風火山隧道

風火山隧道

風火山隧道位於青藏高原腹地,可可西里無人區被稱為“生命的禁區”邊緣,界於崑崙山與唐古拉山之間,全長1338米,進口軌面海拔4905米,是目前世界上海拔最高的鐵路隧道。隧道所處風火山埡口高寒缺氧、氣溫低、晝夜溫差大。海拔4905米,年均氣溫零下7℃,寒季最低氣溫達零下41℃,空氣中氧氣含量只有內地的50%左右,被喻為“生命禁區”。隧道洞身全部位於凍土、凍岩中,地質岩層複雜,集冰凍土、富冰凍土、裂隙冰、泥砂岩等惡劣地質於一體,土質嚴密而混雜。

基本信息

介紹

風火山隧道是青藏鐵路重點控制工程,於2001年10月18日開工建設,2002年10月19日勝利貫通,標誌著青藏鐵路建設攻堅戰取得重要進展。風火山隧道設計為單線隧道,隧道最大埋深100米,最小埋深8米,進出口均設計有明洞,進口35米,出口23米,洞門形式採用斜切式結構,隧道結構為複合式襯砌,採用5層先後施作的隧道支護襯砌結構形式。風火山隧道成功突破高原凍土技術難題,在國家科技部等單位組織的評選活動中,被為“2002年公眾關注的中國十大科技事件”之一,同時也被稱為世界上最長的“凍土隧道”之一。它被稱為世界上線路最長、海拔最高、穿越凍土裡程最長的高原鐵路。
火風山隧道火風山隧道

建造過程

2001年10月18日,風火山隧道開工建設。青藏鐵路建設總指揮部加強領導,中鐵二十局集團公司科學組織,有關單位大力配合,按照“依靠科技、以人為本、注重環保”的指導思想,科學施工,嚴格管理,頑強拼搏,各項工作取得了重要突破和可喜成果。當開挖隧道的第一聲炮炸響後,鑿通過眾多隧道的中鐵二十局施工技術人員,第一次見到飽含凍的土質,為之吃驚。隧道的凍土層最厚達150米、覆蓋層最薄處僅有8米,施工稍有不慎,就會導致大塌方。風火山隧道有部級以上科研項目7個,是青藏鐵路科研項目最多的高原凍土隧道,工程難度之大前所未遇。

重點突破

為了攻克高原凍土施工難題,青藏鐵路建設總指揮部成立了由建設、設計、施工、監理等為成員單位的科技攻關領導小組,中鐵二十局指揮部成立了以指揮長為組長的攻關小組,與鐵道科學院、中國科學院凍土研究所、西南交大等單位聯合攻關,先後在高原凍土隧道設計和施工中,研製、使用了適應凍土隧道施工的低溫早強混凝土,採用了防水、保溫等新技術和新工藝,攻克了淺埋凍土隧道進洞,冰岩光爆等技術難關,掌握了高原凍土路基和隧道施工的有效辦法。

科學施工

在風火山不良地質地區打隧道,關鍵是解決圍岩熱融問題。中鐵二十局指揮部把攻克飽冰凍土地質施工作為首要目標,借鑑國內外凍土隧道施工的經驗,與石家莊鐵道學院共同研製、投產了兩台特大型隧道空調機組,形成洞內空氣冷凍室和冷氣空調室,把洞內溫度控制在正負5℃以內,從而解決了不同凍地質條件下的熱融問題,為確保工程順利進展探索出了新路。
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積極探索

因為風火山隧道淺埋層較長,為避免發生塌方,他們針對不同地質的噴護和支護提出了工法方案。在富冰凍土地段,採用大管棚加小管棚的雙層超前超強支護法,利用中空錨桿和加溫後的水泥漿錨注,使圍岩上層形成一種相對穩定的環境。同時,實行“弱爆破,快支護、快初襯”,安全通過富冰凍土區段。並對裂隙冰地質採用“先搶格柵架,快焊鋼筋網,邊焊邊噴護”方法,取得良好效果。還對融凍泥岩地質採取“用水玻璃進行雙液注漿,首先穩定山體結構,待水玻璃與水泥漿凝固後,再進行謹慎開挖”,很快制止了融凍泥岩的塌落,保證了施工的正常進行。

