更新时间：2024-09-21 05:23
关角隧道，是由中铁第一勘察设计院集团有限公司设计，中国中铁隧道集团、中铁十六局集团有限公司建设的双洞单线隧道，位于青海省天峻县和乌兰县境内的关角山，青藏铁路天棚站至察汗诺站之间，全长32.69公里，2014年底，新关角隧道开通运营。
1958年，老关角隧道正式开工建设。1961年工程被迫停工。1974年3月，老关角隧道开始建设。1978年隧道通车后，发现整体道床开裂上，不到两年道床抬高达300毫米，水沟破裂，边墙脱落变形，拱顶裂纹掉块，局部边墙侵限等病害，威胁行车安全。1984年年底又发现未换仰拱地段的整体道床陆续裂纹上臌，两轨面水平误差达60毫米并发现拱顶掉块，边墙开裂，墙脚疏松脱落等病害。2007年11月6日，新关角隧道全面开工。2011年9月1日，世界高海拔第一长隧关角隧道进口段1号斜井与2号斜井I线正洞顺利贯通。2014年4月16日，新关角隧道双线正洞全线贯通。6月30日，新关角隧道调试完成并开通天棚至察汗诺区间电气化。该隧道的建成将打破入藏铁路瓶颈，极大提高青藏铁路运量。
关角隧道相继获得了2016年度国际隧道与地下空间协会（ITA）重大工程奖，年度国际咨询工程师联合会FIDIC优秀工程奖，年度国家铁路局优秀工程设计一等奖、优秀工程勘察一等奖等奖项。2024年5月8日，关角隧道入选全球隧道工程评选。
1958年，老关角隧道正式开工建设。由于受到当时艰苦自然环境、施工技术条件等因素的制约，1961年工程被迫停工。1974年3月，老关角隧道开始建设。由原铁道兵承担施工。打开封闭13年的洞口。历时一年半，共清出弃碴杂物近50000立方米，接着开始掘进上导坑。1977年6月16日完成主体工程，同年8月15日铺轨通过隧道。1978年隧道通车后，发现整体道床开裂上臌，不到两年道床抬高达300毫米，水沟破裂，边墙脱落变形，拱顶裂纹掉块，局部边墙侵限等病害，威胁行车安全。1983年5月，整治病害后，1984年年底又发现未换仰拱地段的整体道床陆续裂纹上臌，两轨面水平误差达60毫米并发现拱顶掉块，边墙开裂，墙脚疏松脱落等病害。经多方调查论证，查明道床上臌是因为隧道底部地层中含有大量遇水膨胀的绿泥岩、蒙托石等。从1990年开始，拆除上臌地段的整体道床，增加钢筋混凝土仰拱，铺设轨枕板。同时拆除部分边墙，再次进行衬砌后压浆补强，对部分边墙拱顶进行小锚杆挂网喷浆加固。为根除隧道两端路基冻害，还对进出口段路堑内道床下路基土质彻底换填，增设了防寒保温排水沟。
2007年11月6日，新关角隧道全面开工。用钻爆法施工，全长32.645公里，由中铁第一勘察设计院集团有限公司负责设计，新关角隧道设计为两座平行的单线隧道，设计速度为每小时160公里，两线间距40米，均位于直线段上共设置了11座斜井（合计15.26公里）及9.8公里的平行导坑辅助正洞掘进，建设总工期为5年。2011年9月1日，世界高海拔第一长隧关角隧道进口段1号斜井与2号斜井I线正洞顺利贯通。全长32.645公里、双线双洞的关角隧道是青藏铁路西（宁）至格（尔木）铁路增建第二线工程的控制性工程，十六局集团承建进口段17.372公里，管段工程、水文地质极其复杂，不仅存在连续砂层段、长大段岩溶、断层，而且地下涌水量之大极为罕见，全管段日涌水最大可达32万立方米。
