word 淺析高海拔高寒地區(qū)隧道施工質(zhì)量控制措施

1、淺析高海拔高寒地區(qū)隧道施工質(zhì)量控制措施淺析高海拔高寒地區(qū)隧道施工質(zhì)量控制措施王曉文(中鐵二十三局四公司)摘要:基于青藏高原向四川盆地過渡的高山峽谷地帶埡臼山隧道工程實踐,本文從施工角度分析了高海拔高寒地區(qū)隧道施工的組織措施,質(zhì)量控制措施,注意事項等具體做法,為類似工程提供技術(shù)參考.關(guān)鍵詞:高海拔;高寒;隧道施工;質(zhì)量控制1工程概況埡口山隧道是省道302線橫穿四川省黑水縣埡口山的一座單洞雙車道對向行車二級標(biāo)準(zhǔn)的公路隧道,全長2302m,隧道沿東西向,縱坡為2-2%,進,出口海拔分別為3913m和3863m,洞身主體內(nèi)輪廓采用了凈寬9.318m,凈高7.om的單心圓弧拱型式,全隧v級圍巖占4j0%

2、,級圍巖占60%.隧址位于青藏高原向四川盆地過渡的高山峽谷地帶,地勢西北高,東南低.周圍山巒起伏,山體總體呈南北走向,地面介于37004500m,相對高差7001200m,屬深切高山區(qū),區(qū)內(nèi)最高峰雅克夏雪山海拔4743m.該區(qū)受西伯利亞的西風(fēng)氣流,印度洋暖流和東南太平洋季風(fēng)三個環(huán)流系統(tǒng)影響,冬季漫長嚴寒,夏季短促,氣候多變,極端最低氣溫一37.5,積雪冰凍期67個月,水位變幅明顯受大氣降水控制,具有暴漲暴落的特點.2隧道施工組織措施2.1主要施工原則緊緊抓住高原,高寒,缺氧,凍土的工程地質(zhì)和氣候特征,結(jié)合埡口山隧道特有的工程特點,在現(xiàn)有旋工條件下,按照”新奧法”施工原理,合理組織人,機,料等項

3、目管理要素,遵循”先探后挖,支護在先”及”管超前,嚴注漿.短進尺,弱爆破”,優(yōu)質(zhì),安全,高效地建成埡口山隧道.2.2人員組織措施在海拔4000m左右的高海拔高寒區(qū)域施工,因空氣稀薄,氣壓低,含氧量低,人工工作效率要下降3o40%,尤其在隧道內(nèi)施工時,下降幅度會更大.因此在保證施工人員的人身安全和身體健康的情況下,必須采取必要和有效的措施.(1)增加施工作業(yè)人員,降低作業(yè)人員勞動強度,落實人員儲備.下面結(jié)合埡口山隧道施工實際,以單洞三臺階開挖方法,隧道獨頭掘進1loom,開挖斷面面積s=loomz為例進行勞動力配置(見表1).(2)采取維護施工作業(yè)人員穩(wěn)定措施.高海拔高寒區(qū)隧道旌工,因高寒缺氧,

4、維持施工作業(yè)人員的穩(wěn)定顯得尤為重要,因個體差異,有的施工作業(yè)人員能夠及時適應(yīng),有的需要37d才能適應(yīng),有的則需要更長時間,有的就根本適應(yīng)不了,人員變動比較頻繁.因此,除采取常規(guī)措施(如提高作業(yè)人員工資待遇;提高獎罰激勵標(biāo)準(zhǔn);及時改善工人生活條件和發(fā)放勞保防護用品)外,可采取如下措施維持施工作業(yè)人員穩(wěn)定:加強洞內(nèi)通風(fēng)和補氧,給作業(yè)人員配備小型表1埡口山隧道施工勞力配置表序號工種(工序)每班人數(shù)班數(shù)合計人數(shù)l開挖班l(xiāng)52302支護班182363二襯班2o2404雜工班82165混凝土拌合站92l86后勤服務(wù)人員121127機械維修保養(yǎng)121128隧道混凝土缺陷處理20120背負式氧氣瓶;按照施工作

