高地热地质条件下地下工程施工的降温措施浅析

李昌权

新疆新华木扎提河水电开发有限公司 新疆 阿克苏 843000

正文：

1、前言

基础设施建设在推动经济社会高速发展中起着非常重要的作用，水力发电作为一种可再生清洁能源，在电力供应中也就占据了相当大的比重。但是在进行水电站开发建设过程中，有时候会遇到很多的困难，尤其是复杂的水文地质条件，这些将直接影响工程的顺利建设。因此，本文主要是针对高地热条件下，对于引水隧洞施工过程中存在的问题作出分析。

2、工程实例

某电站为长隧洞引水式水电站，其引水隧洞全长12.812km，沿线围岩为花岗岩、片麻岩、片岩、千枚状灰岩、灰岩、砾岩等。其中花岗岩洞段长2.6km，最大埋深649m，围岩温度60℃。现结合工程实例针对高地热地质条件下的隧洞施工降温措施进行分析。

2.1 对隧洞的影响

2.1.1 安全影响

（1） 经咨询新疆天河化工有限公司火工材料生产商，乳化炸药在40℃～50℃会熔化、产生拒爆；普通毫秒导爆管雷管在80℃以上会产生热反应爆炸、失效等，导致现场施工作业人员因火工材料影响，产生较大安全隐患。

（2）高温条件下施工作业人员易发生中暑、头晕、呕吐等现象。

2.1.2 进度影响

（1） 因温度较高，施工人员及设备降效明显，导致钻爆作业时间长，钻爆作业人员疲劳程度大，影响施工进度。

（2）高温条件下施工设备施工降效增加明显，直接影响施工进度。

2.1.3 质量影响

（1）高温条件下测量仪器精确性受影响较大，影响开挖质量。

（2）高温环境下施工作业人员无法集中精力作业，这就可能造成钻孔数量减少，孔距增大，同时钻孔的角度也可能出现较大偏差，影响开挖质量。

（3）高温条件下围岩表面易产生不利影响，岩面喷射混凝土后立即脱落，无法粘结；且高温条件下混凝土凝结时间快，导致混凝土与岩面不能可靠粘接，影响施工质量。

2.1.4 火工材料影响

高温条件下，火工材料长时间内存放，易出现融化、拒爆，导致单耗增加，且影响爆破效果。

2.2 降温措施

既然，高地热对我们的隧洞的开挖产生这么多的影响。那么我们又应该怎样去进行降温的呢，以下就针对降温措施进行分析。

2.2.1 环境温度降温措施

（1）增强通风降温

在施工过程中，随着隧洞不断掘进，存在地热的洞段越来越长，这时候洞内的环境温度越来越高，原有的施工作业设备就无法满足正常工作了。这时就需采取增加并更换通风设备来改善洞内作业的环境温度。

①更换功力更强劲、通风量更大的通风机，加快洞内空气的流通速度，以达到降低环境温度的目的。

②在洞内间隔700m增加一台接力风机，加大通风量，降低洞内温度，接力风机型号根据现场实际情况进行选用。

（2）输送冷风降温

若洞外空气温度较高，在风机通风降温效果达不到要求时，则采用在风机前放置冰块，洞内通冷风降温，冰块采用制冰机制备。

（3）洞内洒水降温

在洞内布置一套专用供水管路，在地热段内间隔20m，布置一个水雾洒水装置，根据洞内温度情况，及时启闭水雾阀门，降低洞内地热段环境温度。

（4）作业面置冰降温

采用日产量180kg制冰机制冰，制成的冰块根据需要放置在正在施工人员作业部位，辅助降低作业部位的局部环境温度。

2.2.2 孔内温度降温措施

（1）孔内注水降温

采用ф25PVC管自新布置的一套供水管路上接取取水点，PVC管插入已完成的钻孔内，持续通水，降低孔内温度。

（2）孔内置冰降温

采用制冰机制冰，将制成的冰块放置在已施工的孔内，辅助降低孔内温度。

2.2.3 火工材料降温措施

（1）火工材料冷冻

在钻孔结束前，提前将火工材料领取放置在179L的冰柜内进行冷冻至-15℃，移动冰柜放置在采用钢筋网封闭为密闭空间的装渣道内，待钻孔结束后，将火工材料领取出来，及时进行装药。采用火工材料冷冻，应根据环境温度和孔内温度咨询火工材料生产厂家并进行现场实验确定火工材料冷冻参数，保证火工材料正常使用。

火工材料冷冻期间，安排专人负责警戒、保护，避免火工材料流失。

（2）火工材料装药前制备为集中药包，钻爆完成后，集中快速装药

钻孔过程中，提前将乳化炸药和导爆索与PVC管捆扎在一起制成集中药包，在钻孔结束后，孔内进行半小时的降温后，迅速将集中药包装入钻孔内，减少装药时间；对于孔内有热水的，在上述基础上还要对药包才用石棉进行绝热处理，减少药包与孔壁、热水接触。

（3）采用耐高温火工材料

在采取降温措施后、温度变化频率快、温度不稳定，难以保证温度在下降后，能够满足火工材料的适宜温度水平，则采用耐高温火工材料。

2.2.4 喷混凝土降温措施

（1）骨料预冷降温。

混凝土拌制前，提前将骨料通凉水进行降温。

（2）加冰拌和。

混凝土拌制过程中，采用加冰拌和降温。

（3）喷混凝土添加缓凝剂

喷护混凝土拌制过程中添加缓凝剂，减缓混凝土凝固时间，并在喷护完成后及时洒水降温、养护。

（4）围岩面喷冷水预降温。

混凝土喷护前，提前在即将施工区域的岩石面上喷冷水降低围岩表面温度。

（5）施工混凝土6m～10m范围内进行封闭，放置空调降温。

在温度较高地段，采用措施后围岩表面温度难以下降，则采用将施工区域进行帷帘封闭，封闭区域内放置空调，待岩石面温度降低至满足混凝土施工要求后，进行混凝土施工，在此期间空调不移动，保证封闭区域内恒温。

2.3 降温施工措施类型使用分级

2.3.1 环境温度降温措施采用类型

环境温度降温措施采用类型

说明：表中打“√”为采取措施，温度为大于等于下限，小于上限，环境温度降低至30℃～35℃。

2.3.2 炮孔内温度降温措施采用类型

炮孔内温度降温措施采用类型

序说明：表中打“√”为采取措施，温度为大于等于下限，小于上限，孔内温度降低至40℃～45℃。

2.3.3 火工材料降温措施采用类型

火工材料降温措施采用类型

说明：表中打“√”为采取措施，温度为大于等于下限，小于上限。

2.3.4 混凝土降温措施采用类型

混凝土降温措施采用类型

说明：表中打“√”为采取措施，温度为大于等于下限，小于上限，岩面温度控制在30℃～35℃。

3、结束语

地下工程作为基础设施的重要组成部分，但复杂的水文地质条件对地下工程建设造成很大困难，所以，解决这些地质方面的问题也是一个非常棘手的问题。也是在这种背景之下，本文主要以工程实例针对在高地热的影响下引水隧洞的钻爆开挖与混凝土喷护施工降温措施方面进行了详细的研究，希望能够帮助广大地下工程建设者。