凍土區(qū)隧道濕噴混凝土支護(hù)施工工法由中鐵五局（集團(tuán)）有限公司、中鐵十局集團(tuán)有限公司完成的工法01形成原因操作原理質(zhì)量控制工法特點(diǎn)材料設(shè)備安全措施目錄030502040607環(huán)保措施應(yīng)用實(shí)例效益分析榮譽(yù)表彰目錄0908010基本信息《凍土區(qū)隧道濕噴混凝土支護(hù)施工工法》是中鐵五局（集團(tuán)）有限公司、中鐵十局集團(tuán)有限公司完成的建筑類施工工法，完成人是夏真榮、楊安杰、茍祖寬、林定權(quán)。該工法適用于凍土地區(qū)鉆爆法施工的隧道及地下工程，尤其適用于高原多年凍土地區(qū)采用新奧法原理設(shè)計(jì)、施工的隧道。部分工藝措施也可用于較寒冷地區(qū)隧道冬期施工?！秲鐾羺^(qū)隧道濕噴混凝土支護(hù)施工工法》主要的工法特點(diǎn)是：所需設(shè)備少，工藝成熟，操作簡單，工藝流程易于掌握。2011年9月30日，《凍土區(qū)隧道濕噴混凝土支護(hù)施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部評定為2009~2010年度國家二級工法。形成原因形成原因凍土隧道的開挖施工，除符合一般地區(qū)隧道的應(yīng)力釋放、松弛變形等規(guī)律外，還因凍土這一特殊地質(zhì)條件的存在而帶來了新的特點(diǎn)，即圍巖的穩(wěn)定性還與凍土的熱平衡環(huán)境有關(guān)。當(dāng)凍土隧道開挖后，不僅圍巖原有的應(yīng)力平衡狀態(tài)發(fā)生變化，凍土的熱平衡狀態(tài)也發(fā)生了變化，凍土直接暴露在空氣中，與空氣接觸的圍巖表面凍土與外界環(huán)境發(fā)生熱交換，凍土吸熱發(fā)生融化，強(qiáng)度和自穩(wěn)能力降低，圍巖表面逐層融化掉塊，甚至坍塌，因此凍土隧道開挖支護(hù)不僅要解決強(qiáng)度、剛度等一般地區(qū)隧道支護(hù)施工的問題，還要解決凍土的熱融坍塌問題。在鉆爆法施工的隧道開挖過程中，臨時支護(hù)手段主要以噴射混凝土為主，然而，如何保證噴射混凝土與凍土巖面有良好的粘結(jié)強(qiáng)度，如何控制混凝土硬化過程所放出的熱量能保證凍土不過度融化，如何保證低溫環(huán)境下噴射混凝土的早期強(qiáng)度能滿足支護(hù)需要，這些都是施工中需要解決的問題。在高原凍土世界第一長隧—一昆侖山隧道的施工中，中鐵五局（集團(tuán)）有限公司在施工中開展了試驗(yàn)研究，掌握了洞內(nèi)溫度場的分布和變化規(guī)律，解決了濕噴混凝土配制等工藝技術(shù)問題，通過施工應(yīng)用，取得了良好的效果，經(jīng)總結(jié)形成《凍土區(qū)隧道濕噴混凝土支護(hù)施工工法》。

工法特點(diǎn)工法特點(diǎn)《凍土區(qū)隧道濕噴混凝土支護(hù)施工工法》的工法特點(diǎn)是：一、采用濕噴混凝土支護(hù)，可以隨著開挖及時進(jìn)行，同時能快速封閉開挖暴露的凍土，做到“隨開挖，隨支護(hù)，早封閉，快襯砌”，起到保護(hù)凍土和支護(hù)圍巖的作用。二、采用濕噴混凝土支護(hù)，具有粉塵小、回彈少、一次噴層厚度大、混凝土質(zhì)量容易控制、對操作人員健康影響小等優(yōu)點(diǎn)，更適合于高原地區(qū)隧道施工。三、采用濕噴混凝土支護(hù)，是通過封閉凍土，減少其與環(huán)境的熱交換來保持凍土的凍結(jié)狀態(tài)，不需采用大功率的空調(diào)風(fēng)機(jī)，不需對凍土實(shí)施冷凍，能源消耗小。四、濕噴混凝土施工工藝所需設(shè)備少，工藝成熟，操作簡單，工藝流程易于掌握。

操作原理適用范圍施工工藝工藝原理操作原理適用范圍《凍土區(qū)隧道濕噴混凝土支護(hù)施工工法》適用于凍土地區(qū)鉆爆法施工的隧道及地下工程，尤其適用于高原多年凍土地區(qū)采用新奧法原理設(shè)計(jì)、施工的隧道。部分工藝措施也可用于較寒冷地區(qū)隧道冬期施工。