5、業(yè)人員在崗時間長短發(fā)放津貼,時間越長津貼越多;制定當(dāng)班工程量完成指標(biāo)(工人平均水平),完成后當(dāng)班發(fā)放獎金,當(dāng)班兌現(xiàn)獎勵承諾.2_3機械設(shè)備組織措施針對氣壓低,缺氧和高寒對機械設(shè)備工作效率影響較大的特點,遵循多用電動機械,少用內(nèi)燃機械的原則,進行機械設(shè)備選型配套;同時,為提高機械效率,減少洞內(nèi)污染,對內(nèi)燃機械配備增壓裝置和廢氣凈化裝置,形成鉆眼,出渣運輸,支護和襯砌一整套的機械配套模式,探索出一套高原低溫,缺氧下機械設(shè)備的組織管理重點和注意事項,下面通過埡口山隧道實際施工組織為例進行說明.(1)以鉆眼,扒碴裝碴,運碴形成的機械化設(shè)備組織.鉆眼采用風(fēng)動鑿巖機,數(shù)量配備以工作面大小合理配置;扒碴裝碴

6、以一臺挖掘機和一臺側(cè)翻式裝載機為主進行設(shè)備選型,最好為高原增壓型;運碴以3臺(依棄碴運距進行數(shù)量配備)自卸汽車組成車隊,洞內(nèi)合理安排會車點,以車輛等裝碴為宜,當(dāng)然,若電力等各方面條件允許,最好采用有軌運輸更為科學(xué).(2)以錨噴支護設(shè)備為主的施工組織.錨噴支護工序施工時間長短對開挖循環(huán)時間影響較大,該工序設(shè)備的合理組織直接影響該工序時間的長短.該工序所用機械設(shè)備以風(fēng)動和電動為主,施工中要綜合考慮風(fēng)力及電力供應(yīng)容量,有條件時合理安排作業(yè)面盡量三臺階同時同步施工,過程中加強通風(fēng)補氧工作,噴錨作業(yè)結(jié)束后立即對噴錨機進行徹底清理,及時保養(yǎng).r(3)以二次襯砌混凝土澆筑作業(yè)主要設(shè)備形成的機械化組織.二襯3

7、.2.7鋼渣樁法鋼渣樁法處理軟基是利用工業(yè)轉(zhuǎn)爐鋼渣作為加固材料,灌入樁孔中,經(jīng)振動密實,吸水固結(jié)而形成的樁體,轉(zhuǎn)爐鋼渣吸收軟基中的水分,使樁體膨脹形成與周圍土體擠密,與地基形成整體受力結(jié)構(gòu).3.2.8混凝土樁近年來發(fā)展起的一種新型樁就是低強度混凝土樁,以低強度混凝土樁為豎向增強體所形成的復(fù)合地基被稱為低強度混凝土樁復(fù)合地基.由于采用低強度混凝土樁復(fù)合地基方法可有效提高地基承載力,減小地基沉降,粉砂土,淤泥,能處理粘性土等各種土性地基,適用在一般民用住宅,高層建筑,堆場等土木工程地基處理中.3.2.9深層攪拌利用水泥或石灰等其它材料作為主要的固化劑,通過深層機械攪拌,在地基深處將軟土和固化劑強制

8、攪拌,利用固化劑和軟土之間的一系列物理,化學(xué)反應(yīng),形成堅硬拌和柱體,與原土層一起起到復(fù)合地基的作用.4結(jié)束語在交通建設(shè)中軟基條件下的路基修筑已經(jīng)是道路工程領(lǐng)域的熱點問題,目前,雖然有了許多處置方法與不同措施,但隨著新材料,新工藝和新技術(shù)的發(fā)展,軟基處置方法也在不斷發(fā)展與更新.由于在交通建設(shè)項目中涉及的地理環(huán)境,建設(shè)單位,施工單位等較為復(fù)雜,這就要求各相關(guān)部門做好施工事宜和監(jiān)督事宜,不斷嚴格要求,不斷創(chuàng)造出新的技術(shù)才能正解決軟基的相關(guān)問題.參考文獻1(.itj01796)公路軟土地基路堤設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范.人民交通出版社2喻永華.公路中常用的軟基處理方法及其檢測.遼寧交通科技.2005(4).【

