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1、 青藏铁路风火山隧道施工方案 一、工程概况 青藏铁路格拉段北起青海省格尔木市，线路基本沿青藏公路南行，途径纳赤台、昆仑山口、五道梁、沱沱河、翻越唐古拉山进入西藏自治区内后，经安多、那曲、当雄、羊八井至西藏自治区首府拉萨市，全长1141km，新线建筑长度1110km。 风火山隧道位于格拉段，起讫里程为DIK1159+000—DIKK1160+334，长1334km，该隧道位于青藏高原腹地，昆仑山与唐古拉山之间，线路行走于风火山低高山，自然坡度平缓，一般为10—15°，山顶海拔高4995m，属高原丘陵地貌、自然条件恶劣。隧道进口位于山凹地带，坡度较缓；出口处为山梁地带、坡度较陡。本段位
2、于低温多年冻土，冻土层厚80-100m。本段出露地层主要为第四系全新统坡、残积地层及第三系砂岩与泥岩互层。隧道进口段分布含土冰层（CK1154+740—+900），长160m，厚度0.7—1.2m，上限为1.45～1.8m；隧道出口段DIK1159+880—CK1160+100长220m，为含土冰层，厚度约1.7m，上限为1.45～1.8m。隧道通过地质主要为泥岩、砂岩、层状结构，风化严重。气候属高原冰雪气候，气候干燥、气温、气压低、春秋季节短暂、冻结期长。 二、施工组织安排 1、组织管理机构： 局指挥部下设风火山隧道施工队，隧道施工队下辖两个分队，分别担负本隧道进口段(605m)、出口
3、段(580m)施工，局指挥部由一名副指挥长主管本隧道施工。 2、劳动力配备 风火山隧道队配备施工人员、管理人员358人，其中一分队、二分队各安排159人，队部管理人员40人。 3、机械设备配备： 详见表一。 4、测试仪器配备： 详见表二。 5、主要材料计划： 详见表三。 6、进出口场地平面布置图见图一、图二。 三、施工进度计划 1、总工期 本隧道计划2001年9月1日开工， 2003年12月20日完工。 2、主要项目工期 （1）2001年6月20日至8月31日为施工准备阶段，安排时间73天。 （2）2001年9月1日至12月31日为试验阶段，安排时间为122天。
4、 （3）2002年3月1日至2003年7月31日为全面展开阶段，安排施工时间为517天 。 隧道开挖支护从2001年10月1日开始，2003年6月18日 完成，安排时间为477天。 隧道衬砌从2001年11月21日开始，2003年6月21日完成，安排时间为458天。 风火山隧道主要工程数量表 表一 工 程 部 位 及 材 料 单位 数量 备 注 1 洞 口 工
5、 程 开挖 Ⅱ级硬土 m3 1576 含明洞开挖量 2 Ⅳ级软石 5009 3 端墙 C25混凝土 218 4 顶帽 C25混凝土 4 5 挡墙 C25混凝土 189 6 边坡防护 C20混凝土 147 7 换填 砂卵石 333 8 隔热层 保温材料 12 9 路基面换填 砂石 39 10 路基面铺砌 C15混凝土预制块 46 12 洞外保温水沟 ф50管 m 74 13 回填 m3 355 6 14 保温材料 15 基础加深 C25混凝土 6 16
6、 检查梯 M15水泥砂浆砌片石 12 17 ф22钢筋 Kg 173 18 洞外衬砌配筋保温水沟 及检查井 洞口至检查井 沟身 C25混凝土 m3 5 19 盖板 C25钢筋混凝土 Kg 3 20 φ6钢筋 160 21 保温材料 m3 6 22 检查井 沟身 C20混凝土 12 23 盖板 C25钢筋混凝土 186 24 浸油木盖板 1091 25 ø8钢筋 Kg 16 26 ø6钢筋 6 27 扶手 φ22钢筋 54 28 角托钢 L55×55×5
