趙 勇, 石少帥，田四明, 李國良，陶偉明，郭偉東

(1. 川藏鐵路有限公司，四川 成都 610045； 2. 中國鐵路經(jīng)濟規(guī)劃研究院有限公司, 北京 100038；3. 山東大學齊魯交通學院，山東 濟南 250002; 4. 中鐵第一勘察設計院集團有限公司，陜西 西安 710043;5. 中鐵二院工程集團有限責任公司，四川 成都 610031)

0 引言

截至2020年底，中國鐵路營業(yè)里程達14.5萬km。其中,投入運營的鐵路隧道16 798座，總長約1.96萬km；在建的鐵路隧道2 746座，總長約6 083 km；規(guī)劃的鐵路隧道6 395座，總長約1.63萬km。我國隧道數(shù)量已超越世界上其他國家隧道的總和，已成為名副其實的隧道大國。隨著西部大開發(fā)和“一帶一路”倡議的實施，越來越多的隧道在地質地形極端復雜的區(qū)域修建，工程勘察、設計、施工、運維面臨巨大的挑戰(zhàn)[1-2]。

2018年10月10日，習近平總書記主持召開中央財經(jīng)委員會第三次會議，全面啟動川藏鐵路規(guī)劃建設[3]。2020年9月國家發(fā)展和改革委員會批復了川藏鐵路雅安至林芝段可行性研究報告。2020年11月8日川藏鐵路“兩隧一橋”工程開工建設，標志著世人矚目的川藏鐵路雅安至林芝段正式拉開建設序幕。建設川藏鐵路將有效縮短西藏和內地的時空距離，對完善全國鐵路網(wǎng)布局、帶動西藏經(jīng)濟社會發(fā)展、增進民族團結、鞏固國防安全、保護生態(tài)環(huán)境、開發(fā)旅游資源、助力脫貧攻堅、促進區(qū)域協(xié)調發(fā)展、推進“一帶一路”建設、實現(xiàn)“交通強國、鐵路先行”戰(zhàn)略目標等都具有重大而深遠的歷史和現(xiàn)實意義。要遵照“科學規(guī)劃、技術支撐、保護生態(tài)、安全可靠”的總體思路，高起點、高標準、高質量地推進工程建設，把這項世紀性工程建設成為精品工程、安全工程、綠色工程、創(chuàng)新工程和廉潔工程[4]。

1 工程概況

1.1 川藏鐵路基本概況

川藏鐵路位于我國四川省和西藏自治區(qū)境內，東起四川省成都市，向西經(jīng)雅安、康定、昌都、林芝、山南，終于西藏自治區(qū)拉薩市。川藏鐵路采用分段建設模式。其中，成都至雅安段已于2018年12月開通運行； 拉薩至林芝段(長435 km)已于2021年6月開通運行； 雅安至林芝段新建線路全長1 018 km，地處青藏高原東南部，經(jīng)過四川盆地、川西高山峽谷區(qū)、川西山地區(qū)(高山原區(qū))、藏東南橫斷山高山峽谷區(qū)、藏南谷地區(qū)5個地貌單元。川藏鐵路先后跨越大渡河、雅礱江、金沙江、瀾滄江、怒江、帕隆藏布江及雅魯藏布江等7條大江大河，穿越二郎山、折多山、高爾寺山、沙魯里山、芒康山、他念他翁山、伯舒拉嶺和色季拉山等8座高山，可謂“跨七江穿八山、六起六伏”，具有板塊運動活躍、高原地形起伏劇烈、生態(tài)環(huán)境敏感、建設條件困難、運營安全風險突出等5大工程特征，是中國乃至世界山區(qū)最為復雜艱險的鐵路工程，工程建設面臨諸多世界級挑戰(zhàn)。川藏鐵路線路走向示意見圖1。

圖1 川藏鐵路線路走向示意圖

1.2 川藏鐵路雅安至林芝段隧道概況

川藏鐵路雅安至林芝段新建橋隧總長約953 km，橋隧比為93%。隧道總計69座，長841 km，隧線比82.6%，最長隧道為易貢隧道(長42.4 km)。

1)隧道占比大、特長隧道及隧道群密集。全線10 km以上的隧道共36座，長729 km，占隧道總長的87%；全線20 km以上的隧道共15座，長423 km，占隧道總長的50%；全線30 km以上的隧道共6座，長207 km，占隧道總長的25%。川藏鐵路雅安至林芝段隧道長度分布情況如圖2所示。

