浅谈高寒地区隧道冬季施工要点

所属栏目：交通运输论文
发布时间：2012-10-07 11:17:45  更新时间：2012-10-07 11:38:44

摘要：结合高寒地区隧道冬季施工方法,从钢筋的加工、拌和站保温方案的选择、混凝土运输、洞内保温措施等方面,较为详细的阐述了高寒地区隧道冬季施工的问题。本文主要通过对双丰隧道冬季施工保温效果的研究,为高寒地区隧道冬季的混凝土施工提供理论和实践上的参考依据。

关键词： 高寒地区 隧道施工 冬季施工 保温措施

Abstract: combining the alpine region winter construction method of tunnel, from the processing, mixing station reinforced the choice of heat preservation project, concrete transportation, hole to heat preservation measures, etc, more detailed describes the alpine region winter of the construction of the tunnel. This paper mainly through shuangfeng tunnel construction in winter heat preservation effect of research, to alpine region winter concrete construction of the tunnel to provide theoretical and practical reference.

Keywords: alpine region tunnel construction winter construction insulation measures

一、工程概况

双丰隧道是滨绥铁路牡丹江至绥芬河段扩能改造最为重要的工程之一，该隧道位于黑龙江省东宁县，穿越剥蚀丘陵区。隧道起讫里程：DK461+741～DK468+978，全长7237m，为全线第一长的越岭双线隧道。为了满足施工总工期的要求，本隧道分四个工作面进行施工，设置了2座无轨运输施工斜井作为辅助坑道，分别是双丰隧道1号斜井全场1160米和双丰隧道2号斜井全长480米。本区属中温带湿润气候区，四季分明，冬季干旱漫长，夏季湿热短暂，春季多风。按对铁路工程影响的气候分区，属严寒地区。历年平均气温3.4～4.2℃，历年最冷月平均气温-18.1～-17.2℃，平均年降水量711.7mm，最大积雪深度47mm，土壤最大冻结深度241cm。

二、冬施准备

㈠ 冬施时间

根据施工规范要求，当室外日平均气温连续5天稳定低于-5℃进入冬季施工。根据黑龙江省牡丹江地区的气候状况，冬期施工时间一般为当年11月1日～第二年4月1 日。

㈡ 冬施范围

根据工期要求，本工程将跨越两个冬期，冬期施工内容为：2010年~2011年冬施项目为隧道开挖、初期支护、仰拱施工及二次衬砌;2011年~2012年冬施项目为部分隧道开挖、初期支护、仰拱施工、二次衬砌及其附属工程。

㈢ 材料准备

物资部门按现场需要以及材料计划落实进场材料，冬施期间所需要使用的保温材料要在工序开工前准备就绪。

1、提前购进有质量认证并经检测合格的防冻剂、早强剂(指定厂家)、钢管、草袋、草帘岩棉被、塑料薄膜、施工及取暖用煤等物资。

2、安排试验员到砼拌合站现场负责监督冬季施工混凝土及外加剂的掺配、试验、施工配合比控制工作。

3、职工宿舍和办公室的采暖设施及设备。

三、冬施措施

为了保证工程质量达到承诺的标准及在冬施期间安全、质量满足施工规范要求，进度满足施工进度计划。在冬施期间，除了按照实施性施工组织设计方案施工外，在施工过程中拟采取如下措施：

㈠ 钢筋工程

冬施期间的钢筋加工安排在洞口钢筋加工厂内进行，钢筋厂采用火墙取暖，保证棚内温度在0摄氏度以上，顶棚安装引风机引排电焊产生的烟气。

1、从事电弧焊施工的焊工必须持证上岗，电弧焊施工须按国家标准GB9488 有关规定执行;在每批钢筋正式焊接之前，必须进行相同条件下的焊接性能试验，合格后方可正式生产;

2、钢筋原材料、成品和半成品堆放应注意比地面垫高150mm，上面覆盖五彩布或塑料布，防止钢筋生锈，保持钢筋清洁;

3、在环境温度低于-5℃的条件下宜采用多层控温施焊工艺，与常温焊接相比宜增大焊接电流，减低焊接速度，既要防止焊后冷却速度过快，也要防止接头过热。焊接过程中采用“回火焊道施焊法”，既最后回火焊道的长度比前层焊道在两端各缩短4~6mm，以消除或减少前层焊道及过热区的淬硬组织，以改善接头的性能。焊接后应及时清渣，焊缝表面应光滑，焊缝余高应平缓过渡，弧坑应饱满;当环境温度低于-20℃时不宜进行施焊作业。

㈡ 砼工程

1、根据本工程特点及现场的施工条件，混凝土的拌和：拌和喷射混凝土的小拌和站搭盖在各个隧道洞口，小拌合站搭设暖棚，棚内温度保持在5摄氏度以上，运输过程喷射混凝土覆盖草帘进行保温。拌制前对各项材料温度进行测定，当各项材料温度能够满足混凝土拌和所需温度时，方可开盘拌料;当材料原有温度不能满足需要时，考虑在保温棚内用地火龙上盖钢板对集料加热，确保拌和出料温度满足施工要求，同时提高喷射用水温度;砂石料采用计量两台磅秤。