7、mm（L60×60×5mm） 92 29 端墙式出水口 填弃碴或保温材料 m3 35 30 C20混凝土 24 31 砕碎石 1 油毛毡 124 续表一 序号 工 程 部 位 及 材 料 单位 数 量 备 注 32 明洞工程 衬砌 C30钢筋混凝土 m3 991
8、33 衬砌钢筋 Ф18钢筋 Kg 30663 34 Ø10钢筋 5664 35 Ø6钢筋 3637 36 仰拱 C30钢筋混凝土 m3 138 37 仰拱回填 C25混凝土 186 38 回填 卵砾石土 1091 39 防水层 粘土 409 40 防水板 m2 1361 41 隔热层 保温材料 m3 37 42 洞 身 工 程 开挖 Ⅵ级围岩 m3 5090 43 Ⅴ级围岩 38314 44 Ⅳ级围岩 61253 45 模筑 Ⅵ级围岩 C
9、30钢筋混凝土 1499 46 C30钢筋混凝土 9819 47 Ⅴ级围岩 C30钢纤维混凝土 935 48 Ⅳ级围岩 C30钢筋混凝土 16157 49 仰拱 C30钢筋混凝土 2694 50 随底填充 C25混凝土 4416 51 铺底 C25混凝土 kg 58 52 衬砌配筋 Ф18钢筋 654269 53 Ø 10钢筋 134011 54 Ø8钢筋 53560 55 支护 C25模筑混凝土 m3 10967 56 R25中空锚杆 套 15000 钻头、垫板止浆塞等待15000套 m
10、38130 57 超早强水泥基 kg 844800 58 注浆体积 m3 768 59 超前小导管预注浆 Ø42超前小导管 根 9360 m 37740 kg 124301 60 Ø12钢筋 9360 61 GRM水泥基 540540 62 注浆体积 m3 491.4 63 格栅钢架 榀数 榀 1183 精确制 64 主筋Ф22 kg 342551 65 联接钢筋Ф22 94318 66 Ø12钢筋 181818 67 垫板δ=15mm 83013 68 螺栓M20※60、AM20
11、 套 29112 69 防排水 复合防水板 m2 32254 70 PE防水板 27514 71 保温材料 m3 2181 72 盲沟 m 5977 73 Ø150mmPVC盲沟 74 水沟及电缆槽 C25混凝土 m3 346 75 C25钢筋混凝土 18- 76 Ø 6钢筋 kg 10664 77 保温材料 m3 384 78 弃碴 弃碴场 万m2 1142 79 占地 亩 27 80 挡墙 m3 5380 81 运距 km 2
12、 机械设备配备表 表二 序号 设备名称 型 号 单 位 数量 产地 状况 进场 计划 1 液压凿岩台车 B00merH177 台 2 瑞典 自有 2001.8 2 电动扒碴机 LZ-120 台 2 南昌 自有 2001.8 3 轮式装载机 966D 台 1 瑞典 自有 2001.7 4 梭式矿车 SD14 台 8 江西 自有 2001.8 5 电瓶车 XK12-7.9/192
13、中 6 湘潭 自有 2001.8 6 支护作业台架 10m 台 2 新制 2001.8 7 砼湿喷机 TK916 台 4 成都 新购 2001.8 8 砼搅拌站 H2S25 套 2 陕西 新购 2001.9 9 砼保温输送车 JC-6 辆 6 上海 新购 2001.8 10 双层保温模板台车 10m 台 2 自制 2001.9 11 砼输送泵 HBT60 台 2 三一重工 新购 2001.9 12 工业蒸气锅炉 5T 台 2 西安 新购 2001.7 13 发电机组
