攻克冻土消融难题在青藏高原修条“三高”公路(2)
汪双杰介绍,中交一公院采用“导冷”——热棒路基,“阻热”——黑色防护网遮盖工艺、XPS隔热板路基,“调温”——通风管路基、片(块)石路基等技术手段,攻克工程作用下冻土消融这一世界性技术难题。
“项目建立的大尺度路基融沉防控能量平衡设计理论与方法,国际冻土工程专家认为是重大创新成果,只要措施得当、质量控制到位,完全能够实现冻土融沉由国际100厘米以上降至20厘米以下。”陈建兵说,为有效平衡高速公路的“热毯作用”,项目还发明了冷量智能调控的弥散式通风路基等4类12种热能量导、阻、调路基结构。
项目创建了我国独有的高海拔多年冻土公路建设养护技术体系,实现关键技术与施工方法自主创新,占领冻土高速公路建设技术国际前沿,使冻土高速公路沥青路面吸热减少12%、裂缝减少30%,并在海拔4300米青藏高原成功铺筑830公里沥青路面。
项目成果获国际冻土协会高度评价,其2017年度报告指出“共玉高速公路成功建设,树立了国际冻土工程新的里程碑”。
取得经济效益累计189.69亿元
2011年5月,国务院提出构建“一纵一横两联”“生命线”公路通道,共玉高速公路开工建设,历时6年建成通车,从西宁至玉树通行时间从原来的16小时缩短至8小时。
共玉高速为国家高速G0613西宁至丽江公路在青海境内的重要路段,是一条集历史、地理、人文、生态为一体的绝美风景线,更是青藏高原多年冻土区建设的首条高速公路,被称为“三高”公路,即高海拔、高寒、高速。
“青藏高海拔多年冻土高速公路建养关键技术及工程应用”项目成果在这条“三高”公路建设中发挥重要作用。此外,项目成果还应用于青藏高原多个高速公路建设、公路养护维修。据不完全统计,取得经济效益累计189.69亿元。
东起青海省西宁市,西止西藏拉萨市的青藏公路,是5条进藏路线中最繁忙的公路。全长1937千米,为国家二级公路干线,路基宽10米,坡度小于7%,最小半径125米,最大行车速度60公里/小时,全线平均海拔在4000米以上。
此前,由于冻土引发的病害,青藏公路5—10年需要大修一次。
应用“青藏高海拔多年冻土高速公路建养关键技术及工程应用”成果维修养护后,2008年至今无大修,节约投资10亿元。
“如今,行车速度提高近一倍,车辆周转期缩短50%,减少燃油消耗10%以上,每年可节约燃油、车辆保修、大修及缩短车辆周转时间等费用19170万元左右,并减少了事故的产生。”刘戈说。花大高速公路起于果洛藏族自治州玛多县花石峡,终点在该州大武镇。为减少对高原多年冻土的侵扰,花大公路架设“金隧银桥”避让阿尼玛卿生态脆弱区。位于青海果洛藏族自治州玛沁县的雪山一号隧道,双洞总长9065米,平均海拔超过4400米,施工最高海拔达4800多米,是目前世界上海拔最高的高速公路隧道。
雪山一号隧道穿越大面积的季节性冻土层和永久冻土层,其冻土层属于冰川融化后石块和泥土的堆积物。建设采用“青藏高海拔多年冻土高速公路建养关键技术及工程应用”相关技术,保持了冻土的稳定,阻止了山体随气温变化而融化或塌陷。“项目采用隧道三层衬砌结构,取消系统锚杆,节省工程投入约176.4万元;减少防寒泄水洞设置约695米,节省工程投入约868.8万元。”刘戈说。
目前,这项成果正应用于青藏高速公路规划设计、东西部多年冻土公路的升级改造,以及中巴喀喇昆仑公路建设。
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