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1工程概況

長琿鐵路客運專線位于吉林省中東部，長約360km。線路基本呈東西走向，途經吉林市蛟河盆地和老爺嶺、威虎嶺中低山區(qū)、圖們江低山區(qū)、延吉琿春盆地。全線新建單洞雙線隧道84座，總延長155．394km，其中3km以上隧道16座。本標段全長89．868km，主要有拉法山隧道段、石門隧道段、安圖隧道群段。1．1工程地質和水文地質出露的地層主要為花崗巖、花崗閃長巖、閃長巖等，其次為變質粉砂巖、細砂巖、板巖等，還有角礫巖、安山巖、安山質凝灰?guī)r，局部地段主要是延吉盆地分布有白堊系的砂巖及頁巖和泥巖互層，具有膨脹性。隧道地下水主要為孔隙水和基巖裂隙水。1．2氣象水文根據(jù)相關資料，本標段線屬北亞溫帶濕潤半濕潤大陸性季風氣候。按照對鐵路工程影響的氣候分區(qū)，該區(qū)為嚴寒地區(qū)。四季分明，春季干旱多風，夏季短促溫暖，秋季涼爽，冬季漫長酷寒。年平均氣溫5．4℃;極端最高氣溫37．7℃，極端最低氣溫－42．5℃;降水主要集中于6～8月，年平均降水量528～670mm。土壤最大凍結深度167～192cm。

2隧道冬期施工方案

隧道冬期施工主要是對人、材、機及施工場地進行有效的防寒保溫，以達到資源充分利用。防寒保溫主要是指混凝土的抗凍保溫技術，本文主要對混凝土冬期施工技術、隧道洞口段凍害防治措施及隧道內防寒技術進行研究，對寒區(qū)隧道冬期施工措施進行了分析和總結，進而得出更經濟、適用、有效的寒冷地區(qū)隧道冬期施工技術。2．1混凝土施工根據(jù)相關規(guī)范和規(guī)程要求，平均氣溫連續(xù)3天低于5℃，或最低氣溫低于－3℃時，混凝土施工應按冬期混凝土施工要求進行。根據(jù)氣象資料，本標段采用冬期施工方法時，需要對混凝土用水和混凝土原材料進行加熱。根據(jù)熱工計算確定需要的加熱溫度，但不得超過表1的規(guī)定。從材料的熱工特性來看，水的熱容量比砂、石大得多，約為砂、石的5倍，因此，最經濟和有效的方法是對水進行加熱。為了減少加熱工作量，當自然氣溫等于或高于－8℃時，只需加熱拌合水，就可以達到拌合物的溫度要求。1)砂石料場保溫供暖:砂石料棚外部采用保溫雙層泡沫板彩鋼板結構，內部采用鋼管棚架結構，同時設置帆布夾棉布的暖簾，并在車輛出入口設置滑動門，保證防寒效果。采用鍋爐供暖方式對砂石料進行預熱及保暖，在砂石料倉底部設置管道地暖，對砂石料進行預熱，同時也可以保證倉內砂石料的溫度，地暖布置如圖1所示。2)拌合站的保溫供暖;拌合站棚外部采用厚復合式彩鋼板結構，內部采用棉布簾全部封閉，除下料口外，其他地方均為封閉結構。拌合站的采暖可采用小鍋爐供暖，即采用立式水暖鍋爐對拌合站內部進行管式供暖，同時對拌合用水進行加熱，保證拌合用水的溫度。拌合站內安裝一圈由3根Φ80鋼管組成的排管作為采暖設備，必要時開啟電暖風機進行采暖，也可采用與工區(qū)統(tǒng)一集中供熱。3)拌合用水采用蒸汽管道進行加熱，將暖氣管道通入蓄水池，通過暖氣管道循環(huán)加熱施工用水。4)混凝土拌制:混凝土摻有防凍劑時，如果防凍劑為粉劑，則按要求摻量將防凍劑直接撒在水泥上面和水泥同時投入;當防凍劑為液體時，必須要先配制成規(guī)定濃度溶液，然后用規(guī)定濃度溶液，根據(jù)使用要求配制成施工溶液。水泥不得直接加熱，使用前宜運入暖棚內存放。攪拌混凝土時，骨料中不得帶有冰、雪及凍團。本標段采用的均為強制式攪拌機，拌翻混凝土的最短時間應按表2要求。5)混凝土的運輸:冬期施工運輸混凝土拌合物時，應合理選擇攪拌機放置地點，有效縮短運距，盡量合理地選擇運輸容器的形式、大小和保溫材料，使熱量損失盡量減少。本標段混凝土運輸最長距離長達10km，所以必須對混凝土車采取保暖措施。對于運輸距離在較短的情況，混凝土車可以采用保溫套對車進行保溫，并在進料口與出料口布置發(fā)熱電纜確保進料口與出料口的溫度?；炷淋嚤靥兹鐖D2所示，發(fā)熱電纜如圖3～4所示。2．2隧道洞口段凍害防治措施寒區(qū)隧道洞口段凍害防治措施可分為被動防寒和主動供暖兩類。在防寒效果上，主動供暖的防凍害效果要遠好于被動防寒技術。例如，嫩林線白卡爾隧道通過在水溝內鋪設蒸汽管路，燒鍋爐向水溝內通暖氣，解決了水溝的凍結問題［7］。但由于主動供暖存在施工工藝復雜、工序繁瑣、后期運營成本太高及設備維護負擔大等問題，因此隧道設計時，一般均采用被動防寒方式，主動供暖主要用于病害治理，且應用較少。1)隔熱防凍措施:隔熱防凍是指在襯砌表面或初期支護與二次襯砌之間敷設保溫材料，利用保溫材料盡量減小圍巖中的熱量放出或者是外部熱量的侵入，借以保持隧道襯砌背后的圍巖保持原有凍結或融化狀態(tài)，不發(fā)生凍融循環(huán)。保溫層的敷設方式主要有三種，如圖5所示。昆侖山隧道和風火山隧道采用了夾心式，大阪山隧道和鷓鴣山隧道采用了即貼壁式，應用得都比較成功;離壁式在國內應用較少。2)排水系統(tǒng)防凍措施。主要包括:①保溫水溝，通常采用側溝形式，根據(jù)襯砌斷面設計結構形式，水溝上部設雙層蓋板，在上下兩層蓋板間充填保溫材料，保溫層厚度一般不應小于30cm，下部為流水槽，溝底縱坡一般應與隧道縱坡相同，但不宜小于3‰;②深埋水溝，埋置于隧道仰拱以下，中心管中心至軌面距離為3．7m，中心管正上方鋪設2m聚氨酯保溫層，保溫層厚度10cm，洞內中心深埋水溝及洞外深埋水溝均采用Φ600mm鋼筋混凝土預制管，壁厚120mm;③防寒泄水洞，根據(jù)圍巖的最大凍結深度外設計埋置深度，而且考慮泄水洞的施工不能影響隧道主洞的穩(wěn)定性，泄水洞通常布置在隧道主洞下方。應結合隧址區(qū)的氣溫條件、凍結深度、地下水富集情況以及建設投資各方面因素考慮，對防寒泄水洞做出對比分析論證;④保溫出水口，在嚴寒地區(qū)，深埋水溝、防寒泄水洞及洞外暗溝，均應設置保溫出水口以保證水流至洞口時不致發(fā)生凍結，堵塞排水通道。3)注漿堵水防凍措施:破壞凍脹發(fā)生的基本條件，將地下水阻隔在隧道圍巖最大凍結深度之外，可以避免隧道發(fā)生凍害，注漿是實現(xiàn)這一堵水防凍目的的主要工程手段之一。注漿材料主要采用純水泥漿和水泥水玻璃雙液漿，一般采用0．3～0．5MPa低壓注漿方法，有承壓水的地層注漿壓力可適當提高。注漿范圍大于最大凍結深度0．5～1m。2．3隧道內防寒技術1)隧道內防寒保暖措施:按兩扇對稱推拉設計形式，設置防寒保溫門，在洞口路面內埋設鋼軌滑道，上部門框內安裝上行定向滑道和吊環(huán)。門由槽鋼作框架，正背面為薄鋼板焊接而成，中間空心部分用聚氨脂隔溫材料填充，由工廠加工成型，現(xiàn)場安裝，預先做好通信電纜管的埋設與穿線工作，處理好與二次襯砌結構邊墻接觸面的密封工藝。也可以在隧道內設置火墻或火爐進行加溫。2)隧道施工通風空氣預熱:采用暖風機對進風進行預熱，再把預熱后的空氣用通風管送入洞內，確保洞內環(huán)境溫度為－5℃～5℃。通風機布置在井架的2層平臺上，曖風機提供的熱風要集中送到通風機入風口，采取鐵皮風道集中送風的方法供熱，通風機的全部進風都經由曖風機通過，曖風機布置見圖6。供熱循環(huán)系統(tǒng)由蒸氣鍋爐、熱煤蒸氣輸送管道、閥門、曖風機散熱器等組成，系統(tǒng)布置見圖7。

