研发高原高寒地区桥隧冻融劣化机理与防控技术
高海拔寒区隧道冻胀机理及其保温技术研究
高海拔寒区隧道冻胀机理及其保温技术研究一、概述随着我国基础设施建设的不断推进，隧道工程在高原寒区的发展日益增多。
高海拔寒区隧道工程面临着诸多挑战，其中冻胀问题是影响隧道结构安全和长期稳定性的关键因素之一。
冻胀现象不仅会导致隧道衬砌开裂、剥落，甚至引发更为严重的结构性破坏，而且会显著增加隧道的维护成本和运营风险。
本文旨在深入探讨高海拔寒区隧道冻胀机理，并在此基础上，研究有效的隧道保温技术。
通过文献综述，分析当前关于隧道冻胀机理的研究现状，明确现有研究的不足和未来研究的方向。
结合实地观测和室内试验，系统研究高海拔寒区隧道冻胀的物理和力学特性，揭示冻胀发生、发展的一般规律。
进一步，利用数值模拟方法，模拟不同工况下隧道的冻胀过程，分析冻胀对隧道结构的影响程度。
在深入理解冻胀机理的基础上，本文将重点研究隧道保温技术。
通过对比分析不同保温材料的性能，选择适用于高海拔寒区隧道工程的保温材料。
接着，设计合理的保温结构，并通过试验验证其保温效果。
结合经济性和实用性，提出一套适用于高海拔寒区隧道工程的保温技术方案。
本文的研究成果将为高海拔寒区隧道工程的设计、施工和维护提供科学依据，对于提高隧道工程在恶劣环境下的安全性和耐久性具有重要意义。
同时，本研究也将为相关领域的科研工作者和工程技术人员提供参考和借鉴。
1. 研究背景及意义随着全球气候变化和我国基础设施建设的快速发展，高海拔寒区隧道工程日益增多。
这些隧道工程在建设与运营过程中面临着诸多挑战，其中冻胀问题尤为突出。
冻胀是指在低温条件下，土体中的水分冻结成冰，体积膨胀，从而对隧道结构产生应力，导致隧道衬砌开裂、变形甚至破坏的现象。
高海拔寒区隧道的冻胀问题不仅影响隧道结构的稳定性，还可能导致运营中断、维修成本增加，甚至引发安全事故。
高海拔寒区隧道冻胀机理的研究对于揭示冻胀现象的本质、预测冻胀发展趋势、优化隧道设计及施工方案具有重要意义。
针对冻胀问题开展保温技术研究，可以有效控制冻胀现象，提高隧道结构的耐久性和安全性。
高寒地区隧道保温层施工技术研究
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１ ８・ ４
２０１１年 １１月
山 西 建 筑
Ｓ ＮＸＩ ＡＲＣ ＨＡ ＨⅡＥＣ Ｕ Ｔ ＲＥ
Ｖｏ ． ７ Ｎｏ ３ １３ ． ３ ＮＯ ２０１ Ｖ． １
・
桥 梁
・ 隧 ：ｔ ｘ ，・ ｔ
文章编号 ：０ ９ ６ ２ （０ ）３ ０ ４ －２ １０ － ８ ５ ２ １ ３ — １ ８０ １
２ ３ 衬砌保 温层材料 和 结构 ．
２ ３ １ 衬砌保温层结构 ． ． 隧道保温层共两 层 ， 内层 （ 近衬砌 ） 靠 采用 ５ Ｌ热 固性 ０ｍｍ Ｆ
常见 ， 保温层施工前 ， 提前对洞 内渗漏水 点进行处 理 ， 必须 杜绝 因
渗漏水 引起 的冻融造 成混凝 土及保 温层 的腐蚀 。
关键词 ： 钢筋混凝 土连 续梁桥 ， 质量缺 陷， 裂缝 ， 载试 验 荷
中图分类号 ：４８２３ Ｕ ４ ． １ 文献标识码 ： Ａ
现浇钢筋混凝 土连 续梁桥 是广 泛使 用于公 路 工程 的一种 桥 工程 采用四层全定向涡 轮式互 通立 交形式 ， 中第一 层 Ｅ 其 ｓ匝道 型。其就 地浇筑施工方法是在 门式支架预 压后安 装模板 ， 扎及 第一联 ０号 ～ 号墩为 ２ ２ ． 绑 ２ × ２５ｍ钢筋混凝土等截 面连续箱梁 。
高寒地 区隧道保温 层施 工技术研 究
李 兴 波
摘 要： 针对 高寒地 区隧道 内冻融、 冻胀现 象严重 ， 易使衬砌 混凝土 产生开 裂、 容 酥松 、 落、 冰等危 害， 剥 挂 通过 对 隧道 保
温层与衬砌的 紧密性粘结及安装施工技术进行研究 ， 用结构保 温技 术， 采 成功的解决 了高原 高寒隧道的冻 害问题 。 关键词 ： 高原高寒 ， 隧道 ， 温层 ， 术研 究 保 技 中图分类号 ：Ｕ ５ ．１ Ｔ ４ ５９ 文献标识码 ： Ａ
国家铁路局关于印发《“十四五”铁路科技创新规划》的通知
国家铁路局关于印发《“十四五”铁路科技创新规划》的通知文章属性•【公布机关】国家铁路局,国家铁路局,国家铁路局•【公布日期】2021.12.14•【分类】法规、规章解读正文国家铁路局关于印发《“十四五”铁路科技创新规划》的通知各相关单位：为贯彻落实党中央、国务院决策部署，推进“十四五”时期铁路科技创新工作，推动铁路高质量发展，支撑科技强国、交通强国建设，国家铁路局组织编制了《“十四五”铁路科技创新规划》。
现印发给你们，请认真贯彻执行。
国家铁路局2021年12月14日“十四五”铁路科技创新规划铁路是综合交通运输体系的骨干，是建设现代化经济体系的重要支撑，是全面建设社会主义现代化国家的先行领域。
铁路科技创新是国家科技创新体系的重要组成部分，是引领铁路发展的第一动力。
为持续推进铁路科技创新，推动铁路高质量发展，支撑科技强国、交通强国建设，根据国家和行业相关规划部署，制定本规划。
一、发展基础党的十八大以来，铁路行业坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，认真学习贯彻习近平总书记关于科技创新的重要论述和对铁路工作的重要指示批示精神，深入落实国家创新驱动发展战略，着力推进关键技术自主攻关和产业化应用，铁路科技创新取得历史性成就，总体技术水平进入世界先进行列，部分领域达到世界领先水平，为中国铁路发展提供了全方位的科技支撑。
