隧道冬季施工范文篇1

关键词：喷射；膨胀玻化微珠；保温砂浆

一、工程概况

新建吉林至珲春客运专线石门隧道起讫里程为DK91+246～DK97+509，隧道全长6263m。设计为双线有砟轨道隧道，隧道最大埋深为约285m。该隧道地处敦化盆地，该地区年平均降水量528～670mm，极端最低气温-29.2～-42.5℃。设计要求在洞口500米范围内设置保温结构，以保证隧道冬季排水系统工作正常。

二、方案比选

目前隧道排水系统保温的常用方案有三种。第一种方案是在二次衬砌和初支喷射混凝土之间放置硬质聚氨酯保温板，该方案施工难度大、效率低、而且存在火灾安全隐患，更重要的是这种保温板的压缩性大不利于隧道初期支护和二次衬砌共同承载。第二中方案是隧道二衬混凝土直接采用导热系数低的保温混凝土，但目前保温混凝土技术不不太成熟。通过试验室试配发现由于使用的玻化微珠吸水率过大，导致大坍落度C40混凝土的单方胶凝材料用量达550公斤，而且该混凝土还存在的出机坍落度不稳定、坍落度损失大、外观质量差等缺点。第三方案是在初期支护和二次衬砌间加喷一层约10㎝的保温砂浆，具体的做法是在初期支护施做完成后铺设环向和纵向排水管，接着再喷射10㎝的保温砂浆，然后再铺设土工布、防水板最后浇筑二衬。与保温板和导热系数低的保温混凝土相比，喷射玻化微珠保温砂浆具有材料成低、施工效率高、防火性能好、保温性能优的特点。综上本工程决定使用第三种保温方案。

三、原材料选定

水泥：采用吉林冀东水泥有限公司生产的P·O42.5普通硅酸盐水泥。普通硅酸盐水泥具有保水性好、凝结时间短、强度高和有害物质含量低的特点。[1]检验结果见表一。

五、施工控制

原材料进场后应及时检验，杜绝使用不合格材料。水泥要做到防水防潮、先到先用。当水泥存储时间超过三个月时，在使用前应该重新检验。骨料存储仓底应有一定的坡度，有利于积水的排出。外加剂的存贮要有专门的料库存放，严禁户外存储，尤其是冬季和夏季。因为温度会对外加剂性能产生不良影响，速凝剂尤为敏感。混凝土开盘前应认真检测骨料含水率，然后根据含水率的大小对配合比进行调整。开盘前应对搅拌站计量系统进行校正，确保计量系统工作正常。拌合水、外加剂、水泥、尤其是膨胀玻化微珠材料每盘计量误差应严格控制在±1%以内，粗细骨料每盘计量误差应严格控制在±2%以内。保温砂浆受喷面应冲洗干净，严禁表面存在浮尘、浮渣。保温砂浆供料要连续，从拌合到喷射的时间间隔不宜过长，做到随拌随用，否则会引起保温砂浆回弹量增大。[5]喷头与受喷面应保持垂直，距离控制在0.6～1m的范围内，喷头处风压以控制在0.1MPa左右。

参考文献：

[1]韩慧莲等.关于喷射混凝土技术的探讨.山西建筑，2008.21009-6825（2008）04-0162-02

[2]马保国.新型泵送混凝土技术及施工.北京：化学工业出版社，2006.5：ISBN7-5025-8706-3

[3]冯坤等.客运专线铁路隧道混凝土高效减水剂类型选定的试验研究洛阳中铁隧道集团有限公司工程试验中心

隧道冬季施工范文篇2

关键词：管道隧道；涌水；综合整治

中图分类号：U45文献标识码：A

1工程背景

西气东输二线果子沟3#隧道长273m，位于北天山西段中山区，以北东方向穿越山体，坡面陡峻，沟谷深切，洞顶最高海拔约2280m，阴坡上云彬林呈片状分布。隧道进出口位于沟谷岸坡,地形较为陡峭，自然坡度30°～40°，进口海拔约2130m，出口海拔约2170m。

2隧道设计及现状

2.1地质情况

2.1.1地下水类型、含水岩层的划分及分布

隧道主要穿越地层岩性及地质构造特征，结合含水性质判断，地下水主要为基岩孔隙裂隙水、构造裂隙水、碳酸岩岩溶裂隙水。基岩孔隙裂隙水发育于青白口系泥质粉砂岩中，构造裂隙水发育于断裂破碎带，岩溶裂隙水发育于震旦系白云质石灰岩中。

