改善高地温隧洞降温施工措施

朱方丽

（新疆鑫泰万源建设工程有限责任公司 新疆 乌鲁木齐 830001）

1 工程概况

本工程位于新疆维吾尔自治区的帕米尔高原塔什库尔干河上面，并且塔什库尔干河属于塔里木河水系叶尔羌河的一个直流。河流上游有明铁盖河和红其拉甫河两条支流，两河均发源于帕米尔高原东部海拔5800m。该水电站是塔什库尔干河中下游河段水电梯级开发的第二级水电站。该工程为低闸坝长隧洞引水式电站，主要任务是防洪、生态调节和发电，大（Ⅲ）型中等工程，水库正常蓄水位2743.00m，最大坝高16.8m，电站设计最大水头373.68m，总装机容量210MW。多年平均发电量为7.546亿kw·h，装机年利用小时3593h。发电引水隧洞总长15.66km。纵坡为3.0‰和6.095‰，断面主要为圆形，部分II类和III类围岩洞段采用马蹄形断面，隧洞开挖直径为5.58m～6.1m。工程区海拔2500m～2900m，引水隧洞沿线地质条件复杂，高地震区、高地温、岩爆等地质灾害严重。引水隧洞施工支洞开挖和主洞开挖均出现高温洞段，引水隧洞主洞开挖高温洞段长3.5km。

2 地质条件

齐热哈塔尔水电站引水隧洞II标段引水隧洞施工支洞开挖和主洞开挖均出现高温洞段，引水隧洞主洞开挖高温洞段长3.5km，并且通过相关的地质勘探报告，我们能够发现，有大概5.3km的深埋花岗岩，并且最大的深度大概到了1600m，并且局部地区还分布着一些温泉。高海拔高地温隧洞施工的时候，若是洞室内部的地温染膏，那么会给整个工程造成严重的热害，并且可能会给整个工程造成严重的危害，造成的影响比较严重。在施工的时候，温度和湿度都比较高，这样不但会给人们本身的安全和健康造成威胁，还会直接降低施工的效率，甚至可能会导致无法进行施工的情况出现。并且，设备工作的时候条件比较恶劣，这也会影响设备的使用，增加设备的故障，从而给建筑物的稳定性造成严重的影响。

本标段3#施工洞Y4+364.00～Y8+652.00段（隧洞长4288m）的洞室开挖工程，其中高地温洞段占据1690m。施工洞挖中存在高低温的问题，掌子面处最高温度达到了67℃，在机械牛钻爆的时候，钻孔内部岩石的实际温度会达到82℃～135℃，掌子面10cm～20cm处环境温度65℃～96℃,开挖掌子面或洞壁岩体喷射压力气体温度140℃～150℃。

3 高地温隧洞开挖施工影响

（1）当施工中若是岩石掌子面本身的温度大于55℃，那么一般的硝铵炸药很容易出现膨胀和变形的情况，直接导致爆管在温度比较高的情况下出现软化，无法将传爆的作用发挥出来，很容易导致炸药失效或者哑炮的情况，给整个工程带来严重的安全隐患。

（2）热水或者气体的喷溅或者喷射，会影响人机安全，给工程造成严重的安全隐患。

（3）在高地温的洞穴中，会给炸药的实际功效发挥造成严重的影响，很容易导致爆破断面出现成型差的情况，存在超欠挖现象严重，需进行二次的开挖。

（4）高地温洞开挖随着开挖进尺的不断增加，隧洞内空气温度也随着升高，机械设备频繁发生开锅象等一些高温产生的机械故障，设备工作效率大大降低，寿命减短。洞内施工人员因高海拔高地温作用下，出现存在缺氧、乏力、胸闷等现象。

4 高地温隧洞开挖施工降温措施

4.1 压入式通风

在降温的时候，若是将压入式通风方式使用进去，那么风机应该布置在洞的外面，通过风管可以将低温新鲜的风送到工作面中去，这样能够很好的降低工作面风流的温度。根据技术及能耗分析取隧道掘进工作面的有效风量750m3/min～850m3/min左右,系统风压2313Pa～3736Pa。在高海拔的情况下，测到的风压会大于实际风压，所以，必须考虑到使用空气冷却器时的阻力，若是使用择SDF（A）-l810型号隧道专用风机,在每个支洞口的位置都进行两台的布置，这种风机不但能够满足不同施工阶段对风的要求，在海拔比较高的地方还比较适用。在选择通风管的时候，一般都会选择强度比较高的抗拉低漏风软风管，这种风管适用的材料是增强塑料布以及高强涤纶长纤维基布PVC。若是风压达到3000Pa的时候，那么应该在距离风机20m左右的地方使用2mm厚的铁皮来进行硬通风管的制作，这样能够很好的消除气锤作用，从而降低风阻。一般情况下，连接软风管的时候，会使用拉链式的方法，并且节长也应该达到20m，硬风管的材料是镀锌铁皮，连接的时候需要通过套接箍来加强，并且还应该通过玻璃胶来进行密封。