14、 GH250 套 4 洛阳 新购 2001.7 14 内燃空压机 750HH21/12 台 4 美国 新购 2001.7 15 高压供水系统 套 2 自制 2001.7 16 通风机 2×55kw 台 2 天津 新购 2001.10 17 运输车辆(载重车) CQ3260 台 6 重庆 新购 2001.7 18 运输车辆(生活车) EQ1092 台 3 二汽 新购 2001.7 19 装载机 ZL50C 台 2 柳工 新购 2001.9 20 电焊机 XB-500F 台 2
15、 陕西 新购 2001.9 21 弯筋机 GW40 台 2 陕西 新购 2001.9 22 切筋机 GQ40 台 2 陕西 新购 2001.9 23 卷扬机 JDK-3 台 2 陕西 自有 2001.9 24 切割机 φ300 台 4 陕西 新购 2001.9 25 供水车 CA141 台 2 一汽 自有 2001.7 26 汽车起重机 QY16B 台 1 徐工 自有 2001.7 27 履带式装载机 963E 台 1 瑞典 自有 2001.7 28
16、 钢筋调直机 GJ14-40 台 2 陕西 自有 2001.9 29 灰浆拌合机 HB-300 台 2 西安 自有 2001.9 30 注浆机 KBY=50/70 台 4 河北 自有 2001.9 31 仰拱作业平台 10m 套 2 自制 2001.10 32 喷涂机 ZUP-5 台 4 新购 2001.9 33 推土机 小松D275A-2 台 1 日本 新购 2001.7 34 挖掘机 PC220-6 台 2 日本 新购 2001.7 35 热风机 HG125NC
17、台 4 日本 新购 2001.10 36 凿岩钻机 YT28 台 25 天水 自有 2001.7 37 平板车 5t 台 6 自制 2001.10 38 充电机 CKKF-250-290 套 4 湖南 新购 2001.7 39 多向钻机 75型 台 2 河北 新购 2001.8 40 露天钻机 ROCD-11 台 1 新购 2001.7 41 平板拖车 40T 台 2 西德 自有 2001.7 42 迈式注浆泵 台 2 新购 2001.8
18、 测试仪器配备表 表三 名 称 规格、型号 单 位 数 量 从何地 调 入 一、试验仪器 水泥胶砂搅拌机 JJ-5 台 1 咸阳 水泥胶砂震实台 ZS-15 台 1 咸阳 水泥净浆搅拌机 NJ-160 台 1 咸阳 沸煮箱 FZ-31A 台 1 咸阳 水泥标准稠度及凝结时间测定仪 套 2 咸阳 水泥细度负压筛析仪 SF-150 台 1 咸阳 水泥抗折试验机 DKZ-5000 台 1
19、西安 水泥标准养护箱 HBY-40 台 1 西安 抗压夹具 40mm×40mm 台 1 咸阳 混凝土拌合机 HJS-30 台 1 咸阳 混凝土振动台 2HD6-80 台 1 咸阳 砼贯入阻力测定仪 H6-80 台 1 咸阳 砼拌合场含气温测定仪 HC-7C 台 1 咸阳 混凝土抗渗仪 HS-4 台 1 咸阳 砂浆抗渗仪 SJS-6 台 1 咸阳 砂浆搅拌机 UJZ-15 台 1 咸阳 低温试验箱 D4型-40℃ 台 1 咸阳 养护室全自动温湿设备 BYS-11 台 1 咸阳 回弹仪（
20、带碳化深度） ZC-3 个 5 咸阳 坍落度筒 100×200×300 个 10 咸阳 砼试模 150×150×150 组 40 咸阳 砼切片、磨平机 HQMP 台 1 咸阳 超声波检测仪 SC-4 台 1 咸阳 压力试验机 NYC-2000 套 1 咸阳 续表二 名 称 规格、型号 单 位 数 量 从何地 调 入 新标准石子筛 ¢200/¢300 套 3 咸阳 压碎值仪 台 1 咸阳 针、片状仪 套 1 咸阳 电热干燥箱 45×55×55
