關角隧道

關角隧道位於青藏鐵路西（寧）格（爾木）段的青海省烏蘭縣、天峻縣內，全長4000米。新關角隧道，作為西格（西寧-格爾木）鐵路二線工程的控制性工程，於2007年11月6日全面開工， 採用鑽爆法施工，全長32.645公里，由中鐵第一勘察設計院集團負責設計，中鐵隧道局及中鐵建十六局施工。

基本介紹

• 中文名：關角隧道
• 建設地點：：青海省海西烏蘭縣、天峻縣。
• 進口高程：為3380.97，
• 出口軌面高程：為3323.58。

簡介

關角隧道屬世界高海拔最長隧道，是國內第一長隧。隧道結構為兩條分離式單線隧道組成，全長32.46雙公里。關角隧道地質之複雜，隧道施工中必須經過地質斷層和二郎洞斷層束素有隧道建設史上的地質博物館之稱。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。

在關角隧道的建設中曾創下了多個第一：在關角隧道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技術解決洞內施工環境的。

建築背景

青藏鐵路從內地通往拉薩，經過青海省境內的關角山，為了縮短火車在關角山上盤山行駛的時間，一條新的關角鐵路隧道從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。

關角隧道

老關角隧道洞內軌面最高處海拔3692米。由於地處高海拔地區，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還必須穿棉衣。隧道附近氣候變化劇烈，一日之內經常是幾度雨雪，施工及運營管理均很艱苦。隧道地質構造複雜，通過11個大斷裂層，含有大量泥灰岩、高嶺岩、蒙托石等膨脹性岩層，多次塌方。在隧道掘進中還遇到大量湧水，最大時湧水量達10000立方米。這些特殊情況給施工帶來很大困難，再加設計改為電力牽引，隧道淨空需增高0.55米，必須落底補加邊牆基礎，更增加了施工難度。

新關角隧道地處高寒缺氧、人煙稀少、自然環境極其惡劣的青藏高原，平均海拔為3500米，建設難度大，且面臨著圍岩變形失穩、突泥湧水、施工通風等諸多工程技術難題，特別是嶺脊灰岩地段的湧水處理及石炭系板岩地段大變形的控制技術為關角隧道的最大難點。關角隧道採用動態設計，該隧道目前共有36個施工工作面，中鐵一院的配合技術人員隨時在各個工區間進行現場踏勘。

建造歷程

老關角隧道

隧道1958年開工建設，1961年3月因故停工。1974年10月復工，由原鐵道兵承擔施工。打開封閉13年的洞口，只見洞內積滿了水，拱頂坍落、邊牆倒塌、廢碴很多。指戰員們克服艱難險阻，歷時一年半，共清出棄碴雜物近50000立方米，接著開始掘進上導坑。

關角隧道

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年隧道通車後，發現整體道床開裂上臌，不到兩年道床抬高達300毫米，水溝破裂，邊牆脫落變形，拱頂裂紋掉塊，局部邊牆侵限等病害，威脅行車安全。

1983年5月，整治病害後，1984年年底又發現未換仰拱地段的整體道床陸續裂紋上臌，兩軌面水平誤差達60毫米並發現拱頂掉塊，邊牆開裂，牆腳疏鬆脫落等病害。經多方調查論證，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岩、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，鋪設軌枕板。同時拆除部分邊牆，再次進行襯砌後壓漿補強，對部分邊牆拱頂進行小錨桿掛網噴漿加固。為根除隧道兩端路基凍害，還對進出口段路塹內道床下路基土質徹底換填，增設了防寒保溫排水溝。

關角隧道的施工前後歷時30多年，除停工的13年外，正式開挖建設5年半，而整治病害耗時9年多，可見隧道地質構造之複雜、氣候條件的惡劣和病害的嚴重。

新關角隧道

新關角隧道，作為西格（西寧-格爾木）鐵路二線工程的控制性工程，於2007年11月6日全面開工， 採用鑽爆法施工，全長32.645公里，由中鐵第一勘察設計院集團負責設計，新關角隧道設計為兩座平行的單線隧道，設計速度為每小時160公里，兩線間距40米，均位於直線段上共設定了10座斜井（合計15.253公里）及9.8公里的平行導坑輔助正洞掘進，建設總工期為5年。