9、3李聲平.高等級公路軟基處理技術(shù).山西建筑.2005.技一斗月大混凝土作業(yè)須配備如下機械設(shè)備:強制式攪拌機,自動計量配料機,混凝土運輸車,混凝土輸送泵,二次襯砌臺車,二次襯砌臺架,振搗棒.以上主要設(shè)備大部分以電動為主,混凝土運輸車最好選用高原增壓型.施工過程中機械的維修保養(yǎng)要作為重中之重.混凝土拌合站,混凝土輸送泵,混凝土運輸車每班施工結(jié)束后,要立即進行清理和保養(yǎng),混凝土運輸車運輸過程以車等料為宜,混凝土輸送泵配置兩臺(備用一臺),混凝土拌合站生產(chǎn)能力要能滿足現(xiàn)場混凝土澆筑需要(可根據(jù)實際情況配置備用一臺或兩臺),相應(yīng)機械設(shè)備操作人員和現(xiàn)場指揮人員必須滿足現(xiàn)場作業(yè)班數(shù)要求.3高寒高海拔隧道保溫

10、措施保溫是面對高海拔,高寒的自然氣候為保證施工人員的生活和生存基本條件,為確保所建工程在低溫條件下的質(zhì)量而提升環(huán)境溫度的措施,埡口山隧道隧址區(qū)最早降雪白9月下旬開始,積雪冰凍期67個月,極端最低氣溫一37.5,為確保工期,隧道施工必須在冬期進行,因此采取必要的保溫措施顯得尤為重要.3.1洞門口安設(shè)防風(fēng)保溫門在隧道洞口搭設(shè)保溫棚(可采用彩鋼板和鋼管架搭設(shè),掛設(shè)棉門簾,設(shè)專人看護管理),達到隔斷洞內(nèi),洞外熱量交換,起到保溫,防風(fēng)的作用.3.2施工用水保溫施工中采用加熱水箱(罐),多級潛水增壓泵供水技術(shù),以滿足洞內(nèi)開挖及噴射混凝土施工需要,洞外部分及洞內(nèi)200m范圍內(nèi)的水管表面裹上一層石棉,給水管保

11、溫.3-3高壓風(fēng)管保溫在洞外部分及洞內(nèi)200m范圍內(nèi)的風(fēng)管表面裹上一層石棉,給風(fēng)管保溫,并在洞口風(fēng)管的拐角處設(shè)一個積水罐和排氣閥門,及時排出管內(nèi)積存的冷凝水,根據(jù)實際情況,在洞內(nèi)風(fēng)管最低處設(shè)積水罐和排氣閥.3.4混凝土施工保溫混凝土采用低溫早強耐久性混凝土.搭設(shè)拌合站暖棚,砂石料保溫棚,棚內(nèi)安設(shè)暖氣片,給砂石料保溫,同時將棚內(nèi)砂石料放置到”地炕”上,起到給砂石料加熱的目的.拌合用水加熱采用電熱管,可設(shè)置兩個大型水箱(容量可通過計算確定)用水泵交替供水,始終保持拌合用水溫度要求.混凝土運輸罐車上包裹棉篷布,以減少混凝土運輸過程中的熱量損失.通過采取這些措施可以保證混凝土入模溫度不低于5e的要求.

12、混凝土入模后,可采用在模板周圍增設(shè)電熱器等,以保證混凝土養(yǎng)護溫度達到要求.4高寒高海拔隧道防凍隔溫措施高海拔高寒地區(qū)隧道凍害問題一直是寒區(qū)隧道工程亟待解決的一大難題,凍害直接威脅到隧道結(jié)構(gòu)及運營行車的安全,給養(yǎng)護維修帶來極大的困難,造成嚴重的經(jīng)濟損失.就目前埡口山隧道所處的氣候及地理環(huán)境,如不采取措施,將產(chǎn)生凍害.埡口山隧道進出口400rn范圍內(nèi)全斷面設(shè)置50ram厚的聚酚醛保溫板和6mm厚fl纖維增強板新型材料防凍隔溫層,通過該防凍隔溫層的施工,取得了良好的防凍隔溫效果,并總結(jié)出其施工工序如下:(1)首先檢查隧道二次襯砌表面是否平整以及是否存在滲水,空洞,蜂窩或深裂縫等問題.如有以上問題應(yīng)預(yù)