成功研制拥有完全自主知识产权具有世界先进水平的复兴号中国标准动车组，形成涵盖时速160～350公里不同速度等级的动车组产品谱系，京张高铁在世界上首次实现时速350公里自动驾驶商业运营，时速600公里高速磁浮交通系统成功下线；智能铁路关键技术攻关取得突破，发布中国智能高铁技术体系架构1.0版；系统掌握高原、高寒、大江大河、艰险山区等复杂地质及气候条件下高速铁路和不同轴重等级重载铁路的建造技术；掌握复杂路网条件下高速铁路运营管理和重载铁路运输组织集约化精细化技术，构建人防、物防、技防“三位一体”的安全保障体系；铁路标准化工作全面发展；打造产学研用相互融合的铁路技术创新体系，培育一批高水平科技创新基地、科技人才和创新团队；推进铁路科技国际交流合作，中国铁路的国际影响力逐步提升。
寒区隧道冻害防治技术研究进展
用模筑初 期支护 、 抹平初期支 护表面 、 增加 表层喷混 凝 土 的含 砂量等方 法 提 高初期 支 护表 面 的平整 度 ， 避 免或减 轻防水层 的 自然损伤 。
（） ２ 采用 可排水止水 带
为 了加 快衬 砌 背后 渗水 的排 泄 ， 置背贴 式 或 设 中埋式 可排水止 水带 ‘ （ 图 １ 图 ２ ， 过堵 排结 ２如 、 ）通 合， 实现无 压止水 。
制， 这些高海拔 线 路修 建 了大 量 隧道 。随着 这些 隧 道 的通车运 营 ， 区隧道 面临 的冻 害问题 日益 突出 。 寒 为 了防止这些隧道 遭 受冻 害 ， 隧道 界 的 专家 学者 和
工程技术 人员开展 了大量研究 和试验 。本 文将对这 些措施进行 梳理 ， 以供寒 区隧道 冻 害预 防的设计 、 施
工和研究参考 。
１ 寒 区隧道渗漏水 与冻害
渗漏水 是 隧道 最 常 见 病 害 之 一 ， 我 国 曾 有 在
“ 十隧九漏 ” 之称 ， 过 多 年 的研究 ， 种现 象 虽 有 通 这
一
定改观 ， 但没有 得 到实 质 性 的解决 。在 寒冷 地 区
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
隧道渗漏水 和冻 害互 为 因果 ， 还会 进 一步 造成 衬砌
近 年来 ， 随着 西部 大开 发 和振 兴 东北 战 略的实
２ １ 改善隧道 防排 水效果 的措施 ．
施 ， 国西 部和东北 地 区 的公 路 和铁路 交 通基 础设 我
（） １ 加强 隧道 防水层 的保 护 针 对 防水层 可 能在 运营 中 自然 损伤 的问题 ， 采
施建设规模 很大 。为 了提 高路 线 等级 ， 服地形 限 克
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６ ６・
研发高原高寒地区桥隧冻融劣化机理与防控技术
研发高原高寒地区桥隧冻融劣化机理与防控技术有关统计资料表明，全球多年冻土区、季节冻土区、瞬时冻土区的总面积约占陆地总面积的二分之一，其中多年冻土面积约占陆地总面积的四分之一。
冻土区除南极外主要分布在俄罗斯、加拿大、中国北方地区、蒙古、日本、美国阿拉斯加地区、欧洲北部地区等。
在俄罗斯和加拿大，多年冻土区的总面积超过其国土面积的一半。
美国的阿拉斯加地区，有四分之三的面积是多年冻土，这占美国国土总面积的15%。
日本和欧洲北部等国家，寒区冻土的分布范围也非常广泛。
中国的冻土面积排在世界第三位，为417.4万平方公里，占国土面积的43.5%,其中多年冻土面积为215万平方公里,占冻土总面积的51.5%，占国土面积总的22.3%。
多年冻土区主要分布在西部青藏高原、东北大兴安岭、小兴安岭等地，其中青藏高原地区的多年冻土面积分布最为广泛，占我国多年冻土面积的70%，其海拔及冻土分布堪称世界之最。
我国季节冻土区和瞬时冻土区的分布也较为广泛。
在这片广袤的寒冷冻土区储藏着丰富的煤炭、天然气、石油、金属矿产等，为了能够充分开发这些资源，修建交通设施首当其冲。
铁路具有运输量大、安全可靠、运费低廉等优点，是我国能源运输的主要通道。
而修建铁路时，为了优化线路缩短行程，必然会修建大量的隧道。
以中国为例，随着西部大开发战略和振兴东北老工业基地政策的实施，对于交通基础设施建设的需求也在不断增加，在寒区甚至严寒地区有大量的铁路已经开通运营或正在规划筹建，隧道的规模和数量与日俱增。
在寒冷地区修建的铁路，隧道冻害问题已经是困扰工程界的一大难题。
受寒冷环境的影响，我国北方铁路隧道冻害的现象比较严重，比较常见的冻害有衬砌渗漏水挂冰、衬砌结构冻胀开裂、基底翻浆冒泥、道床冻胀隆起、排水系统冻结堵塞等。
这些冻害一旦发生，将会影响铁路的正常运营、危及行车安全，甚至还会影响隧道的健康服役、降低使用年限。
因此铁路交通部门每年都会安排大量人员处理因隧道冻害，为此而花费大量的人力、财力和物力，造成巨大的经济损失和资源浪费。
寒区隧道冻害防治技术研究
相关技术
在寒区隧道建设中，通常会采用一些特殊的技术来应对冻害问题。其中，普 通混凝土结构、钢筋混凝土结构和聚合物混凝土结构是常见的三种结构类型。普 通混凝土结构具有高强度、耐久性好的优点，但在极寒条件下，其抗冻性能较差。 钢筋混凝土结构相对于普通混凝土结构具有更好的抗冻性能，但仍然存在一些不 足。聚合物混凝土结构则具有更好的耐久性和抗冻性能，因此在寒区隧道建设中 得到广泛应用。
1、寒区隧道冻害机理的研究还 不够深入，需要进一步探讨。
2、在保温材料的选择和排水系统的设计方面，还需要进一步优化。 3、目前的研究多集中在隧道设施的防冻上，还需要加强对施工工艺的研究。
关键技术
寒区隧道冻害形成机理和防治对策的关键技术包括热传导、热对流和热辐射 等方面。其中，热传导是隧道冻害最主要的原因之一，因此解决热传导问题是防 治寒区隧道冻害的关键。目前，解决热传导问题的方法主要有以下几种：
3、冻害预测模型应综合考虑各影响因素，以提高预测精度；
4、对策实施效果需要进行系统 评估，以确保对策的有效性。
结论
