淺談高海拔高寒隧道施工技術(shù)

1、淺談高海拔高寒隧道施工技術(shù)楊成偉三公司西格二線項目經(jīng)理部青海省烏蘭縣郵編：817100【摘要】本文主要闡述高海拔寒冷地區(qū)的隧道的施工。茶汗河2#隧道地處青藏高原腹地祁連山脈西段南支脈全長448m進口端內(nèi)軌頂面海拔高度為3149.412m。通過研究、實踐、總結(jié)、改進，獲得了高海拔高寒地區(qū)修建隧道的基本經(jīng)驗和一些施工關(guān)鍵技術(shù)?！娟P(guān)鍵詞】高海拔高寒地區(qū)凍土隧道施工1工程概況青藏鐵路起自青海省西寧市，終抵西藏自治區(qū)首府拉薩市，全長1956公里。

2、正在建設(shè)的青藏鐵路二期工程格爾木至拉薩段，全長1118公里，是我國實施西部大開發(fā)的一個標志性工程。高海拔寒冷地區(qū)的隧道，在施工領(lǐng)域較為少見。我國已建成的高原地區(qū)或寒冷地區(qū)的隧道中，大多由于未能有效解決防凍脹這一問題，而造成施工極為艱難工期不斷緩慢，而且投入急劇增長；或者由于凍害而影響使用甚至報廢。成功的例子極少。茶汗河2號隧道位于青海省烏蘭縣都蘭河左側(cè)一突出的山體上，地形起伏不大，進口較平緩，出口稍陡，山梁兩側(cè)地形平坦開闊，地表植物較發(fā)

3、育。隧道全長448m.本區(qū)屬半干旱大陸性氣候，雨量集中，蒸發(fā)量遠遠大于降雨量，溫差變化大，多風(fēng)。年平均氣溫3.3℃，極端最高溫度30.7℃，極端最低溫度27.7℃，年平均降雨量179.5mm，年平均蒸發(fā)量1867.7mm，平均相對濕度61%，最大風(fēng)速21.3ms，年平均八級以上大風(fēng)日數(shù)15天，最大月平均日較差16.2℃，最大積雪厚度為9cm，最大季節(jié)凍土深度299cm。2工法特點工法特點2.1在隧道施工中，多工序平行作業(yè)，充分利用空間小

4、，工期短。2.2以防凍脹為基準點，通過解決防水和保溫兩個問題確保了質(zhì)量和安全。2.3以防寒泄水洞和正洞復(fù)合式防排水層為主，多種途徑相結(jié)合解決高寒區(qū)隧道防水難題，消除凍脹之源。2.4采用結(jié)構(gòu)表面復(fù)合保溫層及防風(fēng)保溫門，確保結(jié)構(gòu)的保溫，依靠混凝土施工及隧道用水、用電等保溫，保證施工正常進行和工程質(zhì)量。2.5少刷或不刷邊坡、有規(guī)劃棄碴和排污處理等措施，保護凍土，保護高原脆弱環(huán)境。3適用范圍本工法適用于海拔3000m以上高原地區(qū)及年平均為負溫的

5、寒冷地區(qū)隧道工程或其他類似工程。4施工工藝41關(guān)鍵技術(shù)（1）有效地解決結(jié)構(gòu)周圍排水，為其防水奠定基礎(chǔ)。（2）有效地選用防水結(jié)構(gòu)并提高混凝土自身防水能力（3）有效地進行施工過程的保溫防凍。（4）建立完善的保溫系統(tǒng)，選用合理的結(jié)構(gòu)、材料。42關(guān)鍵工藝關(guān)鍵工藝421主要施工原則根據(jù)高海拔高寒地區(qū)的自然環(huán)境條件，施工設(shè)計的規(guī)格，本著安全、優(yōu)質(zhì)、高效、適①、防寒保溫：在二次襯砌混凝土的表面，設(shè)置復(fù)合隔溫層，可阻止隧道內(nèi)的高寒氣流，對混凝土結(jié)構(gòu)的侵

6、襲，阻止混凝土襯砌向圍巖傳遞高寒負溫，致使二次襯砌背后地下水產(chǎn)生凍脹而損壞結(jié)構(gòu)。該技術(shù)在高寒隧道施工中尚屬首例，其施工程序和方法是：1、在二次襯砌（含仰拱）表在利用膨脹螺栓鋪設(shè)一層厚5cm的PU（硬質(zhì)聚氨脂）隔溫材料，形成閉合隔溫圈。2、在PU板外表面，鋪設(shè)置3cm的干法硅酸鋁板，用2cm寬金屬條焊于螺栓頂部，固定兩層保溫板。3、待上述兩道隔溫層施工完畢，經(jīng)檢驗合格后，再將厚1.5cm的玻璃鋼板，環(huán)向安裝在隔溫層外，起表面支撐保護和防火

7、作用。安裝時，在玻璃鋼板和鋼帶上，每間隔30cm鉆孔，用鉚釘錨固定在二次襯砌結(jié)構(gòu)上，最后，用無機粘劑填充接頭縫隙，外側(cè)涂抹防火涂4、施工用水保溫隧道施工用高壓水采取洞外高壓水池的辦法，易出現(xiàn)水池結(jié)冰和水管凍死的現(xiàn)象，宜在洞內(nèi)選擇蓄水池，建立由水泵、容罐組成恒壓供水系統(tǒng)。5、高壓風(fēng)管保溫壓風(fēng)站要盡量靠近隧道洞口，高壓風(fēng)管盡量少出現(xiàn)拐角。在彎頭和最低處加設(shè)一個積水罐和排氣閥門，及時排出管內(nèi)積存的冷凝水。送風(fēng)完畢后，逐個打開排氣閥，吹出管內(nèi)積

8、水。洞外及進洞200m左右風(fēng)管要用厚14cm左右石棉保溫，外裹4cm厚左右草繩。6、洞內(nèi)取暖在隧道施工中，取暖設(shè)備為直徑Φ80cm，高1.2m的大鐵皮爐，靠近洞口90m范圍內(nèi)每隔15m左右各布置一個，中間每隔50m布置一個爐子必須滿足良好的隔煙裝置和保溫裝置。以防止尾氣對洞內(nèi)空氣的污染。排煙管道高于設(shè)計標高4m處沿隧道側(cè)壁水平通往洞外。鐵皮爐子如下圖②、保溫材料的選用：在研究過程中，通過性能和工藝對比，確定的PU硬質(zhì)聚胺脂保溫板導(dǎo)熱系數(shù)

9、低，材料強度性能優(yōu)越，加工運輸方便，使用效果顯著。干法硅酸鋁纖維板阻燃性能較好，起到了保溫阻燃的作用，彌補了PU材料阻燃性能不足，玻璃鋼起撐托和防火作用，鋪設(shè)在表面可防止PU和纖維板的脫落、松動，又便于洞內(nèi)裝飾。通過對隧道結(jié)構(gòu)保溫層材料性能檢測及施工試驗證實，在楊同低溫條件下測試有一層和兩層保溫層混凝土結(jié)構(gòu)背后溫度測試結(jié)果對比，確認增加保溫層，有明顯的保溫作用。（1）、洞口防寒隔溫門：在高寒季節(jié)，為減少洞外高寒氣流長期對隧道內(nèi)的侵襲，盡