21、台 2 咸阳 砂浆稠度仪 SC145 台 1 咸阳 容量筒 1-30 套 1 咸阳 电动摇筛机 2BSX-92A 台 1 咸阳 温度计 -30-20℃ 支 1 咸阳 融土热扩散系数测定仪（热扩散系数） 台 1 咸阳 冻土热扩散系数测定仪（热扩散系数） 台 1 咸阳 现场融化压缩试验仪 台 2 咸阳 冻胀量试验仪 台 2 咸阳 热敏电阻温度计 2003型 台 10 咸阳 振强温度计 4700型 台 2 咸阳 磅称 100kg 台 1 咸阳 架盘天平 2000g 台 1
22、 咸阳 案称 GT-10 台 3 咸阳 万能材料试验机 WE-600 台 1 咸阳 现场试验流动车 台 1 咸阳 核子密度温度仪 MC-3 台 2 咸阳 冻土钻芯取样机 200型 台 1 咸阳 冻土冷藏瓶 个 20 咸阳 道碴筛 φ300 1-63mm 套 4 咸阳 道碴磨耗机 ZBSX-92A 台 1 咸阳 续表二 名 称 规格、型号 单 位 数 量 从何地 调 入 K30板 WKX-3 套
23、 3 咸阳 拉拔仪 10T 台 2 咸阳 水平测斜仪 6000/60万 台 4 咸阳 土压力盒 JXY-2A型 个 50 咸阳 位移计 12-100mm 个 50 咸阳 砼温度测试系统 Therms-200 台 5 咸阳 收敛计 KJ-5 台 2 咸阳 组合气象站 EP-S 台 2 咸阳 二、测量仪器 设备名称 型号 单 位 数量 产地 状况 全站仪 C2100Ⅱ 台 2 日本 水准仪 C32Ⅱ 台 2 日本
24、 （4）2003年7月21日至2003年7月31日为上碴阶段，工期10天。 （5）2003年8月1日至2003年11月15日为铺轨及整道养护阶段。 （6）2003年11月16日至2003年12月20日为整道养护阶段，安排时间为35天。 3、施工进度网络图： 详见图三。 4、施工进度横道图： 详见图四。
25、四、施工方案 根据风火山隧道实际工程地质情况，结合我局多年隧道施工经验和现有机械设备、施工人员状况，拟采用以下施工方案： 1、明洞段开挖及支护 （1） 遵循“快开挖、快防护、快防护”的“三快”原则； （2） 采取“分段、分层开挖，分层防护，暖季白天用轨行式钢桁架结构覆盖棉帐篷遮阳措施，避免冻土融化。 （3）以挖掘机、推土机开挖为主，钻爆松动开挖为辅，自卸汽车装运弃碴； （4）开挖边坡采用喷PU聚氨脂防热层防护。 2、洞口浅埋段开挖支护 （1）采用￠100×1000钢管大管棚超前支护，￠50×3000钢管小导管注浆加固围岩。 （2）用正台阶法开挖，上断面人工开挖，下断面机械开挖
26、 3、洞身开挖及支护 （1）隧道洞身开挖采用超短台阶施工，钻爆法开挖。上下断面开挖、支护平行作业，上半断面用YT28风枪打眼，下半断面用H177二臂液压钻孔台车打眼。装填KBW抗冻防水炸药，非电毫秒雷管起爆。 （2）锚、挂钢筋网、架立格栅钢架和模筑混凝土等联合支护。 （3）采用喷、锚、挂钢筋网、架立格栅钢架联合支护。 4、出碴运输 用LZ-120电动扒碴装载机装碴，XK12-7.9/192电瓶车牵引SD14梭式矿车轨道运输弃碴，洞外轮胎式装载机装车、自卸汽车运输二次倒运弃碴。 5、模注衬砌 （1）采用低温混凝土施工工艺。在混凝土拌制前，采用蒸汽锅炉、热风机对砂石料及施工用水进