本次演示通过对寒区隧道冻害预测与对策进行研究，提出了一系列防冻害对 策和预测模型构建的建议。但由于实际工程中的情况千差万别，需要进一步针对 具体工程特点进行深入研究。应加强施工过程中防冻害措施的监督和验收工作， 以确保防冻害对策的有效实施。在今后的研究中，将进一步优化冻害预测模型和 对策实施效果的评估方法，为提高寒区隧道抗冻害能力作出更大的贡献。
结论
本次演示对寒区隧道冻害防治技术进行了系统的研究和分析，总结了相关技 术的应用现状和发展趋势。针对现有防治技术的不足，提出了以“防”、“抗” 结合的创新防治思路，并通过理论分析、实地调查和实验研究验证了其可行性和 有效性。本次演示的研究成果对于提高寒区隧道的安全使用水平和推动相关技术 的发展具有重要意义。
冻融风化边坡岩体破坏机理研究
－ Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇＧ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ 工程地质学报 １ ０ ０ ４ ９ ６ ６ ５ ／ ２ ０ １ ５ ／ ２ ３ （ ３ ） ０ ４ ６ ９ ０ ８ Ｄ Ｏ Ｉ ：１ ０ ． １ ３ ５ ４ ４ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｊ ｅ ｇ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ３ ． ０ １ ４
Ｆ Ａ Ｉ Ｌ Ｕ Ｒ ＥＭＥ Ｃ Ｈ Ａ Ｎ Ｉ Ｓ ＭＯ ＦＳ Ｌ Ｏ Ｐ ＥＲ Ｏ Ｃ Ｋ ＭＡ Ｓ ＳＤ Ｕ ＥＴ ＯＦ Ｒ Ｅ Ｅ Ｚ Ｅ Ｔ Ｈ Ａ Ｗ ＷＥ Ａ Ｔ Ｈ Ｅ Ｒ Ｉ Ｎ Ｇ
①② ① ① ② Ｑ Ｉ Ａ ＯＧ ｕ ｏ ｗ ｅ ｎ ＷＡ Ｎ ＧＹ ｕ ｎ ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ Ｃ Ｈ ＵＦ ｅ ｉ Ｙ Ａ Ｎ ＧＸ ｉ ｎ ｌ ｏ ｎ ｇ
冻融风化边坡岩体破坏机理研究
乔国文 ①② 王运生 ① 储 飞 ① 杨新龙 ②
（ 成都理工大学） 成都 ６ １ ０ ０ ５ ９ ） ①地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室（ （ ３ ０ ０ ０ ６ ） ②新疆维吾尔自治区交通规划勘察设计研究院 乌鲁木齐 ８ 摘 要 高寒山区岩质边坡冻融风化破坏严重影响公路建设及其运行安全。为了揭示岩体在冻融条件下的破坏机理， 本文 通过对高寒山区岩质边坡现场调查、 编录， 结合室内试验及数值模拟等， 从不同尺度下综合分析岩体的冻融破坏机理。室内 试验显示岩块受冻融后存在强度弱化现象， 其受控于岩块的结构构造、 胶结程度及初始损伤裂隙发育情况；冻融试验揭示岩 体裂隙发育特征对冻胀变形性质起决定作用， 裂隙的冻融破坏速率远大于岩块， 密闭条件下， 裂隙水冻结成冰过程中形成冰 劈效应， 冻胀力可达 ３ ３ Ｍ Ｐ ａ 以上；数值分析揭示了边坡温度场受低温、 大温差影响最为明显， 裂隙带受冻融影响严重， 其为边 坡冻融风化的通道， 裂隙水冻胀形成冰劈是边坡冻融风化破坏的主要模式。 关键词 高寒山区 冻融风化 冻融试验 冰劈效应 中图分类号： Ｔ Ｕ ４ ５ １ 文献标识码： Ａ
寒区隧道冻胀性围岩的冻害机理分析
道 周同冻 融圈 内的 围岩 冻胀造成 隧道衬 砌开裂 。为 了证 实冻胀 性 围岩 在冻 结后对 隧道主 体结 构造成 损坏 程度 ，通 过有 限元法计 算来 说明 。
在 土质 隧道 中尤其是含 水量较 大的粉砂 和粘性土层 中 的隧道容 易发生冻胀破 坏 。 另据资料 显示 ，
第９ 第４ 卷 期
２１ ０ ０年 ｌ ２月
石 家庄铁路职业技术学院学报
Ｊ ０ＵＲＮＡＬ ０Ｆ Ｓ ＪＡＺＨＵＡＮＧ ＴＩ ＨＩＩ Ｉ ＮＳ ＴＵＴＥ ＯＦ Ｒ Ｌ ＡＩ Ｙ ＣＨＮＯＬ ＴＥ ｏＧＹ
ＶＯＬ． ． ９Ｎｏ４
Ｄ ｅ ． Ｏ ｃ ２０ｌ
寒 区隧道 冻胀 性 围岩 的冻 害机理 分 析
王 海彦
（ 家庄铁路职业技术学院 ” 河北石 家庄 石
孙 文昊
李利军
４ ０６ ３０ ３
００ ４ 中铁第四勘察设计院集团有 限公 司 ” 湖北武汉 ５０１
０３ ０） ６００
河北唐 山公 安 消 防 支队 ” 河北 唐 山
摘要：通过有限元法对隧道衬砌内外表面和衬砌背后冻胀性围岩冻胀产生的应力进行计算，对
在某 些岩质 围岩也 易发生冻胀 ，如 新第 三纪 中上部 的软 泥质岩和 细粒凝 灰质岩等 。
２ 计 算模 型 瞳
计算 以国道 ３ ７线鹧鸪 山公路隧道 的主 洞为原型 ， １ 并在此基础 上适当增减二次衬砌 厚度 以作 比较 。
仍采用有 限元程 序进行数值模拟计算 以获得数值解 。计算 中为 了突出冻胀对二次衬砌 的影响 ，所 以没
１ 概 述
高原高寒地区隧道施工抗冻施工措施
３ ． １ 施 工期 间
初期支护喷射混凝土和现浇衬砌混凝土在低温 下施 工时 ，出现冻 结 的原 因是 由于新 拌混凝 土 的强
度低 、 含水大 ， 孑 Ｌ 隙率 高 ， 容 易 产 生 水分 的迁 移 导致
收稿 日期 ： ２ ０ １ ６ — １ ２ — ０ ５ ； 修回 日期 ： ２ ０ １ ７ — ０ ４ — ０ ６ 作者简介 ： 李志军（ １ ９ ７ Ｏ 一 ） ， 男， 山西 山阴人 ， 工程师 ， １ ９ ９ １ 年毕业 于山西省交通学校质量与检测专业 ， ２ ０ １ ７年毕业 于山
东交通学 院土木工程专业 。
２ 研 究方 向
程的影响，表面的冻结程度大大高于内部 的冻结程 度， 即使解冻仍然对冻伤没有恢复性。
