高原、高地温隧道施工造价的分析、研究

2019-07-10陈佐林苗永旺朱胥仁李传书彭学军

城市建设理论研究（电子版） 2019年2期

陈佐林苗永旺朱胥仁李传书彭学军

中铁五局集团

1.引言

高地温隧道因耦合高原缺氧因素，造成施工环境相较平原地区更加恶劣，严重威胁到工人的健康和安全，降低了生产率，同时因高温缺氧环境，还导致机械设备故障增多、效率低下。作者根据参与蒙河铁路高地温定额测定[1]经验，对高原、高地温隧道施工增加的各类措施费用进行了分析、研究。

2.工程概况

拉林铁路桑珠岭隧道全长16.449公里，隧址位于藏南桑加峡谷上游段，海拔3500米左右；隧道埋深1347米，穿越岩层以闪长岩、花岗岩为主，在穿越沃卡地堑东缘活动断裂时，活动断裂带附近有温泉（最高温度76℃）出露，存在高岩温、高温热水。高温段主要出现在1号横洞转正洞大、小里程，揭示的孔内最高温度达89.9℃，爆破后环境温度达到56℃。

3.高地温对高原缺氧环境下隧道施工的不利影响

主要表现在：施工人员易发生中暑、脱水、胸闷、反应迟钝、乏力、疲劳等，造成工人辞工、更换频繁（2、3个月全部更换一次），工作效率极低，需减少每班作业时间等；机械设备故障率高、零件易老化、易熄火、司机受高温、缺氧影响等，机械使用功效低；普通火工品无法满足高地温环境下施工安全，需采用耐高温火工品及特殊起爆方式；高地温环境对混凝土结构耐久性产生影响，产生的附加温度应力还可能引起衬砌开裂，对衬砌结构的安全及耐久性不利，需调整混凝土施工配合比及衬砌结构，加强养护措施；

4.研究目的及主要内容

国内对高地温隧道定额的研究很少，且岩温最高只有45℃左右，而桑珠岭隧道89.9℃，因此对缺氧、高温环境下隧道施工造成人工、机械降效和措施增加费用等，进行研究分析，就显得尤为必要。

根据相关研究成果[1]，综合分析拉林铁路高地温隧道情况及施工措施，提出高原隧道高温分级方案。

收集施工人员的人工高温补贴以及施工现场的高地温隧道降温工程措施费用，包括：加强通风、喷雾洒水降温、冰块降温、热水堵排、空调休息室等；分析研究经济合理的降温措施费用。

综合对比分析高原隧道高地温环境与高原常温环境人工工日消耗和机械台班费用，提出高地温环境较常温环境人工及机械降效系数。

5.研究方法

以现行铁路隧道工程定额为基础，根据高原、高地温环境隧道工程的实施性施工组织，建立施工组织模型，对隧道不同温度条件各工序作业时，降温措施，工、料、机等消耗分别进行“写实”和测定，同时测定高原常温环境隧道施工相关定额子目的工料机消耗，综合对比分析得出施工降效系数。

6.高温作业分级

《铁路隧道工程施工技术指南》和《铁路隧道工程施工安全技术规程》都规定隧道内气温不得高于28℃。按原国家安全生产监督局2011年11月发布的《井下高温作业场所危害程度分级》（征求意见稿）（篇幅所限，不例举），并参照泛亚铁路蒙河线高温隧道的研究总结[1]，拉林铁地处高原，空气湿度比蒙河线低，湿度仅为60%，对比蒙河的90%，拉林线WBGT值相比蒙河低3度左右，按拉林线环境温度等级划分与蒙河线采用WBGT值的等级划分基本一致，把环境温度把高温分级为下：

温度分级表

7.高原、高地温隧道施工保证措施

7.1 降温措施

① 通风降温措施：每个工作面采用“二进一出”三条风管24小时通风：配备2组132kw压入式轴流风机，每间隔150m设置一个2*11kw射流风机加速洞内空气向洞外排放，每个工作平台配备9台5.6kw的局扇，确保洞内风速维持在0.5m/s以上，增加舒适感。

② 制冰降温：建立制冰厂（2组108kw的制冰设备，24小时制冰，8h/循环）、储冰室，成立9人专职制、运冰班。冰块分层放置作业人员相对集中地地段，其他地段每150m设置一处。每处冰架放置60块冰，每块冰12.5kg，不间断补充冰块。

③ 洒水降温：增设高压水池和Φ100mm钢管高压喷水管路，采用特制喷头（20m/处），24小时洒水。掌子面和衬砌作业面10m/处加密设置。洞内3小时用洒水车洒水降温，对爆破后裸露的岩面、路面、初支面、二衬面进行洒水，降低洞内环境温度。

④ 移动休息室

在洞内设置面积约6m2的保温休息室，安装2匹空调。配置防暑降温应急救援箱。保证作业人员在高温环境下，能得到相应的休息、及时恢复体力，以确保正常工作效率。

⑤高温热水抽排

为减少地下热水在隧道内流动散热，采用以下方式进行热水处理：围岩点滴状热水渗出采用注浆封堵；呈股状渗出的热水以及炮碴降温洒水，采用引排方式汇入蓄水池（长*宽*深）2m*2m*1m，200m/处，采用遮盖保温方式，用Φ200mm保温水管抽排至洞外。

7.2 高原缺氧、高地温隧道作业人员、施工机械降效补救措施

①人工高温补贴：根据国家安监总安健[2012]89号文《关于印发防暑降温措施管理办法的通知》相关规定：劳动者从事高温作业的，依法享受岗位津贴。按西藏相关标准，计算人工高温津贴为：7587/21.75*12%=41.86元/日。

②人工降效费用：因缺氧、高地温环境导致人、机效率降低，对增加作业人员、减少每班作业时间等措施增加的人工费进行“写实”。

③机械备用台班及经修费用：受高温、缺氧环境影响，内燃机械设备易损坏，机械设备经修费较平原、常温地区高出较多；为保证施工需求，现场按双台班配置。

8.现场测定样本选取

以单个循环为一个基础样本，现场记录常温地段不同围岩级别（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩）人工、材料及机械消耗各6组，高温地段不同围岩级别（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩）不同温度等级人工、材料及机械消耗各6组，样本尽量连续。因实际施工过程的复杂性及写实记录的偶然性导致个别数据异常，需对数据进行合理性选取，将高温各类样本数据加权平均，与常温段样本数据进行对比分析，得出不同围岩级别不同温度等级较常温段同围岩级别隧道的人工和机械降效系数。