27、行加热处理； （2）采用H2S25自动计量搅拌站拌制混凝土，JC-6轨行式混凝土保温输送车运送混凝土，HBT60混凝土输送泵泵送混凝土入模，双层保温衬模板台车灌注、养护拱墙混凝土。在施工中，仰拱紧跟，尽早形成受力气闭合圈，减少病害生产。 6、防水隔热层施工 采用绑扎悬挂工艺施作软式透水管、防水板，采用喷涂机喷射PU聚氨脂防热层。 7、施工通风、供氧保温 （1）采用2×55KW轴流通风机φ100日本进口软式通风管压入式通风； （2）冬季施工采用密闭门保温；密闭门处设28KW轴流风机压尘辐助通风； （3）采用便携式氧气瓶对洞内施工人员供氧，并设洞外氧吧。 8、施工用电 采用两台2
28、50KVA的柴油发电机组并机运行供电，实际输出容量约在375-440KVA范围内，供电分布详见图五。 五、隧道主要施工难题及解决方法 风火山隧道属国内拟建海拔最高，全部位于多年冻土地层，环境条件最为恶劣的隧道，隧道设计、施工、运营均存在难以解决的技术难题。从施工方面来讲，由于高原、高寒影响，与一般隧道施工相比存在许多难以解决的施工技术难题，主要技术难题及解决方法如下： 1．明洞段暖季施工及防护 风火山隧道进出口端分布有含土冰层、饱水冻土和富冰冻土。暖季施工太阳辐射强、雨水多、气温较高，开挖极易引起边坡冻土热融滑坍，基层地下冰融化，因此施工中必须围绕“减少热源、防止热融、保持冻结”的原则
29、组织施工，具体解决方法如下： （1）开挖前做好测量放线工作，开挖断面严格控制在设计和防护范围内。 （2）明洞段开挖：以“分层、分段开挖、边开挖、边防护”原则和开挖一段、成型一段、防护一段的原则组织施工。分层开挖厚度根据实际情况确定在1.0—1.50m范围。分段开挖长度根据施工段长度实际情况确定在15-25m范围。冻土表层开挖采用大功率机械开挖，基岩采用爆破开挖，边坡与基床采用微振光面爆破严格控制超、欠挖。尽可能减少对冻土扰动，保持基床、边坡和堑顶山体稳定，爆破面平顺，底板平整。 明洞段开挖防护
30、边坡采用喷锚网支护、喷PU隔热层、草袋装粗颗粒土覆盖，开挖段设置遮阳篷遮阳，遮阳篷形式采用桁架式、棉帐篷简易结构。 （3）设置临时排水槽及时将地表水、融水排出路堑。 2．明洞衬砌保温 明洞衬砌在洞外露天施工，外界气温低，对砼的施工及砼强度增长极为不利，易导致砼冻胀裂纹、强度低、拆模时间长等不良后果，明洞衬砌保温工作极为重要。具体解决方法： （1）明洞衬砌施工时，在明洞外采用脚手架、棉帐篷搭设保温棚，保温棚在进出口处设棉毡帘幕，减少热对流。保温棚内设电热吹风养护机，保持棚内养护温度。 （2）砼衬砌台车模板采用双层保温模板，外模采用5cm厚的木板。砼施工完成后，对双层保温模板充蒸汽加热
31、外模外盘绕PVC软花管通蒸气养生，管外覆盖保温帆布，保证砼凝结温度。 3．冻土隧道的开挖 洞口浅埋段开挖易发生热融滑坍，洞身开挖人为活动使环境温度升高、冻土融化、强度降低，导致坍方。因此隧道开挖应坚持“重地质、短进尺、弱爆破、强支护、快衬砌”的原则进行施工，具体措施如下： （1）隧道洞口浅埋段，采用大管棚超前支护，正台阶开挖，人工开挖预留核心土，挖掘机开挖核心土及下断面。 （2）隧道洞身段，正台阶法开挖，采用微震爆破技术，炮眼深度不大于1.2m。 （3）爆破器材选择KBW抗冻防水乳化炸药，抗冻型非电毫秒导爆管起爆。爆破炸药除掏槽眼外均选择低爆能炸药，同段雷管间隔时间在100ms以上
