侯宝林
中交第四公路工程局有限公司吉尔吉斯斯坦南北路;2标项目经理部 北京 100000
摘要:吉尔吉斯斯坦共和国南北第二条公路建设项目（一期）3-A标段隧道处于高原寒冷地区，海拔高、温差大、气候条件恶劣，隧道设计理念与国内相差较大，施工工艺要求高，工序较多，工期紧，任务重。为了保证建设进度和工程质量，必须解决工程在冬季施工可能遇到的问题。文章从工程区的气候特点入手，首先分析了冬季施工可能影响的施工环节，并借鉴其他类似工程的施工经验，提出了各个环节的防寒保温措施要求，以保证工程在冬季施工的顺利进行。
关键词:隧道 高寒地区 冬季施工 防寒保温
1工程概况
吉尔吉斯斯坦共和国南北第二条公路建设项目（一期）3标是由公路行车隧道和服务导洞组成，不含洞口复合建筑，隧道全长3750米。隧道3-A标段隧道主洞长度为1850米，起讫桩号为：入口桩号为PK43+190，分界桩号PK45+040。服务导洞长度为1850米，起讫桩号为：入口桩号为PK43+190，分界桩号PK45+040。隧道口的风机房结构长38.5m。入口综合设施构造物包括通风设施、蓄水池、疏散通道、电气装置。隧道行车洞右侧设服务导洞一座，与主行车洞纵向平行，中线间距18.250米，路面标高相差2.0米。隧道A标段的平面线性为直线，隧道纵坡为2.4%。隧道洞门为端墙式洞门。
2气象条件
该隧道施工区域位于吉尔吉斯斯坦共和国贾拉拉巴德州的Toguz-Toro地区北段和Suzak地区南段，从Fergana Range山脊边界穿过，交汇至里程PK 453+20.00处。该地区属于高原、高寒地区，年有效施工期短，且地下水资源丰富，岩体破碎多变。区域昼夜温差波动较大，春季多风，降水量随温度变化增加。夏季炎热干旱，秋季多雨。冬季降雪会从十月中旬持续到第二年的三月底。
3高寒地区隧道工程冬季施工存在的问题
隧址区冬季漫长 (一般情况下从本年10月初至来年3月31日)，为满足工程进度要求，冬季必须进行隧道开挖、支护和衬砌混凝土施工。在冬季进行隧道施工时，主要是对建筑材料、施工机械、施工场地以及施工人员等进行有效的防寒保温，尤其是混凝土的防寒保温，具体有以下几个方面：混凝土的防寒保温；洞外供水、排水管路防寒保温；钢材加工的防寒保温；空压机的防寒保温；施工机械防寒保温；生活区防寒保温；施工人员进出洞防寒保温。
4冬季施工防寒、保温措施
根据当地水文地质、气候特点，结合工程现场实际情况，制定具体的、有针对性的防寒、保温措施。当环境昼夜平均气温 (最高和最低气温的平均值或当地时间 7时、14时及 21时室外气温的平均值)连续三天低于 5℃或最低气温低于3℃时，实施本冬季施工防寒保温方案。施工前，应预先收集当地历年气象资料，及时分析掌握天气预报的气象变化趋势及动态，便于提前安排施工，做好各种准备工作。并根据本工程的具体情况，制定相应的冬季施工方案和防护措施，并在冬季来临前完成对相关管理和作业人员的冬季施工技术交底、质量控制措施交底及相关安全知识培训。
4.1混凝土防寒、保温
4.1.1混凝土保温
冬季混凝土施工主要是做好保温工作，而要做好保温工作，则必须确定保温方法。本工程保温分洞外保温和洞内保温。洞外主要是对拌合站进行保温，洞内主要是确保二衬浇筑工作面的温度。
(1)洞外保温。