３ ． ２ 运 营期 间 隧道 在建 成后 ，衬 砌结 构 主要承 受地 层压 力 和 防止 围岩 变形 塌落 ，隧道衬 砌 背后 的地下 水在 低 温 条件 下冻 结膨 胀产 生应 力 ，实质 上是 形成 了一 种 变
出口拌合站的上料仓 、料仓的传输皮带均采用建立 暖棚 的形式 进行 加热 ，预 热 温度 由混凝 土 的 出机温 度和人模温度计算确定 ；水加热是混凝土冬期施工 的关键工序 ， 拌合用水采用蒸汽锅炉预热 ， 加热温度
３ 混凝 土受 冻害 损伤 的原 因
５ ４ ７ ５ ． ７ ９ ｉ ｎ ， 右线进 口平面线形为直线 ， 接 圆曲线 ， Ｒ ＝ ６ ０ ０ ０ ｍ， 接直线 ， 再接缓和 曲线 ， Ｌ 一 １ ８ ０ ｍ， 最后 以 圆曲线 出洞 ， Ｒ＝ Ｉ ４ ０ ０ ｍ； 左 线 起 讫 桩 号 为
群洞条件下高海拔寒区隧道温度场分析及防寒技术研究
群洞条件下高海拔寒区隧道温度场分析及防寒技术研究群洞条件下高海拔寒区隧道温度场分析及防寒技术研究随着交通建设的不断推进，越来越多的隧道建设工程在高海拔寒区展开。
然而，高海拔寒区的气候条件极端恶劣，温度低、风寒多、冻融循环频繁，给隧道工程的设计、建设和运行带来巨大的挑战。
本文将重点分析群洞条件下高海拔寒区隧道的温度场，并探索相应的防寒技术。
一、高海拔寒区隧道的温度场分析1. 群洞条件下的温度变化规律在高海拔寒区，隧道内外温差大，且温度变化较为剧烈。
隧道开挖过程中，挖掘工作面会释放出大量的热量，导致隧道周围温度升高。
然而，一旦施工停止，隧道周围的温度会迅速降低。
此外，高海拔寒区受到寒冷空气和冷风的侵袭，进一步使得隧道内的温度下降。
2. 温度场的空间分布特点高海拔寒区隧道的温度场分布具有明显的空间规律。
隧道孔内呈现出由外向内逐渐降低的温度梯度分布，而且不同位置的温度变化幅度差别较大。
此外，隧道的纵向分布也会导致温度场的差异，通常隧道入口和出口处的温度较低，而中间部分的温度相对较高。
二、高海拔寒区隧道的防寒技术研究1. 隧道结构的保温措施首先，可以采用保温材料对隧道结构进行保温处理，减少温度传导。
其次，可以在隧道内壁铺设保温材料，形成保温层，以减少温度场的剧烈变化。
同时，在隧道断面较大的地方可以设置空气隔离层，减少外界寒冷空气的进入。
2. 隧道通风系统的改进高海拔寒区的隧道通风系统需要在保证新鲜空气供给的同时，降低冷风进入隧道的速度和功率。
可以通过合理设计进风口和出风口的位置和数量，改变通风风速，以减少冷风对隧道内温度的影响。
另外，对于长时间停工的隧道，应及时关闭通风系统，以避免室外低温空气的流入。
3. 加热系统的应用针对高海拔寒区的隧道，可以采用加热系统来提高隧道内的温度。
加热系统可以通过设置加热设备和调整供暖参数的方式，对隧道内空气进行加热，以维持较为稳定的温度。
此外，加热系统还可以预防冰冻结构的出现，保证隧道的正常通行和安全性。
研发高原高寒地区桥隧冻融劣化机理与防控技术
研发高原高寒地区桥隧冻融劣化机理与防控技术摘要随着我国高速铁路的快速发展，严寒铁路隧道冻害现象普遍存在影响了使用的性能，是困扰工程界的热点和难题。
通过研究桥隧冻融现象的劣化机理，研发桥隧的防控技术。
关键词:高原高寒地区桥隧冻融防控技术1 研发目的1.1 存在问题随着高速铁路的大力建设与持续运营,季节性冻土区路基冻融问题还将长期成为建设单位以及管养部门所需应对的主要问题之一。
桥隧冻融会造成土层产生体积膨胀，融化使土层变软产生沉陷，甚至土石翻浆，从而形成冻胀和融沉作用。
1.2 研发意义冻融对于桥隧施工会造成地面下沉，道路路基变形，威胁施工工人安全。
对施工进度造成延缓，影响了铁路的的快速发展。
2 冻融劣化机理2.1 混泥土冻融机理1945年, T.C.Powers提出了冻融破坏的静水压假说"。
假说认为,在冰冻过程中,混凝土孔隙中部分孔溶液结冰膨胀,迫使未结冰孔溶液向外迁移。
当孔溶液迁移流程长度过长,静水压力超过混凝:土材料的抗压强度时,混凝土发生破坏。
后来, T.C Powers和R.A.Helmuth联合提出的渗透压假说四认为,毛细孔中水的冰点与孔径有关,孔径越小，冰点越低。
未结冻孔溶液向已结冻大孔迁移。
1975年, Fagerlund提出了临界水饱和度理论凹。
该理论认为混凝土的水饱和度存在-一个与极限平均气孔间隔系数相对应的临界值,当混凝土水饱和度小于此临界值时,混凝土不会发生冻害,这个临界值称为混凝土临界水饱和度。
2001年，MJ.Setzer提出了微冰晶模型4,用“微冰晶泵”’效应较好地解释了随着冻融循环的进行,混凝土饱水度不断增加这一现象。
以上这些理论和假说为混凝土冻融破坏机理的研究奠定了理论基础。
慕儒等的研究凹解释了渗透压、最不利饱水度，微冰晶模型理论联合作用下的混凝土冻融循环条件下水分迁移和损伤机理。
研究认为,在冻融循环的降温过程中.混凝土试件表层大孔首先结冻,相邻未冻结小孔中水分向大孔迁移。
高寒生态脆弱区高速公路水土保持关键技术
工程技术
高寒生态脆弱区高速公路水土保持关键技术
赵俊喜 （交通运输部科学研究院，北京 100029）
摘 要 : 高速公路的建设是一项复杂的系统性工程，尤其是在高寒区域进行高速公路建设时除了需要考虑高速公以充分的考虑。高寒地区生态环境脆弱
１ 某高寒生态脆弱区高速公路建设项目
某高寒生态脆弱区的高速公路建设项目位于新疆天山区 域，工程建设项目全长约 56km，建设项目周边环境复杂且生态 较为脆弱，在高速公路的建设施工中需要进行路基、隧道、桥 涵、取土以及弃土等的多项施工作业。这个工程所经地质带结 构复杂、沿线需要跨越 3 种不同的地形地貌单元，全段所面临 的温度区间为 -36℃ ~40℃，温度跨越较大，区段年降水量在 0.2m~0.3m，年蒸发量为 1.2m~1.9m，年最高降水量可达 500mm， 工程项目会经过冻土区域，最大冻土深度为 1.7m。工程沿线跨 越海拔 2100m~2900m 的植被带，生态环境脆弱且复杂对高寒 生态脆弱区的高速公路建设中的水土保护提出了较大的难度。