32、严格控制同段雷管的最大装药量；周边眼用导爆索起爆外，其余炮眼用耐寒型导爆起爆。周边眼要用空气柱间隔装药正向起爆，余眼采用连续装药反向起爆，最大限度减弱爆破对围岩的振动效应。 （4）炮泥采用水炮泥：炸药爆炸后将产生巨大的热能，从而将打破冻土原有的热平衡关系，采用水泡泥，炸药爆炸后水变成水雾降低了爆炸产生的热量；水雾在降落过程中带走了空气中的尘埃，起到降温、降尘作用。 4．冻土隧道开挖钻孔防冻 冻土温度低，湿式钻孔、孔内水易冻结产生卡钻、回冻堵孔现象，影响成孔效果。避免此类现象发生的具体措施与施工方法如下： （1）凿岩用水的预热加温10-15℃。 （2）凿岩用水加防冻剂，以防冻结。
33、3）成孔后及时吹孔、装药。 5．通风、供氧 风火山隧道海拔高、空气稀薄、含氧量少，施工人员易疲劳，工作效率低，因此必须采用有效的通风供氧措施： （1）用大功率通风机通风，保证洞内风速 m/s。 （2）缩短施工人员洞内作业时间，施行4h换班制。 （3）采用便携式氧气瓶供氧，并设洞内氧吧。 6．施工机械选型 根据高原气压低、空气稀薄、含氧少，内燃机效率低，空气污染严重的实际情况，为确保人员安全，创造良好施工环境，洞内全部采用电动、风动施工机械。 7．锚杆施工 风火山隧道位于多年冻土区，地温为-2~ -3℃，开挖完成后进行支护施工时，因气温及地温较低，对砂浆锚杆及模喷砼强度带来
34、较多不利影响，甚至使结构冻结破坏，为保证锚杆施工质量，施工中采取以下措施： （1采用中空注浆锚杆或膨胀性锚固药包锚杆。 （2）采用压注超早强水泥基的措施,以堵水并改善围岩冻融圈。 8．低温、负温砼施工 在低温环境下，砼中水化反应速度很慢，使砼的强度提高较慢，从而影响了施工进度，在施工中研究低温早强砼施工技术就尤为重要。 （1）混凝土配合比及外加剂的选用 降低混凝土的水灰比，采用干硬性混凝土；添加低温早强剂、或减水剂。 （2）原材料加温 在拌合场内建预热棚，棚内设搅拌站，在棚内利用蒸汽及热风机对砂石料加热，其具体方法是：进气采用￠100mm钢管作主管，主管上安装蒸汽调节阀，以调节
35、砂石料加热温度，用￠42mm钢管作为加热支管，支管连结主管上，支管管壁钻有￠5mm蒸汽孔，蒸汽孔呈梅花型排列，间距10—15cm，砂石料均匀堆放在加热支管下并覆盖塑料彩条布保温；水直接用锅炉加热抽入水箱。 （3）混凝土的搅拌和运输 混凝土搅拌时，先将加热的骨料和水搅拌均匀，然后加水泥搅拌，以减少热量损失。运输过程中，由于环境温度低，一般运输车在运输过程中的热量损失比较大，难以保证砼入模温度，因此在运输车上设置PU聚氨脂板保温层，并在其上覆盖塑料保温模，保证混凝土的入模温度。 （4）砼的养护 在隧道进出口设保温密闭门，控制隧道洞内外的热量交换，设车辆及行人通行门洞，不使用时关闭，并局部压
36、出辅助通风。 9．隧道防排水 冻土隧道如果防水结构不完善或排水不畅，排水系统极易冻结，极易造成施工渗漏水，导致结构病害产生。如何进行防排水施工就尤为重要。 我们在施工中遵循“以防为主、防排结合、多道防线、综合治理”的原则。 （1）洞内排水 施工期间：进口施工时，洞内废水由集水坑、经过用防寒海绵包裹的排水管抽至污水处理池内，然后将达标的水排入到风压供水系统；出口施工时，洞内污水直接通过保温水沟排入处理池，经净化后排入风压供水系统，同时将污水中析出废物，收集运至规定地点。 施工完后：衬砌背后的地下水，经软式透水管、仰拱底预埋的PVC管排到保温水沟，然后排至洞外。 （2）环向软式透水管
37、施工 先用防水板条（30-50cm）和塑料膨胀螺栓将软式透水管固定在模筑支护面上,再用快凝水泥砂浆将塑料膨胀螺栓包住。 （3）防水层铺设 首先检查断面尺寸、防水板质量及有无钢筋头外露，然后用吊挂台车将防水板用热焊机焊在吊挂肋条上，再用热焊机将防水板搭接缝焊好并进行充气检查。 （4）止水条施工 全断面液压钢模衬砌台车就位后，安装挡头板，在挡头板环向中间部位钉设木条（宽2cm，厚3cm），预留止水条安装沟槽。 下一循环砼衬砌时，将止水条贴在上循环砼衬砌挡头板预留的槽内，再开始浇注砼。 （5）止水带施工 沿衬砌环向间隔0.5m在挡头板中间部位布置直径为10mm的钢筋卡，将内侧卡紧止水
