随着我国大西北建设浪潮的兴起，在高海拔高纬度寒冷地区修建大量的公路隧道是必不可少的，由于高海拔寒冷地区特殊的地理环境，隧道结构的抗防冻能力要求非常高，而现有的保温材料设计并不能满足实际需求，所以对保温材料的研究十分必要。
通过对寒区隧道大量病害的调查发现，病害的产生与隧道围岩温度场的分布有着密切联系。针对高海拔寒区隧道温度场，国内外学者已经做了大量研究：国际隧道协会前主席埃纳尔·布罗赫（Einar Broch，挪威）通过采用双层衬砌保温技术处理，通过在上羽晃隧道中衬砌与保温层之间加设空气层来增强隧道保温效果。铁道部第三勘察设计院的乜凤鸣通过对位于多年冻土段铁路隧道气温状态，给该地区隧道防冻及排水设计提供参考。铁道部第一勘察设计院的黄双林等结合昆仑山隧道的基本情况，提出寒区隧道的保温隔热的设计方法。中科院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室的赖远明等通过对大坂山隧道洞口设置保温门、洞内设置保温层及在洞外进出口处加设保温防雪棚后，对现场温度监测数据进行系统分析，并对不同保温效果进行了对比和评价，结果发现安装防寒保温门比防雪棚的保温效果显著。虽然高海拔寒冷地区隧道的保温抗防冻及排水问题研究不少，但是由于现场地质情况较为复杂，影响隧址区环境温度的因素较多，致使很多隧道的防冻设计具有盲目性，没有明确的保温与排水设计标准，一些设计和施工措施较难从根本上解决防冻问题。
针对以上问题，本文基于现场实测温度，运用热流量公式反推算出运营期隧道的保温铺设厚度，得到了隧道各分区段及过渡段保温材料的布设厚度。研究结果可以有效减小寒区隧道衬砌和围岩的冻结，为类似寒区隧道工程保温材料的施工和设计提供一定的参考和借鉴。
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一、保温材料设计理论
（一）基本假设
假设隧道断面可看作为圆形；隧道围岩温度恒温为
图1为隧道围岩温度场示意图，图2为有衬砌保温层计算工况图。从图2和基本假设可知，该计算工况主要针对隧道结构初期支护、二次衬砌和保温层，从而将此问题简化为多层圆筒传热问题。
（二）保温层厚度计算方法
图1 隧道围岩温度场示意图
图2 有衬砌保温层计算工况
二、工程实例
（一）工程概况
（二）计算过程
1.计算基本参数
表1 大坂山和红土山隧道保温层计算基本参数
λs λh pλhλ参数 Ra/m Rb/m Rs/m Rp/m λb W/(m.k)参数 Ra /m Rb /m Rs /m Rp /m bλ W/(m.k)W/(m.k)W ⋅K sλλp W /(m⋅K )/(m )/(m )W ⋅KW ⋅K大坂山取值 4.5 7 4.62 5.02 5.62 0.0207 2.3 2.3 3.1红土山取值 5.35 5.4 5.9 6.16 0.02 2.3 2.3 2.6/(m )W/(m.k)大坂山取值 4.57 4.62 5.02 5.62 0.0207 2.3 2.3 3.1红土山取值 5.35 5.4 5.9 6.16 0.02 2.3 2.3 2.6
图3 大坂山隧道最冷测试温度与进深的关系
图4 红土山隧道冷期与进深的关系曲线
根据公式（1）～（4），可以求出隧道进口和出口的保温层厚度，表3和表4分别为大坂山隧道进口和出口的温度计算结果，通过上表3和表4可知，如果以二衬表面温度（Tb＞0）作为保温层设防厚度的参考值，进、出口保温层设防厚度的最小值为90mm和110mm；当以初衬表面温度（Ts＞0）作为保温层设防厚度时，进、出口保温层设防厚度为80mm和100mm。表5和表6为分别为红土山隧道进口和出口的温度计算结果。通过上表5和表6可以得知，对于红土山隧道而言，如果以二衬表面的温度（Tb＞0）作为保温层设防厚度的参考值，进、出口保温层设防厚度的最小值为75mm和60mm；当以初衬表面温度（Ts＞0）作为保温层设防厚度时，进、出口保温层设防厚度为65mm和55mm。
南通集装箱多式联运尚处于起步阶段，绝大多数企业不具备策划、组织、协调多式联运的能力和经验，整体服务水平处于较低层次。各企业间没有统一的信息协调平台，各企业系统各自独立运行，还处于一种分割的各自为战的状态，这也不利用构建完善的、通畅的集装箱联运体系，无法实现无缝链接，联运效率难以提升。
表2 不同隧道气温随进深函数关系式