２ 高寒生态脆弱区的高速公路建设中表土资源的保护
２．１ 高寒生态脆弱区高速公路建设中对表土资源所造成的 危害
公路项目沿线进行详细的地质、地形勘测用以合理地规划表土 作业流程，确保高速公路工程项目施工中表土剥离能够在确保 肥力的同时最大限度地控制表土性状改变的量。保持表土土壤 团粒结构，避免表土在堆放期间产生水土流失。在对高寒生态 脆弱区高速公路施工中表土的剥离一般采用推土机、铲车等工 程机械进行施工，表土剥离的厚度在 30cm±10cm 的区间范围 内，合理的规划表土堆放点并将表土堆放的高度控制在 500cm 范围内，为避免堆放表土出现水土流失与土壤风化，应尽量压 实堆放的表土并在其上覆盖防雨篷布，对于剥离的表土需要记 性合理的堆放、防护，避免出现压埋和浪费。二次清表时应结 合高寒生态脆弱区高速公路沿线植被资源分布的特点尽量将 地表植被一起保留在原地，减少对地表土的扰动。在桥梁或是 立交区、服务区的建设中应当尽量减少施工作业面积。高速公 路建设施工中涉及大量的临时用地用以取土、弃土，在对临时 用地进行水土保持恢复时首先对相关区域进行平整作业，将地 面的高差控制在 10cm 的范围内，而后进行表土回填作业，表 土回填的厚度约为 40cm，应同时考虑表土的沉降量，形成的地 表坡度控制在 20°以内，保证降水能够均匀分布不产生淤积， 能够快速排水避免形成水土流失。此外，在完成了高寒生态脆 弱区高速公路的建设施工后需要利用表土进行景观绿化建设， 将堆放在堆放场的表土运送至需要绿化的地点，而后对表土进 行杂质清除和无害处理，边坡绿化需要使用 70%±10% 的表土 并掺一定量的肥料进行充分的搅拌后形成铺设表土。而后在铺 设完成的边坡表土上播撒乔木、灌木的种子用以形成植被，做 好水土保持。
研发高原高寒地区桥隧冻融劣化机理与防控技术一
研发高原高寒地区桥隧冻融劣化机理与防控技术一、研发背景随着我国高速铁路的快速发展，高原高寒地区铁路桥隧冻融现象普遍存在影响了使用的性能，是困扰国内高原高寒工程界的热点和难题。
通过研究桥隧冻融现象的劣化机理，从而研发桥隧的防控技术。
青藏铁路的建成，促进了西藏和东部地区的连接与沟通。
青藏铁路成功的关键在于解决了路基的冻土问题和桥隧冻融问题，而桥隧冻融问题不仅是青藏地区而且是高原高寒地区所有特有的病害之一。
在国内“十四五”铁路科技创新规划中就曾提出深化风险控制理论研究，开展基于风险控制理论的防灾减灾选线与总体设计技术攻关，研发重大地质灾害特征早期识别及趋势智能识别技术，全面增强铁路工程风险管理水平。
发展基础设施灾害防治及能力保持技术、应急抢修技术，提升防灾及抢修效率，提升铁路工程防灾减灾技术水平。
所以解决高原高寒地区桥隧冻融劣化机理与防控技术非常重要。
下面列举两个国内施工的高原高寒地区铁路桥隧冻融现象：（一）新疆的天山二号公路隧道：这个隧道的长度为1O07m米，总投资超过5480万元，然而在1988年8月底修建完成之际，就遭遇了严重的渗漏问题。
到了9月份，由于道路表面出现了结冰和洞口悬挂的冰块，导致车辆无法正常通行。
由于多年的冻融侵蚀，这个隧道现在已经无法正常运行，几乎已经废弃。
（二）甘肃七道梁公路隧道：甘肃七道梁公路隧道，在1989年修建完成后，每当冬季来临，排水沟就会冻结，导致隧道的排水系统无法正常使用。
同时，隧道的衬砌也会因为冻胀而产生裂痕，这使得隧道的混凝土开始出现裂痕，从而引发隧道漏水和路面结冰，这对行驶安全造成了严重威胁。
二、高原高寒地区桥隧冻融劣化机理（一）混凝土冻胀破坏混凝土中的冻胀破坏主要是由于水分冻结引起的。
当混凝土中的水分温度降至0℃以下时，水分开始结冰，结冰后水会膨胀，使得混凝土内部形成很大的应力，若该应力大于混凝土的强度，则混凝土会出现破坏.1.冻胀破坏的类型（1）表面破坏：混凝土表面出现鼓起和剥落现象。
研发高原高寒地区桥隧冻融劣化机理与防控技术一
研发高原高寒地区桥隧冻融劣化机理与防控技术一、引言“十四五”时期是我国铁路事业发展的重要阶段，铁路科技创新将成为推动铁路事业发展的重要动力。
高原高寒地区桥隧冻融劣化问题长期困扰着我国铁路建设与运维，对铁路安全造成严重影响。
我国高原高寒地区铁路桥梁和隧道工程在建设和运营过程中，受到冻融作用的影响较大。
冻融作用导致桥隧结构劣化，影响其使用寿命和安全性能。
因此，研究高原高寒地区桥隧冻融劣化机理及防控技术具有重要的理论和实践意义。
为了提高高原高寒地区桥隧工程的耐久性和安全性，提升铁路运输服务质量，我国铁路部门启动了“十四五”铁路科技创新规划项目，致力于研发高原高寒地区桥隧冻融劣化机理与防控技术，对高原高寒地区桥隧冻融劣化机理与防控技术进行深入研究，为实际工程应用提供科学依据。
二、高原高寒地区桥隧冻融劣化机理1. 冻融作用原理冻融作用是指在一定的环境条件下，水在混凝土桥隧结构内部和表面反复冻融，导致混凝土内部微裂缝扩展、结构强度降低的过程。
冻融作用的原理主要包括水在混凝土内部的膨胀作用和冰晶的挤压作用。
2. 冻融劣化机理（1）水在混凝土内部的膨胀作用：当水进入混凝土内部后，在低温环境下，水凝固成冰，体积膨胀，导致混凝土内部产生应力。
随着冰的膨胀，混凝土内部微裂缝逐渐扩展，导致结构强度降低。
（2）冰晶的挤压作用：在冻融过程中，混凝土内部的冰晶随着温度的变化而生长，对周围混凝土产生挤压作用。
长期挤压导致混凝土结构局部损伤，进一步降低结构强度。
三、高原高寒地区桥隧冻融劣化影响因素1. 环境因素（1）气温：气温是影响冻融作用的关键因素，直接影响混凝土内部水分是否结晶。
气温低于冰点时，混凝土内部水分易结晶，导致冻融作用加剧。
