川藏鐵路雅安至林芝段隧道建造面臨的主要工程技術難題與對策建議

　　摘要: 川藏鐵路雅安至林芝段新建線路全長 1 018 km，其中，隧道工程長達 841 km，隧線比高達 82. 6%，最長隧道易貢隧道長 42. 4 km。川藏鐵路雅安至林芝段隧道建設面臨極端復雜的地質條件、極為艱巨的工程規模、極其惡劣的自然條件、極度敏感的生態環境等世界級挑戰，是中國乃至世界上地質條件最復雜、施工難度最大的工程。初步分析川藏鐵路雅安至林芝段隧道建設中將要面臨的十大主要工程技術難題，結合川藏鐵路隧道極端特殊施工環境，從地勘、選線、施工組織、技術與裝備創新、防災減災、應急救援及環境保護等方面提出對策和建議，以期為川藏鐵路勘察、設計、施工、運維等提供借鑒，通過系列化的創新，實現我國從“隧道大國”向“隧道強國”的跨越。

　　趙勇; 石少帥; 田四明; 李國良; 陶偉明; 郭偉東， 隧道建設(中英文) 發表時間：2021-08-02

　　關鍵詞: 川藏鐵路隧道; 極端環境; 勘察設計; 施工組織; 防災救援; 環境保護; 技術難題; 對策建議

　　0 引言

　　截至 2020 年底，中國鐵路營業里程達 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; 規劃的鐵路隧道 6 395 座，總長約 1. 63 萬 km。我國隧道數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域修建，工程勘察、設計、施工、運維面臨巨大的挑戰[1-2]。

　　2018 年 10 月 10 日，習近平同志主持召開中央財經委員會第三次會議，全面啟動川藏鐵路規劃建設[3]。 2020 年 9 月國家發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，對完善全國鐵路網布局、帶動西藏經濟社會發展、增進民族團結、鞏固國防安全、保護生態環境、開發旅游資源、助力脫貧攻堅、促進區域協調發展、推進“一帶一路”建設、實現“交通強國、鐵路先行”戰略目標等都具有重大而深遠的歷史和現實意義。要遵照“科學規劃、技術支撐、保護生態、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境內，東起四川省成都市，向西經雅安、康定、昌都、林芝、山南，終于西藏自治區拉薩市。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，經過四川盆地、川西高山峽谷區、川西山地區( 高山原區) 、藏東南橫斷山高山峽谷區、藏南谷地區 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、生態環境敏感、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最為復雜艱險的鐵路工程，工程建設面臨諸多世界級挑戰。川藏鐵路線路走向示意見圖 1。

　　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。

　　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 范、技術、裝備水平和建設經驗不能完全適應川藏鐵路隧道的特殊要求，需要采用創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，敏感的生態環境和惡劣的自然環境也給隧道施工、環境保護、棄渣安置、防災救援及運營維護等帶來了眾多挑戰。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之一，構造發育，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、不良地質發育、罕見地質災害頻發，很多影響線路方案的重點橋隧工程位于無人區內，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，自然環境惡劣，極端氣候頻發，受高原、嚴寒、無人區等因素的影響，常規地質勘察手段、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。川藏鐵路勘察現場如圖 4 所示。

　　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

　　相比傳統山區的鐵路，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、頻發多樣的地質災害在區域內普遍存在，高位大型的滑坡、崩塌、卸荷斜坡及大型冰川泥石流的規模和復雜性均屬罕見，具有規模大、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 凍 土、雪 崩 雪 害、有害氣體、放射性等特殊巖土和不良地質現象更增加了鐵路 選 線 難 度，對工程建設提出了更高的挑戰[6]。極其發育的山地災害鏈，極其發育的雪崩、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昌都市江達縣交界處發生山 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。

　　折多山區 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，歷史上多次發生 7. 0 級 以 上強震; 區域內分布有貢嘎山國家級自然保護區，雅拉鄉、任家溝等飲用水源保護區以及木格措國家級風景名勝區等主要環境敏感點，為線路的選線工作帶來了極大困難。

　　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，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 巖 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。

　　拉林鐵路藏噶隧道 2# 橫洞工區正洞大里程端存 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

　　川藏鐵路所經地區地熱屬地中海—喜 馬 拉 雅地熱帶，屬大氣降水深循環型的水熱對流型熱水系統[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。根據野外調查的結果可知，水溫較高處可達 95 ℃ ，且四季溫度穩定。青藏 高 原 溫 泉 分布情況[9]如圖 7 所示。

　　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 高海拔惡劣環境條件下防災救援技術難題

　　川藏鐵路沿線具有災害頻發的地質條件、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、氣候環境惡劣主要表現為含氧量低、氣 壓低、溫度低、濕度低。在鐵路隧道運營過程中，高海拔區火災煙氣蔓延和人員疏散時間均明顯不同于平原地區，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。