隧道名称 长度/m 函数关系式 R2大坂山取值 1530 T=0.001X-1.97×10-6X2-14.95 0.997红土山取值 0～1500m T=0.005X-1.45×10-6X2-11.9 0.96 1500m～3020m T=0.005X-1.69×10-6X2-12.67 0.97 00 1200 1400 1600
表3 进口处界面温度计算结果（大坂山隧道）
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表4 出口处界面温度计算结果（大坂山隧道）
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表5 进口处界面温度计算结果（红土山隧道）
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表6 出口处界面温度计算结果（红土山隧道）
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三、理论值、设计值与优化值比较
（一）实际保温层厚度
见表7。
（二）计算保温层厚度
见表8。
（三）优化后保温层厚度
如果以二衬表面及初衬表面温度大于0℃作为设置的依据，不同区段的保温层设置如下：对隧道沿轴向温度分布区域划分，依据对隧道轴向分区变化形式给出函数关系式，分别对隧道各断面进行保温层设置。针对红土山隧道，根据隧道现场测试分区及现场冷期中间段的气温大于0℃，将隧道沿轴向温度变化分为3个函数表达式，在计算保温层厚度时，应充分利用现场条件。表9和表10分别为大坂山和红土山隧道优化后的轴向保温层布设厚度，具体结果见表9和表10。
表7 现场隧道实际采用保温设防段落长度
隧道名称 长度/m 设防厚度/cm 设防长度/m大坂山 1530 二衬表面5cm 全长布设红土山 3020 二衬表面5cm 全长布设
表8 隧道计算保温设防段落长度
隧道名称 长度/m 设防厚度/cm Tb＞0 Ts＞0大坂山 进口9cm 进口8cm出口11cm 出口10cm红土山 进口7.5cm 进口6.5cm出口6cm 出口5.5cm
表9 大坂山隧道轴向保温层布设厚度（单位：mm）
出口段强影响区 弱影响区 稳定区 强影响区 弱影响区 稳定区二衬表面温度 95 85 80 110 100 90初衬表面温度 85 80 75 95 90 80分区名称 进口段
表10 红土山隧道轴向保温层布设厚度（单位：mm）
分区名称 进口段 出口段强影响区 弱影响区 弱影响区 强影响区二衬表面温度 75 65 65 60初衬表面温度 65 55 50 40
图9 大坂山隧道保温层设防段落示意图
图10 红土山隧道保温层设防段落示意图
图9和图10给出了大坂山隧道和红土山隧道按纵向温度分区相应的保温设防长度和厚度，并给出了两个分区之间过渡段的保温层设防段落值。通过现场实测数据可知，大坂山隧道在冷期洞内气温都处在负温环境下，需要全长布设保温层；而对于红土山隧道，随着隧道长度的增加，稳定区的气温较高，全长布设保温层又显得不合理，这样既不能达到隧道洞口防冻的目的，洞身段造成保温材料浪费，同时也增加了隧道建设的费用。由于隧道进出口段和外界环境直接相通，洞口段受大气气温影响最为严重，为了使隧道洞口围岩免受冻害，在设置保温层时需分段不等厚度布设。
四、结论
大坂山隧道气温与进深拟合曲线为T=0.001X－1.97×10-6X2-14.95，红土山隧道为T=0.005X－1.45×10-6X2-11.9（0m≤x≤1500m），T=0.005X－1.69×10-6X2-12.67（1500m≤x≤3020m）。
以回归系数显著性检验中各自变量的F统计量的相伴概率值Sig，作为自变量是否引入模型或剔出模型的标准。当自变量的F统计量的相伴概率值Sig≤0.05，认为该变量对因变量的影响显著，应被引入回归方程中；当自变量的F统计量的相伴概率值Sig≥0.10时，认为该变量对因变量的影响不显著，应从回归方程中剔除。
对隧道在分区段函数关系式的基础上，通过理论计算，在强影响区和弱影响区布设不等厚度保温材料并给出了过渡段的保温层厚度。
优化后的保温层厚度较设计值与理论值的结果较为合理，且更能满足后期衬砌及围岩抗冻的要求。
本文以宁德市蕉城区水利风景区为例，在水利风景区解说系统规划原则的基础上，在《宁德市蕉城区水利风景区总体规划》的指导下，在阐明宁德市蕉城区水利风景区旅游解说系统存在问题的基础上，提出了构建旅游解说系统规划的框架和管理意见，希望在理论上能够补充相关研究，在实践中，能够补充《宁德市蕉城区水利风景区总体规划》关于旅游解说系统的内容和意见，以期为规划的落地和实施提供实际意见。
