淺談嚴寒地區(qū)冬季盾構(gòu)始發(fā)保溫施工

熊鑫

摘要：：盾構(gòu)始發(fā)是盾構(gòu)法隧道施工的重點與難點，其成敗直接影響項目的安全、質(zhì)量、進度及經(jīng)濟效益，而在冬季嚴寒地區(qū)內(nèi)進行盾構(gòu)始發(fā)施工會受溫度的影響，對我們得設(shè)備、人力都有巨大的影響。本文以烏魯木齊1號線03標二道橋站至新疆大學站的冬季盾構(gòu)始發(fā)為研究背景，對冬季盾構(gòu)始發(fā)保溫進行了系統(tǒng)的研究和相應(yīng)的實踐措施，并取得較好的效果，順利的完成了冬季施工，為今后類似工程的施工提供了借鑒。

關(guān)鍵詞：盾構(gòu)；冬季始發(fā)；保溫措施

1、前言

目前城市地鐵開始高速發(fā)展，而在城市內(nèi)進行區(qū)間隧道施工會受溫度的影響，對我們得設(shè)備、人力都有巨大的影響。在西北地區(qū)冬季盾構(gòu)始發(fā)與在南方冬季盾構(gòu)始發(fā)相比存在著一定的特殊性，由與最低溫度會達到-20℃，因此冬季始發(fā)施工難度特別大，且具有風險性。溫度低會使設(shè)備故障率增高、施工效率降低和施工地區(qū)安全難保障，大大的降低施工進度。因此，研究嚴寒地區(qū)冬季盾構(gòu)始發(fā)施工技術(shù)，針對盾構(gòu)在低溫條件下掘進過程中的風險，提出科學、合理的保溫應(yīng)對措施，可有效的避免施工進度緩慢、設(shè)備故障率高、安全風險大等事故。本文通過針對烏魯木齊軌道交通1號線03標二道橋至新疆大學站的盾構(gòu)冬季始發(fā)為研究背景，闡述了冬季盾構(gòu)始發(fā)保溫施工技術(shù)的應(yīng)用。相信本文對以后類似烏魯木齊等嚴寒地區(qū)的冬季始發(fā)有一定的借鑒作用，可以很好地解決冬季盾構(gòu)施工難度大的難題，在總結(jié)這些施工經(jīng)驗的基礎(chǔ)上形成本論文。

2、工程概況

2.1 二道橋站工程概況

二道橋～新疆大學區(qū)間由新疆大學站向南，沿勝利路南行，至新疆大學站，區(qū)間與橫跨勝利路一人防支線沖突，側(cè)穿16根勝利路匝道橋擴大基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深在3～4m，以卵石層為持力層。區(qū)間右線共設(shè)置R=500m、R=450m和R=650m三條平曲線，左線先后共設(shè)置R=500m、R=450m和R=650m三條平曲線，右線長1007.451m，區(qū)間一直上坡，最大坡度為2.8%。區(qū)間上方管線較多，主要有給水、排水、電力、電信、路燈、熱力、煤氣管，其中給水與排水管埋深較其它管線深，對區(qū)間結(jié)構(gòu)不起控制作用。

3.冬季盾構(gòu)始發(fā)的難點和保溫的特點

烏魯木齊市屬于西北地區(qū)，有日照充足、夏季酷熱、冬季寒冷的特點，該地區(qū)每年進入冬季較早，一般在10月初天氣就會逐漸變冷，且持續(xù)時間長，一般在4月份天氣才回暖，最低溫度會達到-20℃，烏魯木齊冬季施工工期從10月15日至次年4月15日止。而我們二新區(qū)間右線始發(fā)時間為10月22日，那時的最低溫度可達到-17℃，因此對我們的始發(fā)帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)。

3.1盾構(gòu)施工質(zhì)量風險大

采用建立保溫棚、使用暖風機和保溫棉等措施解決了天氣寒冷時盾構(gòu)同步注漿漿液質(zhì)量不穩(wěn)定，導致注漿效果不理想或發(fā)生堵管、盾構(gòu)管片防水材料粘貼困難，這樣大大的提高了盾構(gòu)施工質(zhì)量。

3.2盾構(gòu)施工的效率低

寒冷條件下勞動生產(chǎn)率大幅度下降，采取保溫措施，會減少設(shè)備故障率、施工工序和提高設(shè)備物資的正常使用率。

3.3冬季施工的安全風險大

天氣寒冷時道路會易結(jié)冰，機械設(shè)備操作會變困難，工人反應(yīng)會變遲鈍，采取保溫措施，會大大降低安全風險。

4.盾構(gòu)始發(fā)保溫施工工藝

盾構(gòu)施工的主要環(huán)節(jié)是盾構(gòu)掘進和管片拼裝，而盾構(gòu)掘進牽扯的方面有很多。根據(jù)之前的施工進展情況和施工計劃，冬季在洞外施工的主要有土方運輸、砂漿拌和、止水條粘貼，車站的保溫。為確保不因天氣原因，影響工程正常的施工與施工質(zhì)量，制定冬季施工方案，因此冬季施工保溫刻不容緩。

4.1 組織措施

冬季施工前，為避免降溫對施工造成不必要的損失，應(yīng)提前做好以下工作：

（1）由項目經(jīng)理和總工控制整個冬季施工的各項協(xié)調(diào)問題，做到統(tǒng)一安排，統(tǒng)一領(lǐng)導，各項工作應(yīng)有計劃、有條理的進行；

