由于东北等高纬度季节性冻土地区春融冬冻的特点，强风化围岩隧道衬砌经常发生渗漏、悬冰、开裂等问题，严重影响列车运行安全。依托某寒区隧道工程，运用理论分析和数值建模等手段，基于季节冻土区强风化围岩隧道衬砌受力模型，分析隧道在富水期和冻结期的轴力和弯矩。通过施加注浆加固圈的方式，建立了注浆加固隧道衬砌受力模型，分析注浆加固厚度关键参数对于衬砌受力的变化规律。研究发现，隧道围岩处于富水期时，弯矩使衬砌产生“倒桃形”变形。当隧道围岩处于冻结期时，弯矩引起衬砌的“类葫芦形”变形。此外，在注浆性能相同的情况下，圆形注浆比传统的马蹄形注浆加固更有利于折减衬砌外力和内力。
为解决高原冻土环境下巷道高冒区施工难度大的问题,通过现场实测及TSP200超前地质预报技术,分析掘进工作面前方围岩和水文地质情况,针对高原冻土环境下低温、低压、机械降效对夯管帷幕施工的影响,提出了采用超前大管棚帷幕注浆支护方案,并选择TT350型夯管锤进行夯管帷幕施工。结果表明:在高原冻土环境下井巷高冒区采用夯管帷幕注浆支护施工工艺,解决了低温、低压、机械降效等因素的制约,20 d完成了单根长度达30 m的夯管帷幕施工,较大幅度提高了施工效率。