图1隧道纵断面

2.1.2区域地下水补给、径流、排泄特征

隧道通过区地下水接受高山融雪水的补给，地下水在测区接受地表水补给后，经垂直渗流带下渗至水平径流带以泉的形式排泄补给沟谷地表水。除上述天然径流排泄外，隧道建成后其影响范围内的地下水将涌入隧道形成新的人工排泄系统。

2.1.3隧道围岩富水性情况

隧道穿越山体覆盖层较薄，且山体陡峻，无法形成稳定的含水层。岭脊发育构造裂隙水，为中等富水区；岭脊两侧为碳酸岩岩溶裂隙水、粉砂岩孔隙裂隙水，为弱富水区。隧址区无稳定的地下水位。

2.2设计现状

原隧道设计隧道洞口段、富水段、断层破碎带时，采用复合式衬砌，洞内面向大里程左侧设水沟，墙脚设纵向盲沟,拱墙环向设盲沟，并与侧沟相通,环向盲沟间距按10～15m考虑。复合式衬砌拱墙背后设EVA防水板，背衬无纺布，二次衬砌施工缝及变形缝设止水带。锚喷衬砌混凝土添加防水剂。断层带超前注浆。

2.3涌水调查

隧道开挖所揭示地质情况与设计基本一致，施工正常有序进行。开挖过程中，局部有渗漏水现象，隧道贯通铺设管道期间，隧道出水均不大。进入冬季，当地降雪量较大，积雪春融后发现洞内出现大量涌水现象。洞内据进口80m处出水较大，施工遗留的拱部注浆管有水流喷出，其他部位均有不同程度的渗漏，至据进口120m，流水冲切出的深槽逐渐消失，判断据进口120m以后不再涌水。

图2隧道洞内涌水冲刷出深槽图3水从拱顶施工遗留的注浆管中喷出

2.4涌水主要成因

1.涌水段洞身穿越坡积块石、泥质粉砂岩、F32断裂破碎带。F32断裂破碎带宽度约110m，断层面产状N60°W/70°S，为一逆断层。断裂带岩体破碎，挤压、揉皱现象严重，结构面有明显的擦痕、镜面及糜棱化现象，在距下盘约30m范围内为断层角砾，局部为砾泥。两盘岩层受其影响，岩体较破碎，局部具揉皱现象，层理较紊乱。出水较大的段落位于断层带内构造破碎带，岩体破碎，为地下水提供了储水空间和导水通道。

2.冬季该地区降下多年罕见的大雪，隧道涌水段基本位于断层破碎带，进口标高低于出口40m，地下水补给以大气降水为主，构成中等富水区，冬季大雪的融化带来大量的地下水补给，破碎的岩层和断层破碎带为地下水提供了导水通道，大量地下水通过通道向地势低的进口汇集造成了涌水。

3涌水处理方案

据隧道所处地质情况、隧道涌水的调查结果、隧道防排水要求，执行“以堵为主，堵排结合”的处理方案。先对涌水量较大的地段加大引排，加快地下水的排出，降低水位水压。地下水位降到底板以下后，采用周边径向注浆方式填充岩层裂隙，达到堵水的目的。

图4隧道设备安装示意图

3.1引排地下水

首先，应将距隧道据进口130m范围内的编织袋回填土彻底清除，以利后续施工。为了避免涌水漫流，长时间冲刷对结构造成危害，应在隧道两侧布设排水管，在洞内距进口130m范围内每个截水墙中间设挡坝，用来将地面水引导汇入两侧排水管，避免涌水持续冲刷管道。

其次，在原截水墙下两侧各设预置长×宽×深（50×45×50cm）壁厚10cm的混凝土集水井，隧道洞口外距洞口1m处设置长×宽×深（100×110×105cm）壁厚20cm的混凝土集水井，洞内集水井之间用直径为40cm的无砂渗水管连接。

最后，将洞口集水井中的水通过直径为40cm的PVC排水管沟排入洞外河中。为了防止冬季冻结，洞口的集水井及排水管埋置于冻结深度170cm以下，相关设计满足规范要求。

