高原高寒地区隧道施工技术研究

上海交通大学

硕士学位论文

高原高寒地区隧道施工技术研究

姓名：曹红彬

申请学位级别：硕士

专业：建筑与土木工程

指导教师：王建华;冯卫星

20061101

高原高寒地区隧道施工技术研究

摘要

高原高寒地区，隧道施工处于低气温、低气压的施工环境中，比之一般地区，混凝土在施工中和运营期间的冻融破坏、内燃动力设备的效率降低、施工中的通风排烟等均需采取特殊的施工措施。我国已建成的隧道工程在高原高寒条件下的施工中，最冷月都停止了混凝土的施工。我国近五年内即将开工建设的高原隧道总长达50公里以上，研究高原高寒地区的隧道施工技术具有广阔的运用和推广前景，对我国西部交通基础设施的建设具有重要意义。

本文以目前国内公路隧道最长海拔最高的隧道工程鹧鸪山隧道项目为依托，结合工程实际，对高原高寒地区隧道施工机械化配套、施工通风、隧道混凝土施工和运营期间防治冻融破坏等施工技术措施进行了系统的研究。主要研究成果有：通过对混凝土冬季施工的理论研究和现场试验验证，形成了混凝土抗冻融施工技术方案和施工技术措施；完善了冬季混凝土防冻及抗冻融的配合比设计及外加剂的选用；总结了冬季混凝土施工防寒技术措施和抗冻融施工工艺；形成了高原高寒地区长大隧道平行双洞施工通风模式，完成了高原通风机性能研究和提高供风能力的技术改造；完成了对内燃装载机的功率恢复改造，形成了高原高寒地区隧道施工设备配套模式。

关键词：高原高寒地区隧道施工混凝土抗冻融施工通风设备配套

- I -

Study on tunnel construction techniques in cold plateau

regions

ABSTRACT

Tunneling in Cold Plateau is subjected to the construction condition of the low temperature and low atmospheric pressure. Compared with ordinary regions, special construction techniques should be adopted to deal with problems induced by Cold Plateau such as freeze-thaw damage, Combustion power equipment efficiency decrease, and Waste Gas Discharging and Ventilation. In the coming five years, more than 50 kilometers tunnel will be constructed in the Cold plateau of western China. However, special construction techniques in cold plateau have not been well studied to ensure the continuous construction of concrete in these regions.

This thesis present a systematic research on construction techniques in Cold plateau based on a case history of the Zhehushan tunnel construction. In this study, based on field test data analysis and theoretical research on winter construction, concrete anti-freeze construction techniques is developed; the component design and use of Chemical Admixtures are improved; research on plateau ventilation equipment efficiency is conducted to enhance the ventilation ability; combustion power equipment is upgraded to recover efficiency; a new integrated pattern for construction equipment in cold plateaus is developed.

Keywords: cold plateaus regions, tunnel construction, anti-freeze techniques, ventilation, construction equipment integration

- II -

符号说明

α——运输过程温度损失系数（h m-1）

Tα——运输时的环境温度（℃）

N——混凝土转运次数

t——自运输至浇注完成的时间（h）

T——经运输至浇注完成的温度（℃）

T b——搅拌机棚内温度（℃）

T1——混凝土出机温度（℃）

c1、c2——水的比热容（KJ/Kg·K）及溶解热（KJ/Kg）P s、P g——砂、石的含水率（%）

T w、T c、T s、T g——水、水泥、砂、石的温度（℃）

W w 、W c、W s 、W g——水、水泥、砂、石的用量（Kg）T0——混凝土拌合物的温度（℃）

- III -

上海交通大学

学位论文原创性声明

本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

学位论文作者签名：曹红彬

日期：2006年11月23日