工藝原理《凍土區(qū)隧道濕噴混凝土支護(hù)施工工法》的工藝原理敘述如下：濕噴混凝土支護(hù)在一般地區(qū)隧道施工已是比較成熟的技術(shù)，在多年凍土區(qū)隧道施工中，主要是要根據(jù)洞內(nèi)溫度場的情況，選擇合適的速凝劑、防凍劑、水泥及拌合溫度，以及合適的配合比，調(diào)整噴射混凝土的凝膠時間和強(qiáng)度，達(dá)到早期強(qiáng)度滿足臨時支護(hù)要求且不被凍壞，水化反應(yīng)過程的放熱少，從而達(dá)到保護(hù)凍土并使混凝土噴層與凍土圍巖共同受力的目的。為增加噴射混凝土與圍巖的粘結(jié)強(qiáng)度，在噴射混凝土中應(yīng)適當(dāng)摻加增強(qiáng)纖維材料。

施工工藝《凍土區(qū)隧道濕噴混凝土支護(hù)施工工法》的施工工藝流程見下圖。

濕噴混凝土工藝流程圖《凍土區(qū)隧道濕噴混凝土支護(hù)施工工法》的操作要點(diǎn)如下：一、環(huán)境溫度監(jiān)測和控制洞內(nèi)氣溫一般都是正溫，施工中應(yīng)對掌子面附近氣溫不斷進(jìn)行監(jiān)測，并通過通風(fēng)來調(diào)節(jié)，使洞內(nèi)氣溫保持在-5攝氏度~15攝氏度。二、濕噴混凝土原材料質(zhì)量要求1、水泥：優(yōu)先使用早強(qiáng)普通硅酸鹽水泥，水泥強(qiáng)度等級不宜低于32.5。2、砂：應(yīng)采用級配良好、細(xì)度模數(shù)大于2.5堅(jiān)硬潔凈的中粗砂。3、粗骨料：須采用經(jīng)硫酸鹽溶液浸泡循環(huán)試驗(yàn)5次重量損失不大于10%、粒徑不大于15毫米、其中針狀顆粒含量不大于15%、含泥量不大于1%的碎石或卵石。4、防凍劑：在負(fù)溫條件下，能顯著降低混凝土液相冰點(diǎn)，保證水泥的水化反應(yīng)，并在一定時間內(nèi)獲得預(yù)期強(qiáng)度。一般使用含有減水、早強(qiáng)、引氣和防凍種組分的成品復(fù)合防凍劑，并要求與水泥、速凝劑相容性良好。材料設(shè)備材料設(shè)備《凍土區(qū)隧道濕噴混凝土支護(hù)施工工法》所用的材料及設(shè)備明細(xì)如下：一、主要材料包括噴射混凝土原材料如水泥、砂、石、速凝劑、防凍劑、增強(qiáng)纖維等和噴射作業(yè)消耗材料如水管、高壓風(fēng)軟管和噴射機(jī)出料軟管等。二、噴射機(jī)械噴射機(jī)械的選擇主要是能在高寒情況下，實(shí)現(xiàn)低溫啟動，效率不下降，速凝劑計(jì)量添加系統(tǒng)能自動加熱。三、其他主要施工機(jī)具及設(shè)備應(yīng)包括拌合、運(yùn)輸?shù)纫幌盗袡C(jī)械設(shè)備，配置原則是要求各個環(huán)節(jié)的機(jī)械能相互配套使用。選用的主要設(shè)備見下表。質(zhì)量控制質(zhì)量控制《凍土區(qū)隧道濕噴混凝土支護(hù)施工工法》的質(zhì)量控制要求如下：一、凍土隧道濕噴混凝土施工需滿足國家標(biāo)準(zhǔn)《錨桿噴射混凝土施工支護(hù)技術(shù)規(guī)范》GB-2001的要求。二、配合比和拌合物的質(zhì)量檢查每一工作班設(shè)專人檢查配合比，骨料配合比誤差應(yīng)控制在5%范圍內(nèi)，水、外加劑配合比誤差應(yīng)控制在±1%。檢查拌合物的均勻性、坍落度和出機(jī)溫度，嚴(yán)禁不合格的噴射混凝土拌合物運(yùn)往噴射現(xiàn)場。三、強(qiáng)度檢查每一工作班做檢查試件一組。每噴射20米制取噴射大板試件一組，同時鉆取芯樣試件一組，然后按《錨桿噴射混凝土施工支護(hù)技術(shù)規(guī)范》GB-2001進(jìn)行檢查、驗(yàn)收處理。四、噴射厚度和回彈量控制1、噴射厚度主要加強(qiáng)施工控制，一次噴射到預(yù)埋噴射厚度標(biāo)識處。2、回彈量主要通過加強(qiáng)噴射作業(yè)來控制，回彈量邊墻控制在5%~15%內(nèi)，拱部控制在10%~20%以內(nèi)。

