高原高寒地區隧道施工技術研究

田辰光

(山西遠方路橋集團有限責任公司，山西 大同 037000)

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高原高寒地區隧道施工技術研究

田辰光

(山西遠方路橋集團有限責任公司，山西 大同 037000)

基于對高原高寒地區隧道施工技術研究，對高原高寒地區隧道的施工要求、低溫施工技術、質量控制方法等進行闡述，證明其具有很高應用價值。

高原高寒；隧道；施工技術

1 工程概況

大坂山隧道，地處祁連山脈，屬于青海省境內，國道227線上。其設計樁號為K105+104～K105+109，全長4km。隧道地處青藏高原，屬于高原高寒隧道。

大坂山隧道位于西寧到張掖段，該區域地形復雜，海拔高度超過3 600m，該地區有多年凍土，氣候條件十分復雜，施工難度大。

該隧道屬于長隧道，按一級公路標準進行施工，隧道凈寬12.5m，采用雙向兩車道，行車道寬度3.5m，凈高5m。設計行車速度60km/h，為避免隧道出現雪海，在隧道下平行設置泄水洞，并在隧道進口和出口各設200m長防雪棚。

隧道施工中采用FiDiC管理模式，是較先進的并且是國際通用的管理模式。隧道施工中設置防洪泄水洞、復合式塑料防水板、保溫層、洞口防寒隔溫門、復合隔溫層等先進技術措施，防止隧道施工和運營中出現凍脹。

2 高原高寒隧道低溫施工技術

(1)水泥混凝土拌合過程中對其原材料進行加熱，提高出料溫度。水泥混凝土是隧道施工主要的原材料，拌合過程中可首先對水進行加熱，采用熱水鍋爐加熱拌合用水。這樣，可以有效提高混凝土的出料溫度，對水泥混凝土各方面性能都有好處，尤其是水泥水化的速度會有所幫助。但由于外界溫度較低，混凝土拌制過程中應注意保溫，運輸中也可以適當加蓋篷布，緩解溫度降低速度。

(2)在水泥混凝土拌制過程中摻加外加劑，如防凍劑，提高其防凍性能。針對高原高寒地區的氣候特點，再進行混凝土配合比設計過程中按比例加入適量的防凍劑。在現場施工中，可以采用人工或是拌合設備直接加入的方式，加入前需準確稱量其加入量。

(3)對澆筑后的混凝土進行加熱，已提供其養生中需要的熱量。水泥混凝土養生中需要在一定的溫度環境內，水泥水化速度隨溫度的升高而增加。另外，溫度過低會使混凝土出現凍害，使混凝土變脆，開裂，成片剝落。因此，在混凝土達到設計強度前，都應該處在一個合適的溫度進行養生，以保證混凝土強度增長，保證工程質量。

(4)隧道施工的加熱方式應結合隧道內的情況適當選擇。如隧道為高瓦斯隧道，極易出現瓦斯突出，引起瓦斯爆炸，在施工中不應采用明火加熱的方式，并應適時進行瓦斯濃度檢測。如為低瓦斯隧道，施工中可采用火爐進行直接加熱，并適時檢測洞內溫度，尤其是洞口段溫度。但施工中應盡可能避免采用明火加熱的方式，可采用暖爐加熱、增設保溫層等方式。

(5)輔助保溫措施。施工中應采用洞口防寒隔溫門、設置復合隔溫層等方式。洞口防寒隔溫門可以有效將洞內和洞外隔離開來，防治洞內溫度過快散失。復合隔溫層可敷設在隧道二次襯砌表面，可以有效防止寒風直接吹向二次襯砌，對二次襯砌起到一定的保護作用。

(6)噴射混凝土施工方法的應選擇濕噴。濕噴可以有效的降低粉塵和回彈。拌制噴射混凝土時可采用熱水，提高出料溫度，也可以加快噴射混凝土凝結，提高其穩定性。

3 質量控制措施

(1)水泥混凝土施工溫度控制。水泥混凝土溫度施工控制主要包括拌合、運輸、澆筑和養生中的溫度控制。

①拌合溫度控制。主要包括對原材料溫度的控制，拌合用水的加熱溫度控制，保證拌合好的混凝土溫度適中。

②運輸中的溫度控制。水泥混凝土運輸中采用水泥混凝土攪拌運輸車，攪拌罐外需包裹保溫材料，防治混凝土在運輸過程中溫度降低過快。

③澆筑過程中的溫度控制。這個過程重要是控制環境穩定和澆筑速度，最大限度的保留混凝土的溫度，使其澆筑完成后最低溫度不得低于5 ℃。

④養生過程中的溫度控制?？稍陴B生中對水泥混凝土進行局部加熱，為水泥混凝土化學反應提供足夠的環境溫度，防治混凝土出現凍害，保證水泥混凝土養生過程中的強度增長。

(2)洞內環境溫度控制。洞內的溫度不得低于5℃，可采用各種加熱方式維持溫度處于合理范圍內。

施工中應在施工現場懸掛溫度計，一般應懸掛在邊墻上，便于觀察。由于溫度較高的空氣會向上移動，因此只要邊墻部分溫度符合要求，其他部分的溫度也應該符合要求。溫度計懸掛應有一定間距要求，洞口處，洞內，掌子面都應進行溫度觀測。另外，隧道內爆破施工時，應將溫度計原理開挖面，防止損壞。

(3) 防排水設施的施工質量控制。

高原高寒地區應特別注意隧道防排水設施的施工質量，防止出現凍脹。防水層宜采用無破損防水板，并應首先對基面進行清理。排水設施施工應注意坡度、反濾層、接頭處的處理，以保證能夠及時將隧道襯砌后的積水排除，防止出現凍脹，損壞隧道結構。

(4)防寒泄水洞施工質量控制

為保證隧道內部的水分能夠及時排除，防止隧道在施工和運營中出現凍脹。泄水洞的排水系統應和隧道排水系統連接，通過隧道排水系統將水排除洞外。施工中應先隨防寒泄水洞進行施工，施工中應注意對溫度的控制。

防寒泄水洞的開挖應合理選擇施工方法。由于其設計斷面小，一般采用全斷面法進行開挖。當圍巖不穩定時，可采用超前支護的方法進行開挖。開挖中一般采用人工鉆孔，小型機具出渣，斷面小也可采用人工出渣的方式。為了便于排水，施工后的泄水洞底應平整，并在洞內襯砌預留泄水孔。

4 結 語

高原高寒地區隧道在施工中由于受自然條件限制，很容易收到各種因素的影響，降低施工質量，因此采取有效的措施保證施工質量是十分必要的。文章重點介紹高原高寒地區低溫施工技術、保溫措施及其質量控制，這是其區別于其他地區隧道施工的一個主要方面，對高原高寒地區隧道的施工有一定的指導作用。

近些年，國家加大對西部地區的投入，支援西部建設。而公路工程建設是其中重要的組合部分之一，高原高寒隧道的施工技術的研究與應用對地區建設起著很重要的作用，也對地方經濟發展有著深遠的影響。

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[2] 杜彬.高海拔高寒隧道綜合施工技術[J] .巖石力學與工程學報，2003，22(1)：2453-2456.

[3] 吳呈瑜，孫運強.高海拔高寒隧道施工技術研究[J].四川建筑，2013，33(5)：177-178.

2016-01-15

田辰光(1975-)，男，工程師，研究方向：公路工程施工。

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