截至2013年4月25日，中国在建最长铁路隧道、世界高海拔第一长隧新关角隧道正洞完成开挖61382.8米，占设计的94%。3月20日，由中铁十六局集团一公司承建的青藏铁路西格二线控制性工程关角隧道4号斜井与5号斜井Ⅱ线实现零误差贯通，标志着世界高海拔第一铁路长隧Ⅱ线全线贯通。2014年4月16日，新关角隧道双线正洞全线贯通。6月30日，新关角隧道调试完成并开通天棚至察汗诺区间电气化。该隧道的建成将打破入藏铁路瓶颈，极大提高青藏铁路运量。同年年底，新关角隧道开通运营。
老关角隧道全长4.01公里，平均海拔3600米，需要穿过10条断层带。新关角隧道全长32.69公里，平均海拔3500米，采用两条线间距40米，分离式平行单线隧道结构，无砟轨道和整体道床设计，中国铁路高原隧道长度首次突破30公里，开创了高海拔地区修建超长隧道的先例，也是目前世界高海拔第一长隧。新关角隧道由原来的时速60公里提升到时速140公里，通过时间从2小时缩短至20多分钟。
从老关角隧道口到察汗诺共有3个车站，其间有4组展线，包括两个8字形展线、一个螺旋形展线和一个马蹄形展线。
新关角隧道区域内年平均气温-0.5 ℃,极端最低气温-35.8 ℃。隧道区岩浆岩、沉积岩、变质岩同时出现，岩性变化频繁。位于新构造活动强烈的青藏高原东北缘，区内断裂及褶皱发育，由f3、f17、f20、f22、f23、f25断层组成的二郎洞断层束长达3 000 m，存在应力集中现象，灰岩地层岩溶裂隙水发育，隧道洞口段还穿越550 m细砂地层。
新关角隧道位于新构造活动强烈的青藏高原东北缘,建设过程中多个区段发生了大变形。采取的技术措施如下：
1)调整隧道开挖轮廓边墙曲率，使结构趋于圆形，改善受力状况；
2)加强初期支护的钢架、喷混凝土厚度及锚杆长度；
3)加大预留变形量，允许适度变形；
4)针对水平应力大、水平收敛变形大的特征，采用不等厚结构控制隧道变形，仅加厚隧道边墙，针对性地加强抵抗水平荷载的能力。
新关角隧道在穿越河沟时，发生了高压涌水。施工中除采用多级泵站进行排水外，还实施了超前预注浆堵水。在线状涌水发育的段落，开挖后采用高分子化学材料实施了径向注浆堵水。
为克服高海拔缺氧环境造成的施工效率下降和职业健康保障问题，主要采取了如下技术措施：
1)采用多工作面同时施工，克服单个工作面进度缓慢的问题。
2)采用斜井隔板通风技术，为多个工作面同时供风。采用可重复利用的材料，拼装成隔板对斜井进行分隔，利用斜井顶部空间作为供风道并安装射流风机，在斜井井底设置风仓，通过轴流风机接力向4个工作面供风。这种方法不但能保障隧道施工必要的新鲜空气供应，解决长距离送风的问题，而且供风量大，解决了多个工作面同时施工的通风需求，使高海拔条件下独头通风长度达到5 000 m，为钻爆法施工特长隧道提供新的通风和施工模式。
3)在工作面附近为作业人员提供氧气袋进行补氧，在隧道口和斜井口建立高压氧仓，保证职业健康。
在长大斜井内设置皮带运输机出碴系统(见图8)，在中国首次将皮带运输系统成功应用于钻爆法施工的隧道，极大地减少了重载出碴车辆爬坡排放的重污染尾气，保障了工作人员的职业健康，提高了出碴速度和综合掘进效率。
在高海拔严寒地区，隧道洞口段一旦出现渗漏水，隧道衬砌上将会结冰，在最冷的月份，水沟内也会发生结冰现象，这些冻害将严重影响行车安全。为防止隧道洞口段发生病害，主要采取了如下技术措施：
1)严格控制防水板的铺设质量，提高混凝土的抗渗等级，防止隧道发生渗漏水。
