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1、公路隧道 2 0 1 2年第 1期 总第 7 7期 新疆公路 隧道施工技术探讨 王 志华 新疆交通建设 集团 有限责任公司乌鲁木齐8 3 0 0 1 6 摘 要 根据多年工程实践经验及查阅相关文献资料 总结了高寒地区修建公路隧道的基本经验和施工关键技 术 为我国西部大开发 修建高寒地区公路隧道提供了宝贵的经验 关键词 高寒地区公路隧道施工技术 西部大开发十年 新疆交通系统完成 固定 资产 投资 8 5 0 亿元 先后开工和新建改造 了乌鲁木齐至 奎屯 奎屯至霍尔果斯 托克逊至库车 星星峡至吐 鲁番等 高等 级公路 目前 公 路通 车总里 程达 到 1 4 9万公里 其 中 赛 里木湖 隧道也
2、已全线 贯通 赛里木湖隧道分左右两线 左线长 1 8 2 0 m 右线长 1 8 2 7 m 被称为新疆高速公路第 1 长隧 新疆高寒 地区公路隧道的修筑与营运技术虽然在设计 施T 与营运管理等诸多方面均取得了长足的发展并 日益 成熟 新材料 新技术和新工艺的应用与研究也层出 不穷 但是在高寒地 区公路隧道工程建设 中还存在 着一些 问题 需要在今后的发展过程 中逐步完善 提 高 因此 本文针对新疆公路隧道 的主要施工原则 及技术成果进行 阐述 供同行探讨 1 施工基本原则 根据新疆高寒地 区的 自然环境条件 施工设计 规格 本着安全 优质 高效 适用 稳妥的精神 确立 了以下基本指导原则 1
3、 1 由于寒冷 多风 内燃机械功率损失比较大 而且起动较难 所以尽量少用 内燃机设备 多用电动 或风动机械 2 在条件允许 的情况下 用机械化施工替代人 力施工 提高劳动生产率 3 改善工作面的空气环境 加强洞内通风机械 设备 的配置 特别是充分利用设置在正洞下方 的泄 水洞 提供洞 内更多的新鲜空气 4 在持续低 温条件下 采取措施确保 工程质 量 特别是喷混凝土和混凝土的质量 5 建立完善 的 充分 的供 暖 防寒 保温设施 保证人员 机械设备和施工的正常运行 防止施丁中 出现冻融 冻涨的可能性 特别是隔热层的修筑对保 证隧道的正常使用至关重要 4 4 6 隧道中防冻涨是施工中需要解决的核
4、心问 题 由于低温和水的存在 容易形成冻涨 的基本因 素 因此 除作好防冻涨措施外 还需 在隧道周 围形 成一个包括泄水 洞在内的完善且通 畅的防排水系 统 2 施工技术 2 1 优先开挖贯通防寒泄水洞 防寒泄水 洞贯穿 于公路 隧道底 部 以下 3 5 5 0 m 处 它由自身构筑的排水系统与上层隧道二 次衬砌外构筑的排水 系统相连接 共 同形成上下综 合性连通 的排水 系统 将 围岩渗漏水排 出洞外l 2 防寒泄水洞对防治冻害有重要意义 由于防寒泄水 洞与正洞的排水系统对围岩渗漏的地下水长期起排 放作用 减少地下水对隧道二次衬砌的压力 相对增 加了隧道的综合抗渗能力 此外 先行修建泄水洞
5、因泄水洞位于正洞之下 将大大减少之后对修筑正 洞的影响 因此 进场后争取在正温气候条件下 尽 早开丁掘进 即组织队伍开展防寒泄水洞施T 开挖贯通防寒泄水洞对工程施工与运营有如下 有利作用 超前预报 对隧道工程地质和水灾地质 状况 起到超前预报的作用 改善通 风排 烟环境 在竖井内安装轴流式通风机 向掌子面补充新鲜空 气 竖井与防寒泄水隧洞顶部连通 对改善通风排烟 环境非常有利 利用地下水 在防寒泄水洞 的横通 道 内建过滤蓄水池 利用一部分地下水资源 供施工 用水 对防冻节约也都有利 2 2 适用于高寒条件下的施工机械配套技术 针对高寒地 区的特征 和隧道工程地质条件 选 择适于其气候特点的施
6、工技术 施工方法 施 lr 机械 设备和T程材料 使之成为有创新 的最佳组合 遵 循本文所述施工原则 按分部工程和保障系统分类 请参 阅文献L 3 配备的主要机械设备名称型号 王 志 华新 疆公 路 隧道 施 工技 术探讨 2 3 低温混凝土施工技术 为保证隧道的顺利修建 有效地解决低温环境 混凝土施工的难题 具体措施如下 1 加强洞 内及运输过程 中的保温措施 减少热 量散失 2 控制混凝土配合 比 加外 加剂 提高混凝土 自身的性能 3 为使混凝土强度的生成 混凝土浇筑后做局 部空间加温 养护 模 板选择 导热系数低 的保温材 料 2 4 防寒保温系统施工技术 通过对高压风管 排水管路的保
7、温 采用恒压供 水装置 解决严寒条件下施工 中的多种 困难 有力地 保障了隧道的正常施工及施工质量 主要措施如 下E 1 结构防寒保温层 在二 次混凝土衬砌 的表 面设置复合隔温层 以便 阻止 隧道 内的高寒气流对 混凝土结构的侵袭 阻止混凝土衬砌向围岩传递高 寒负温 避免二次衬砌背后地下水产生冻胀而损坏 结构 2 保温材料选用 硬质聚胺脂保温板导热系 数低 材料强度性能优越 加工运输方便 使用效果 显著 干法 硅酸 铝纤 维板 阻燃 性 能较好 弥补 了 P U材料阻燃性能不足 3 洞 口防寒隔温门 在隧道出入 口洞门背后 构筑防寒隔温门 再增加一道防寒 隔温设施 这样 在高寒季节 可减少洞
8、外高寒气流长期对隧道内的 侵袭 保存 围岩地热对结构物的有利效应 2 5 完善防排水系统和新型防排水材料 的应用 研究开发防排水 系统施工技术 使用一系列新 技术 新工艺 采用 以排为主 防堵结合 多道设 防的 方案 建立一套较为完善的防排水体系 对于综合防 治冻害 保障安全运营 将有积极作用 2 6 利用泄水洞的隧道施工通风技术 利用防寒泄水洞进行混合式通风 既缩短 了通 风管长度 减少 了风耗 又提 高 了通风机 的工作效 率 不仅改善了洞 内施工作业环境 而且减少 了在 通风作业 中的资金投入 效果非常显著 3 结 语 为了解决好高寒地区公路隧道施工问题 通过 实践 总结 查阅相关资料获
9、得了在高寒地区修建隧 道的基本经验和一些施工关键技术 如防排水 防寒 保温 低温混凝土施工 机械设备配套等 为我国西 部大开发 尤其新疆修建高寒公路隧道 提供了宝贵 的经验和施工技术 参考文献 E 1 3 齐康平 青藏铁路昆仑山隧道施工实践E J 3 贵州大学 学报 自然科学版 2 0 1 0 3 2 江亦元 王梦恕 王星华 汤国璋 高原多年冻土隧道施 工技术及方案研究 J 铁道学报 2 0 0 6 2 3 刘国玉 高海拔高寒隧道施工技术E J 3 中国铁道科 学 2 0 0 1 2 2 4 4 8 5 2 4 张德华 王梦恕 青藏高原永久冻土区隧道施工新技术 J 岩石力学与工程学报 2 0 0 4 2 4 45