混合料宜随拌随用，无速凝剂掺入的混合料，存放时间不应超过2h，混合料掺速凝剂后，存放时间不得超过20 min。

2、冬季隧道衬砌用混凝土采用大拌和站集中拌和，大拌和站采用全封闭保温措施。拌和站位置均靠近隧道口，以减少混凝土运输时的热量损失。拌和投料顺序：热水冲洗搅拌机、骨料投放、热水、搅拌，水温降低到40℃左右时，再投入水泥继续搅拌到规定的时间，要绝对避免水泥假凝，搅拌时间较常温延长50%。出料时，检查出机温度不得低于10℃，否则，需对拌和料进行再次加热或调整集料温度。

混凝土运输采用混凝土罐车，运到输送泵内，经泵管将砼送到作业面。混凝土罐上包裹保温材料，减少运输过程中热量损失。混凝土到现场出机温度不宜低于10℃，入模温度不得低于5℃。

3、混凝土的保温养护

由于砼施工作业面位于隧道内，常温在0℃以上，冬施采用覆盖一层塑料薄膜进行保温养护。最短养护时间为7d。

4、按《规范》要求混凝土拌合物的出机温度不宜低于10℃，根据冬季施工措施采取水和砂加热，碎石利用热水在搅拌时加热，对水泥只保温不加热。根据施工实际情况和经济要求考虑采取对水和砂加热。为提高拌合机的温度在投料前用热水冲洗搅拌机，投料顺序为：骨料→热水搅拌，然后再加入水泥再加水搅拌，时间应较常温时延长50%。混凝土的运输时间应尽可能的缩短，运输混凝土的容器设有保温措施，运输混凝土是采用混凝土输送车，能有效地缩短运输时间而且有较好的保温措施，所以提高水和砂的温度来提供温度损失而保障混凝土不受冻。

㈢ 冬期施工测温与保温措施

1、施工现场在入冬前建立测温组织，对每天大气温度、混凝土温度、喷砼混合料温度进行监测。项目试验室负责本工程的测温工作，并派专人测温。专职测温人员要认真负责，测试数据真实可靠。

2、试验人员每天至少测量3 次环境气温 。

3、测温时间和所测温度值详细记录，每天由资料员整理归档。

4、测温人员保持与供热、保温人员联系，如发现供热故障或保温措施不当使温度急剧变化或降温过快等情况，立即向技术负责人报告进行处理。

5、水井及管线提前做好保温工作，防止受冻;暂设工程的水管、供热管在入冬前做好保温维持工作。

6、加强与气象部门联系，及时掌握天气变化，提前做好防寒准备。

7、对测温保温人员及管理人员应专门组织技术业务培训，学习本工作范围内有关知识，明确职责。组织参加冬期施工的工长、施工班组业务学习，以提高冬期施工和质量意识。

㈣隧道暖棚施工措施

为保证隧道冬季施工的顺利进行， 确保隧道冬季施工的质量、安全，按期为业主提供一个优质的工程产品。对隧道洞口段采取加设棉门帘，防止冷空气进入，派专人在洞口进行值班。

㈤大拌和站保温措施

由于高寒冬季寒冷漫长，根据工期要求，冬季除避开最冷月份外正常施工。砼搅拌采取如下措施：

1、搭设保温暖棚

砼拌合站主要设在暖棚内，暖棚采用彩钢板房，四周基础为砖石结构，暖棚面积为1000m2左右，净高为5.5m。

2、锅炉房

拌和站暖棚设置锅炉房，主要用于加热砼拌和所用的原材料。锅炉房为砖结构，长16m，宽7m，高5m。

3、加热水

拌和用水采用地下井水，抽送致拌合站的水池内采用蒸汽锅炉加热，在水池内安装蒸汽管，管上钻孔径约4mm水孔，孔数按其总面积等于汽管截面积计算。

4、加热骨料

骨料在料堆内用蒸汽间接加热，在每座骨料堆内埋设钢排管，通过管壁进行热交换。排管采用φ50mm的厚壁无缝钢管，竖直布设，管的间距为0.7m。为了提高砂的加热效果，在加热管的下面喷射压缩空气，利用空气在砂、石内扩散传热。

四、结束语

本文通过对双丰隧道冬季施工保温效果的研究，为高寒地区隧道施工质量达到承诺的标准及质量满足施工规范要求得到保证，也为高寒地区隧道冬季的混凝土施工提供理论和实践上的参考依据。

参考文献：

《工程机械施工手册》 中国铁道出版社 1992年 王梦恕 宋延坤 王潜

《隧道》中国铁道出版社 1998年 铁道部第二工程局

《桥隧线工程机械》 中国铁道出版社 2002年 唐经世 郭诚