關(guān)角隧道

青藏鐵路從內(nèi)地通往拉薩，經(jīng)過青海省境內(nèi)的關(guān)角山，為了縮短火車在關(guān)角山上盤山行駛的時間，一條新的關(guān)角鐵路隧道從2007年底開工穿山而過。它是中國目前在建的高海拔第一長隧，平均海拔3600米，隧道長32.6公里。

老關(guān)角隧道洞內(nèi)軌面最高處海拔3692米。由于地處高海拔地區(qū)，氣候寒冷，空氣稀薄，年平均氣溫0℃，最低溫度為零下37.5℃，四季飄雪，長冬無夏，即使在七八月份隧道內(nèi)還必須穿棉衣。隧道附近氣候變化劇烈，一日之內(nèi)經(jīng)常是幾度雨雪，施工及運營管理均很艱苦。隧道地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，通過11個大斷裂層，含有大量泥灰?guī)r、高嶺巖、蒙托石等膨脹性巖層，多次塌方。在隧道掘進中還遇到大量涌水，最大時涌水量達(dá)10000立方米。這些特殊情況給施工帶來很大困難，再加設(shè)計改為電力牽引，隧道凈空需增高0.55米，必須落底補加邊墻基礎(chǔ)，更增加了施工難度。

新關(guān)角隧道地處高寒缺氧、人煙稀少、自然環(huán)境極其惡劣的青藏高原，平均海拔為3500米，建設(shè)難度大，且面臨著圍巖變形失穩(wěn)、突泥涌水、施工通風(fēng)等諸多工程技術(shù)難題，特別是嶺脊灰?guī)r地段的涌水處理及石炭系板巖地段大變形的控制技術(shù)為關(guān)角隧道的最大難點。關(guān)角隧道采用動態(tài)設(shè)計，該隧道目前共有36個施工工作面，中鐵一院的配合技術(shù)人員隨時在各個工區(qū)間進行現(xiàn)場踏勘。

老關(guān)角隧道

隧道1958年開工建設(shè)，1961年3月因故停工。1974年10月復(fù)工，由原鐵道兵承擔(dān)施工。打開封閉13年的洞口，只見洞內(nèi)積滿了水，拱頂坍落、邊墻倒塌、廢碴很多。指戰(zhàn)員們克服艱難險阻，歷時一年半，共清出棄碴雜物近50000立方米，接著開始掘進上導(dǎo)坑。

1977年6月16日完成主體工程，同年8月15日鋪軌通過隧道。1978年隧道通車后，發(fā)現(xiàn)整體道床開裂上臌，不到兩年道床抬高達(dá)300毫米，水溝破裂，邊墻脫落變形，拱頂裂紋掉塊，局部邊墻侵限等病害，威脅行車安全。

1983年5月，整治病害后，1984年年底又發(fā)現(xiàn)未換仰拱地段的整體道床陸續(xù)裂紋上臌，兩軌面水平誤差達(dá)60毫米并發(fā)現(xiàn)拱頂?shù)魤K，邊墻開裂，墻腳疏松脫落等病害。經(jīng)多方調(diào)查論證，查明道床上臌是因為隧道底部地層中含有大量遇水膨脹的綠泥巖、蒙托石等。所以從1990年開始，拆除上臌地段的整體道床，增加鋼筋混凝土仰拱，鋪設(shè)軌枕板。同時拆除部分邊墻，再次進行襯砌后壓漿補強，對部分邊墻拱頂進行小錨桿掛網(wǎng)噴漿加固。為根除隧道兩端路基凍害，還對進出口段路塹內(nèi)道床下路基土質(zhì)徹底換填，增設(shè)了防寒保溫排水溝。

關(guān)角隧道的施工前后歷時30多年，除停工的13年外，正式開挖建設(shè)5年半，而整治病害耗時9年多，可見隧道地質(zhì)構(gòu)造之復(fù)雜、氣候條件的惡劣和病害的嚴(yán)重。

新關(guān)角隧道，作為西格(西寧-格爾木)鐵路二線工程的控制性工程，于2007年11月6日全面開工， 采用鉆爆法施工，全長32.645公里，由中鐵第一勘察設(shè)計院集團負(fù)責(zé)設(shè)計，新關(guān)角隧道設(shè)計為兩座平行的單線隧道，設(shè)計速度為每小時160公里，兩線間距40米，均位于直線段上共設(shè)置了10座斜井(合計15.253公里)及9.8公里的平行導(dǎo)坑輔助正洞掘進，建設(shè)總工期為5年。