（2）湿度：湿度是影响混凝土内部水分迁移的重要因素。
湿度较高时，混凝土内部水分易迁移至表面，加速冻融作用。
（3）风速：风速影响混凝土表面水分蒸发速度，风速较大时，混凝土表面水分蒸发较快，导致冻融作用加剧。
研究高原高寒地区桥隧冻融劣化机制与防控机制一
研究高原高寒地区桥隧冻融劣化机制与防控机制摘要：高原高寒地区，隧道施工处于低气温、低气压的施工环境中，比之一般地区，混凝土在施工中和运营期间的冻融破坏、内燃动力设备的效率降低、施工中的通风排烟等均需采取特殊的施工措施。
随着我国铁路快速发展，冻土严寒已经严重影响了铁路的性能，急需新技术来解决这一铁路难题。
铁路是综合交通运输系统的骨干，是建设现代化经济体系的重要支撑，是全面建设社会主义现代化国家的先行领域。
铁路科技创新是国家科技创新体系的重要组成部分，是引领铁路发展的第一动力。
为持续推进铁路科技创新，推动铁路高质量发展，支撑科技强国、交通强国建设，根据国家和行业相关规划部署，制定本规划。
一．桥隧冻融劣化机制混凝土冻融破坏，是由于混凝土中的水受冻结冰后体积膨胀，在混凝土内部产生应力，由于反复作用或内应力超过混凝土抵抗强度致使混凝土破坏。
铁路在冻土的冻结和融化反复进行的作用下，路基会出现翻浆，冒泥，沉降变形等现象，使得钢轨扭曲变形，变得高低不一，给列车行车带来严重危害。
二．研究目的1.为解决冻土冻结和融化给铁路行业带来的折磨，增加铁路使用寿命，减少冻土给人工带来的伤亡，实际冻土情况减缓了铁路施工速度，阻碍铁路的发展。
2.冻融劣化机制影响全球铁路的发展，研究此机制，为了更好的解决现有的实际情况和展望未来的发展前景。
三．混凝土的冰冻破坏1.混凝土的冰冻破坏混凝土或钢筋混凝土是隧道衬砌中采用的最普遍的材料，也是维持隧道功能的主要结构体。
因此，研究隧道的冻害，首先要考虑混凝土的冻害。
混凝土的冻害最常见的表现形式是开裂和剥落。
混凝土冻害在硬化过程中可分为以下两种情况:(1) 从混凝土灌注后到凝结硬化初期阶段受到的冻害;(2)硬化后的混凝土因冻融反复作用而受到的冻害。
我国的《混凝土施工规范》中明确要求混凝土在输送和养护过程中混凝土不得受冻，因此，本文对第一种情况刁祠再考虑，文中提到的混凝土冻害均指硬化后混凝土的冻害。
高寒地区混凝土冻融破坏演化规律与劣化防控研究
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高海拔严寒地区隧道冻害研究现状及展望
高海拔严寒地区隧道冻害研究现状及展望乔雄;杨小龙;冯勇【期刊名称】《隧道建设（中英文）》【年(卷),期】2024(44)2【摘要】针对高海拔严寒地区隧道冻害问题,结合隧道冻害的相关研究,从冻害类型及原因分析、冻害机制、温度场、处置措施等4个方面的现状进行阐述和分析,对当前研究存在的不足和未来的发展方向进行探讨。
主要成果为:1)通过对高海拔严寒地区隧道工程实例进行分析,总结4种冻害类型及4种冻害原因;2)基于含水风化层冻胀理论、整体性围岩冻胀理论、衬砌背后积水冻胀理论、裂隙水冻胀理论等4种冻胀理论,建立多年冻土区以整体性围岩冻胀理论为主、季冻区以裂隙水冻胀理论为主的多理论联合分析的方法;3)温度场研究方法分为现场监测、理论解析、模型试验、数值模拟等4种,其中现场监测是对洞内外温度进行监测,而理论分析、模型试验、数值模拟则是对监测结果进行验证分析;4)冻害处置措施有防排水措施、保温防寒措施、抗冻措施等3种,防冻的关键是将三者相结合进行综合治理;5)指出冻害机制适用性、温度场研究方法现状、处置措施适用性等方面的不足,未来应在高海拔严寒地区建立多种冻胀理论、多种研究方法综合应用的研究体系,并在隧道防排水、保温防寒、抗冻等方面给出处置措施。
【总页数】48页(P233-256)【作者】乔雄;杨小龙;冯勇【作者单位】兰州理工大学土木工程学院;兰州交通大学土木工程学院【正文语种】中文【中图分类】U45【相关文献】1.严寒地区拉脊山隧道冻害防治措施2.严寒地区高速铁路隧道冻害整治及隧道防冻设计优化3.高原严寒地区高铁隧道渗漏水及冻害整治4.严寒地区客运专线隧道冻害预防技术和管理措施探讨5.高海拔严寒地区隧道冬期施工供暖技术研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
2018年基础研究计划申报指引-青海科技厅
2018年度基础研究计划申报补充指南一、计划定位与要求基础研究计划包括自然科学基金、应用基础研究和软科学研究。
（一）自然科学基金围绕青海省贯彻《国家创新驱动发展纲要》实施方案和《青海省“十三五”科技创新规划》重点战略目标和任务，瞄准国际前沿和新兴前沿开展基础研究，为我省优势特色学科和新兴战略学科发展奠定基础。
重点支持学科带头人、优秀青年科技人才、高端创新人才“千人计划”中的科技创新人才和创新团队。
自然科学基金面上项目申请人须是学科带头人或高端科技创新人才；青年项目申请人须是35岁以下（女性37岁以下）且未曾获得过省级科技计划项目资助的优秀青年博士；创新团队项目须是高端创新人才“千人计划”中的创新团队或其它科技创新团队。
（二）应用基础研究计划围绕青海省贯彻《国家创新驱动发展纲要》实施方案和《青海省“十三五”科技创新规划》重点战略目标和任务，针对我省经济和社会发展需求，以解决战略性新兴产业和重点领域科技发展中的重大关键科学问题开展基础研究。
重点是开展盐湖化工、新材料、新能源、高原医学、生态畜牧业等领域的基础研究，为我省产业结构优化升级、高原生态系统功能恢复、高原特色农作物综合利用、盐湖资源高效利用、高原重大疾病防治等提供技术支撑和储备。