　　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需要同時滿足發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、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隧道結構的減隔震技術難題

　　川藏鐵路跨越橫斷山區，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。據史料記載，沿線區域發生 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，強震區及活動斷裂帶區隧道結構的減隔震技術也是重大難題之一。

　　2. 7 特殊不良地質環境下隧道 TBM 選型與適應性難題

　　川藏鐵路隧道具有建設規模大、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境均給 TBM 正常施工造成了極大的風險，故針對復雜地質環境條件，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境以及高海拔對設備的降效影響，傳統的 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，如搭載地質預報設備、配備適用性強的超前加固系統和及時支護系統，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。但是極端的作業環境導致以人工為主的傳統鉆爆法施工無法正常開展。因此，改進傳統的鉆爆法施工方式，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，高海拔地區的低溫、低壓、低氧環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 環境保護與棄渣綜合利用難題

　　川藏鐵路經過國家生態安全戰略格局中“青藏高原生態屏障”和“黃土高原-川滇生態屏障”、全國生態脆弱區、岷山-邛崍山生物多樣性保護重要生態功能區、重要水源涵養及土壤保持功能區[11]，穿越四川和西藏兩地生態紅線、涉及大熊貓棲息地世界自然遺產和貢嘎山國家級自然保護區等各級敏感區 20 余處。工程沿線生態系統復雜多樣，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環境保護的重點問題。橫斷山區復雜多樣的生態系統，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境不受改變也是工程建設環境保護的重要內容。

　　此外，隧道比例高達 82. 6%，棄渣數量巨大( 約 1. 4 億 m3 ) ，同時沿線環境敏感區廣泛分布，地形又多以峽谷地貌為主，棄渣場設置極為困難; 部分地段生態環境現狀研究處于空白，對環境保護、生態恢復與棄渣綜合利用提出新的挑戰[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。現階段進藏公路運輸能力有限，且經常因災害斷道，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，需結合當地環境保護要求，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劃設計，在“環保先行”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、極度敏感的生態環境等世界級挑戰，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“科學規劃、技術支撐、保護生態、安全可靠” 為總體思路，系統開展科技攻關工作

　　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“科學規劃、技術支撐、保護生態、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，充分發揮輔助坑道、貫通平導的地質超前作用，研發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 創新極復雜艱險山區工程綜合勘察技術，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工程選線評估與優化方法，為川藏鐵路選線規劃設計提供技術依據。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、線路要盡量規避高災害鏈風險、高地溫、高地應力等特殊地段以及環境敏感區域。

　　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環境。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境，采用針對性隧道設計與施工技術

　　對可能發生軟巖大變形的隧道段，應遵循“優化洞形、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。堅持動態設計，及時調整施工工法及支護參數; 采用合適的施工工法，及時快速封閉成環; 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; 施工中加強巖爆監測，做好巖爆發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、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、熱害特征及自然環境條件采用不同的應對措施。建立高地溫隧道施工環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。建立高溫醫療衛生保健和健康監護體系，保障人員健康、安全、高效作業。根據高地溫等級，選擇合理的隧道襯砌結構形式和適應高地溫環境的建筑材料，保障襯砌結構的安全、穩定和耐久性。

　　3. 8 創新高海拔極端復雜環境下超長隧道( 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有防災救援規范執行; 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根據海拔進行修正。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、強震區、活動斷裂帶區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。基于隧道全過程變形控制理念，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驗，系統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和技術支撐。

　　3. 10 優化 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和及時支護系統，提高其在短距離巖爆、軟巖大變形、斷層破碎帶、節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 創新鉆爆法機械化配套快速施工技術

　　在高原、低氧環境下施工，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、正洞皮帶運輸系統研發與適用性試驗，加強隧道“無人化、少人化”的智能建造裝備與技術研發。對于這些技術，建議提前在鐵路隧道內進行試驗，進一步優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 環境保護與棄渣利用

　　環境保護應重點關注環保選線、棄渣綜合利用和棄置、生態修復、地下水疏排生態影響、珍稀動物保護、施工污( 廢) 水處理、固體廢物處置和生態景觀等方面的工作，提出川藏鐵路隧道建設需解決的環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、生態功能區及生態脆弱區保護規劃要求，穿越環境敏感區可行”的環境保護總體目標。

　　通過區域生態科研攻關，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，減少棄渣數量，盡量做到棄渣的集約化、資源化與生態化綜合利用，并加強對沿線生態環境的保護。

　　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，主要利用現有國、省干道作為運輸主通道; 另外，將改建( 鄉、村) 道路或新建部分道路作為連接主干線與多個區段工點的施工干線; 并逐步通過改建( 鄉、村) 或新建支線實現工點之間的連接，從而實現覆蓋全線的施工道路網。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勢力量，繼續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新，帶動鐵路領域乃至全國隧道領域技術創新，實現從“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。