戴云山隧道高地溫地段施工措施

摘 要：針對戴云山隧道局部地溫偏高的現象，分析了高地溫對施工的影響和國內外已有的高地溫施工案例，并結合工程實際對戴云山隧洞高地溫段施工的特點和難點進行了論述，文章提出了多種方法聯合降溫，如分四階段的通風降溫和在工作面、隧洞局部地熱異常段灑水等方法，施工結果表明聯合通風和灑水等多種降溫方案的降溫效果較為明顯，可以為類似工程提供參考和借鑒。

關鍵詞：高地溫；隧道施工；降溫措施

各國在修建深埋長大隧道時都不同程度地出現了熱害，比如中國的布倫口-公格爾電站發電引水隧洞，日本的安房公路隧道以及美國的特科洛特公路隧道等，從統計的結果來看，大部分深埋長隧道都修建在比較堅硬的巖石中，如花崗巖、片麻巖、混合巖、石英巖、板巖、灰巖等。對于各類堅硬致密巖石，由于熱導率較低，傳熱性能差，在巖體易于聚集熱能，因此隨著隧道工程埋深的增加，地溫一般也逐漸增加。隨著國民經濟的飛速發展和隧道施工技術的不斷進步，與交通建設和水資源開發有關的隧道工程和其他地下工程逐漸向長大深埋方向發展，高地溫病害也逐漸成為地下工程的一大難題，高地溫對隧道工程的不利影響主要表現在：惡化施工作業環境，降低勞動生產率，并嚴重威脅到施工人員的健康和安全；影響到施工及建筑材料的選取，如耐高溫炸藥、止水帶、排水盲管及防水板等；產生的附加溫度應力還可能引起襯砌開裂，對襯砌結構的安全及耐久性不利；洞室內的高溫高濕將導致機械設備的工作條件惡化、效率降低、故障增多。為此，地熱地段的隧洞施工環境必須加以改善，洞內環境條件的改善措施主要有兩大方面[1]：其一，采用非人工制冷措施；其二，人工的制冷措施，即冷卻風流措施（空氣調節）。本文結合戴云山隧道實際施工情況，總結了地熱地段隧洞施工的一般性措施。施工結果表明文章提出的高溫地熱地段施工措施有較好的工程效果，可為類此工程提供一些參考和借鑒。

1 工程概況

戴云山隧道起點里程為DK422+810，左幅終點里程為DK438+433，右幅終點里程YDK438+415，該隧道進口段DK422+810～DK423+505（695m）為雙線鐵路隧道加寬段，其余為雙洞單線鐵路隧道。正洞左線長15623m、右線長15605m。在施工中，戴云山隧道東乾斜井工區右線施工到DK433+160時發現隧道滲水稍高，水的溫度達到33℃，經過邊墻深度2m左右的溫度探孔量測溫度分別37.5℃。經分析該處隧道埋深為392.4m，巖層屬于高地溫地層，巖性主要為粉砂巖、凝灰質砂巖和流紋巖夾凝灰巖等硬質巖。根據設計資料在深孔Jz-IV08-深4的孔內測試中，孔深417.5m以下出現地溫梯度異常，達到14℃/100m，根據現場實際量測情況，隧道施工掌子面處于高地溫地段，隧道開挖面向大里程方向隧道埋深越來越大，該區段最大埋深為447m。基于上述情況，文章就戴云山隧道高地溫地段施工提出相應措施和對策。戴云山隧道地質說明：戴云山隧道局部火山巖及侵入巖區以及埋深大于420m地區可能為地熱異常區，地溫偏高。可能超過我國礦山勞動保護條例（28℃）的保證工人的身心健康和工作效率的上限溫度值，屬于存在地溫危害區域。在深孔Jz-Ⅳ08-深4的孔內測試中，孔深417.5m以下出現地溫梯度異常，達14℃/100m。高地溫對于隧道的施工有很大影響，無論是在施工環境、還是機械設備的效率等方面，無不受到高地溫的困擾。在斷層高溫帶往往伴有地下溫泉，一旦發生大流量高溫熱水，對人體和機械都將產生極大的危害；測量儀器精度下降，有時無法正常工作，比如紅外線測量儀器無法正常穿透地熱產生的水霧。

2 施工措施分析

2.1 對高地溫地段施工應對措施

高地溫地下工程施工時，一般可采用通風降溫、灑水降溫，空調局部制冷以及設置冷卻站通冷風的措施來降溫。根據戴云山隧道高地溫情況，結合現場實際，為了保證隧道正常施工，戴云山隧道主要采用加強通風降溫和洞內噴霧灑水降溫相結合的降溫措施，同時合理調整隧道施工工序作業時間的綜合施工技術。

2.1.3 灑水降溫措施

為防止高地熱危害作業人員的安全和健康，改善洞內施工環境，提高工作效率，采取灑水降溫措施，具體如下：（1）工作面灑水降溫。利用進洞高壓水管，每個工作面配備5個高壓噴頭，采用大量水對開挖面進行噴灑降溫，同時起到降塵作用。隧道開挖爆破后，立即對新開挖揭露的巖面巖渣、進行噴灑地下水（隧道洞室正常地下水水溫為22℃左右）降溫，降低巖渣的溫度，減緩巖渣和巖面向空氣中大量散熱，減少熱源，有效降低洞內的空氣溫度，為優化作業環境創造條件。（2）洞內地熱段灑水降溫。對已開挖施工過的初期支護、襯砌砼表面等，我部采取配備2輛移動式灑水車、4臺高壓水槍，且每輛車安排專人3名，循環對隧道初支、襯砌砼表面及洞內空氣進行灑水，確保噴灑面濕潤，溫度不在上升，從而達到降溫目的。

3 結束語

（1）通過送風量的計算，戴云山隧洞東乾斜井高地溫段隧洞施工需要分為四個階段進行通風降溫；（2）聯合通風和灑水的降溫措施起到了很好的降溫效果，提高了高地溫隧洞施工的施工環境。

參考文獻

[1]于健.高地溫對隧道施工作業環境的影響及防治[J].四川建筑，2009，127（3）：190-191.

[2]楊長順.高地溫隧道通風降溫計算方法及應用[C].第五屆中國國際隧道工程研討會文集.

[3]楊長順.高地溫隧道綜合施工技術研究[J].鐵道建筑技術，2010，194（10）：39-46.

作者簡介：宋新杰（1979-），男，漢族，本科，工程師，主要從事鐵路工程建設及施工管理工作。