2)高海拔隧道占比大。全線隧道軌面高程在3 000 m以上的隧道共46座，長636 km，占隧道總長的75%；軌面高程在4 000 m以上的隧道共13座，長175 km，占隧道總長的21%。海拔最高的果拉山隧道軌面高程達4 468 m。川藏鐵路雅安至林芝段隧道海拔分布情況如圖3所示。

圖2 川藏鐵路雅安至林芝段隧道長度分布圖

圖3 川藏鐵路雅安至林芝段隧道海拔分布圖

川藏鐵路隧道施工組織異常艱難，建設運營風險極高，建設面臨巨大難題，原有的標準、規(guī)范、技術、裝備水平和建設經(jīng)驗不能完全適應川藏鐵路隧道的特殊要求，需要采用創(chuàng)新的思路進行設計和施工管理。

2 川藏鐵路雅安至林芝段隧道建設面臨的工程技術難題

為克服地形高差、繞避不良地質，川藏鐵路設計了眾多埋深大于1 000 m、長度超過20 km甚至30 km的超深埋超長隧道，“強烈的板塊活動”這一特殊工程地質給隧道建設帶來了一系列的問題，例如： 深大活動斷裂、高頻高烈度地震、高地應力(巖爆、大變形)、高地熱(高溫水)等都會遇到特殊的技術難題。此外，敏感的生態(tài)環(huán)境和惡劣的自然環(huán)境也給隧道施工、環(huán)境保護、棄渣安置、防災救援及運營維護等帶來了眾多挑戰(zhàn)。初步分析川藏鐵路雅安至林芝段隧道建設面臨的十大工程技術難題，具體如下。

2.1 “五高、兩活躍”特征下地質勘察技術難題

川藏鐵路地處青藏高原東南部，是我國地殼活動最強烈的地區(qū)之一，構造發(fā)育，內動力地質作用強烈。沿線具有“五高、兩活躍”的復雜地質特征，即高海拔、高地震烈度、高地應力、高水壓、高地溫及斷裂帶活躍、凍土邊坡和隧道洞口段凍害破壞活躍[5]。受此影響，沿線山脈縱橫起伏、溝谷深切、人跡罕至、地形陡峻、不良地質發(fā)育、罕見地質災害頻發(fā)，很多影響線路方案的重點橋隧工程位于無人區(qū)內，工程地質調繪及勘察難度極大。

沿線海拔高、高差大、雪山密布，自然環(huán)境惡劣，極端氣候頻發(fā)，受高原、嚴寒、無人區(qū)等因素的影響，常規(guī)地質勘察手段、勘探設備與勘察質量和效率之間的矛盾異常突出，難以滿足勘察精度要求。對于鐵路勘察設計，既要面臨高原缺氧，還要克服巨大的地形高差，地質測繪“上山到頂，下溝到底”的工作準則無法滿足，野外調繪精度低，為設計工作帶來很多困難。川藏鐵路勘察現(xiàn)場如圖4所示。

圖4 川藏鐵路勘察現(xiàn)場

2.2 極高風險災害鏈與特殊地質條件下減災選線技術難題

相比傳統(tǒng)山區(qū)的鐵路，川藏鐵路地質條件具有顯著的復雜性、多樣性及特殊性，活躍的地質構造、頻繁強烈的地震作用、頻發(fā)多樣的地質災害在區(qū)域內普遍存在，高位大型的滑坡、崩塌、卸荷斜坡及大型冰川泥石流的規(guī)模和復雜性均屬罕見，具有規(guī)模大、分布廣、破壞力強、頻率高、治理難度大的特點，嚴重影響線路方案的選擇。季節(jié)凍土、雪崩雪害、有害氣體、放射性等特殊巖土和不良地質現(xiàn)象更增加了鐵路選線難度，對工程建設提出了更高的挑戰(zhàn)[6]。極其發(fā)育的山地災害鏈，極其發(fā)育的雪崩、冰湖潰決、冰川泥石流等冰川活動災害鏈以及板塊構造縫合帶、高烈度震區(qū)帶來的特殊災害，導致魯朗—波密段、折多山隧道、金沙江橋址等高風險區(qū)段選線難度巨大。