重視質量

他們貫徹“開工必優、一次成優、全面創優”的方針,工程一次驗收合格率達到100%,優良率達到90%以上,減少了質量通病,未發生一起等級安全責任事故。還先後購進了400餘台(套)一流的高原施工機械,實現了機械化作業,大大降低了職工勞動強度,提高了生產效率,加快了隧道施工的進度。
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以人為本

風火山隧道內空氣非常稀薄,嚴重缺少氧氣,即使工作員都帶著氧氣罐,還是不夠用,杯水車薪。為確保隊伍上得去、站得穩、打得贏,他們從地理環境、氣候條件、技術難度、物資設備、醫療衛生等多方面保障出發。先後投入資金組建了擁有高壓氧倉、B超等先進醫療設備的“工地醫院”和9個基層工地衛生所,配備醫護人員34名,形成了健全的二級衛生保障網路;他們與科研單位合作,研製建成3座生產、生活醫用制氧站,向風火山隧道進行瀰漫式供氧,每個制氧站每小時可產氧氣20立方米,氧氣純度達到94%,並在洞內安裝了氧車,方便作業人員隨時吸氧。解決了3000多名施工職工、民工施工、生活用氧難題。創造了參建職工和勞務人員無一人因高原病死亡的奇蹟。

施工設計

風火山高原凍土隧道設計和施工中,研製、使用了適應凍土隧道施工的低溫早強混凝土。採用了防水、保溫等新技術和新工藝,攻克了淺埋凍土隧道進洞,冰岩光爆等技術難關,掌握了高原凍土路基和隧道施工的有效辦法,使之達到了內外凍土隧道施工的領先水平。在風火山不良地質地區打隧道,關鍵是解決圍岩熱融問題。施工單位把攻克飽冰凍土地質施工作為首選目標,並借鑑國內外凍土隧道施工的經驗,研製、投產了兩台特大型隧道隧道空調機組,形成洞內空氣冷凍室和冷氣空調室,把洞內溫度控制在±5℃以內,從而解決了不同凍土地質條件下的熱融問題,為確保工程順利進展探索出了新路。先後購進了400餘台(套)一流的高原施工機械,實現了機械化作業,大大降低了職工勞動強度,提高了生產效率。風火山隧道青藏線上淺埋層最長的隧道,為避免出現塌方,針對不同地質的噴護和支護提出了一攬子工法方案。在富冰凍土地段,採用大管棚加小管棚的雙層超前超強支護法,利用中空錨桿和加溫後的水泥漿錨注,使圍岩上層形成一種相對穩定的環境。同時,實行“弱爆破,快支護、快初襯”,使富冰凍土區段得以安全通過。對裂隙冰地質,採用“先搶格柵架,快焊鋼筋網,邊焊邊噴護”的方法,取得了良好效果。對融凍泥岩地質,採取“用水玻璃進行雙液注漿,首先穩定山體結構,待水玻璃與水泥漿凝固後,再進行謹慎開挖”,很快就制止了融凍泥岩的塌落,保證了施工的正常進行。
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科技創新

1、高原多年凍土隧道施工制氧、供氧技術。研製建成的風火山隧道制氧站,氧氣產量大於20m3/h,氧氣濃度達到92%以上;提出了隧道掌子面彌散式供氧和隧道氧吧車供氧的新方法。
2、研製了SDTK——100型高原隧道專用空調機組使隧道內的溫度控制在±5℃之間,保證了掌子面的凍土熱擾穩定及混凝土施工質量。
3、首次研究了高原多年富冰凍土、凍岩條件下隧道濕噴混凝土施工技術及工藝,研製了低溫早強抗凍複合型速凝劑,使噴砼在負溫下迅速凝結硬化,達到抗凍臨界強度。
4、研究總結了多年富冰凍土淺埋段開挖、支護成洞施工技術。
5、首次採用“防水板+隔熱層+防水保護層”的防水、保溫結構形式,沿隧道全長全斷面鋪設,形成隧道二次襯砌完全和地層隔離;保溫複合結構的“無釘法鋪設”施工新工藝,確保風火山隧道不滲、不漏
6、研究低溫耐久性混凝土施工技術,成功解決了低(負)溫條件下混凝土硬化初期不被凍壞,且強度持續增長的難題;取得了一整套在嚴酷條件下混凝土的施工方法及養護工藝。
7、首次研究了高原多年凍土隧道施工機械設備的選型、合理配套技術及維修保養方法,為風火山隧道的順利建成提供了保障。
8、通過對溫度、壓力、變形、凍融圈等施工信息的監測,根據數據指導施工,保證風火山隧道施工質量控制,提出了一套高原多年凍土隧道信息化施工方法及工藝。
9、首次採用鹽水水炮泥封堵炮孔的技術措施,達到降低工作面溫度和降塵的效果,測試分析,在凍土邊坡中的最大爆破振動速度控制在2——5cm/s為宜,在隧道掘進中對圍岩最大爆破振動速度控制在5——10cm/s為宜。
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施工隊伍