截止2014年4月，該隧道進、出口標段（中鐵隧道局施工）掘進已經完成，正在施工整體道床。關角隧道建成後將使既有線路縮短36.837公里。

青藏鐵路西寧至格爾木段增建第二線工程關角隧道工程施工標段位於既有青藏鐵路天棚至察汗諾車站區間，增建二線線路跨布哈河、魯茫曲於青海南山山前新設天峻站後以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，區間長度39.084公里，廢棄了既有關角隧道，新建關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。

新關角隧道進口

規模：隧道全長32.605公里/座（雙線分離式直線隧道）。

設計單位：由中鐵第一勘察設計院集團

施工單位：中鐵隧道局，中鐵建十六局

設計速度：160km/h

隧道有效淨空面積：42.04平方米

工期狀況：於2007年11月6日全面開工，竣工工期調整為2014年12月31日。

施工方法：鑽爆法施工，位於直線段上共設定了10座斜井（合計15.321公里）及9.8公里的平行導坑輔助正洞掘進

突破性進展

2011年9月1日，世界高海拔第一長隧－－關角隧道進口段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。

2014年4月15日15時16分，隨著青藏高原東北緣關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近7年的世界最長高原鐵路隧道——青藏鐵路新關角山隧道雙線正洞全線貫通。

全長32.645公里、雙線雙洞的關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、水文地質極其複雜，不僅存在連續砂層段、長大段岩溶、斷層，而且地下湧水量之大極為罕見，全管段日湧水最大可達32萬立方米。

青海省天峻縣內

關角隧道共分成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）口正洞作業區施工。最長斜井2808米，其餘斜井均在千米以上，平均坡度11%。這種長距離大水量持續反坡隧道施工排水技術目前為國內外首例。建設者們在斜井內每300米設定雙連拱式固定泵站，兩個洞室相互連通，一個洞室作為沉澱池，另一個洞室安裝經過比選的大功率進口水泵，實現接力排水，曾創下了一個斜井日排水量超17萬立方米的國內高原鐵路隧道建設新記錄。

與此同時，建設者們結合出水特點，靈活運用帷幕注漿、徑向注漿、頂水注漿等施工工藝，並採用了馬麗散、高分子材料（HCH-Ⅰ型高分子水膠固結材料、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，嚴格控制注漿範圍，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。

關角隧道正洞進口有550米的風積砂層段，覆蓋層2－23米，如此長距離連續、淺埋風積砂層段施工在國內尚屬首次。建設者們在施工中結合以往短距離砂層施工經驗，經過不斷的施工實踐及摸索，採用五台階+擴大拱腳與臨時橫支撐方案施工，開挖後立即鋪設孔隙為1.5毫米的篩子網片，防止貧水區風積砂的滑溜；超前支護採用管棚+導管注漿支護，並嚴格控制安全步距。經過一年多的施工，安全優質地完成了主洞Ⅰ、Ⅱ線550米長貧水區風積砂層施工。出口段通過大小不等斷裂帶10條，和一個向斜，其中一級區域性深大斷裂二郎洞斷裂帶（F3）最為發育，未來還有發生中強地震的可能，圍繞其組成的斷層束長達2355m。其餘均為二級區域斷裂及刺激斷裂（f），出口段Ⅳ級以上圍岩占77.715%。7號斜井獨頭掘進長達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角隧道4號斜井與5號斜井Ⅱ線實現零誤差貫通。至此，由中鐵隧道局和中鐵建十六局承建的標誌著世界高海拔第一鐵路長隧Ⅱ線全線貫通。
關角隧道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，改善洞內作業環境，降低施工風險，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，並在部分地段採用了馬麗散以及高分子組合材料等進行注漿止水施工，並取得多項科研成果。
歷經6年艱苦鏖戰，隧道施工安全通過軟弱圍岩段和富水區，Ⅱ線於20日貫通並實現自然排水，為下步整體道床施工贏得了時間，為年底順利通車的目標奠定了堅實的基礎。

新關角隧道全線貫通

據中央政府入口網站報導：2014年4月15日，中鐵建十六局員工在青藏鐵路新關角隧道全線貫通後慶祝。當日16時，隨著青藏高原東北緣關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近7年的世界最長高原鐵路隧道——青藏鐵路新關角隧道雙線正洞全線貫通。“關角”藏語意為“登天的梯”。新關角隧道最高海拔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。隧道位於青海省天峻縣和烏蘭縣境內的關角山，青藏鐵路天棚站至察汗諾站之間，設計時速160公里。正式運行後，列車穿越關角山將由現在的2小時縮短為20分鐘。