为了加快引排以利注浆施工，在据进口80m涌水较大处两侧边墙底部钻孔插管，直接将水排入集水井。

3.2注浆施工

待降低水位至底板以下，可进行注浆处理施工，堵塞涌水通路。隧道压浆的目的是为了充填岩层裂隙，在周边围岩中形成一个难透水带，提高围岩的止水性能。因此，采用隧道全断面注浆，根据施工经验，径向注浆加固范围为隧道开挖轮廓线外3m。由于涌水流速较大，采用水泥一水玻璃双液浆。浆液浓度根据岩体条件进行调整。注浆孔孔口纵横间距为1m(可根据裂隙出水情况作调整，出水量大时加密)，梅花型布置。在注浆前应用有效材料包裹管道以确保在注浆过程中危害管道，发生不测。

3.2.1小导管的加工制作

小导管采用外径φ42～50mm、L＝3～5m的热轧无缝钢管制成，前端封闭并制成尖状，以便顺利插入已钻的小导管孔内，当围岩松软时，也可直接打入。小导管前部钻注浆孔，孔径为6～8mm，孔沿钢管周边交错布置，间距10～20cm。小导管尾部长度不小于30cm，作为不钻注浆孔的预留止浆段，管尾设一加固环，并保持管身的顺直。

3.2.2小导管定位

根据设计注浆导管的间距用红油漆标定钻孔位置(涌水量大区域加密)，用风钻开孔，开孔直径较小导管管径大20mm，在孔深达到设计值后用Ф18弯头钢管通入高压风吹净孔中石屑、细小石块和钻孔积水，用带冲击风钻将小导管顶入孔中，也可直接用锤击插入小导管；导管外露20cm，安装注浆管。用塑胶泥（40Be水玻璃拌和42.5R级水泥）封堵导管周围及孔口，工作面上裂缝同时封堵。

3.2.3焊接管头、密封管口

通过套丝短管焊接在注浆管上，用φ42管箍拧紧所有的待注浆管，为防止漏气、涌水，用生胶带加以密封。在注浆前，当初期支护结构无法保证注浆时能承受注浆压力时，施工网喷砼加强支护兼止浆墙。

3.2.4制浆

双浆液：采用水泥－水玻璃浆液，水泥浆水灰比：0.8:1～1.5:1，水玻璃浓度30～50Be’，水泥浆与水玻璃的体积比宜为1：1～1：0.3，在施工中需根据地质情况现场试验调整参数。

3.2.5注浆顺序

采用下行式注浆，注浆自上而下隔孔进行。

3.2.6注浆量和注浆压力的控制

施工前应做压浆试验，根据涌水量大小、裂隙发育程度确定注入速度和注浆量。注浆口最高压力严格控制在0.5MPa以内，以防压裂工作面；进浆速度不宜过快，一般每根导管控制在30L／min以内。导管注浆采用定量注浆，即每根导管内注浆量按下式计算确定

Q＝nπR2L

R―0.6～0.7倍导管中心间距；

L―导管长度；n―围岩空隙率。

如压力逐渐减少，虽然未注入规定值，但孔口压力已达到0.5Mpa时，也要结束注浆。

3.2.7注浆效果检查

注浆结束后，应做一定数量的钻孔检查或用声波探测仪检查注浆效果，如未达到要求，应进行补注浆。

3.3其他附属及安全措施

3.3.1回填及渗水层

排水、堵水施工完成后应在隧道底部按照原设计回填土，考虑到运营中再发生底板渗水，破坏回填土结构，应先在隧道底板上铺10cm的卵砾石渗水层，再施工编织袋回填土等。

3.3.2安全措施

在隧道内施工时，要遵照执行管道安全的相关规范规定，确保不对管道造成危害。注意对隧道内气体的检测，加强相关的安全防护措施，保护施工人员及机械设备的安全。在未能保证安全的情况下严禁施工。此外建议加强管道的防冲刷、防腐蚀等安全措施。

4结语

隧道涌水是隧道工程常见的病害之一，本文所讨论的隧道特殊之处在于是管道运营之后发生涌水，存在涌水量大、施工空间狭小、涌水治理对管道影响较大的特点。目前，各种管道隧道的建设量越来越大，势必会有类似的问题需要同行处理，希望本文讨论对管道隧道的涌水处理有参考意义。

参考文献：

重庆交通科研设计院.公路隧道设计规范[S].北京：人民交通出版社，2007.