截止2014年4月，該隧道進、出口標(biāo)段(中鐵隧道局施工)掘進已經(jīng)完成，正在施工整體道床。關(guān)角隧道建成后將使既有線路縮短36.837公里。

青藏鐵路西寧至格爾木段增建第二線工程關(guān)角隧道工程施工標(biāo)段位于既有青藏鐵路天棚至察汗諾車站區(qū)間，增建二線線路跨布哈河、魯茫曲于青海南山山前新設(shè)天峻站后以32.605公里的隧道穿越青海南山(隧道進口軌面高程為3380.75，出口軌面高程為3324.05)，延肯德隆溝接入察汗諾。線路在此段一次取直，區(qū)間長度39.084公里，廢棄了既有關(guān)角隧道，新建關(guān)角隧道為兩座平行的單線隧道。隧道進口端里程為DK280+570，出口端里程為DK313+195。

規(guī)模:隧道全長32.605公里/座(雙線分離式直線隧道)。

設(shè)計單位:由中鐵第一勘察設(shè)計院集團

施工單位:中鐵隧道局，中鐵建十六局

設(shè)計速度:160km/h

隧道有效凈空面積:42.04平方米

工期狀況:于2007年11月6日全面開工，竣工工期調(diào)整為2014年12月31日。

施工方法:鉆爆法施工，位于直線段上共設(shè)置了10座斜井(合計15.321公里)及9.8公里的平行導(dǎo)坑輔助正洞掘進

2011年9月1日，世界高海拔第一長隧--關(guān)角隧道進口段1號斜井與2號斜井I線正洞順利貫通。

2012年10月18日，鐵總(原鐵道部)決定由中鐵隧道局增援6號斜井。

2013年4月8日，8號斜井與7號斜井Ⅱ線貫通。

2013年11月21日，Ⅰ線7號斜井與6號斜井貫通，中鐵隧道局完成增援任務(wù)。

2014年4月15日15時16分，隨著青藏高原東北緣關(guān)角山深處鳴起兩聲炮響，由中國中鐵隧道集團和中國鐵建十六局集團共同鏖戰(zhàn)近7年的世界最長高原鐵路隧道--青藏鐵路新關(guān)角山隧道雙線正洞全線貫通。

全長32.645公里、雙線雙洞的關(guān)角隧道是青藏鐵路西(寧)至格(爾木)鐵路增建第二線工程的控制性工程，十六局集團承建進口段17.372公里，中鐵隧道局承建的出口段全長15.273Km。管段工程、水文地質(zhì)極其復(fù)雜，不僅存在連續(xù)砂層段、長大段巖溶、斷層，而且地下涌水量之大極為罕見，全管段日涌水最大可達(dá)32萬立方米 。

關(guān)角隧道共分成10個斜井(中鐵隧道局施工7-10號斜井，中鐵建16局施工1-6號斜井)和進(中鐵建16局施工)出(中鐵隧道局施工 )口正洞作業(yè)區(qū)施工。最長斜井2808米，其余斜井均在千米以上，平均坡度11%。這種長距離大水量持續(xù)反坡隧道施工排水技術(shù)目前為國內(nèi)外首例。建設(shè)者們在斜井內(nèi)每300米設(shè)置雙連拱式固定泵站，兩個洞室相互連通，一個洞室作為沉淀池，另一個洞室安裝經(jīng)過比選的大功率進口水泵，實現(xiàn)接力排水，曾創(chuàng)下了一個斜井日排水量超17萬立方米的國內(nèi)高原鐵路隧道建設(shè)新記錄。

與此同時，建設(shè)者們結(jié)合出水特點，靈活運用帷幕注漿、徑向注漿、頂水注漿等施工工藝，并采用了馬麗散、高分子材料(HCH-Ⅰ型高分子水膠固結(jié)材料、跨越2000HCH-Ⅲ型無機堵漏材料和跨越2000型錨噴搶險材料)、水泥漿、水玻璃、氯化鈣等材料，合理控制漿液凝固時間，嚴(yán)格控制注漿范圍，確保了注漿止水效果，對保護高原地下水起到了重要的作用。

