嚴寒地區高鐵隧道溫度場及保溫層有效性分析

許 鵬，伍毅敏，嚴曉東，梁煒明，胡凱巽

（1.中南大學 土木工程學院，湖南 長沙 410075；2.中國鐵路哈爾濱局集團有限公司 工務部，黑龍江 哈爾濱 150001）

隨著我國高速鐵路的建設逐步向高海拔、高緯度地區延伸，嚴寒地區的高鐵隧道將越來越多，這些隧道將無可避免地面臨凍害問題［1-3］。目前我國嚴寒地區高鐵隧道工程數量不多，基礎數據與工程經驗不足，隧道防凍設計和保溫措施參照既有隧道的設防方法及理念難免會造成偏差［4］。特別是低估寒區高鐵隧道內最低氣溫和負溫區段長度將導致隧道防凍措施不足［5］，在冬季易于引發環向排水系統凍結，以及新發滲漏水和掛冰等病害，使得隧道行車安全保障難度和運營成本倍增。因此，開展嚴寒地區高鐵隧道溫度場監測并分析其分布規律，對指導隧道防凍設計、保證洞內行車安全、減少運營成本等具有重要意義。

國內外學者針對寒冷地區隧道的溫度場開展了大量的監測工作。對韓國江原市104條公路隧道［6］的溫度監測結果表明，受外界溫度影響，隧道洞口溫度隨時間變化顯著。對我國烏鞘嶺隧道群［7-8］的溫度場監測發現，日周期波動是隧道溫度場的一大重要特征，襯砌混凝土經歷的日周期凍融循環次數隨著進深的增加呈下降趨勢，對于長度在1 000～3 000 m的隧道，凍融循環可在縱向全范圍內發生。對柞木臺隧道［9］的溫度場監測發現，隧道橫斷面左右兩側的溫度變化過程不同步，隧道縱向上溫度分布不對稱，且間歇性交通風或自然風引起隧道內氣溫急劇變化的時間短暫，洞內氣溫很快恢復原有趨勢。……