38、带一半，另一半止水带在挡头板外侧用钢筋卡固定在挡头板上。 模筑砼凝固拆除挡头板时，将钢筋卡拉直，固定好止水带，再模筑下一循环砼。 10．高压水供应 风火山隧道地处高寒地区，设高位水池供应高压水，其防冻保温较困难，因此采用风压供水系统向工作面供给高压水。 风压供水系统是通过高压风向储水罐内的水加压，使其具有一定压力以克服管道阻力并满足洞内凿岩机、砼喷射机的使用要求。 六、风火山隧道主要试验项目及施工技术研究 为了解决高原冻土施工难题，为本线后续工程施工提供可靠、先进的技术支持，将风火山隧道作为本线路施工中的试验段之一，重点对高原冻土隧道结构设计、施工技术和材料、设备进行试验和研究。在
39、本试验段施工中，我们将针对高原冻土隧道施工中的试验、科研项目，组成专门负责试验和科研的攻关机构，密切配合设计单位进行现场试验和研究，积极的开发和研究适合高原冻土特点的新技术、新工艺，取得最佳试验成果，优化施工方案，以指导高原冻土隧道施工顺利进行。 1．多年冻土隧道主要试验项目 由于高原冻土区隧道施工经验少，加上高原冻土施工难度大，技术要求高，为确保青藏铁路在运营期间安全、可靠、畅通，并为高原冻土区施工积累经验，研究开发先进的施工技术，指导高原冻土区的隧道施工，以达到安全、优质、快速建好青藏线的目的。根据以往冻土区隧道施工和运营中出现的病害，结合青藏线高原的冻土段的特点，对于可能影响隧道施工
40、和运营安全的关键问题进行试验，具体项目如下： （1）气温测试：气温测试包括洞内气温和水沟内气温测试，洞口段每隔阂30～50M一个测点，洞身段平均不100M一个测点（重点为建成后三年内）； （2）地温测试：地温测试每个段面布设计师7个测空，全隧道布设6个段面（重点为建成后三年内）； （3）冻土地区衬砌背后地下水变化规律研究； （4）多年冻土地区钢纤维混凝土衬砌实验研究； （5）隧道施工通风技术及施工温度场； （6）隧道净空还要等待现场实验进一步优化。 2．多年冻土隧道主要施工技术研究 高原冻土区隧道施工面临两大难题，一是高原机械效率的降低，二是高原冻土隧道围岩常年负温的施工环境。
41、目前高原冻土隧道的施工经验少，施工组织、机械、工艺等需进一步研究，以解决隧道施工中的问题。主要施工技术研究如下： （1）洞口段厚层地下冰施工技术研究 风火山隧道出入口均广泛分布有含土冰层或厚层地下冰，洞口段开挖时改变了含土冰层的热交换条件，施工温度增加会导致洞口边仰坡产生一系列热融滑坍，影响施工安全。目前对高原冻土隧道施工技术经验少，需对洞口段地下冰的施工防护技术进行研究。根据现场实际地质条件，拟从以下几个方面进行研究： 洞口开挖时温度控制技术； 洞口开挖时遮阳防太阳热辐射的技术措施； 防护工程施工技术研究。 （2）低温早强砼施工技术研究 隧道地区属典型的高原冰雪型气候，气温、气
42、压低，暖季短暂，冻结期为九月至次年四月，年平均气温-5.2℃，地温-2—-3℃，极低的施工环境温度严重影响隧道衬砌强度，延长砼凝固时间，降低施工进度，无法确保衬砌结构施工质量，施工拟采用低温早强砼，并对该项施工技术进行深入研究。对低温早强砼拟从以下几个方面进行研究： 低温早强砼使用水泥的对比与选用； 砼外加剂的选用及对比试验研究； 低温早强砼配合比研究； 砼施工保温技术研究。 （3）冻土隧道防排水施工技术研究 隧道防排水和防冻害是多年冻土地区修建隧道遇到的难题之一，也是保证隧道安全运营的关键因素。实践证明，隧道防水和排水的效果不良，是导致隧道冻胀破坏最直接的原因。高原冻土隧道必须保
