嘎隆拉隧道抗防冻及防排水技术的研究

我国已建的寒冷地区隧道很多都发生衬砌开裂、路面冒水、结冰等病害,大大弱化了隧道的使用功能,严重威胁着行车安全。随着我国交通事业的快速发展,特别是4万亿投资刺激下新一轮基础设施建设高峰的到来,在西部的高海拔和北部的高纬度寒冷地区将陆续有大量的隧道建成,与以往寒冷地区的隧道相比,这些隧道的规模会更大、技术要求更高,而气候条件却更加恶劣。如何在这些隧道的修建中采取有效措施,以避免冻害现象的发生,是目前隧道工程界急需解决的问题。为此,本文以西藏高海拔地区的嘎隆拉隧道工程为背景,以解决该隧道抗防冻问题为出发点,进行了研究。主要研究内容包括: (1)对国内外已有文献资料进行分析和对国内多个典型隧道冻害防治工程进行考察调研,总结了寒区公路隧道的特点及工程特殊性,分析了冻害产生的原因。 (2)在对世界范围内所应用的各种抗防冻措施进行调研分析的基础上,针对嘎隆拉公路隧道的特点,提出了适合嘎隆拉公路隧道的抗防冻综合措施。针对其中关键的设计参数保温隔热层的厚度,通过等效厚度换算法和有限元数值分析进行了计算。 (3)为了验证所选择保温隔热材料的适用性和保温隔热材料厚度的安全性,设计了隧道现场环境温度实测试验方案,并在嘎隆拉隧道进出口段对选定的两种不同保温隔热材料进行现场试验,以期通过对现场试验实测数据的研究分析,对两种材料的保温性能以及现场的实用性进行评价,用以验证对隧道保温隔热材料数值模拟计算厚度结果的正确性,为寒区隧道今后保温隔热层的实施方案提供具有一定参考价值的结论。 (4)对比公路隧道防排水系统,提出了适合寒区公路隧道的防排水设计原则,并对防排水措施进行了详细说明,在此基础上,提出了两套嘎隆拉隧道防排水设计方案。