途经中国青藏高原。 它长1,338米(4,390英尺),建于2001年10月18日至2003年9月30日。(吉尼斯)
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