2)在隧道洞口段设置防寒泄水洞(见图9)，大量的隧道水通过泄水洞排泄至洞口附近的河沟。
3)洞口段4 km范围内隧道侧沟设置保温材料(见图10)，减少热交换。
4)洞口段2 km范围内隧道侧沟采用电加热技术，在最冷月份对侧沟直接进行加热，防止隧道水沟结冰。
首次在高海拔隧道内利用列车活塞风进行通风换气，很好地解决了运营通风问题。在电气化铁路隧道中，列车运行产生的污染相对较少。按照“挤压”理论，列车在经过5.3～5.5次后，列车活塞风即可将新关角隧道内的空气置换1次。实际上，仅运营的客车即可使隧道内的空气每天置换2.4次。实际运营情况表明，隧道内空气控制质量良好。这种自然换气的方法节约了大量的风机和供电设备的运营和维护费用，实现了低碳运营。
首次在高海拔隧道内设置紧急救援站，为在高海拔隧道设置防灾疏散救援系统提供了中国模式。结合中国经济发展水平和铁路运营管理特点，按照保证人员疏散安全、自救为主的思路以及2管隧道的运营系统和通风排烟系统相互独立的原则设置紧急救援站。在紧急救援站，2管隧道通过加密的疏散横通道(间距50 m)连接，以满足灾害条件下的疏散要求；2管隧道采用相互独立的供风排烟系统，即隧道口附近设置射流风机，向隧道内加压，通过疏散横通道向火灾的隧道供风，满足疏散中人员迎着新鲜风逃逸的需求，通过均匀设置的竖井，及时从隧道顶部排烟；2管隧道为完全独立的运营系统，在区间内不设置联络2隧道的渡线。
工程建设中高度重视环境保护，未对所在区域环境造成影响。主要采取如下措施：
1)选择从底部穿越青海南山的隧道方案，缩短线路长度明显，从选线开始就最大限度地减少对环境的破坏。
2)在隧道口设置污水处理系统，保证排放的施工污水达标，最终排入布哈河，施工排水未对国家二级保护动物青海湟鱼产生影响，湟鱼的数量也在稳步回升。
3)为了解隧道修建对环境的影响，在隧道区域设置气象站，进行水文环境和气候长期监测。实践证明，新关角隧道的修建未对当地的气候环境造成影响，未发现植被出现异常的现象，也未改变区域内青海湖汇水逐年增长、湖面逐年升高的趋势。
4)在弃碴场设置必要的挡护及排水工程，对碴顶和坡面进行绿化，竣工后对施工场地、营地、施工便道进行环境恢复工作，使竣工后基本恢复了原地貌。施工过程中对所有的占地均进行高原草皮的临时堆放保存，施工完成后直接用于弃碴场绿化和临时用地的环境恢复，从而避免因绿化需要而新增大量取土场的情况。
1．建立了高海拔特长隧道火灾救援站的模式和基于安全隧道供风、竖井均衡排烟的防灾疏散救援技术体系。
2．提出了高海拔铁路隧道运营中有害气体及粉尘浓度的容许值；论证了关角隧道运营通风采用自然通风方案的可行性。在设计中突破了“电力机车牵引，长度大于15km的客货共线铁路隧道应设置机械通风”的一般规定，取得了节省能耗和节约投资的良好效果。
3．针对高原缺氧的恶劣条件，开发了长斜井隔板式施工通风技术，实现了长距离、大风量、多工作面同时供风；设置节能型升温风箱，利用空压机循环水对冷空气加温，可提高施工作业区温度3~4℃。
4．为了解决高海拔地区长斜井出渣重车上坡污染严重的问题，研发了长斜井皮带运输机出渣系统技术，创新了钻爆法施工出渣运输作业模式。
5．针对风积砂地层围岩松散，易于塌的难题，研发了四台阶九步开挖法和相应的初期支护体系，提出了仰拱封闭距离小于16m的控制指标，有效防止了隧道塌方。