安全措施安全措施采用《凍土區(qū)隧道濕噴混凝土支護(hù)施工工法》施工時，除應(yīng)執(zhí)行國家、地方的各項(xiàng)安全施工的規(guī)定外，尚應(yīng)遵守注意下列事項(xiàng)：一、凍土隧道一般氣溫較低，施工作業(yè)人員應(yīng)穿戴保暖工作服，防凍傷。二、噴射手至少兩人，并須戴好防護(hù)面罩，防止噴射回彈傷害。三、在作業(yè)平臺上進(jìn)行噴射時，應(yīng)有專人瞭望和指揮，防止墜落。四、施工作業(yè)人員須做好個人防護(hù)，以防止速凝劑、混凝土等對皮膚、眼睛等的傷害。五、加強(qiáng)機(jī)器的檢查和檢修，確保機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)；經(jīng)常巡回檢查高壓風(fēng)管、混凝土輸送管路及其接頭，嚴(yán)防爆管和接頭斷開擺動傷人。

環(huán)保措施環(huán)保措施《凍土區(qū)隧道濕噴混凝土支護(hù)施工工法》的環(huán)保措施如下：一、通過合理安排施工，寒季在白天氣溫較高時通風(fēng)，暖季在夜間溫度較低時通風(fēng)，通過通風(fēng)來調(diào)節(jié)洞內(nèi)溫度環(huán)境。二、拌合機(jī)沖洗后的廢水應(yīng)通過沉淀，檢測pH值合格后方可排放。三、作業(yè)人員穿戴好防護(hù)用品，背負(fù)便捷式氧氣瓶。四、加強(qiáng)洞內(nèi)通風(fēng)除塵，保證空氣暢通，改善施工環(huán)境。

效益分析效益分析《凍土區(qū)隧道濕噴混凝土支護(hù)施工工法》的效益分析如下：采用濕噴混凝土作開挖的臨時支護(hù)，開挖和襯砌作業(yè)可以拉開進(jìn)行，可以實(shí)現(xiàn)開挖和襯砌的平行作業(yè)，從而提高施工進(jìn)度，據(jù)昆侖山隧道的施工統(tǒng)計(jì)，在采用濕噴混凝土之前，單口月均開挖約20米，采用濕噴混凝土支護(hù)后，月均開挖達(dá)到40米多，工效提高一倍多。另外由于模筑混凝土支護(hù)無法隨開挖及時進(jìn)行，施工時極容易發(fā)生熱融坍塌，威脅施工安全，采用濕噴混凝土支護(hù)，可以較好、及時的封閉圍巖（必要時包括掌子面）并及時提供支護(hù)能力，保障施工安全。如果靠保持洞內(nèi)負(fù)溫條件來保持凍土圍巖的穩(wěn)定，不僅需要采用制冷風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)，消耗大量的能源，而且負(fù)溫環(huán)境對工人作業(yè)和二襯混凝土的質(zhì)量保證都會帶來嚴(yán)重的影響。

應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例《凍土區(qū)隧道濕噴混凝土支護(hù)施工工法》的應(yīng)用實(shí)例如下：昆侖山隧道全長1686米，海拔4600~4800米，是2009年前世界上高原多年凍土區(qū)第一長隧道。隧道地處青藏高原連續(xù)多年凍土區(qū)，洞身凍土原始溫度為-2~-3攝氏度，進(jìn)口處有飽冰凍土，圍巖主要為板巖夾片巖，并有薄冰夾層，多折皺，節(jié)理裂隙發(fā)育。原采用模筑襯砌作為初期支護(hù)，沒有其他臨時支護(hù)措施，因施工緩慢、安全難以保證，在先施工的進(jìn)口端開挖100多米后，經(jīng)試驗(yàn)成功全部采用濕噴混凝土作為臨時支護(hù)。施工中噴射混凝土采用祁連山牌32.5R、42.5R普通硅酸鹽水泥，三岔河砂場河砂，西大攤碎石場花崗巖碎石，施工配合比為：（1）C:S:G:A:C'=1:2.01:1.34:0.018:0.04，W/C=0.42。（2）C:S:G:A:C':聚丙烯纖維=1:2.01:1.34:0.018:0.0