13、先處理解決,之后再繼續(xù)下一步工序.(2)在隧道=:次襯砌表面測位,放線,打眼,并安設(shè)fl膨脹螺栓.(3)將flu型件固定在螺栓端頭,flu型件與螺栓垂直,不可出現(xiàn)松動.(4)將聚酚醛泡沫保溫板穿透fu型件緊貼二襯,聚酚醛泡沫保溫板完全覆蓋二襯表面(聚酚醛泡沫保溫板塊必須連接緊密);再將fl龍骨用fl自攻釘固定在flu型件上.fl龍骨延展方向同隧道縱深方向一致.fl龍骨加長時,必須使用fl接長件連接.(5)用fl自攻釘將fl纖維增強板固定在fl龍骨框架上.板與板相接時,留23mm伸縮縫.整個施工面延隧道縱深每隔30m,留一個20ram寬伸縮縫.要求整個施工面隨隧道拱成自然弧形且平整牢固.(6)用

14、專用膩子及網(wǎng)帶將fl纖維增強板之間縫隙密封后并打磨平整.要求板縫處封閉完全,平整.(7)在fl纖維增強板表面作裝飾處理(涂各種涂料).5高寒高海拔隧道防,排水措施隧道排水系統(tǒng)凍結(jié)是導(dǎo)致高海拔高寒區(qū)隧道滲漏的重要原因之一.由于排水系統(tǒng)凍結(jié),隧道滲水下排不暢,上游水壓升高.在高水壓作用下,滲水總是能從襯砌結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)滲出,造成滲漏.此外,隧道排水管溝的凍結(jié)也會給隧道防水帶來不良影響.因此,在高海拔高寒區(qū)隧道防排水中,往往要采取專門的保溫排水措施,保證排水系統(tǒng)在冬季不凍結(jié).埡口山隧道排水設(shè)計按照清濁分流(圍巖裂隙水與路面水分開引排)的原則進行設(shè)計,即:清水(圍巖裂隙水)一環(huán)向排水盲溝和n型彈簧排水

15、管一縱向排水管橫向排水管一中心深埋排水溝(路面下2m)一洞外保溫出水口;污水(營運清洗污水,消防污水)一邊溝沉砂池一洞內(nèi)預(yù)制邊溝一洞外路基邊溝.該排水系統(tǒng)比較強大,施工中務(wù)求領(lǐng)會設(shè)計意圖,嚴格按照圖紙及規(guī)范要求組織施工,隧道排水系統(tǒng)作為一個完整的排水體系,整個體系應(yīng)連接可靠,排水通暢.對設(shè)計圖上允許選擇的如盲管位置,泄水孔位置等,必須征得有關(guān)部門的認可和論證,不得自行其事,不得違規(guī)操作.目前,市場上的防排水材料品種繁多,五花八門,因此,從防排水材料的選擇上,一定要精心檢驗,試驗,挑選出物理力學(xué)性能滿足防,排水要求,穩(wěn)定性及耐久性好的防,排水材料用于工程實體.另外,防排水工程施工可委托有防排水施

16、工資質(zhì)的專業(yè)隊伍進行施工,施工中應(yīng)確保襯砌與圍巖的緊密貼合,防水板,止水帶(條)的規(guī)范安裝,施工縫,變形縫的精準(zhǔn)施工,尤其是拱頂和仰拱部位,隧道設(shè)置的中心深埋排水溝和拱頂每隔3m設(shè)置注漿孔,施工中必須嚴格要求,嚴把中心預(yù)埋水溝質(zhì)量關(guān),從坡度到接縫處理到與橫向排水管的聯(lián)接必須一絲不茍,嚴控各工序施工質(zhì)量和加強防水層的鋪設(shè)效果.6結(jié)論通過埡口山隧道施工實踐,可以得出以下結(jié)論:(1)在高海拔,高寒地區(qū)修建隧道,必須客觀深入了解工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況,有針對性地圍繞高海拔,高寒,氣壓低,缺氧等特點做好施工的各項準(zhǔn)備工作并制定切實可行的隧道施工方案.(2)在高海拔,高寒地區(qū)修建隧道,為了保證施工人員的身體健康其作業(yè)人員數(shù)量應(yīng)比平原地區(qū)增加約一倍,工人作業(yè)勞動強度應(yīng)比平原地區(qū)降低一個等級.必須加強隧道內(nèi)的通風(fēng)和補氧,必要時配備小型的背負式氧氣瓶,補充作業(yè)過程中的氧氣需要.(3)高海拔,高寒環(huán)境下進行隧道施工,必須充分考慮機械在低溫,缺氧情況下的效率降低,維修保養(yǎng)難度增大的因素,合理配置機械設(shè)備,以