6．为了防止高水头富水围岩段施工中地下水突涌，确定了出水量预警值，开发了岩溶裂隙水顶水注浆系统技术。
7．针对挤压性围岩大变形的特点，提出了着重加强边墙的支护结构，加大边墙曲率，使横断面形状接近圆形，用锚杆加固围岩等措施。
在施工过程中，新关角隧道的建设者们以科技创新引领施工，有针对性地制定科研课题，研发运用推广新技术、新工艺、新材料，在通风出碴、断层破碎带施工等方面开展科技攻关，着力破解高原特长隧道施工难题。新关角隧道位于青藏高原地质板块挤压的结合部，具有高地应力、变形控制难度大等特点，共通过17个大、小断裂带，其中长达2355米的二郎洞断层束素有“隧道地质博物馆”之称。在隧道通过的灰岩富水地段，单口斜井日涌水量达到了13万立方，这在世界铁路隧道工程项目中是少有的。
新关角隧道通过的地质断层和岭脊地段超过10公里，面临着围岩变形失稳、突泥涌水、施工通风等诸多工程技术难题。岭脊地段涌水处理及板岩地段大变形控制，为该隧道的最大难点。新关角隧道的贯通，使中国高海拔特长隧道设计建设达到世界先进水平，同时也刷新了中国最长铁路隧道的记录。为确保这条世界级高海拔特长隧道的设计建设，中铁第一勘察设计院集团有限公司组成由中国工程院院士领衔的设计科研攻关团队，先后立项开展了“高原隧道长距离施工通风及安全保障”“关角隧道快速施工与机械设备配套技术”“新关角隧道信息化施工与安全预警系统研究”等多项研究课题，采用全新技术方案，为新关角隧道的建设提供了技术支持。
青藏铁路西宁—格尔木市段修建于1950—1970年，是青海、西藏两省区与内地进行人员、物资交流的主要运输通道和经济联系的纽带，受修建技术水平及综合国力等限制，既有铁路技术标准低、运营条件差，且既有关角隧道(4 010 m)病害频繁产生，养护维修工作量巨大，投入费用较高。随着21世纪中国加快推进西部大开发战略，西宁—格尔木段的运输能力已不能适应区域社会、经济发展的需要，故增建二线势在必行。新关角隧道是该项目的控制性工程，是中国最长的铁路隧道，也是海拔3000m以上世界第一长隧，建设难度极大。新关角隧道的建成，使天棚车站到察汗诺车站区间缩短线路长度36.82 km，运行时间由原来的2 h缩短为20 min，使列车的运行能力由22对提升为180对，为在青藏高原再次修建长隧道提供了成功的参考案例，也为穿越喜马拉雅山脉，实现国家“丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”战略，与南亚国家共同发展提供了技术与运能储备。
以上信息截至2024年5月8日，来源参考
世界高海拔第一长隧，让2小时穿山之旅缩短至20分钟.界面.2024-05-08
世界最长高原铁路隧道贯通.中华人民共和国驻日本国大使馆.2024-05-08
守护世界最长高原铁路隧道.国家铁路局.2024-05-08
新关角隧道贯通.中国政府网.2024-05-08
世界最长高原铁路新关角隧道贯通 预计年底正式运行.新浪财经.2024-05-08
青藏铁路新关角隧道.中国土木工程学会.2024-05-08
403 Forbidden.党建网.2024-05-08
405.中国科普博览.2024-05-08
青藏铁路新关角隧道最新消息:全线贯通 破解多项难题.闽南网.2024-05-08
Sina Visitor System.新浪微博.2024-05-08