对整个拌和站搭设暖棚进行包封，暖棚骨架为钢结构，棚顶及四周安设保温板及保温墙，并覆盖棚布密封，保证不漏风。整个保温棚共设两个进出口(砂石料及混凝土罐车进出口)，砂石料进出口采用活动推拉门，罐车进出口采用电动卷帘门 (门外均加设长大门帘)，并安排专人负责推拉和开启，最大限度减少棚内热量的散发。棚内采用蒸汽锅炉与干式热风炉加热骨料及配料机，配料机四周用保温板进行包封，保证砂石料加热到10℃以上，暖棚内温度不低于5℃ (当棚内温度低于5℃时采用加设电暖气满足要求)。通过热工计算和对高原地区设备功效降低的综合考虑，搅拌站暖棚配备的2t蒸汽锅炉与热风炉供热能力为3000m2，搅拌用水加热亦采用 2t蒸汽锅炉。
(2)洞内保温。
要采取在洞口挂保温门帘，洞口段200m范围内每50m加设临时火炉进行加热，安排专人看管，并安装排烟管道将烟雾排出洞外。洞内浇筑工作面用电暖炉加热，台车面板上挂设电暖片，保证洞内温度不低于5℃。为防止洞内输水管路受洞外的影响导致堵塞或不畅通，保证掌子面正常施钻，洞外输水主管路均采用保温材料包裹，高压水池亦采取覆盖保暖措施。
4.1.2混凝土施工方案
(1)拌制。
混凝土在拌合站集中拌制，拌制前做好试验调配，尽量选用较小水灰比及坍落度。延长混凝土拌制时间，严格控制混凝土出机温度和混凝土入模温度。
(2)运输。
采用罐车运输，罐体外用保温棉套包裹保温，加装防滑链防滑。为确保混凝土热量尽量少散发，过程中采取了相关措施减少混凝土在罐体内等待时间。
(3)入模及振捣。
混凝土采用泵车入模，50振捣棒分层振捣密实，严格控制每层厚度及振捣间距、振捣时间，并不得漏振和过振。
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(4)拆模及养护。
当混凝土强度达到8MPa时开始拆模，拆模时做好环境温度与混凝土温度的测量，防止温差出现收缩裂纹。养护采用喷洒混凝土养护液进行养护。
4.1.3原材料要求
骨料不得混有冰雪、冻块及易被冻裂的矿物质。暖棚外的砂石料堆放场地亦制作了雨雪棚，对砂石料进行挡雪、挡雨。
由于冬季道路结冰，散装水泥运输困难，故采用袋装水泥。进场的水泥及外加剂存放在相应库房内，做好相应防潮工作，并在暖棚内存放一个周转期的水泥和外加剂，使用完毕后及时从储备仓库内转运至暖棚内，保证拌制混凝土时水泥及外加剂温度均在5℃以上。
4.2洞外供水、排水管路防寒、保温
为了防止冬季供水管道冻坏，影响洞内供水，需设高位水池的洞室，对高位水池顶部覆盖保温材料，洞外供水管线一律选用防寒海绵包裹，并用草绳缠绕，最后涂刷沥青保温，确保冬季施工要求。另外，隧道下坡段具备洞内供水的施工集水坑做为高位水池，由洞内供水。
洞外排水管线同样选用防寒海绵包裹，并用草绳缠绕，最后涂刷沥青保温，确保冬季施工要求。为进一步防止洞外排水管路冻结，可根据实际情况，进行电热毯加温的防冻措施。洞外排水管路经保温包裹后应露出地面，便于及时对排水管路进行检查和清理，且安装至排水河道，防止水管出口至河道的导流槽冻结，影响正常排水。
4.3钢材加工防寒、保温
由于在温度较低条件下，钢筋及型钢的力学性能发生变化，屈服点和抗拉强度增加，伸长率和抗冲击韧性降低，脆性增加，加工性能下降。为确保工程质量，钢筋及型钢加工采取以下方案：搭建钢材加工棚，设置保温门或保温门帘，棚内设火炉。钢筋及型钢存放于加工棚内并进行覆盖，加工在棚内进行。且钢筋及型钢正式焊接前，先进行试焊，经检验合格后，再进行成批焊接。焊接后的钢筋及型钢要垫高放置，使焊缝和热影响区缓慢冷却，焊接完毕后的钢筋及型钢待完全冷却后才能搬运往室外。
