高海拔高寒隧道关键施工技术研究.pdf

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1、交通建设口E

2、玉了圈2013年5月【文章编号】1673—0038(2013)15—0264—03高海拔高寒隧道关键施工技术研究赵焱伟(中铁隧道股份有限公司河南省郑州市450000)摘要：在高海拔修建隧道，解决冻融问题，是一项技术难题。由5-施：r-基本在负温下进行，隧道中的岩层结构复杂，且含有丰富的水资源。为防止冻害发生，需要做好施工的保温工作，保证施工进度；同时也要解决隧道的防冻胀问题。本文从首先介绍了隧道施工的基本概念施工特性，随后对高海拔高寒隧道关键施工技术研究进行了论述：关键词：高海拔；高寒；隧道关键；施工技术1引言隧道施工是修建隧道的施工方法、技术和管

3、理的总称。施工方法选择主要依据工程地质条件，并结合隧道断面尺寸、使用功能和施工水平等因素综合考虑确定。隧道施工技术主要为了解决各种隧道施工方法所需的技术方案；隧道穿越特殊地段时的施工手段；隧道施工过程中的作业方式和对围岩变化的监控方法。隧道旋工管理主要解决施工组织设计和施工中的各种管理等问题。隧道多种多样决定着隧道施工技术多样性，这些施工技术的形成与隧道的施工特性具有很大关系。隧道施工具有隐蔽性大，作业循环性强，空间有限，综合性，动态性，环境恶劣及作业风险性大等。针对隧道中存在的问题及施工要点，本文对高寒高海拔隧道的关键施工技术进行了论述。2施工过程中的防寒保温

4、技术2．1高压风管保温施工准备应该将高压风站设置靠近洞口，便于保温，以缩短洞外长度，进行高压风管的保温，洞外风管进行保温材料包裹。同时于地下埋设外加防水材料，减少低温影响。此外，施工过程中做好积水排放，设置积水罐，应该带泄水阀门，打开阀门用以进行冷凝水排出，避免堵塞。2．2排水管路的保温排水管路出水口同高压风管相同，视地形情况作干砌片石保温，保证管路不被冻结。正洞进口由于洞口距污水较远，地形条件限制，排水管易冻结，洞内积水难于排出，采用将水排到洞内积水池，送抽出洞外。2．3洞内保温为了提高洞内温度，改善施工环境，隧道口挂门帘，以减少热交换，于洞口处设置锅炉，对隧

5、道内提高施工用水的温度。在施工时期，贯通前洞口悬挂棉门帘，采取保温措施，减少热交换，同时实施以锅炉为主的加热，项部留通道通风。防止烟囱效应产生，采用小洞贯通，致使风速过大，导致温度下降；当洞口两端保温门安设后，利用保温门保温，再进行全断面开挖。如图1所示，防寒隔温保温门。3高海拔高寒隧道防排水施工技术冻土地区隧道建成后，由于外界条件影响，多年冻土往往会·264-‘f：匕图1防寒隔温保温门形成一个交替冻融圈，在冻胀力往复作用不利环境中，造成衬砌严重开裂。水是隧道产生病害的根源，也是主要影响因素，所以完整、有效的防排水体系是施工关键，隧道防水措施是否成功，关系到整个

6、工程。在我国已建成的高海拔高寒隧道中，由于未能解决冻害问题而造成施工艰难，投入增大，或者由于冻害影响使用甚至报废。通过施工与科研相结合，形成了一套隧道综合治理施工技术。对地下水采取以排为主，防、排、截、堵相结合的治理方案。“防”是加强隧道的自身防水性能，并设置防水层，以隔阻隧道与地下水的联系；“排”是指使空隙及围岩不积水，减少衬砌背后的渗水压力；“截”通过设置排水系统，将隧道围岩中的地下水引导走，减少地表水下渗流向衬砌围岩；“堵”是封堵隧道中局部渗漏。图2所示为防寒泄水洞断面图。窿鞭。量f毒’舶a时用『。蛳‘J图2防寒泄水洞断面图4高海拔高寒隧道低温混凝土施工技

7、术由于高海拔高寒隧道的施工基本在负温下进行，建成后的隧道结构也将在低温下进行工作，因此低温下混凝土施工及结构的防冻胀成为工程成败关键。隧道结构冻害一般来源于两方面：缚■阿目爱商交通建设@，来自结构外部，即在结冰时对村砌产生的冻胀力。②混凝土内部，由于防冻措施不当在浇筑至硬化期间，造成自身强度降低。因此，为防止冻害发生，要做好隧道保温工作，应用低温下混凝土施工相关技术。同时，需要于支护与二次衬砌之间埋设压力盒，及时观测围岩冻结时所产生的冻胀力，对衬砌的变化和安全进行了监控。4．1混凝土的作用机理混凝土的组成主要为细骨料、水泥、粗骨料等，加水搅拌后发生水化反应。水化

8、反应是主要内容，相应地，水起着关键的作用。随着水化反应的发展，由塑性状态向刚性状态转化，逐渐形成结晶产物。这一过程可分为三个阶段，即塑性、凝固及硬化阶段，其中初凝是塑性状态终止，终凝是刚性状态开始，约有15％的水泥在终凝结束时被水化，而水化大部分在硬化阶段完成。凝结硬化的混凝土将胶结在一起，最终形成强度高的混凝土。4．2低温对新拌混凝土性质的影响低温状态下水冻成冰，会给水泥造成不可恢复的损害，浆体中的孔隙体积增长9％，造成粘结力的降低，毛细孔大量增加，最终无法形成强度，导致混凝土强度的下降。4．3低温对硬化混凝土性质的影响硬化阶段的低温影响可分为早期及后期受冻。

9、硬化初期受冻将对混凝土内