由中交二公局第四工程有限公司承建的西藏S5線拉薩至澤當(dāng)快速路工程圭嘎拉隧道主線全程12.8km，設(shè)2座分離式斜井，平均海拔超過4200m。西藏S5線為西藏自治區(qū)“十三五”時期的項目，承擔(dān)著強化自治區(qū)路網(wǎng)支撐的任務(wù)。建設(shè)S5線快速通道是推進拉薩山南一體化、打造西藏經(jīng)濟核心區(qū)的重要舉措，是建設(shè)藏中1小時經(jīng)濟區(qū)、全區(qū)3小時經(jīng)濟圈和 3小時綜合交通圈的重要環(huán)節(jié)。

圭嘠拉隧道為設(shè)計80km/h一級分離式雙洞四車道公路隧道，兩洞相距11—30m，隧道埋深約1152m。隧道路面設(shè)計高程為4248m(進口) —4117m( 出口)，其中洞內(nèi)路面設(shè)計高程4270.966m。 隧道 左洞全長12790m，右洞全長12782m。隧道設(shè)計2座分離式雙洞通風(fēng)斜井，1# 斜井全長2440m，坡度為12%。2#斜井全長1800m，坡度為11.5%。

生產(chǎn)創(chuàng)新

機械化應(yīng)用 圭嘎拉隧道在施工過程中面臨著高寒、高海拔、缺氧等惡劣的自然條件，同時還面臨著淺埋、偏壓、瓦斯、涌水、巖爆等惡劣的地質(zhì)條件，為了克服這些困難，二公局人積極發(fā)揚“海拔高境界更高、缺氧不缺精神”的作風(fēng)，按照“機械化換人，智能化減人”和“多使用電力，少使用內(nèi)燃機”的原則，引進新型作業(yè)設(shè)備，降低工人作業(yè)強度，降低原材消耗，改善作業(yè)環(huán)境，實現(xiàn)了隧道開挖掘進的無縫銜接。

引進三臂鑿巖臺車、濕噴機械手、銑挖、電動裝載機、電動挖掘機、錨桿臺車、自行式液壓棧橋、智能澆筑襯砌臺車、除塵臺車等設(shè)備，以三臂鑿巖臺車代替人工打眼，降低工人作業(yè)強度；以濕噴機械手進行噴射混凝土作業(yè)，嚴(yán)控噴射混凝土質(zhì)量；以銑挖機進行超欠挖控制，減少噴射混凝土超耗；以電動裝載機進行出渣作業(yè)，減少尾氣排放，改善洞內(nèi)作業(yè)環(huán)境。

工藝推廣 在爆破方面，為了更好地控制隧道的超欠挖，減低噴射混凝土消耗，充分發(fā)揮炸材的有效能量，項目采用了光面爆破技術(shù)、聚能管爆破技術(shù)、水袋堵塞炮孔技術(shù)，既降低了原材的消耗，減少了打眼數(shù)量，又使隧道超欠挖得到了有效控制。

在通風(fēng)方面，利用“巷道式”通風(fēng)與噴淋降塵、除塵臺車相結(jié)合的方式，保障洞內(nèi)人員氧氣需求、縮短爆破后的通風(fēng)時間，為下步工序的盡早施作提供了便利條件。

在Ⅳ級圍巖全斷面法開挖方面，為了真正發(fā)揮“新奧法”設(shè)計理念，充分實現(xiàn)機械化作業(yè)，項目部通過現(xiàn)場監(jiān)測、專家論證、超前加固等手段，將設(shè)計指導(dǎo)的Ⅳ級圍巖開挖采用臺階法改為全斷面法，提高了機械化應(yīng)用水平，減少了作業(yè)人員數(shù)量，加快了施工進度。

新材料應(yīng)用 波紋鋼腹板。為了解決鋼筋混凝土中隔板施工難度大、安全風(fēng)險高、施工效率低下問題，項目創(chuàng)新設(shè)計材料和施工方法，采用裝配式波紋鋼板替代薄壁鋼筋混凝土板用于斜井中隔墻施工。

高分子復(fù)合材料新材料。為了解決目前隧道水溝電纜溝蓋板自重大、安裝效率低、容易缺棱掉角、質(zhì)量不容易控制等問題，項目使用高分子復(fù)合材料替代傳統(tǒng)的鋼筋混凝土材料，實現(xiàn)了工廠化、機械化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，具有成本低、重量輕、運輸便捷、易裝配、防打滑、強度高、韌性好等優(yōu)勢。

信息化技術(shù)應(yīng)用 為實現(xiàn)隧道施工可視化管理，及時反映隧道安全狀態(tài)，洞口管理室設(shè)門禁系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、人車分離系統(tǒng)、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)。同時，項目利用revit 軟件建立圭嘎拉隧道三維BIM 模型，通過可視化模型便于項目了解施工難點、進行技術(shù)交底；使用BIM5D管理系統(tǒng)使項目更加有效地對進度、安全、質(zhì)量及物資材料進行管理，通過二維碼、PC端及web端，項目管理人員可以時時刻刻了解項目情況。

為了保證工程施工質(zhì)量，實現(xiàn)精細(xì)化管控，項目利用 BIM 技術(shù)直接進行三維建模，將混凝土、鋼筋、預(yù)埋件等各種配件在模型中如實反映，實現(xiàn)構(gòu)件加工精細(xì)化管理，提升施工過程經(jīng)營管理效能，強化加工管理流程化、標(biāo)準(zhǔn)化。

科研創(chuàng)新

降低噴射混凝土回彈率 針對高原特長隧道特點，為提高噴射混凝土的耐久性，降低其回彈量，項目組成科技攻關(guān)小組，成功得出一套適用于高海拔地區(qū)降低隧道濕噴混凝土回彈率的配合比，濕噴回彈率由之前的 29%降低至 4.5%，具有很大的推廣價值。

提高混凝土耐久性 為克服高海拔環(huán)境下襯砌混凝土結(jié)構(gòu)的體積穩(wěn)定性和耐久性差，極易發(fā)生開裂、滲漏和凍融破壞等問題，項目與長安大學(xué)合作展開科技攻關(guān)，掌握了高性能濕噴噴射混凝土、防凍抗?jié)B耐腐蝕二襯混凝土的材料設(shè)計與制備關(guān)鍵技術(shù)；成功開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)、達(dá)到水平的“防凍抗?jié)B復(fù)合泵送劑”；成功攻克了大斷面隧道結(jié)構(gòu)中混凝土在嚴(yán)酷工作環(huán)境下耐久性的關(guān)鍵技術(shù)。

改善混凝土力學(xué)性能 高原環(huán)境下的極端氣候交互作用極易導(dǎo)致新澆筑混凝土結(jié)構(gòu)物內(nèi)外濕度梯度和溫度梯度的快速增大，更易產(chǎn)生混凝土的開裂與松散，引起結(jié)構(gòu)物的滲漏和凍融破壞等耐久性問題。為此，項目與長安大學(xué)展開科技合作，成功研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的耐鹽型混凝土內(nèi)養(yǎng)護材料并成功應(yīng)用，改善了混凝土的后期力學(xué)性能，通過后期觀測發(fā)現(xiàn)，裂縫數(shù)量減少50%以上，混凝土的早期抗裂性顯著提升，大幅減小養(yǎng)護和維修成本。