風火山隧道位於海拔5010米的風火山上,全長1686米,全部位於永凍層以內,是世界上海拔最高、凍土區最長的高原永久凍土隧道,有“世界第一高隧”之稱。風火山地區氣候環境極為惡劣,年平均氣溫零下7攝氏度,最低氣溫達零下40攝氏度,空氣中氧分壓僅相當于海平面的50%。
來自中鐵二十局的300多名建設者,首先要面對高海拔地區高寒缺氧、氣候惡劣等嚴峻考驗。據中鐵二十局青藏鐵路工地醫院院長丁守全介紹,為解決高原缺氧問題,他們建起了世界上海拔最高的制氧站,在隧道施工中,對洞內進行瀰漫式供氧,使洞內氧含量提高,解決了高原施工低壓缺氧的難題。
風火山隧道開始施工。由於特殊的地質條件,克服凍土地域施工成為首要難題。建設者們先後攻克了含土冰層、飽冰凍土、富冰凍土、裂隙冰以及不良岩層等難題,並相繼解決了衛生保障、環境保護、施工用氧等一系列難題,保證了施工的順利進行。

相關介紹

青藏鐵路全長1956公里,有960公里的海拔高超過4000米以上,其中550公里的地段穿越高原常年凍土地帶。其最高位於海拔5072米,常年白雪皚皚的唐古拉山埡口,被譽為“離天最近的鐵路”和“世界上最高的鐵路”。修建青藏鐵路是黨中央、國務院在進入21世紀之際作出的重大戰略決策,是國家“十五”四大標誌性工程之一,是西部大開發的重點工程之首。青藏鐵路於2006年7月1日9:00全線通車。
青藏鐵路北起青海省西寧市,南至西藏自治區拉薩市,其中,西寧至格爾木段長814公里,1979年建成鋪通,1984年投入運營。格爾木至拉薩段,從青海省西部重鎮格爾木市火車站引出,過南山口後,上青藏高原腹地,途經納赤台、五道梁、沱沱河、雁石坪,翻越唐古拉山進入西藏自治區,再經安多、那曲、當雄、羊八井,至西藏自治區首府拉薩市,線路走向與青藏公路基本並行。青藏鐵路穿越了可可西里、三江源、羌塘等自然保護區,因其獨具特色的環保設計和建設,也被稱為中國第一條“環保鐵路”。

勝利完工

中新社格爾木2002年10月19日電,寒風凜冽、雪後初晴的青藏鐵路風火山隧道今天一片歡騰。隨著“青年突擊隊”的旗幟在洞內貫通點徐徐伸出,標誌著這個世界海拔最高的隧道被勝利打通,青藏鐵路建設取得重要進展。
青藏鐵路風火山隧道全長一千三百三十八米,軌面標高四千九百零五米,比秘魯鐵路的海拔最高點四千八百一十七米高出八十八米,是世界海拔最高的隧道。
同時,該隧道也是青藏鐵路重點難點控制工程。據介紹,該隧道位於青藏高原可可西里“無人區”邊緣,這裡地質複雜,自然條件嚴酷,平均海拔四千九百米左右,年均氣溫零下七攝氏度,寒季最低氣溫零下四十多度,空氣中氧氣含量只有內地的百分之五十左右,被喻為“生命禁區”。該項工程凍土層最厚達一百五十米,覆蓋層最薄只有八米,施工稍有不慎,就會導致大塌方,工程難度大、科技含量高。
為此,鐵道部青藏鐵路建設總指揮部成立了由建設、設計、施工、監理等為成員單位的科技攻關領導小組,並與鐵道部科學研究院、中科院凍土研究所等單位聯合攻關,掌握了高原凍土路基和隧道施工的有效方法,並創造了施工期間參建職工和勞務人員無一人因高原病而死亡的奇蹟。