關(guān)角隧道正洞進口有550米的風(fēng)積砂層段，覆蓋層2-23米，如此長距離連續(xù)、淺埋風(fēng)積砂層段施工在國內(nèi)尚屬首次。建設(shè)者們在施工中結(jié)合以往短距離砂層施工經(jīng)驗，經(jīng)過不斷的施工實踐及摸索，采用五臺階+擴大拱腳與臨時橫支撐方案施工，開挖后立即鋪設(shè)孔隙為1.5毫米的篩子網(wǎng)片，防止貧水區(qū)風(fēng)積砂的滑溜;超前支護采用管棚+導(dǎo)管注漿支護，并嚴(yán)格控制安全步距。經(jīng)過一年多的施工，安全優(yōu)質(zhì)地完成了主洞Ⅰ、Ⅱ線550米長貧水區(qū)風(fēng)積砂層施工。出口段通過大小不等斷裂帶10條，和一個向斜，其中一級區(qū)域性深大斷裂二郎洞斷裂帶(F3)最為發(fā)育，未來還有發(fā)生中強地震的可能，圍繞其組成的斷層束長達(dá)2355m。其余均為二級區(qū)域斷裂及刺激斷裂(f)，出口段Ⅳ級以上圍巖占77.715%。7號斜井獨頭掘進長達(dá)4620m。

2014年3月20日，由中鐵十六局集團一公司承建的青藏鐵路西格二線控制性工程關(guān)角隧道4號斜井與5號斜井Ⅱ線實現(xiàn)零誤差貫通。至此，由中鐵隧道局和中鐵建十六局承建的標(biāo)志著世界高海拔第一鐵路長隧Ⅱ線全線貫通。

關(guān)角隧道4號斜井地處富水段，平均海拔超過3600米，日排水超過5萬立方米，施工過程中，為降低斜井排水壓力，改善洞內(nèi)作業(yè)環(huán)境，降低施工風(fēng)險，項目部堅持"以堵為主，限量排放"的原則，累計進行了675米的帷幕注漿和150米的徑向注漿施工，并在部分地段采用了馬麗散以及高分子組合材料等進行注漿止水施工，并取得多項科研成果。

歷經(jīng)6年艱苦鏖戰(zhàn)，隧道施工安全通過軟弱圍巖段和富水區(qū)，Ⅱ線于20日貫通并實現(xiàn)自然排水，為下步整體道床施工贏得了時間，為年底順利通車的目標(biāo)奠定了堅實的基礎(chǔ)。

新關(guān)角隧道全線貫通

據(jù)中央政府門戶網(wǎng)站報道:2014年4月15日，中鐵建十六局員工在青藏鐵路新關(guān)角隧道全線貫通后慶祝。當(dāng)日16時，隨著青藏高原東北緣關(guān)角山深處鳴起兩聲炮響，由中國中鐵隧道集團和中國鐵建十六局集團共同鏖戰(zhàn)近7年的世界最長高原鐵路隧道--青藏鐵路新關(guān)角隧道雙線正洞全線貫通。"關(guān)角"藏語意為"登天的梯"。新關(guān)角隧道最高海拔3497.45米，全長32.645公里，是青藏鐵路西(寧)格(爾木)二線控制性工程。隧道位于青海省天峻縣和烏蘭縣境內(nèi)的關(guān)角山，青藏鐵路天棚站至察汗諾站之間，設(shè)計時速160公里。正式運行后，列車穿越關(guān)角山將由現(xiàn)在的2小時縮短為20分鐘。

關(guān)角隧道屬世界高海拔最長隧道，是國內(nèi)第一長隧。隧道結(jié)構(gòu)為兩條分離式單線隧道組成，全長32.46雙公里。關(guān)角隧道地質(zhì)之復(fù)雜，隧道施工中必須經(jīng)過地質(zhì)斷層和二郎洞斷層束素有隧道建設(shè)史上的地質(zhì)博物館之稱。它的建成將證明我國邁入世界高海拔特長大隧道行列國家之一。

在關(guān)角隧道的建設(shè)中曾創(chuàng)下了多個第一:在關(guān)角隧道10個斜井施工第一個開挖到井底實施正洞施工的，在關(guān)角隧道施工中第一個開始隧道混凝土襯砌工序的，在高原隧道中第一個使用中隔板通風(fēng)技術(shù)解決洞內(nèi)施工環(huán)境的。