严寒地区高速铁路隧道冬季施工配套技术研究

严寒地区高速铁路隧道冬季施工配套技术研究

发表时间：2019-07-24T09:40:45.423Z 来源：《基层建设》2019年第10期作者：刘邦玺

[导读] 摘要：本文针对东北严寒地区高速铁路隧道冬季施工配套技术进行了系统研究，研究并提出了严寒地区冬季施工配套设施的系统性规划及选型要求、深埋中心水沟简易栈桥超前施工及自行式仰拱栈桥跟进分幅流水作业施工方案，并通过优化后的隧道双层保温环向透水波纹盲管结构，采用拱墙保温板（钢筋骨架法）快速安装技术，形成了一套行之有效的完整的严寒地区隧道冬季施工方案，有效保证了工程质量，在加快进度的同时，减少了成本，经济效益

中铁五局集团第五工程有限责任公司湖南郴州 423000

摘要：本文针对东北严寒地区高速铁路隧道冬季施工配套技术进行了系统研究，研究并提出了严寒地区冬季施工配套设施的系统性规划及选型要求、深埋中心水沟简易栈桥超前施工及自行式仰拱栈桥跟进分幅流水作业施工方案，并通过优化后的隧道双层保温环向透水波纹盲管结构，采用拱墙保温板（钢筋骨架法）快速安装技术，形成了一套行之有效的完整的严寒地区隧道冬季施工方案，有效保证了工程质量，在加快进度的同时，减少了成本，经济效益、社会效益良好，为类似工程提供了经验指导。

关键词：严寒地区；高速铁路；隧道；冬季施工；配套技术

1.前言

哈牡客专虎峰岭隧道（长8755m）、通才隧道（长4000m）位于黑龙江省尚志市、海林市，地处东北严寒地区，为双线铁路隧道、全线重点控制性工程。隧道地处中温带湿润～亚温润大陆性气候区，冬季寒冷漫长，夏季湿热短暂，冬季极寒温度达到-36℃，有效施工时间短，全年有一半时间处于冬季施工期。隧道区土壤最大冻结深度为191cm，一般每年10月下旬开始冻结，3月份达到最大冻结深度。由于建设工期紧，隧道必须进行冬季施工。本项目结合工程实际，对有关严寒隧道冬季施工配套技术进行研究，从混凝土拌和站和钢结构加工厂冬季温度控制技术、机械设备配置、洞口暖棚保温技术、深埋中心水沟施工技术、隧道保温盲管结构优化、隧道拱墙保温板快速安装技术等方面进行系统研究，在保证隧道施工质量的前提下，有效缩减了施工成本，为类似严寒地区铁路、公路隧道及其他隧道冬季施工提供了经验指导。

2.混凝土拌和站冬季温控技术

混凝土拌合站在洞口附近就近布置，采用保温阻燃板全封闭+料仓地暖+暖气管片保温方案。拌和站料仓、拌和楼、上料斗、传送带采用全封闭式保温棚，砂石料仓隔墙用空心砖砌筑50cm厚保温隔热，保温棚材质为10cm厚泡沫夹心保温阻燃板，顶棚为电阻丝+10cm厚岩棉+彩钢瓦式结构。棚顶结构为三角桁架，以利排水，同时顶棚每跨泄水槽处通长设置3道电热带，以融化棚顶积雪。外加剂放置在保温棚内，确保不受冻而影响质量。在进料仓道路上坡处设置一道运输车辆进出大门，仅在车辆进出时开启，平时封闭，以有效避免冷空气侵入室内环境。通过此措施，保证混凝土出机温度不小于10℃。

拌和站供水温度上限80℃。根据热工计算，在配料机附近设一个可循环热水蓄水池，安装一台燃煤蒸汽有压供暖锅炉。封闭拌和站内供暖主要由地暖管道及周边暖气管道供热，采用自制暖气管道，主输送管道采用φ108无缝钢管，主散热管道组采用φ89无缝钢管，地暖管道及周边暖气管道采用φ60无缝钢管。地暖管道横向铺设于料仓底板混凝土中，间距50cm。周边暖气管道沿料仓侧壁（三面）布置，采用角钢卡槽固定，竖向间距25cm，料仓较长，侧壁分为两个散热片，回路短，升温快。

每个料仓地暖设置独立地暖阀门便于选择性开关料仓地暖，可以起到节约用煤，适时调节，集中加热的作用，并便于检修。

混凝土运输遵循快装快运、少停留的原则；尽量选择白天气温较高时段施工，并对混凝土罐采用特制保温套包裹保温，以减少混凝土运输过程中的温度散失。

3.钢结构加工厂保温措施

钢结构加工厂保温与拌和站一样，建成全封闭保温结构型式，加工厂出入口设置保温门（帘），棚内设置带烟囱的火炉采暖。钢构件、钢筋弯制、电弧焊接均在加工厂内进行，避免在负温条件下钢材的屈服点、抗拉强度、伸长率、抗冲击韧性等性能发生变化，加工性能降低。

施工期间，定时对加工厂内温度测量监控，并作好记录以便及时调整保温措施，必要时增加采暖设施，确保钢结构（钢筋）加工棚内温度不低于0℃。正式施焊前，先进行工艺性试焊，确定相关参数，以保证满足相关设计及规范要求。焊接后的钢结构在厂内垫高放置，使焊缝和热影响区缓慢冷却，等完全冷却后再装运至施工现场。

4.机械设备保养及道路保畅

4.1机械设备保养

进入冬期施工前，全面检查拟使用的各种机械，更换冬期用润滑系统用油及燃料，对问题机械设备及时修理，杜绝带故障运转。机械在使用前首先检查传动系统，水箱等有无冻结情况后方可启动。所用机械工作前先进行预热、详细检查，确认无问题后方可作业。非专职机械操作人员严禁动用机械设备。定期检查电力设施，防止电缆硬化破损后因雨雪导致漏电现象。

施工机械、车辆采用低标号柴油，每日施工完毕后排空水箱余水，防止冻结。对有特别要求的机械开进车库保温。在冰雪天气作业的车辆安装防滑链。机械加强保养，勤检查，多观察，防止设备冻裂。水源及消火栓提前做好保温措施，避免受冻。

4.2道路保畅技术

除雪保畅总体方案：机械除雪为主、人工除雪为辅。机械设备主要以刮铲式为主，清扫为辅，辅以煤渣铺路，重点清理弯急、坡陡路段。下雪即开始除雪，保证雪停路畅。除雪作业按照先重点地段区域后边缘区域，先主要便道、后次要便道，先坡道后平路的原则进行清理。

除雪设备配置：推雪车1台（采用自卸汽车改装）、平地机1台、扫雪车1台、2台自卸汽车、装载机1台（与拌和站共用），另准备铁锹、扫把、带1.5m长板的推雪板各150把，所有设备调试到位，随时待命。遇特殊情况，调动全项目部力量完成除雪保畅工作。对除雪设备操作人员，提前进行设备操作、应急处理及维修保养各项工作的培训，并进行应急演练。

5.洞口暖棚保温技术

5.1洞口施工用水、风水管路保温措施

洞外风水管道均采用聚氨酯发泡黑夹克保温钢管，高压水池采用聚氨酯保温板全封闭包裹，保温板外覆盖一层保温塑料布及保温棉