寒区隧道保温技术研究：以西藏圭嘎拉隧道为例

"本文主要探讨了高寒隧道保温结构的优化设计，以西藏圭嘎拉隧道为例，分析了冻害问题对隧道结构安全和运营稳定性的影响，并介绍了现有的几种防冻保温技术及其优缺点。" 在高寒地区，冻土的存在对隧道建设带来了特殊的挑战。隧道作为穿越冻土高山的有效途径，其建设和维护必须考虑到冻害的影响。根据研究，大约半数以上的寒区隧道存在冻害问题，如漏水、挂冰、冻胀和结构损坏，这些不仅威胁到隧道的安全，还增加了维修成本。 为了解决这些问题，学者们提出并实施了多种防冻保温策略。首先，赖远明等采用了防寒保温门，通过限制冷空气进入隧道来提高内部温度，但这在高车流量情况下可能削弱保温效果并影响行车安全。其次，Lai等人尝试了"电伴热+保温隔热层"的主动加热法，通过加热电缆提升衬砌和围岩温度，避免排水系统冻结，然而这种方法需要持续消耗大量能源，增加了运营成本。 相比之下，铺设有机材料保温层成为更常见的选择，如聚氨酯、酚醛泡沫和聚苯乙烯等。周晋筑、谢红强、姚红志、周小涵和张耀等的研究都关注了保温层的材料选择、厚度和铺设方式对围岩温度场的影响。其中，聚氨酯保温板在5cm厚度时表现出最佳的保温效率，外贴式铺设也有更好的保温效果。然而，这些有机材料在冻融循环下老化速度快，保温性能会逐渐减弱，可能导致隧道结构的冻融破坏风险增加。 因此，高寒隧道保温结构的优化设计需要综合考虑各种因素，包括材料的耐久性、保温性能、成本以及对运营安全的影响。未来的研究方向可能包括寻找更耐用的保温材料、优化保温结构设计，以及发展更节能的防冻技术，以确保隧道在极端气候条件下的稳定运行。