4.2 辅助通风措施

4.2.1 洒水降温

3#号施工主洞岩壁温度在50℃以下，采用向掌子面炮孔、岩壁及出渣堆喷洒凉水的方式有效降低洞内温度。岩壁温度50℃以上，不宜采用洒水降温。充分利用临近河流水量充足，且河道夏季流水温为12℃，冬季为0℃，在河道上游约200m，高差约10m处修建一集水池，通过Φ150mm的塑料管将冷水输送至3#施工洞工作面，直接喷洒到岩壁及掌子面，以达到降低爆破孔内温度的效果，采用水泵将河水直接输送至工作面，降低温流温度。

4.2.2 减少热源

针对3#洞作业岩面出现气体喷出现象，岩壁喷出气体温度122℃，空气温度超过45℃。现场采取超前探孔及安装纳基软毡隔热毯降温措施。打超前探孔10m，安装纳基软毡隔热毯294m2。

4.2.3 火工材料预冷

根据3#洞内温度测量洞内环境温度38℃-67℃，炮孔底部温度为58℃-82℃,3#施工洞采用2#岩石乳化炸药，并对炸药外表进行石棉织物材料防护后，预先放置冰柜中，使乳化炸药冷冻至-18℃左右，以延长乳化炸药在孔内变质、硫化的时间。

4.3 综合降温系统运行管理

（1）定期的对实际通风量、风压、风速以及噪声进行测试，并且进行一定的记录，做好通风设备的检查和维修工作，从而保证设备运行的正常。为了保证实际的通风效果，有必要进行长风管的连接，可对出口和工作面的距离进行调整，做好进洞设备以及相关道路的管理工作，洞内不应该进行杂物或者机械设备的堆放，这样会给通风效果造成严重的影响。

（2）定期测试粉尘和有害气体浓度，并做好记录，发现超标及时处理。

（3）安全措施:在安装风机的时候，必须保证其安装的牢固性，并且在周围5m的范围之内不能够进行杂物的堆放，并且风机本身的保险装置应该到位，在出现故障的时候，能够自动的停机，并且操作的时候还应该根据规章制度进行，避免出现安全事故。

5 安全措施

5.1 安全技术措施

（1）根据高地温条件下隧洞开挖施工的实际情况，确定安全控制点并制定相应对策和措施，融入高地温隧洞洞段施工技术方案和措施中，通过施工过程控制来实现安全控制。

（2）制定高地温隧洞洞段施工安全操作规程，规范工程施工中的各项安全操作行为。

（3）开挖施工前应对施工区域的围岩稳定做深入的分析，特别是对软岩不良地质条件地段的开挖施工，应制定切实可行的施工方案。对可能出现的安全问题做出预报。

（4）应根据对围岩稳定状况的分析结果，针对不同的地质条件，制定保证安全施工的预案，建立保证安全施工的指挥系统。

（5）进行危险源辨识与管理，制定诸危险源应急预案，进行紧急救援队的组建，并根据需要做好救援药品和物资的配备，确保出现事故的时候，能够及时的处理，确保工程施工安全。

5.2 隧洞开挖安全措施

5.2.1 爆破作业

（1）爆破作业均应按审批的爆破设计书或爆破说明书实施，爆破设计书、说明书、修改和补充设计文件均应编号存档，并与爆破后的效果进行比较分析和总结。

（2）制定《爆破作业安全管理规定》，严格执行炸药的装卸、运输、保管、领退到装药、警戒、起爆等的作业程序。

（3）为了减少运输，方便领退，建立统一规范的炸药库。为防止爆破作业干扰，便于管理，由专业爆破公司实施爆破的运输和作业。

（4）在进行爆破的时候，必须根据警戒制度进行，执行警戒任务的人员，应按指令到达指定地点并坚守工作岗位。

5.2.2 出渣作业

（1）为了有效控制驾驶人员的违章行为，防止不合格或安全装置不全的车辆、非法车辆进入施工现场，保证施工期间的交通安全，实行了车辆准运制度。对安全资质不全、没有参加保险、设备状况差不放准运证。

（2）加强场内运输道路的安全管理。在洞内设置避车道，在交叉路口安排专业的人员指挥，在长距离下坡路段设立减速设施，道路沿线安置各种指示、提示与警示标牌，专门的道路养护队伍进行道路清理和维护，保证场内道路安全畅通。

6 结语

齐热哈塔尔水电站引水隧洞对于现在而言，施工的时候难度比较大，在施工的时候，地温和海拔比较高是非常重要的影响因素。这便需要根据工程的特点来选择合适的办法，降低工程成本，确保工程顺利运行。※