隧道冬季施工范文篇3

关键词：冻害防排水电加热保温材料

中图分类号：U45文献标识码：A

目前，在我国东北、西北及西南高海拔地区修建的隧道，运营中的隧道的冻害成为较为突出的一种病害形式，据统计，仅在我国东北和西北地区就有33座铁路隧道运营中遭受不同程度的冻害，给运营部门带来很大的困扰。鉴于寒区隧道遭受冻害的严峻形势，本文就以集包第二双线隧道防冻设计资料为依据，结合相关隧道科研成果，对隧道防冻技术进行分析研究。

一、工程概况

集包铁路第二双线位于华北地区内蒙古西部，属于京包通道西段是我国铁路“八纵八横”铁路网主骨架之一的京兰通道的重要组成部分。该线东起乌兰察布市，西至包头市，途经呼和浩特市，是我国与蒙古国、俄罗斯开展经贸合作的主要运输通道，也是蒙西地区煤炭外运和大秦铁路相连的重要通道。全长308公里，工程于2009年4月1日开工，2012年11月30日正式开通运营。隧道共计15座，全长33.6km，包含内蒙古自治区已建成的最长隧道八苏木隧道（8184m）。

据卓资县气象站气象资料显示，隧道所处地段年平均气温2.9℃，最冷月平均气温-15.6℃，极端最低气温-35.6℃，土壤最大冻结深度246cm。卓资地区冬季长而寒冷，冰冻期从头年的11月份一直到次年的3月份，属严寒地区。

图一卓资地区2012年2月份气温曲线表

二、隧道的防排水及防冻设计原则

隧道衬砌背后结合施工缝位置设环向盲沟，墙脚设纵向盲沟，隧道均设置双侧水沟及中心水沟，两端洞口各1000m范围内设置双层盖板保温水沟，在两层盖板间加聚氨酯保温材料，侧沟水流经隧底φ100mm波纹管（间距9m一道）汇集于中心水沟。保温水沟通过洞口保温暗管与洞外检查井连通，并通过洞外保温出水口排出，出水口选在向阳、背风或跌水处。

图二隧道排水系统平面布置图

三、保温材料的选择

对保温材料的选择主要通过对性能、造价、施工等方面综合对比，聚氨酯保温材料作为一种性能优异的高分子材料，近年来广泛应用于铁路隧道内。根据其发泡特点，分为硬泡和软泡，技术参数对比见表一。

表一保温材料主要性能数据表

聚氨酯硬泡多为闭孔结构，具有绝热效果好、重量轻、比强度大、施工方便等优良特性，同时还具有隔音、防震、电绝缘、耐热、耐寒、耐溶剂等特点，广泛用于各种场所的保温材料。隧道侧沟及检查井等部位的保温材料，宜选用硬泡聚氨酯泡沫塑料。材料密度控制在30kg/m3。

四、隧道内侧沟防冻

隧道内侧沟冻结是病害解决的难点之一，洞内空间狭小，施工难度较大，除了保温材料的选择及保温材料厚度的确定之外，还需要引进新工艺新技术解决侧沟防冻的难题，集包第二双线隧道参照国外洞内防冻技术原理，结合本线特点，在隧道侧沟防冻上采用了铺设电加热电缆的方案来解决侧沟冻害问题，取得了很好的防冻效果。彻底解决了冬季侧沟冻结进而侵害道床的现象。

图三电伴热方案平面布置图

考虑到设备的可靠性，每50m设置一处独立回路，要求单独供电，电源为交流220V。

表二材料规格

五、洞外出水口的防冻

确保隧道出水口不冻结，出水口流水顺畅也是设计的关键点之一。八苏木隧道出口端就曾经发生过在保温出水口外冻结成冰锥状进而堵塞水流通道，引起隧道洞内侧沟水外溢而大范围冻害道床的案例。

保温出水口的防冻主要从结构、高差和坡度三个方面入手，根据集包铁路隧道建成后现场分析得出结论，在缓坡高差较小的地形上，隧道出水口不宜设置成大口径，以免冷风侵袭，引起管道冻害，而应改为小口径多管道出水方式，出水口处应有一定的高差、坡度，加快水流速度，在两端洞口侧沟至检查井之间2.3m范围内采用大坡度如下图所示，保证在水流进入检查井处水沟底高于检查井底面30cm即可，上面覆盖保温材料，检查井应及时清淤，避免堵塞入水口及出水口。