小火爐破解世界難題 凍土層施工取得巨大成功
青海地處高原，在這里修建公路，要面對各種各樣復雜的地質條件。位于青海省果洛藏族自治州瑪沁縣的雪山一號隧道，雙洞總長9065米，施工最高海拔達4800多米，是目前世界上海拔最高、環(huán)境最惡劣的高速公路隧道。更重要的是，隧道進口要通過多年凍土層，在凍土層上施工是一個世界性的難題。
青海省交通投資有限公司花久公路第一項目辦主任 韓偉學：高海拔隧道成敗就在防排水上，一定要做好這個防寒泄水洞，現(xiàn)在目前情況來看，水還是比較大。
雪山1號隧道不僅是花久高速公路工程中海拔最高、難度最大的重點工程之一，也是迄今為止世界上已貫通的海拔最高的公路隧道?；ň酶咚俟肥腔ㄊ瘝{至久治縣路段，全線位于青海省果洛藏族自治州境內(nèi)，全長389公里，是規(guī)劃中新疆經(jīng)青海省通往四川省的國家西部區(qū)域經(jīng)濟大通道的重要組成部分， 建成之后，從果洛州到玉樹州將由原來的12個小時縮短到5個小時，從果洛州到四川省成都市將由原來的14個小時縮短到7個小時。
韓偉學：這個公路填補了咱們青海省果洛州不通高速的歷史，也填補了果洛州四個縣不通高速，十個鄉(xiāng)鎮(zhèn)不通公路的歷史。
雪山1號隧道與阿尼瑪卿雪山隔川相望，修建這條隧道最大的難點就是隧道進口處要穿越大面積冰川堆積物多年凍土層。
中國交建第一公路勘察設計研究院有限公司 隧道與地下工程設計研究院院長 曹校勇：多年凍土層的特性主要體現(xiàn)在，它在零度以上，就會融化，融化之后，它的結構、強度會喪失，然后再在低于零度的時候它會結冰、膨脹，它對工程上的影響，就是會造成路基的沉陷，或者是隆起，邊坡的垮塌失穩(wěn)。我們修建隧道呢，它也更容易出現(xiàn)坍塌。
曹校勇所在的中交第一公路勘察設計研究院已經(jīng)對多年凍土層進行了長達40多年的持續(xù)研究。國內(nèi)外經(jīng)驗顯示，在施工前的勘察過程中如果勘察到凍土層都是盡量躲避繞行，2011年8月，曹校勇和他的團隊來到地處海拔4555米的阿尼瑪卿雪山進行勘探和選線工作時，凍土著實讓他們傷透了腦筋。
曹校勇：整個我們這個線路多年凍土層的分布，大概有10公里的范圍，如果我們完全要選擇完全避開多年凍土層的話，這個D線方案的隧道長度超過了12公里，在高海拔地區(qū)修建這么長的隧道，不管是建設還是運營成本，都是難以接受的。
在高寒缺氧的雪山下，設計人員每天戶外工作十個小時以上，喝不到一口熱水、吃不上一口熱飯，一連勘察了兩個多月，終于完成了選線工作，也就是現(xiàn)在的雪山1號的隧道路線。
李士棟，中國鐵建十八局花久公路雪山1號隧道項目經(jīng)理，他和他的團隊曾經(jīng)有著7年的高寒地區(qū)隧道的建設經(jīng)驗，但是還從來沒有在冰川堆砌物的多年凍土層修建過隧道。雪山1號隧道的建設，對他們來說將面臨著史無前例的挑戰(zhàn)。2013年7月，中鐵十八局三公司和中鐵五局的團隊在阿尼瑪卿雪山腳下，開始施工建設。
中鐵十八局花久公路雪山1號隧道項目經(jīng)理 李士棟：當時開挖的時候，我們從地表以下一米五到兩米左右就開始遇到凍土，這個時候相當?shù)膱杂?，跟石頭一樣。但是挖出來以后，暴露在空氣中，兩個小時它就化掉了，這肯定對隧道成形是不容易的，它不能成洞，我們在泥巴堆里打隧道是肯定不成的，這時困難很大。
青海循隆高速公路位于循化撒拉族自治縣和化隆回族自治縣境內(nèi)，2014年開工建設，初步設計概算45.92億元人民幣。 馬成龍 攝
如何保持凍土的穩(wěn)定性，避免隨著氣溫的變化而融化或凍脹，并且還不能破壞高原脆弱的生態(tài)環(huán)境，這是凍土隧道建設過程中面臨的一個巨大的世界性難題。
李士棟：我們把隧道挖開之后，肯定要混凝土封閉它，要它第一時間形成一個整體達到一個穩(wěn)定的狀態(tài)。混凝土的最低溫度是5度，就是它強度有力的最低溫度，如果低于這個溫度，混凝土就會成凍豆腐一樣，而且后期的質量也不好。
隧道開挖后要采取噴射混凝土為主要支護手段及時進行支護，控制四周圍巖的變形和松弛，達到穩(wěn)固的狀態(tài)才能進行下一步施工，這個步驟叫初期支護，是隧道施工建設中最重要的一環(huán)。凍土在零度以上會融化，噴射混凝土在5度以下就達不到強度。這一對矛盾怎么解決，究竟該如何取舍，成了橫在工程師們面前一個巨大的難題。
根據(jù)不停的實驗和監(jiān)測，凍土在5度的時候能保持7個小時不融化。在高寒地區(qū)，為了創(chuàng)造一個恒溫的施工環(huán)境，不讓土層和圍巖受外界環(huán)境溫度變化的干擾，通常會在洞口搭建一個保溫棚，可是，如何讓保溫棚始終保持在恒溫的5度，又讓施工建設者們犯了愁。
李士棟：我們發(fā)電機它這個電是不穩(wěn)定的，就是施工的時候，它是有一些變化的，只有這個火爐最笨的方法，它也是最有效的辦法。但是火爐的數(shù)量和火爐之間的間距需要不停的調(diào)整和測試。
李士棟：當時我們爐子少了不對，爐子多了不對，就是說距離遠了不對，距離近了還不對，就是哪怕我們就一米的試，一個爐子一個爐子增加的過程中就這么摸索。
曹校勇：在這個新的地質條件下，就是以前沒見過的條件，我們做的嘗試是成功的，也為以后的工程應該是提供了好的成功的借鑒意義，成功的意義。
