浅谈高海拔高寒隧道施工技术.doc

浅谈高海拔高寒隧道施工技术杨成伟三公司西格二线项目经理部青海省乌兰县邮编：817100【摘要】本文重要阐述高海拔寒冷地区的隧道的施工。茶汗河2#隧道地处青藏高原腹地,祁连山脉西段南支脉,全长448m,进口端内轨顶面海拔高度为3149.412m。通过研究、实践、总结、改善，获得了高海拔高寒地区修建隧道的基本经验和一些施工关键技术。【关键词】高海拔高寒地区冻土隧道施工1工程概况青藏铁路起自青海省西宁市，终抵西藏自治区首府拉萨市，全长1956公里。正在建设的青藏铁路二期工程格尔木至拉萨段，全长1118公里，是我国实行西部大开发的一个标志性工程。高海拔寒冷地区的隧道，在施工领域较为少见。我国已建成的高原地区或寒冷地区的隧道中，大多由于未能有效解决防冻胀这一问题，而导致施工极为艰难工期不断缓慢，并且投入急剧增长；或者由于冻害而影响使用甚至报废。成功的例子很少。茶汗河2号隧道位于青海省乌兰县都兰河左侧一突出的山体上，地形起伏不大，进口较平缓，出口稍陡，山梁两侧地形平坦开阔，地表植物较发育。隧道全长448m.本区属半干旱大陆性气候，雨量集中，蒸发量远远大于降雨量，温差变化大，多风。年平均气温-3.3℃，极端最高温度30.7℃，极端最低温度-27.7℃，年平均降雨量179.5mm，年平均蒸发量1867.7mm，平均相对湿度61%，最大风速21.3m/s，年平均八级以上大风日数15天，最大月平均日较差16.2℃，最大积雪厚度为9cm，最大季节冻土深度299cm。2工法特点2.1在隧道施工中，多工序平行作业，充足运用空间小，工期短。2.2以防冻胀为基准点，通过解决防水和保温两个问题保证了质量和安全。2.3以防寒泄水洞和正洞复合式防排水层为主，多种途径相结合解决高寒区隧道防水难题，消除冻胀之源。2.4采用结构表面复合保温层及防风保温门，保证结构的保温，依靠混凝土施工及隧道用水、用电等保温，保证施工正常进行和工程质量。2.5少刷或不刷边坡、有规划弃碴和排污解决等措施，保护冻土，保护高原脆弱环境。3合用范围本工法合用于海拔3000m以上高原地区及年平均为负温的寒冷地区隧道工程或其他类似工程。4施工工艺4．1关键技术（1）有效地解决结构周边排水，为其防水奠定基础。（2）有效地选用防水结构并提高混凝土自身防水能力（3）有效地进行施工过程的保温防冻。（4）建立完善的保温系统，选用合理的结构、材料。4．2关键工艺4．2．1重要施工原则根据高海拔高寒地区的自然环境条件，施工设计的规格，本着安全、优质、高效、合用、稳妥的精神，确立以下基本指导原则。1、由于气压低、缺氧、寒冷、多风，内燃机械功率损失较大，防冻起动较难。尽量少用内燃机设备，多用电动或风动机械。2、尽量用机械化设备的配置，减少施工人员，减轻劳动强度，提高劳动生产率。3、加强洞内通风机械设备的配置，提供洞内更多的新鲜空气，改善工作面的空气环境。4、在连续低温的条件下，采用措施，保证工程质量，特别是喷混凝土和混凝土的质量。5、为了防止施工中出现冻融、冻涨的也许，要建立完善的、充足的供暖、防寒、保温设施，保证人员、机械设备和施工的正常运营。特别是隔热层的修筑对保证隧道的正常使用至关重要。6、隧道防冻是施工中要解决的核心问题。低温和水的存在是形成浆涨的基本因素，因此，除作好防冻涨的措施外，在隧道周边形成一个涉及泄水洞在内的完善的、通畅的了防排水系统，是工程取得成败的关键。4．2．2低温混凝土施工技术对原材料进行预加热，提高混凝土出料温度。针对茶汗河高寒对混凝土施工质量影响大的特点，通过不断研究探索、革新，总结出一套严寒条件下的低温混凝土施工技术，有效地解决了低温环境混凝土施工的难题，保证了隧道的顺利修建，具体采用了以下措施：1、加强洞内及运送过程中的保温工作，减少热量散失。2、掺加外加剂，控制混凝土的配合比，提高混凝土自身性能。3、混凝土浇筑后做局部空间加温、养护和模板增长导热系数低的保温材料，以利于混凝土强度的生成。4、混凝土宜于在拌和站建立固定的预热棚，棚内运用蒸汽对砂石料和混凝土用水加热，但水温控制在55～67ºC为宜。混凝土拌和时，先将骨料和水泥及外加剂搅拌均匀，再加水搅拌，以减少热量散失，运送过程中，运送车内铺5cm厚木板，混凝土上加覆盖物防止热量在运送过程中的散失。混凝土入模后，用棉帘隔离周边环境，继续用锅炉加热30min，再逐渐撤去热源。初期支护喷射混凝土的抗渗性能低，结构混凝土和初期支护之间的存水依靠EVA排水板引流至底脚，保证二衬混凝土外侧不会长期存水或只存很少量的水，消除结冰条件，减少反复的冻融作用而形成破坏力。以上几种措施的综合使用，保证了混凝土施工质量，不仅达成强度规定，又做到了内实外美，为隧道创优奠定了基础。一年半以来，未发生任何冻害和混凝土质量问题，证明此套技术是有效的。材料科学的进