以大型滑坡為例，2018年10月11日7時，甘孜州白玉縣與西藏自治區(qū)昌都市江達縣交界處發(fā)生山體滑坡，阻斷金沙江干流形成堰塞湖。2018年11月3日17時，金沙江“10·11白格堰塞湖”發(fā)生二次滑坡，泄洪導致金沙江大橋被沖毀、318國道斷道，對川藏鐵路的選線工作帶來極大挑戰(zhàn)。

折多山區(qū)段地形落差極大，處在鮮水河、龍門山和安寧河3條深大活動斷裂帶共同作用區(qū)域，由東向西14 km范圍內分布有雅拉河、色拉哈—康定、折多塘和玉龍希4支活動斷裂(見圖5)，地殼作用強烈、地震多發(fā)，歷史上多次發(fā)生7.0級以上強震；區(qū)域內分布有貢嘎山國家級自然保護區(qū)，雅拉鄉(xiāng)、任家溝等飲用水源保護區(qū)以及木格措國家級風景名勝區(qū)等主要環(huán)境敏感點，為線路的選線工作帶來了極大困難。

圖5 折多山區(qū)域構造特征圖

2.3 高地應力復雜地質深部巖石力學問題

青藏地塊水平地應力優(yōu)勢方向約為N50°E，水平地應力值遠高于其他地塊，拉薩至林芝段桑珠嶺隧道實測最大地應力達78 MPa，雅安至林芝段格聶山隧道實測最大地應力為47.7 MPa，拉月隧道預測地應力達到66 MPa。川藏鐵路隧道地處板塊隆升區(qū)，地形地質極端復雜，地應力極高，將帶來嚴重的深部巖石力學問題，施工中面臨的強巖爆、大變形、高壓涌水等突出地質問題將成為隧道工程建設的技術難點。

拉林鐵路巴玉隧道巖爆累計發(fā)生段落長12 242 m(包括平導和正洞)，其中，輕微巖爆段長4 106 m，中等巖爆段長5 922 m，強烈?guī)r爆段長2 214 m，嚴重影響施工安全與進度[7]。巴玉隧道進口平導JPDK193+566處巖爆如圖6所示。

圖6 巴玉隧道進口平導JPDK193+566處巖爆

拉林鐵路藏噶隧道2#橫洞工區(qū)正洞大里程端存在715 m軟巖大變形段，累計最大收斂達3 353.2 mm。

2.4 高地溫、高巖溫災害與控制難題

川藏鐵路所經(jīng)地區(qū)地熱屬地中?！柴R拉雅地熱帶，屬大氣降水深循環(huán)型的水熱對流型熱水系統(tǒng)[8]。熱泉(水)主要沿深大活動斷裂帶出露(集中在沃卡、八宿、巴塘、康定一帶)。全線約有50個對線路有影響的高溫熱泉，超過15座隧道可能存在高溫熱害。根據(jù)野外調查的結果可知，水溫較高處可達95 ℃，且四季溫度穩(wěn)定。青藏高原溫泉分布情況[9]如圖7所示。

圖7 青藏高原溫泉分布圖[9]

在施工過程中曾揭示川藏鐵路拉薩至林芝段地溫達65.0～89.9 ℃，桑珠嶺隧道探孔溫度最高達89.9 ℃，巖石表面溫度最高達74.5 ℃，嚴重影響施工和人員安全，掌子面需堆放冰塊降溫(如圖8所示)。

2.5 高海拔惡劣環(huán)境條件下防災救援技術難題

川藏鐵路沿線具有災害頻發(fā)的地質條件、大縱坡地形、高海拔惡劣氣候、人跡罕至等工程特點，目前國內外尚無類似防災救援技術可以借鑒參考。海拔高、氣候環(huán)境惡劣主要表現(xiàn)為含氧量低、氣壓低、溫度低、濕度低。在鐵路隧道運營過程中，高海拔區(qū)火災煙氣蔓延和人員疏散時間均明顯不同于平原地區(qū)，火災煙氣下降速度快，人員疏散能力弱，潛在的火災事故對防災救援疏散的要求極高。高海拔及惡劣的氣候條件加上長度超過30 km的超長鐵路隧道，都給隧道內人員的安全疏散帶來了極大挑戰(zhàn)。