（三）软科学研究计划深入贯彻全国科技创新大会精神，按照《青海省贯彻<国家创新驱动发展战略纲要>实施方案》和《青海“十三五”科技创新规划》重点战略目标和任务要求，围绕深化科技体制改革、推进以科技创新为核心的全面创新、优化创新环境、促进八大绿色产业技术体系支撑经济发展转型升级、创新型省份建设、推动农业高新技术产业示范区、科技创新人才队伍建设等方面，开展科技政策与对策研究，为我省经济社会发展提供具有可操作性的决策参考。
青海省省外单位申请软科学研究计划项目须与青海省省内单位合作。
软科学研究计划实施期限原则上为1年。
二、支持方向（一）自然科学基金、应用基础研究计划1、资源与环境科学领域（1）青海典型生态功能区的生态界面过程与调控机理研究。
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研发高原高寒地区桥隧冻融劣化机理与防控技术一、隧址所在区域自然环境高原是指海拔高度在500m以上的地区，世界高原分布甚广,连同所包围的盆地一起，大约占地球陆地面积的45%。
中国境内有青藏高原、云贵高原、内蒙古高原、黄土高原等四大高原。
青藏高原地势高，平均海拔4000m以上，多雪山冰川;云贵高原地形崎岖不平,海拔1000~2000m,多峡谷及典型的喀斯特地貌;内蒙古高原是蒙古高原的一部分,海拔1000~1400m;黄土高原是世界著名的大面积厚层黄土覆盖的高原，海拔800～2500m,沟壑纵横，植被少,水土流失严重为世界罕见。
高原地区长期面临着多年冻士的地质构造，高寒缺氧、千旱少雨的环境和脆弱的生态等世界铁路建设难题。
我国高原铁路建设由于纬度低、海拔高、日照强烈、地质构造运动频繁等特点，与普通地区相比较，接受太阳辐射多，日照时间长，气压低，氧气含量少气侯环境相对恶劣;受河流和冰川的侵蚀和切割作用明显,地质条件相对复杂,生态环境相对脆弱;普遍人口稀少，交通闭塞，物流不畅,建筑资源相对匮乏,增加了铁路建造技术难度，因此对高原铁路建造技术进行系统研究总结，对高质量建设我国高原铁路，有效推动铁路沿线城市的文化交流和经济发展有着重要的现实意义。
二、桥涵工程施工技术（一）桥梁施工关键技术1.低温环境下早强高性能混凝土施工技术在高原多年冻士区进行混凝土施工，面临着高原缺氧、负温施工、冻士和环境保护等多方面的难题，混凝士施工技术方案必须体现以人为本、成熟有效、安全可靠、顺应环保的指导思想，桥梁下部结构混凝士选用DZ系列低温早强高性能混凝士，其主要性能特点是：（1）超塑化：在坍落度200mm条件下，混凝土不泌水不离析，便于施工，易于密实。
（2）负温增强效果明显：在单位胶凝材料用量相同条件下，DZ型混凝士在规定温度为-20°C 的条件下，7d 和28 d 的抗圧：度比同期基准混凝士分別提高20%～40％和10%~25%. （3）对冻士层的热挠动小;当人模温度在5C左石时，离钻孔灌注桩表面20cm 处冻土的最大温升为3℃,离桩表面1m处冻士的最大温升为0.66°C,离桩表面2m处最大温升为0.21°C(去除环境温度影响因素）。
（4）坍落度保持适宜：当初始坍落度为200~210mm时,1h后混凝土的坍落度可保持在180~200mm。
（5）使用温度范围广：可满足不同季节、不同使用环境条件的混凝士施工，适用温度范围为10°C~20°C。
（6）高耐久性：坍落度达200mm左右时，混凝士的抗冻融循环次数达300次以上;采用适当配比配制的混凝士能耐极限浓度达1500mg/L的硫酸盐腐蚀;氯离子渗透值不超过1000库仑;耐风蚀磨耗率小于0.5kg/m’;可使骨料的碱-硅酸反应膨胀率降低50%以上。
2.高寒地区预制梁运架技术（1）预制梁主要特点：针对高原多年冻土区专门设计专用桥梁，主梁仍采用分片工梁,两片梁组成一孔,但与一般地区的同类桥梁相比，其主要特点如下：①加大了桥梁外形尺才：梁顶宽从1.92m增大到2.07m;两片梁腹板中心距从1.8m增大到2.0m，目的是增强稳定性和抗震性，增加桥面道作数量，利于桥上轨道线路的维护保养。
②提高了混凝土强度及弹性模量指标：普通高度梁梁体混凝土强度从C40提高为C50,封端混凝士强度从C35提高为C40,弹性模量指标从34GPa提高到35.5GPa。
③增加了梁体钢筋用量：平均每孔梁增加Q235及HRB335结构钢筋约1000 kg。
④专门针对高原桥梁提出了混凝士耐久性能八项指标即抗冻融循环、抗渗性、护筋性、抗裂性、抗氯离子渗透、耐腐蚀性、抗碱骨料反应、耐风蚀性。
梁体混凝土,必须满足以上八项耐久性指标。
⑤为使梁体混凝士满足强度、弹模、外形外观等常规指标要求和耐久性能达标,生产条件和生产工艺要求更为严格，质量要求更高。
高原铁路耐久性T梁,8m、12m、16m桥梁采用先张法预制，其原因是先张法预应力混凝士梁克服了普通钢筋混凝土梁梁体笨重和后张法预应力混凝士梁工艺复杂的缺点而在中小跨度中得到广泛运用。
（2）制梁基地设计基本思路①三通一平:电力采用满足负荷的发电机组供电，电力线路架空。
水买用地下水井，深井泵抽水使用;高原高寒地区施工供热设备是重点，通过计算使用多台锅炉供热，保证人员供暖和创造低温下施工的条件。
高原高寒地区土方平整必须注意场地的排水，避免雨季山洪对施工造成影响。
同时必须注意环境保护，土方挖掘时，先要进行草皮移植，所有的弃士须按照要求倾倒至指定地点。
②后勤医疗保障：制梁基地处在青藏高原无人区,缺氧严重，医疗条件极差。
为体现“以人为本”，首先建立医疗站、供氧站和高压氧舱，制定强制吸氧制度，保证参建人员身体健康;其次建立员工生活区，使用生活锅炉保证供暖，基地其各良好的生活设施和丰富的精神文明生活。
3.梁场平面布置针对不同梁场生产任务的多样性以及桥染预制在一段时期内某种梁型需求十分集中但其他品种生产同样缺一不可的情况，为便于根据实际情况对产量进行调整及多品种情况下装车发运桥梁，制梁基地可采用纵向或横向的工艺平面布置。