43、证排水通畅，不冻结，防水良好，无渗漏。我国冻土隧道防排水、防冻害成熟的经验与施工技术不多，特别是在高原多年冻土恶劣的自然条件中，更无现成的技术经验可以借鉴，必须通过试验施工进行研究。 冻土隧道防排水施工技术研究拟从以下几个方面进行： 防水材料的对比试验研究，选择性能优良、耐低温、符合规范要求的材料； 防水层铺设施工技术、止水设施的设置及保证措施研究； 排水系统保温施工技术研究； 地下水的封堵技术研究。 （4）高原冻土隧道施工通风综合技术研究 风火山隧道海拔高4900m，气温、气压低，空气中氧气含量少，施工人员劳动能力下降大，隧道内施工受各种因素影响，空气中有害气体含量高，空气稀薄
44、对施工人员伤害大，施工中必须加强通风，保证作业人员良好的作业环境；又因高原机械效率低下，须对隧道通风方式进行研究，以确定合理的通风方案等，故拟从以下几个方面进行研究试验： 通风设备的选型、对比研究； 通风方式研究； 洞内人员的作业时间及作业方法研究。 （5）高原冻土区隧道施工机械配套的研究 通常的内燃发动机的额定功率是在正常大气压下产生的功率，当在高原上工作时，由于随海拔的增高，空气稀薄，进气量不足，如还保持原有的油气化，则燃烧不完全，功率下降，影响施工生产，降低施工进度。施工时段对设备的选型、配套重新研究确定。拟从以下几个方面进行研究确定： 高原内燃发动机的对比试验研究； 内
45、燃发动机增压技术对比研究； 高原机械设备维修及保养技术研究； 高原施工机械设备配套能力研究； 高原施工机械保温启动技术研究，包括低温启动、加热启动技术研究。 七、施工保证措施 青藏铁路地处青藏高原、海拔高、高寒缺氧，干旱少雨、风沙剧烈、气候恶劣、自然环境极差，加上人烟稀少、交通闭塞、资源缺乏、经济落后、使工程具备先天性的艰巨和困难；在施工中应注意以下问题： 1．提高机械化作业水平 高原高寒缺氧的特殊施工环境，其传统的施工作业方式和方法必须以特殊的作业方式和方法所取代。 （1）选用配套合理性能良好、功效强劲的机械设备。 （2）严格控制开挖进尺：根据围岩的实际情况，确定每循环进尺
46、以防进尺过大，围岩失稳导致塌方。 （3）坚持“快出碴、快封闭、快支护”三快原则，保证喷锚质量，缩短冻土层暴露时间，减少冻融影响，使冻岩与支护之间尽快达到新的热平衡、力平衡状态。 （4）缩短初期支护与衬砌之间的距离，及时施作仰拱，使衬砌与仰拱形成闭合圈，改善结构受力状况，以防初期支护暴露时间过长导致冻岩失稳发生塌方。 2．做好寒季工地物资及构件储备 要有足够的贮料场地和进料、贮料及构件储备，减少因气候变化大雪封山给运输受阻造成的影响，确保寒季施工物资及构件需求。 3．医疗卫生保障 （1）在指挥部设专职人员负责辖区的劳动卫生和医疗保障工作，设立工地急救室，配备足够医疗技术力量，保证高原必须的医疗救护设备和药品。 （2）选拔优秀卫生人员承担高原医疗保障工作。 （3）高原卫生保障知识培训。 （4）做好施工队伍上高原的各项准备工作。 4．环境保护 （1）成立环境监测保护组织机构，协调统一进行环境保护。 （2）施工平面布置时选择对环境影响破坏少、经环保监测部门同意的方案。 （3）施工时，采取切实可行的措施保护生态环境。 （4）加大宣传力度，组织岗前培训，增强参建职工环保意识。
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