圖8 拉薩至林芝段桑珠嶺隧道掌子面冰塊降溫

川藏鐵路最大縱坡為30‰，縱坡過大將影響機車的運行速度和制動長度，且川藏鐵路是客貨共線運行，動車組和貨運機車的運行性能不同。當在隧道內發(fā)生火災事故時，兩者的殘余運行速度和殘余運行時間不同，所以鐵路隧道內的防災救援土建設施的選型和設計參數(shù)需要同時滿足發(fā)生火災事故后動車組和貨運機車的疏散救援要求。

高海拔惡劣環(huán)境條件下隧道的防災救援技術是工程難題之一，其主要包括高海拔人員疏散方式、防災救援結構、救援管理模式和系統(tǒng)、緊急救援站、緊急出口和避難所設置等關鍵技術難題，同時還要重視超長工期條件下施工過程中的防災救援問題。

2.6 強震及活動斷裂帶區(qū)隧道結構的減隔震技術難題

川藏鐵路跨越橫斷山區(qū)，地處歐亞板塊與印度板塊碰撞隆升形成的青藏高原中東部，沿線山高谷深，地層巖性混雜多變，新構造運動劇烈，深大活動斷裂廣泛分布，內、外動力地質作用強烈，強震頻繁，震級大、烈度高。

沿線深大活動斷裂密集發(fā)育，龍門山、鮮水河、理塘、甘孜—理塘、巴塘、金沙江、瀾滄江、怒江、八宿、嘉黎和雅魯藏布江等10余條深大活動斷裂。最大地震動峰值加速度為0.4g，主要集中在波密—林芝段(帕隆藏布)和康定—瀘定段。沿線地震活動強烈，大地震頻發(fā)。據(jù)史料記載，沿線區(qū)域發(fā)生7.0級以上地震至少22次。

內動力地質作用強烈，帶來高烈度地震及隧道斷層大位移黏滑問題，對隧道工程建設及運維造成巨大威脅。因此，強震區(qū)及活動斷裂帶區(qū)隧道結構的減隔震技術也是重大難題之一。

2.7 特殊不良地質環(huán)境下隧道TBM選型與適應性難題

川藏鐵路隧道具有建設規(guī)模大、超長隧道多、建設工期長等特點。由于TBM施工具有掘進速度快、成洞質量高等獨特優(yōu)勢，因此針對川藏鐵路超長隧道采用TBM施工十分必要。由于川藏鐵路所處的斷層破碎帶、極高地應力、高地熱等復雜地質環(huán)境均給TBM正常施工造成了極大的風險，故針對復雜地質環(huán)境條件，開展TBM選型及快速施工研究，確保TBM順利掘進十分必要[10]。

由于川藏鐵路隧道特殊的地質環(huán)境以及高海拔對設備的降效影響，傳統(tǒng)的TBM(敞開式、單護盾、雙護盾等)技術很難直接應用于川藏鐵路，因此需要在上述TBM的基礎上做適應性研究與改進研發(fā)，如搭載地質預報設備、配備適用性強的超前加固系統(tǒng)和及時支護系統(tǒng)，提高擴挖能力和脫困能力，提高在巖爆、大變形等地段的適應性等。

2.8 極復雜地質環(huán)境下隧道鉆爆法機械化配套及快速施工問題

在應對高風險區(qū)段時，鉆爆法施工相對TBM施工更加“精細”，工程防災技術更加靈活，是應對隧道高風險段落的必要手段。但是極端的作業(yè)環(huán)境導致以人工為主的傳統(tǒng)鉆爆法施工無法正常開展。因此，改進傳統(tǒng)的鉆爆法施工方式，形成施工中全工序機械化配套技術，是保證施工質量、減輕作業(yè)人員勞動強度、減少隧道施工重大安全風險、提高隧道施工安全性、減少隧道施工作業(yè)人員、緩解日益緊張的人力需求、保證施工進度的重要措施。