3冬期施工安全教育及培訓

根據(jù)冬期施工任務，編制各項安全技術措施，制定各工種安全技術操作規(guī)程，定期對各級生產及管理人員做好安全教育及培訓，強化安全意識，提高安全重視程度，嚴格執(zhí)行安全總監(jiān)、安全員、工班三級安全交底制度，并監(jiān)督落實到位，所有特殊工種必須持證上崗。對于無詳細冬期施工安全技術交底的工種，嚴禁冬期施工。

4施工現(xiàn)場安全管理

建立冬期施工各級安全生產管理體系，組織制定冬期施工的各項安全生產管理制度，監(jiān)督落實到人，做好現(xiàn)場監(jiān)督把控。要求相應的冬期施工安全生產領導小組也務必要成立，工區(qū)長及安全總監(jiān)任正、副組長，貫徹“安全第一，預防為主”的方針，健全安全保證體系，做到思想保證、組織保證和技術保證，確保施工中人身、設備安全。

5結語

本標段在冬期施工中，對混凝土砂石料場棚采用地暖保溫、拌合站搭設保溫棚、混凝土運輸車采用保溫套對車進行保溫等措施，有效地解決了寒區(qū)隧道工程冬期施工過程中混凝土施工問題。在隧道洞口段和洞內也采用防寒保溫措施，有效改善了洞內作業(yè)環(huán)境，減少了隧道工程冬期施工成本。上述防寒保溫措施的應用，有力保證了項目寒冷季節(jié)安全、優(yōu)質、高效、快速地施工，保護了隧道周邊環(huán)境，取得了較大的經濟、社會和環(huán)境效益。

參考文獻:

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作者:王超朋 李巖 單位:1.中鐵隧道集團二處有限公司 2.中鐵隧道集團一處有限公司