風火山隧道

風火山隧道位於青藏高原腹地，在“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，是世界上海拔最高的鐵路隧道。

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。

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。

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。

基本介紹

• 中文名稱：風火山隧道
• 外文名稱：Wind volcano tunnel
• 地理位置：青藏
• 氣候類型：高寒缺氧、氣溫低、晝夜溫差大
• 占地面積：10000平方
• 開工時間：2001年
• 海拔：4905 米

建設歷史

2001年10月18日，風火山隧道於上午11時30分開始建設。

一對新人在施工現場舉行婚禮

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。

2015年7月19日，風火山隧道開始更換無縫鋼軌。全部完工後火車運行將更加平穩，旅客感覺更加“安靜”舒適。

建設難題

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。

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。

風火山隧道施工現場

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。

風火山隧道

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。

隧道施工

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。

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，使之達到了國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。 風火山隧道是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。

記者在風火山隧道留影

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。

建設者在吸氧

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。

施工保障

施工隊伍

風火山隧道位於海拔5000米以上的風火山上，全長1338米，全部位於多年凍土帶以內，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%。風火山隧道施工條件極其困難，主要是面臨著多年凍土、高寒缺氧、生態脆弱三大世界級施工難題。

技術人員分析地質

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大型醫用制氧站，在隧道施工中，對洞內掘進撐子面創新性地進行了瀰漫式供氧，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。

三級衛保

風火山隧道內空氣非常稀薄，嚴重缺少氧氣，即使工作人員都帶著氧氣罐，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，另外還預備格爾木等城市的大醫院為後盾，形成了健全的三級衛生保障網路。

風火山隧道在修建中

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。

世界紀錄

海拔最高的鐵路隧道：風火山隧道位於青藏鐵路的4,905米（16,092英尺）處，途經中國青藏高原。 它長1,338米（4,390英尺），建於2001年10月18日至2003年9月30日。（吉尼斯）