然而，川藏鐵路隧道沿線斷層破碎帶、極高地應力、高海拔等復雜環(huán)境以及超高比例的高海拔隧道給鉆爆法機械化施工帶來了巨大工程技術難題，高海拔地區(qū)的低溫、低壓、低氧環(huán)境特征是影響隧道鉆爆法施工的重要因素，人工、機械功效均會不同程度降低，常規(guī)的機械設備將無法滿足建設工期要求。因此，結合復雜地質環(huán)境條件，對鉆爆法機械化配套及其快速施工問題開展針對性研究，確保鉆爆法順利施工十分必要。

2.9 環(huán)境保護與棄渣綜合利用難題

川藏鐵路經(jīng)過國家生態(tài)安全戰(zhàn)略格局中“青藏高原生態(tài)屏障”和“黃土高原-川滇生態(tài)屏障”、全國生態(tài)脆弱區(qū)、岷山-邛崍山生物多樣性保護重要生態(tài)功能區(qū)、重要水源涵養(yǎng)及土壤保持功能區(qū)[11]，穿越四川和西藏兩地生態(tài)紅線、涉及大熊貓棲息地世界自然遺產(chǎn)和貢嘎山國家級自然保護區(qū)等各級敏感區(qū)20余處。工程沿線生態(tài)系統(tǒng)復雜多樣，有類型眾多的山地森林、高山灌叢、干旱河谷的灌草叢等植被，不同類型植被的恢復是做好生態(tài)環(huán)境保護的重點問題。橫斷山區(qū)復雜多樣的生態(tài)系統(tǒng)，為各種動物提供了繁衍生息的有利條件，有大型獸類、猛禽、兩棲爬行類等，保護野生動物的生存環(huán)境不受改變也是工程建設環(huán)境保護的重要內容。

此外，隧道比例高達82.6%，棄渣數(shù)量巨大(約1.4億m3)，同時沿線環(huán)境敏感區(qū)廣泛分布，地形又多以峽谷地貌為主，棄渣場設置極為困難； 部分地段生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀研究處于空白，對環(huán)境保護、生態(tài)恢復與棄渣綜合利用提出新的挑戰(zhàn)[12]。

2.10 施工道路和大型臨時設施工程難題

川藏鐵路雅安至林芝段沿線眾多工點人跡罕至、交通條件極度惡劣，既有交通具有路網(wǎng)密度低、公路等級低、抗自然災害能力弱、受氣候影響嚴重等特點，無法滿足川藏鐵路全線同期施工和未來運營維護的需求。

在施工階段，部分長大隧道采用TBM及高度大型機械化配套的鉆爆法施工?，F(xiàn)階段進藏公路運輸能力有限，且經(jīng)常因災害斷道，給大型施工機械、TBM等施工設備、工程材料運輸帶來困難。因此，需新建或改建運輸通道以滿足勘察、設計和施工設備進場、材料運輸、渣土運輸和鋪架的需求；同時，需結合當?shù)丨h(huán)境保護要求，制定大型臨時設施工程設計標準、組織形式，開展大型臨時工程的規(guī)劃設計，在“環(huán)保先行”的前提下滿足施工需求。

3 川藏鐵路雅安至林芝段隧道建設的對策與建議

川藏鐵路隧道工程面臨超高的隧線比、極端復雜的地質條件、極其惡劣的自然條件、極度敏感的生態(tài)環(huán)境等世界級挑戰(zhàn)，是中國乃至世界上最為復雜困難的隧道工程，是控制全線建設工期和運營安全的重難點工程。本文結合川藏鐵路雅安至林芝段隧道建設面臨的主要工程技術難題提出了初步的對策和建議，供隧道工程管理、勘察、設計、施工、運維等參考。

3.1 以“科學規(guī)劃、技術支撐、保護生態(tài)、安全可靠”為總體思路，系統(tǒng)開展科技攻關工作

隧道工程技術是川藏鐵路順利建成的關鍵。切實把握黨中央“科學規(guī)劃、技術支撐、保護生態(tài)、安全可靠”的總體思路，以“技術支撐”為隧道工程建設的重要抓手，充分運用先進、成熟、可靠的技術，系統(tǒng)開展科技攻關工作，加大關鍵技術攻關力度，形成一大批世界級的技術創(chuàng)新成果，為隧道工程建設提供強有力的“技術支撐”。