課文內容

5年級課文《把鐵路修到拉薩去》內容:把鐵路修到拉薩去!
2001年10月18日,藍天白雲下的風火山,銀裝素裹,分外妖嬈。工地上彩旗招展,數百名身穿橘紅色隊服的青年突擊隊隊員、數十台大型工程機械嚴陣以待。
隨著一聲令下,陣陣爆破聲響徹雪域高原,風火山隧道開鑿了。一條長長的“鐵龍”,從柴達木盆地深處的工業新城格爾木起步,跨過巍峨的崑崙山,將通過這裡,穿越“世界屋脊”青藏高原,到達雪域聖城——拉薩。這就是西部大開發的標誌性工程青藏鐵路,這就是造福廣大人民的青藏鐵路。
風火山隧道要穿過多年凍土區,各種複雜的凍土層擋在面前,施工難度極大。一次次爆破,炸出的不是石塊,而是堅硬的冰碴子。難怪一些西方媒體預言:中國人要在這樣不良的地質上打隧道,是根本不可能的事!
鐵路修到拉薩去,確實不是一件簡單的事。正在修建的是一條全世界海拔最高、線路最長的高原凍土鐵路。風火山隧道施工,關鍵是控制溫度。科技人員指揮突擊隊員,往剛剛鑿開的隧道洞壁噴射混凝土。由於溫度太低,混凝土無法凝固。他們拿來暖風機,給隧洞增溫,洞壁的冰岩又遇熱融化,造成洞壁塌滑。風火山,這座萬年冰山露出了猙獰的面目,給築路大軍來了一個下馬威!
但是,這一切難不倒我們的築路大軍。科技人員晝夜在隧洞裡實地觀察,發現冰岩溫度變化的規律。經過反覆觀測、分析和實驗,他們終於找到了噴射混凝土的最佳溫度,制服了逞凶一時的凍土。
把鐵路修到拉薩去!築路大軍鬥志高昂,隧道在一點一點地延伸。
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惡劣天氣和極度缺氧輪番向這支隊伍進攻。風火山一帶經常狂風大作。剛剛搭好的150平方米的保溫大棚,一夜之間被大風撕扯得七零八落。新建的發電機房,屋頂的鐵皮瓦竟不翼而飛。剛才還是晴空萬里,轉眼之間烏雲壓頂,大大小小的冰雹劈頭蓋臉地砸下來。風火山海拔4905米,這裡空氣的含氧量不到平原的一半。隧道越掘越深,洞裡的空氣越來越稀薄。儘管對缺氧已有準備,施工中出現的情況還是讓他們始料不及。工們身背的氧氣瓶提供的氧氣只是杯水車薪。突擊隊員個個胸悶氣短,頭痛腿酸。兩個人使用的風槍,現在四個人才能抱起來。此時,突擊隊員勞動效率開始迅速下降,築路大軍的生命面臨嚴重威脅。
指揮部的燈火徹夜通明。能不能建一個大型制氧站?指揮部與北京科技大學組成聯合攻關組,向這一新的難題發起攻擊。科技人員廢寢忘食、夜以繼日地實驗、攻關,經過兩百多次的失敗,世界上第一座大型高原制氧站建成了!充足的氧氣沿著長長的管道,源源不斷地送進隧洞裡。風火山,這隻巨大的攔路虎一次次低下了高傲的頭!
把鐵路修到拉薩去!把鐵路修到拉薩去!突擊隊員和科技人員,一次次呼喊出同一個心愿。2002年10月19日,全長1338米的風火山隧道終於勝利貫通了!
青藏鐵路這條“鐵龍”在不斷向前,向前,拉薩已經遙遙在望……
本篇文章選入人教版五年級下冊第四課。

隧道歷史

2001年10月18日:風火山隧道於上午11時30分開始建設。2002年10月19日:風火山隧道貫通。

2003年7月:風火山隧道竣工。
2006年7月:隨著青藏鐵路的開通營運,風火山隧道正式通車。

獲得獎項

2002年度中國大陸公眾關注的十大科技事件之一。
2005年度國家科技進步二等獎。

青藏鐵路相關知識拾遺

西藏解放60周年了,青藏鐵路也正式通車5年了,沿著青藏鐵路去拉薩也成了多少人的夢想。現在就來跟著青藏鐵路跑跑,欣賞一下它的沿途風景吧。

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