梁场布局充分考虑多梁型情况下生产和存梁移梁发运的关系,符合施工工序操作实际,确保能够有力地提高施工效率,保证桥梁及时供应。
4.梁场建设高原铁路工梁在预制场标准化预制,需要关注在高原地区多年冻土区域进行预制场设置过程，预制台座与存染基础尽量选择桩基础，场地必须硬化,排水设施要完善。
8~16m工梁,选择现场制梁提前预架方案;24~32m工梁,由大型专业制梁厂预制,轨道车运输,架桥机架梁。
三、隧道工程施工技术（二）寒区隧道冻害处治技术（1）寒区隧道冻害类型及成因分析1.衬砌漏水和挂冰在地下水较丰富的区域，当隧道衬砌背后的纵向或环向排水设施有缺陷时，水就会沿着衬砌中的裂缝浸出，这种裂缝可能是施工缝，也可能是由于衬砌施工质量不佳而产生的不规则裂缝。
当气温下降到。
°C以下，浸出的水产生冻结,水冻成冰后的固态体积要比液态状态下增加9%左右，体积的增大导致其产生很大的冻账力，裂缝中的结冰就会对裂缝产生很大的挤压力，导致裂缝变宽甚至破坏，浸水通道越来越宽,循环迭代,村砌背后的水源源不断流向隧道内，在隧道内形成悬挂的冰条，严重威胁列车运行安全,所以预防冻害第一步是必须保证隧道不渗漏。
2.隧底冒水、积冰冻胀在隧道底部积存的地下水,其往往带有一定的压力,当隧道侧排水沟、中心排水沟中的水冻结堵塞或者施工质量问题导致其排水不通畅时,地下水就会从隧道底部漫出，当水压较大且水量较多时，就会有大量水进人隧道，在地板上形成一层厚厚的结冰,影响行车安全,有的甚至淹没轨道，造成严重事故隐患。
3.衬砌开裂、酥碎、剥落耐砌开裂、酥碎、剥落主要是温度作用下的热胩冷缩和水冻结作用下的冻账力引起的。
寒区环境下隧道的裂缝形式主要有环向裂缝、纵向裂缝和斜裂缝。
环向裂缝在寒区隧道中出现的较多,大多由施工缝开裂造成,其对衬砌受力影响不大，但是可能会出现漏水和挂冰，也影响讨砌结构耐久性。
纵向裂缝和斜裂缝与衬砌结构形式有关联,相对而言，直墙结构更容易出现此类裂缝，其会严重影响隧道衬砌的受力稳定性。
4.洞门墙开裂洞门墙开裂是隧道冻害中较为普遍的一种病害形式。
严寒地区隧道沿线温度分布特点是洞口温度最低，向内温度逐渐升高。
而洞门墙完全暴露在寒冷环境中，妥温度应力影响较大，当墙背后有积水时，受冻胀力影响就很明显。
最重要的是，在暴露的环境下泥凝土浇筑温度无法保证,后期养护也很难达到要求,各种因素导致洞门墙已经成为隧道的一个薄弱环节，其开裂概率很大，已经成为寒区隧道建设中必领要重视的一个问题。
5.排水系统冻结排水系统冻结往往会引起严重的隧道冻害事故。
严無地区隊道防冻害排水系统主要有侧排水沟、中心排水沟和泄水洞，这些排水结构如果设计不合理或施工不到位，或者保温设施设置不合理，将会导致内部水发生冻结堵塞，丧失其排水能力，这是奕区隧道建设必须要杜绝的问题。
6.洞口热融滑塌在冬术春初委节或者昼夜温差较大的地区，洞口边坡上的积雪会在白天融化晚上结冰，在这种冻融循环作用下，边城士体的力学参数尤其是抗剪强度会降低从而发生边坡滑塌。
（2）寒区隧道防冻害措施研究保温层是目前预防隧道冻害最常用的措施，具有施工便捷、效果好、造价低廉等优点。
保温层不是所有严寒地区都能使用，一般用于最低月平均气温在一15°C~5℃之间的地区。
对于最低月平均气温超过上达范围的，在隧道两端可能无法保证衬砌温度在0℃以上,需要在两端一定长度范围采取供热措施。
保温层施工方法主要有表面喷涂、表面铺设和中间铺设。
表面喷涂法是通过气压将含有保温材料、胶凝材料及速凝剂等的混合物喷射到隧道衬砌表面,黏结凝固后形成一层保温隔热膜。
表面铺设法是将提前制作好的保温板错固到隧道的初期支护或二次衬砌表面，形成保温隔热层。
中间铺设法是使用胶黏剂和错固剂等,将提前制作好的保温板固定到隧道衬砌表面,形成保温隔热层，然后再洗筑一层衬砌混凝土。
四、后勤保障体系（一）后勤保障意义（1）奠定基础保障性后勤保障工作在整个施工单位日常经营管理中发挥基础保障性的职能，尤其是在高原特殊和复杂的自然条件下，后勤工作对保障铁路建设的顺利开展更凸显其重要性。
后勤工作为施工企业资产管理、工作环境美化等提供管理和服务保障;为施工员工生活、健体、医疗、提供物资和服务保障;为施工企业应急预案提供配套物资、通信等保障。
（2）促进协调服务性高原地区的自然条件给铁路建设协调开展提出了更多的挑战。
后勤保障要实现资源优化配置和使用,实现存量资源、新增资源的科学规划和统筹配置，以推进资源统一管理和集约配置。
为了协同应对高原边陲地区铁路建设和开发的困难，同一地区基地和中心之间的资源统筹协调和共享共用尤为重要。
高原后勤保障以服务为宗旨，系统协调后勤职工的工作，为企业和员工的职能活动提供有效的物质保障，保证各部门工作的有序开展。
（3）塑造企业形象性铁路设施建设属于公共基础设施建设的范畴，与人民群众的根本利益有最直接的关系,尤其高原边陲地区,铁路建设从根本上影响着当地社会和经济的发展。
后勤工作每时每刻体现着企业的形象，例如，整洁的办公环境和营业场所、设施齐全的活动场所、整洁卫生的职工食堂等都代表着企业形象。
尤其是后勤人员工作和服务的周到、规范，生动体现着企业形象，也会通过一线员工传递到社会之中。
（二）后勤保障的特点、难点（1）经济发展滞后，物资就地筹措难高原寒区以农牧业为主,产业发展质量和效益不高，物产不丰,物资缺之,就地筹措物资和器材等十分困难。
然而,由于高原后勤保障的现实需要，对物资的需求量、品种等要求更高。
一是建设人员在恶书的高原环境下体力消耗较大,产生保暖需求和饮食需求,除了要有主副食品供应外，还应有一些高原特需的物资器材;二是因气候复杂多变带来的保障物资供给的品种异常繁杂，寒区、温区乃至热区物资应一应俱全;三是环境恶劣使得物资的自然损耗严重、使用时间缩短、运转周期加快，后勤保障实施时既要考虑储备需求，又要考虑发生在过程中的损耗。