3.2 重視川藏鐵路隧道施工期超前地質預報工作

重視隧道施工期超前地質預報工作，充分發(fā)揮輔助坑道、貫通平導的地質超前作用，研發(fā)長大深埋隧道超長距離(幾百米至上千米)的超前地質探測裝備和地質識別技術以及基于機械化施工裝備(鉆孔臺車、錨桿臺車等)的超前預報技術，綜合地質、物探、鉆探、點云、數(shù)碼等施工地質多源信息融合分析技術等，切實提高超前地質預報的準確率；重點關注TBM搭載超前地質預報技術、智能化超前地質預報技術，建立不同地質條件下鉆爆法與TBM法施工信息化超前地質探測技術體系，為隧道設計施工提供較為準確的地質信息。

3.3 創(chuàng)新極復雜艱險山區(qū)工程綜合勘察技術，強化減災選線工作

開展“空天地一體化”工程地質和環(huán)境綜合勘察新技術，重點關注航空物探、航空攝影、InSAR技術、三維激光掃描等勘察技術的適用條件及技術特點[13-14]，提出極復雜艱險山區(qū)工程選線評估與優(yōu)化方法，為川藏鐵路選線規(guī)劃設計提供技術依據(jù)。同時，要探明重大災害對選線和隧道的影響，確定合理的線路標高，隧道洞口、線路要盡量規(guī)避高災害鏈風險、高地溫、高地應力等特殊地段以及環(huán)境敏感區(qū)域。

3.4 制定有效降低施工和運營風險的對策，按需設置貫通平導

在施工期間，貫通平導在超前地質預報、保證工期、施工排水及施工通風等方面具有重要作用。貫通平導可超前開辟多個工作面，有利于保證建設工期；長大單面坡隧道多，施工排水問題突出，若施工后期增設泄水洞，往往延誤工期，則可利用平導施工排水；高海拔隧道長距離施工通風難度大，貫通平導與正洞可形成巷道式通風，有利于保證洞內作業(yè)環(huán)境。因此，在隧道地質條件復雜、勘察難度大的條件下，可將貫通平導作為超前探明地質的手段。

在運營期間，貫通平導在運營維護、防災救援及運營排水等方面具有重要作用。本線運營維護環(huán)境惡劣，貫通平導可大大改善運維條件；且設置貫通平導后，人員可進入服務隧道待避，等待救援，可大幅度優(yōu)化隧道防災救援條件；對于長大單面坡隧道，運營排水問題較為突出，可將貫通平導兼作運營期泄水洞，確保運營排水安全。

3.5 科學制定適合川藏鐵路隧道特點的合分修設計原則

雙線隧道設計有單洞雙線(合修)和雙洞單線(分修)2種形式。在運營、防災方面，合修隧道比分修隧道有一定劣勢，但在建設方面占明顯優(yōu)勢。如果合修隧道設置兼具救援、疏散、維護、排水等多重功能的服務隧道，則可以彌補其在運營和防災救援方面的劣勢[15]。分、合修方案應通過綜合定性、定量分析方法確定，不宜以隧道長度來劃分，并應從地質條件、土建工期、相鄰工程銜接條件、工程投資和運營維護等方面進行分析比較。

3.6 重視高地應力地質環(huán)境，采用針對性隧道設計與施工技術

對可能發(fā)生軟巖大變形的隧道段，應遵循“優(yōu)化洞形、主動加固、分級控制、強化支護”的基本原則，遵循“快開挖、快支護、快封閉”的理念。堅持動態(tài)設計，及時調整施工工法及支護參數(shù)；采用合適的施工工法，及時快速封閉成環(huán)；細化軟巖大變形等級劃分，提升軟巖變形控制標準化水平；研發(fā)針對隧道狹小空間內輕便簡易能快速施工長錨桿或長錨索的機械設備，實現(xiàn)快速機械化施工，提高施工效率，降低勞動強度，保證施工質量。

