高寒地区隧道工程冬季施工技术
1 工程项目气候条件 八苏木隧道地处内蒙古高原南缘之大青山低中山区，隧道位于内蒙古高原，冬季寒冷漫长，霜冻时间长。冬季长达5～6个月，最冷月平均气温-16℃，极端最低气温-38℃，年平均气温2.9℃，属于高原寒冷地区，土壤最大冻结深度246cm。 2 冬季施工难点 隧道全长8148m，工期26个月，隧道工期紧，冬季必须施工，分析该隧道所处地理位置和本地区气候条件，在寒冷冬季施工人员如何防寒、混凝土施工、施工供水、排水、物资供应和设备防寒是制约我们正常施工的主要因素，需要对以上问题进行研究解决。 3 主要施工技术和措施 3.1、人员防寒 3.1.1 驻地建设 驻地位置选择：驻地尽量选择靠近隧道洞口，以便于施工人员上下班，位置以背风位置为宜； 墙体的选择：目前，国内大部分野外作业单位临时用房都采用的是活动板房。活动板房安装方便，综合成本低，但结构强度差。当地常年刮风，常常超过4～6级。所以像办公室、会议室、活动室、餐厅等大跨度房间活动板房无法满足强度要求。所以，项目部采用砖混结构砌筑墙体，保证了在风荷载作用下的稳定、安全。而且24cm厚的墙体保温效果也较活动板房为好。 房顶的选择：如果采用内地常见的瓦片盖顶，则需要加工椽、檩、挂瓦条等木料，加工与安装费时费力，且保暖效果差，结构强度低；如果采用现浇板或预制板，则需在墙体上做圈梁，也较为费工且费用较高。经过在当地走访我们最后定下采用10cm厚保暖彩钢瓦盖顶。该保暖彩钢瓦整体性好，安装方便，且价格适中，保暖性好。 门窗的设置：由于当地冬季长期为北风或西北风，所以房屋建为南北向，门窗都设置在南面。当地冬天日照条件好，晴天多，所以日光是很好的照明和取暖来源。为了更好的采光，像办公室等公共房间可在墙壁朝阳、背风的一面设置大窗。大窗户除有利于采光外也有利于通风。由于高原寒冷地区冬季漫长，易发生感冒、发烧等流行疾病，所以房间通风就变得非常重要。高寒地区窗户宜做成双层玻璃，也是为了更好的保暖。 3.1.2供暖 驻地采用的是燃煤锅炉集中供暖，确保室内温度达到5度以上。 3.2 混凝土施工 混凝土在冬季施工时，受温度影响大，特别是在高寒地区温度极低。混凝土中的水冻结，体积膨胀9%左右，混凝土遭受冻害，所以必须采取有效的措施。使其尽快达到受冻前的临界温度或拆模温度。 3.2.1 原材料的加热原则及方法 加热原则：冬季施工的原材料一般需要加热，其加热温度根据热工计算确定。应优先采用加热水的方法。当自然气温较低，单纯加热拌合水无法满足拌合物出机温度的要求时，对于集料也要加热，首先是细集料，其次是粗集料。各种类型和不同强度等级的水泥在任何情况下都不加热，但在使用时放在保温棚内预温。 加热方法：在施工过程中根据现场的实地条件，原材料的加热采用湿热法和干热法相结合的办法来进行。湿热法是在集料堆中插入蒸汽针，直接排放蒸汽，以提高砂、石温度。干热法是在存放集料堆的棚内安放排管，如水、电、蒸汽管等来加热砂、石料。 在该隧道采用的是干加热法。即在集料仓下采用煤火加热。 3.2.2 混凝土的搅拌与运输 搅拌站必须搭设暖棚，搅拌前用热水冲洗搅拌机，搅拌时先投入粗、细集料和热水，待搅拌一定时间后，检测水温降至40℃左右时，再投入水泥及外加剂。混凝土拌合物温度控制要经过热工计算确定，砂、石、水泥进入搅拌站的温度按±2℃控制。 混凝土拌合物出机后，应及时运到浇筑地点，运输车在运输过程中要采取保暖设施，以加强运输过程中的保温效果，防止混凝土从运输到浇筑过程中发生冻结现象。 3.2.3 混凝土的浇筑与养护 混凝土入模温度应控制在5℃以上，同时浇筑与振捣工序衔接好，间歇时间根据周围自然温度定，最长不得超过15min，做到随浇随捣、并做好覆盖保温工作。低温浇筑混凝土时，在条件允许的情况下，尽量减少施工缝，一次浇完。 冬季混凝土浇筑时，内外温差大，一定要做好混凝土的养护工作。特别注意混凝土的抗冻和抗裂。 3.3 施工供水 3.3.1高山水池 隧道进口、出口高山水池设置于洞顶上方，采用砖砌埋置式，上部先采用钢筋混凝土盖板覆盖，之后采用厚度2.5m厚粘土覆盖；斜井高山水池设于洞内，利用洞内排水沉淀后抽至水箱供掌子面使用。 3.3.2洞外及洞口段供水管路 洞外输水主管路采用保温材料包裹后埋入地下2.5m，距洞口200m范围内采用浆砌片石和砂子覆盖2*2m断面。 3.3.3应急供水 为防止洞外水管冻结影响洞内正常施工用水，在进、出口已施工仰拱地段设置储备水箱，以备急需。 3.4 施工排水 3.4.1洞内排水 洞内靠掌子面地段直接利用双线隧道中心水沟排水，洞口段100m为防止水沟上冻，在中心水沟旁设置直接φ150mm钢管，水沟上冻时，利用抽水泵通过管道排水。 3.4.2洞外排水 在隧道洞外设置(宽×高)1m×1m排水沟，将洞内排水引至附近沟渠，排水沟采用红砖砌筑，上部先采用钢筋混凝土盖板覆盖，之后采用厚度2.5m厚粘土覆盖。 3.5 材料供应 根据施工进度安排，有计划性的加大沙石、水泥、各级钢材等主材的储备量。利用当地资源在洞口附近建立小型碎石厂。该隧道所经范围大部分为玄武岩，其中不乏大量致密玄武岩段。经过对其取样分析，完全可加工碎石用于施工。这样既节约了成本又减小了冬季外来碎石不能及时运入的风险 3.6机械维护 在寒冷的冬季，由于环境温度过低。造成工程机械发动机启动困难、运转机件磨损加剧以及机械安全性能降低等现象的发生，使得工程机械作业条件恶化，影响了工程机械的正常运转。为保证工程机械的可靠性、经济型性与安全性，保持其技术性能，提高工作效率，项目部采取了以下措施： 修建全封闭车库，车库内采用暖气供暖。 在隧道内设置停车点。由于该隧道宽14m左右，所以单侧停车不会影响隧道内正常运行。隧道口挂上棉布帘子后，洞内温度基本可保持在10℃以上。在这种温度下一般工程机械车辆启动都没有问题。 给机械使用防冻液和-35号柴油。保证机械的正常运转。 安排专人对空压机、发电机等机组每天不等次检查。像发电机等不常用机组在不工作时应将机油散热器等散热装置中的水排空，防止水结冰膨胀后损坏设备。 建立保温修车棚，并聘请专人在施工现场设置维修点，及时维修机械、设备。 4 结论 通过落实各项冬季施工措施，八苏木隧道实现了在高原寒冷地区冬季正常连续施工，并保证了隧道施工安全和质量。
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