4.4空压机防寒、保温
为确保空压机在冬季正常工作，搭建空压机保温棚，设置保温门或保温门帘，保温棚内设火炉取暖保温，防止不工作时循环水结冰，确保空压机冬季正常运转。同时要作好防火、防煤气中毒措施，棚内必须安设通风口，保证通风良好，并安排专人进行看管火炉，防止意外事故的发生。
4.5施工机械防寒、保温
搭建施工机械停放暖棚，或在不影响施工的情况下存放施工机械于洞内。机械设备使用的防冻液确保符合当地防冻要求，且施工机械均采用高标号燃油和高质量的附属油。
4.6生活区防寒、保温
为确保冬季正常施工，坚持以人为本的原则，特制订生活区冬季防寒、保温方案：生活区内搭建锅炉房，生活区各房间内安装暖气，采用 1t高压热水锅炉集中取暖，锅炉房安排专门人员负责管理，确保冬季生活区连续供暖。
4.7施工人员进出洞防寒、保温
隧道冬季施工时，洞内温度相对较高，隧道内雾气较大，而洞外温度低，洞内外温差大，施工人员(尤其是开挖作业人员)从隧道内到生活区进行换衣物容易引起感冒、发烧等病症，为防止上述病情的发生，确保施工人员身体健康，在洞口紧急医疗站旁边搭建换衣间，换衣间内设置火炉取暖保温。
5 质量保证措施
隧道冬季施工要严格落实施工过程各环节的防寒保温方案，严格温度监测制度，认真落实质量责任制。要准备充足的防寒保温物资设备。加强施工设备的维护保养，确保施工各环节顺利进行。施工前对搅拌设备、运输罐车、混凝土泵及管道用热水或蒸汽进行预热，施工完毕后，进行认真清洗并将余水排放干净。经常检查暖棚的密封情况，检查供暖设备的完好情况，检查施工设备的防寒保温情况，发现问题及时处理。施工时，混凝土中不得加入易引起钢筋锈蚀的氯盐外加剂，防止因钢筋锈蚀致使混凝土主筋和箍筋方向产生裂纹。严格控制混凝土水灰比，掺入减水剂、引气剂等外加剂，加强振捣，提高混凝土结构的致密性。加强混凝土养护工作，保证混凝土养护环境足够的湿度，保持混凝土表面湿润，防止混凝土失水过快引起混凝土表面裂纹。控制养护过程中混凝土结构内外温差(小于20℃)，防止水分转移造成混凝土结构疏散。采取控制外加剂的掺量、外加剂充分溶解后与混凝土料搅拌均匀、加强混凝土养护等措施，防止外加剂渗透到混凝土表面形成泛霜。
开春后，随着气温的回升，根据工地气温监测情况，必须达到连续七昼夜最低气温超过0℃时，方可解除冬季施工措施。
6结束语
吉尔吉斯斯坦共和国南北第二条公路建设项目（一期）3-A标段隧道2015年4月开始进行施工便道清雪，5月底到达洞口。进行洞口边仰坡及临建施工， 9月中旬行车主洞正式进洞，10月初进行导洞管棚施工。前期在克服多重困难保证进洞等工作为完成整个工程的进度和质量目标打下了坚实的基础。本文是在借鉴其他类似工程相关的成功经验基础上，为今后该隧道冬季施工提供参考。
参考文献
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［2］谢秦湘．浅谈天河梁隧道冬季施工技术方案［J］．山西建筑，2008，34(9)
［3］ 阳江林，李成普．巴郎山隧道进口冬季施工保证措施研究［J］．四川建筑第35卷2期 2015.4
论文作者:侯宝林
论文发表刊物:《防护工程》2018年第10期
论文发表时间:2018/9/20
标签：混凝土论文; 冬季论文; 隧道论文; 吉尔吉斯斯坦论文; 洞外论文; 洞内论文; 温度论文; 《防护工程》2018年第10期论文;