針對硬巖巖爆段落，應遵循“預防為主，防治結合，分類分級，快速支護”的原則。設計時應根據(jù)地質勘察資料，做好巖爆判別和巖爆等級劃分；施工中加強巖爆監(jiān)測，做好巖爆發(fā)生的可能性與巖爆級別的預測，快速施作錨噴支護、加強超前支護；同時，積極研發(fā)采用具有遠程操控能力的機械化施工設備，并對掌子面附近人員、機械設備采用防彈背心、防護網(wǎng)、防護臺架等多種手段進行防護，保證人員及設備的安全。

3.7 建立高地溫隧道施工環(huán)境溫濕防控體系，實施綜合降溫及強化熱水防治

結合川藏鐵路隧道高地溫類型、熱害特征及自然環(huán)境條件采用不同的應對措施。建立高地溫隧道施工環(huán)境溫濕防控體系及高低溫分級標準。對于水熱型地熱，應加強超前預報工作，采用帷幕注漿、局部徑向注漿、疏導排水等措施防止大量水熱傳遞進入洞內，同時采用加強通風、灑水噴霧、冷水(或冰塊)降溫等方式控制洞內溫度；對于巖熱型地熱采用加強通風、灑水噴霧、機械制冷降溫等技術。建立高溫醫(yī)療衛(wèi)生保健和健康監(jiān)護體系，保障人員健康、安全、高效作業(yè)。根據(jù)高地溫等級，選擇合理的隧道襯砌結構形式和適應高地溫環(huán)境的建筑材料，保障襯砌結構的安全、穩(wěn)定和耐久性。

3.8 創(chuàng)新高海拔極端復雜環(huán)境下超長隧道(群)防災救援技術體系

防災救援總體原則是“以人為本、有序疏散、安全待避、限時救援”。對于旅客列車火災工況，以緊急救援站定點疏散模式為主；對于故障列車或自然災害(地震、高位泥石流、崩塌)工況，以隨機停車疏散模式為主。外部救援采用鐵路自救為主、輔以公路救援相結合的模式，在鐵路、公路均中斷的極端條件下采用空中救援。建議緊急救援站按間距不大于20 km控制，海拔低于3 000 m隧道的相關防災救援設施參照現(xiàn)有防災救援規(guī)范執(zhí)行；對于海拔高于3 000 m的隧道建議取消橫洞或斜井式緊急出口，充分利用服務隧道等待避空間。同時，橫通道間距、疏散站臺寬度等疏散救援設施參數(shù)根據(jù)海拔進行修正。另外，應與國家應急救援基地結合設立救援基地，同時兼顧成都至雅安段及拉薩至林芝段的救援需求。

3.9 建立穿越高地應力區(qū)、強震區(qū)、活動斷裂帶區(qū)隧道變形控制關鍵技術體系

提出適用于TBM、鉆爆法機械化配套的隧道支護體系構成?；谒淼廊^程變形控制理念，提出鉆爆法機械化配套施工早高強快速支護結構，采用輔助坑道早高強混凝土(高強度噴射混凝土或纖維混凝土)替代鋼拱架(格柵)及單層襯砌支護的可行性方案。充分借鑒川藏鐵路拉薩至林芝段隧道、大瑞鐵路高黎貢山隧道等施工經(jīng)驗，系統(tǒng)研究川藏鐵路隧道巖爆、大變形、高壓涌水、高地溫等地質特征、設計方法、致災機制、預測預報預警、安全快速施工技術、創(chuàng)新設計方法和施工關鍵技術，為川藏鐵路深埋長大隧道安全建設和災害防控提供理論依據(jù)和技術支撐。

3.10 優(yōu)化TBM選型及特殊地段適應性技術

TBM施工隧道宜按雙洞單線隧道設計。TBM選用需規(guī)避重大風險段，例如長段落軟巖大變形、強巖爆、長距離軟弱破碎、巖溶、長段落完整極硬巖(抗壓強度大于180 MPa)。正洞TBM獨頭掘進距離不宜超過16 km；獨頭通風距離不宜超過10～12 km。在TBM適用性方面，應全面提升設備能力，充分考慮高海拔對TBM設備降效的影響，增強各類型TBM的機械性能配置；搭載多種超前地質預報設備，提高超前地質預報的長度及準確性；配備適用性強的超前加固系統(tǒng)和及時支護系統(tǒng)，提高其在短距離巖爆、軟巖大變形、斷層破碎帶、節(jié)理密集帶地層的適應性；此外，TBM應具有一定的擴挖能力。另外，建議加強TBM及大型機械化設備操作人員的培訓。

