高原地热条件下隧道建设技术探究.doc

高原地热条件下隧道建设技术探究摘要 本文结合拉日铁路达嘎山隧道的建设，针对高地温引起的问题，从施工技术和安全生产方面提出了相应的措施。为保证在高温环境下施工的正常运行，采取降温、支护以及相应的安全爆破方法；另外，提出了一系列保护工人健康的安全措施。 关键词 高原地热；隧道；施工措施；安全 中图分类号U45 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）67-0050-02 0 引言 高原地热条件下，隧道施工时洞室内的高温地热会对工程产生热害，产生较大影响。施工环境中高温高湿现象不仅危害作业人员的健康和安全，同时也将降低劳动生产率，甚至使施工无法进行；同时使机械设备的工作条件恶化，效率降低，故障增多。因此，对高原地热条件下隧道施工措施的研究就显得尤为必要。 1 工程概述 1.1 工程概况 达嘎山隧道位于雅江左岸山前冲、洪积台地后缘一山坡上；洞身通过雅鲁藏布江北岸中高山区，地形起伏极大，地势极为陡峻，洞身穿越的山体高程范围为3 780m~4 530m，山势总体东高西低，山体周边冲沟发育，V型冲沟较多，沟内小型泥石流发育，洞身上方有一条常年流水冲沟；出口位于一泥石流冲沟左岸。 1.2 地热对施工的影响 隧道施工中，人员和机械都受到地热较大影响，主要情况有以下几种： 1）很多施工人员由于作业时间长，会出现头晕、呕吐情况； 2）由于施工机械散热难问题，造成故障率逐渐升高； 3）在部分地段围岩表面，潮解现象时有出现，遇水变成粉末状，造成岩面喷射混凝土很难粘结； 4）造成普通的硝铵炸药膨胀，有的出现包装纸胀裂的现象；部分导爆管发生软化失去弹性，在挤压后无法恢复原状； 5）大部分砂浆锚杆强度降低； 6）测量仪器精确度大大下降，在测量仪器说明书中正常工作环境温度范围为-20℃~40℃。 2 防地热关键技术及措施 在施工过程中应及时做好超前地质预报，确定热泉的成因、水源、运动、水质、水量等参数，上报设计院进行动态设计，及时增加散热横洞。治理洞内热水按照“以堵为主，以排为辅”的原则。严防热水在隧道内蔓延而威胁施工人员的安全。在温度较高的地段，可采取喷雾降温；在有条件的地段，可抽取江水在隧道内形成水循环降温系统。还应加强合理组织施工，优化工序循环，加大机械施工在总施工时间中的比例，尽量减少人员的操作时间。并做好施工应急预案，在备好抢险物质。 2.1 房地热关键技术 2.1.1 辅助坑道设计 在峡谷区地质的复杂情况下，隧道洞口施工场地困难非常大。此隧道应考虑运营通风、工期等要求结合隧道所处地质、地形条件设置四座辅助坑道。对于地热隧道施工中，辅助坑道选取应尽量考虑顺坡横洞。 2.1.2 抽排洞内热水 应采用2台5.5kW、30m3/h的水泵通过80mm(壁厚5mm)镀锌管及时的将集水坑内混合水排出洞外，以达到缩短热水在洞内与周围空气进行热交换的时间段，有利于降低洞内环境温度。洞内温泉热水的涌出量是水泵的容量进行及时调配的依据，应备用一台水泵。 2.1.3 加强通风 改善隧道内湿热条件的最简便的方法是加强通风，尤其是在热害程度较小的情况下效果更加突显，而且也是非常经济可行的。 1）在采用通风降温时，通常都是加大风量，让空气来吸收由岩体放出的热量，来降低温度；再者是把风速提高，来改善自身散热条件。然而风量和风速的增加是有限制的，由于过高的风速会引起粉尘颗粒对身体健康影响比较大； 2）在设备和施工条件有限的条件下，要确保风管的安装质量、保证维护管理顺利、降低漏风和风压损失，而利用增加管路和风机来增加通风量不现实时，必要时可以选用风机分散串联办法来确保风管的漏风长度，进而做到加大风压和风量； 3）在布置通风系统时，要达到降温的目的必须进行合理的安排。设计通风时要保证风速及风量、温度及湿度等参数的确定合理，为降低进入风流中的水汽和热量，还要让湿源、热源与进风流相互避开； 4）在工作面附近采用局部通风措施，如引射器等也可加大局部通风强度，提高工作面的风速。 加强通风也是降低洞内作业环境温度、改善作业条件的一种重要手段。洞内处于高温环境时，选取常规的单管压入式通风不易达到高效降低洞内环境温度，尤其是伴随掌子面的推进，洞内通风效果也越来越差。可以加设一台通风机，选取规格为117kW×2、1 800m3/min，利用φ1500mm的风管给工作面送风，选用的通风方式为双管压入式。在布置洞口外面的通风机时，最好是远离洞口30m，以防洞内排出的热空气循环再次进入通风机中，影响通风降温的效果。 2.1.4 喷雾降温 从洞外水池把冷水水管接至洞中，把两根φ100mm的输送钢管顺着洞顶分别架设