高海拔严寒地区特长公路隧道保温层铺设长度（论文）.pdf

·114 · 对特殊高海拔和严寒地区的长隧道和特长隧道，隧道内 部全部采用一种防冻措施或者全程铺设保温层，这无疑增加 了工程的材料和施工成本支出。因此，根据相关的隧道工程 数据、信息和工程经验，在结合国内外有关长隧道和特长隧 道研究结果，用一些先进的数据分析方法对相应的特殊地区 高海拔严寒地区长隧道和特长隧道进行深入分析，研究出保 温层合理的铺设长度和厚度，为后期的隧道施工提供可靠的 技术支撑。 1 严寒地区隧道纵向温度分布特征 1.1 X?? B
??1g???N? ? 在高海拔和严寒等特殊地区修建的特长隧道，在尚未完 善的防冻方案和防寒保护下，在隧道洞口经常会出现冻害， 影响隧道的正常通行，而且冻害造成很多隧道病害出现，如 隧道的围岩冻结、围岩融化都是隧道中很常见的病害，也是 影响公路隧道车辆运行安全的因素。隧道的围岩在地热的作 用下，隧道洞口和洞身段的温度都会有明显的差异，随着隧 道的深入，洞内的气温和地下温度也会增加。 在大多数情况下，高海拔和严寒地区的特长隧道洞内， 温度都是沿着隧道纵向分布的。在隧道出入口段，洞内气温 与外界环境气温基本保持一致，随着入洞深度延伸，气温变 化幅度会越来越小，受自然因素影响越来越低，年平均气温 会越来越高，在达到一定深度后，围岩则不会再出现冻害 现象。 1.2 1ga B
????<rd? 1.2.1 经验公式 日本的相关学者以长 1 500 m、深200 m的隧道为研究对象， 对隧道内的温度进行细致深入的分析测试，得出了隧道内部 温度振幅衰减的曲线公式。 Az A0=exp（–2.88 ×10–4×z） （1） 式中 ： A0为洞口年温度振幅 ； Az为距洞口 z（m）时年温 度振幅（洞内且 z小于一半洞长）； z为距离隧道洞口的长度。 通过公式（1）得出隧道温度衰减曲线。 随着洞口距离越远隧道内温度振幅越小。 z=500 m时， Az/ A0=0.886， z=100 m 时， Az/A0=0.75，以这两个结果来看隧道的 纵向温度符合分布规律。 1.2.2 相关隧道经验 以风火山隧道和昆仑山隧道为例，从 2座隧道在 2003— 2006年的隧道洞内平均温度变化的情况来看， 2006年，两段 隧道的温度变化都为 1年内整体隧道中整体温度增加了约 1℃。 但是，运行后两段隧道的年温度纵向分布规律不明显，出现 上下浮动，因此，以隧道内部的温度变化规律为参考依据满 足不了研究特长隧道保温层铺设长度的要求，也存在很多不 合理性。 以鹧鸪山隧道为例，隧道地处海拔 3 000 m以上，属于高 海拔长距离隧道。在隧道建设竣工前期阶段，因还未正式运 行通车，所以车流量不大，通风方式选择自然风，而风速一 般在1.7 m/s。 在隧道进口处，距离洞口 490 m和距离洞口 30 m的温度 比较，能看出年平均温度提高了 2.5℃，而振幅降低了 2.4℃； 在隧道的出口处，距离洞口 503 m的洞身和距离洞口 8 m的 洞身温度相比较，年平均温度提高 3.8℃，频率为 5.1 Hz。从 上述资料和分析得知，在设计严寒地区长隧道、特长隧道 保温层时，须考虑隧道洞内年平均气温的变化及振幅衰减 情况。 2 严寒地区特长隧道分段防冻数值分析 2.1 1g&?%?Q 隧道的本体在空间上为线性的工程，对特长的隧道来说， 线性特点更为明显。当实际测量的温度接近温度界限时，隧 道围岩的温度应力场能转化成二维动态温度计算，表示公式 ［摘 要］ A?fz?关# ? B
}fz:?不 、X??`?`(? ，??? f`?`亦 ，)g?O??其 。} :?9?X??s B仑S?m?? 8仕l1???从l1仕 ?仕 ，? B仑?R??仕?众??? 。??&?堵) B仑?坛 ) B仑仕孪?1g??? ???m?R?，仔之l1 ? 8仕K?)g?g， Y仕 B仑?]坤b??仕??业。 ［关键词］ :?不 ；坛) B仑 ；l1 ；K?)g ［中图分类号］ TU74 ；U 453bbbb ［文献标志码］ Abbbbb ［文章编号］ 1001–523X（2021）13–0114–02 Laying Length of Thermal Insulation Layer of Super Long Highway Tunnel in High Altitude and Severe Cold Area Li Yan，Yuan Qian-long ，Zeng You-li ［Abstract ］Tunnels planned for construction in the northwestern region of China are becoming more and more common in the high-altitude and severe cold areas of the northwest，and the scale is getting larger and the length is gradually increasing. In high-altitude and severe cold areas，reasonable thermal insulation measures are used for tunnel entrance section to achieve the purpose of thermal insulation，which is decisive direction of the tunnel antifreeze design. The longitudinal temperature distribution law and segmented anti- freezing value of long tunnels and super-long tunnels are deeply analyzed，and a reasonable laying length and thickness of the