3.11 創(chuàng)新鉆爆法機械化配套快速施工技術

在高原、低氧環(huán)境下施工，人員和機械效率會降低，宜采用全工序大型機械化配套施工，以達到“快速施工、以機代人”的目標，滿足建設要求。因高原燃燒不充分的影響，設備內燃機驅動宜改為電力驅動，采用高性能風機和低漏風率、大直徑風管以保證通風質量，并應加強超前水平鉆機、混裝炸藥機、除塵降塵設備、集裝箱出渣系統(tǒng)、正洞皮帶運輸系統(tǒng)研發(fā)與適用性試驗，加強隧道“無人化、少人化”的智能建造裝備與技術研發(fā)。對于這些技術，建議提前在鐵路隧道內進行試驗，進一步優(yōu)化后應用到川藏鐵路隧道建設中；同時，所需技術人員較多，應提前開展機械設備操作人員及維保人員的相關培訓工作。

3.12 環(huán)境保護與棄渣利用

環(huán)境保護應重點關注環(huán)保選線、棄渣綜合利用和棄置、生態(tài)修復、地下水疏排生態(tài)影響、珍稀動物保護、施工污(廢)水處理、固體廢物處置和生態(tài)景觀等方面的工作，提出川藏鐵路隧道建設需解決的環(huán)境問題及解決問題的方法與建議，使項目建設達到“沿線珍稀瀕危野生動植物不受影響，景觀資源不受破壞，滿足國家主體功能區(qū)、生態(tài)功能區(qū)及生態(tài)脆弱區(qū)保護規(guī)劃要求，穿越環(huán)境敏感區(qū)可行”的環(huán)境保護總體目標。

通過區(qū)域生態(tài)科研攻關，提升川藏鐵路沿線渣場選址的科學性與可行性，優(yōu)化線路方案,減少工程棄渣，適當抬高線路設計標高，研究考慮機制砂等隧道建筑材料、填土造地、運用到地方建設中等手段多元化綜合利用棄渣，減少棄渣數(shù)量，盡量做到棄渣的集約化、資源化與生態(tài)化綜合利用，并加強對沿線生態(tài)環(huán)境的保護。

3.13 施工道路保障

施工道路總體布局以充分利用既有道路為前提，主要利用現(xiàn)有國、省干道作為運輸主通道；另外,將改建(鄉(xiāng)、村)道路或新建部分道路作為連接主干線與多個區(qū)段工點的施工干線；并逐步通過改建(鄉(xiāng)、村)或新建支線實現(xiàn)工點之間的連接，從而實現(xiàn)覆蓋全線的施工道路網(wǎng)。施工道路布局時應充分考慮運營和防災救援對道路的需求以及地方對道路的需求，充分考慮永久道路和臨時道路的結合。川藏鐵路施工道路的建設標準不宜過高，線路縱坡、路面形式、路基寬度等應結合工程實際情況，在滿足運輸安全的前提下，適當降低標準，并提前與地方協(xié)調相關改建問題。

4 結論與展望

川藏鐵路隧道工程是中國乃至世界上最為復雜、困難的隧道工程，是控制全線建設工期和運營安全的重難點工程。在高原鐵路隧道重大基礎理論、核心關鍵技術、主要技術標準、重要技術平臺等方面仍有諸多研究空白亟需填補，在高原鐵路工程建造、環(huán)境保護、技術裝備、運營維護和災害防治等領域仍有大量難題亟需解決。川藏鐵路的復雜性導致目前仍有很多現(xiàn)有技術和認知無法解決的難題，需要集合國內外隧道領域優(yōu)勢力量，繼續(xù)凝練川藏鐵路隧道工程科學問題和技術瓶頸問題，重點突破制約川藏鐵路隧道建造的關鍵共性問題。通過川藏鐵路隧道建設創(chuàng)新，帶動鐵路領域乃至全國隧道領域技術創(chuàng)新，實現(xiàn)從“隧道大國”向“隧道強國”的跨越，踐行“交通強國、鐵路先行”的歷史使命。