（2）為保證冬季施工的順利進行，工地成立由工程部和機電部組成的小組負責組織實施冬季施工的各項質(zhì)量保證措施，進入冬季施工階段，要以擬定冬季施工方案，提前交底，確保工程質(zhì)量經(jīng)濟合理和減少能耗的原則進行；

（3）進入冬季施工后，安排工程部專人隨時收聽天氣預(yù)報，每天定時對施工現(xiàn)場環(huán)境溫度和施工部位進行測溫，做好測溫記錄，并做好氣溫突然下降的預(yù)警通告；

（4）應(yīng)提前購置溫度計、工業(yè)鹽、保溫材料等，在溫度發(fā)生較大變化時，物資部積極組織材料進場；

（5）進入場地施工前負責對專門的實驗員、測溫保溫人員、專業(yè)施工隊長進行技術(shù)培訓，使之掌握本工作范圍內(nèi)的有關(guān)知識，明確各自的相關(guān)職責。

4.2 現(xiàn)場始發(fā)準備

4.2.1 供水管路的冬季保溫措施

烏市冬季溫度最低可達到-19°，平均溫度為-14°，用水管路極其容易結(jié)冰，因次，供水管路需高度重視保溫，保溫措施如下：

（1）冬季來臨前，做好管路的檢查、維修工作，做到所有管路不滴、不漏；

（2）施工場地內(nèi)的供水鋼管、砂漿輸送管等先纏上加熱帶，再用玻璃芯棉進行包裹；

（3）盾構(gòu)掘進循環(huán)水池采取搭設(shè)保溫棚保溫，盾構(gòu)外循環(huán)水管也采用加熱帶保溫處理。

4.2.2管片的冬季保溫措施

管片的使用是盾構(gòu)施工中必不缺少的一個環(huán)節(jié)，所以在冬季管片需好好的粘貼保護。

（1）管片進場前需仔細清除枕木上是否有積雪、冰渣，并加以清除；

（2）冬季氣溫低，止水條和傳力襯墊的粘貼很困難，因此我們需備用噴燈，用耐低溫的膠水，必要時可以用濾布搭建一簡易帳篷，用加熱器加熱，提高溫度加以粘貼，若在運輸過程中出現(xiàn)止水條脫落，需重新粘貼；

（3）由于止水條的制作材料是單一的多孔型三元乙丙橡膠與遇水膨脹橡膠符合而成，它受溫度和水的影響，當溫度很低時，我們需將管片放置在用濾布搭建的簡易帳篷內(nèi)，當遇雨雪天氣時，用油濾布加以覆蓋。

4.2.3攪拌站的保溫措施

拌砂漿是盾構(gòu)施工一個必不可少的步驟，因此攪拌站的可拌漿與否異常重要，本工程盾構(gòu)的同步漿液材料主要為砂子、粉煤灰、膨潤土和水泥。

（1）為防止雨雪對材料的破壞，應(yīng)搭建一暖暖棚，當粉煤灰、膨潤土、水泥、砂子等到達現(xiàn)場后，將其放置暖棚內(nèi)，以確保其質(zhì)量，防止受凍、受潮。

（2）在漿液中加入適量防凍劑，以確保漿液的質(zhì)量。漿液隨拌隨用，儲存時間不宜過長。漿液車上的殘余砂漿及時洗凈以免凍結(jié)，嚴禁使用已經(jīng)凍結(jié)的砂漿，不得以水摻入凍結(jié)砂漿內(nèi)重新攪拌使用。在放漿過程中，盡量將漿液排掙，然后清洗拌漿罐和放漿管，防止?jié){液凍硬后堵塞閥門和放漿管。

（3）為加強拌漿站的保溫工作，對拌漿站屋頂及墻面的彩鋼板的較大縫隙進行封堵，提高拌漿站內(nèi)的溫度。拌漿站內(nèi)溫度低于5℃時，開啟暖風機供熱。

攪拌站的保溫示意圖如下圖所示：

4.2-3 攪拌站內(nèi)部加熱器

4.2.4 材料保溫存放

由于盾構(gòu)施工過程中所需要的物資材料異常之多，且大部分物資均受天氣影響，因此，需將重要的物資放置在暖棚中，例如泡沫、油脂、黃油等，并在暖棚里放置加熱器，保證盾構(gòu)施工中可以正常使用，不耽誤進度。材料保溫暖棚和效果示意圖如下所示：

4.2-4 盾構(gòu)施工材料保溫棚

4.2.5 底板保溫措施

即使是在有太陽的冬季，在低于地面17m的底板也還是感覺不到一絲暖意，甚至比地面溫度還低，底板是盾構(gòu)施工電瓶車行走、吊裝的位置，因此，底板的保溫對盾構(gòu)施工起著決定性的作用，保暖措施如下：

（1）由于底板處于抽風口，且處于地底，因此寒氣較重，為了防止寒氣的進入和亂竄，可以用加厚隔溫濾布將施工洞口與外界隔開，讓溫度得以保留升高；

（2）為了防止電瓶車氣管的凍結(jié)，我們可以將頂板、中板用保溫濾布加以完全覆蓋，這樣既可以防止寒氣進入，也可以防止熱氣跑出，在洞口相應(yīng)底板上每隔5m放置一暖風機對底板加熱，這樣既可以升溫，也可以防止電瓶車管路凍?。?/p>

盾構(gòu)機旁沒隔5m左右擺設(shè)一暖風機，24h不停的開啟，保證洞口的溫度，暖風機需吹向盾構(gòu)機、電瓶車氣管，保證泡沫管路，油脂泵和循環(huán)水管的溫度，防止結(jié)冰，洞口、洞內(nèi)每隔一段距離放置一溫度儀，保證及時了解不同位置的溫度變化，并加以記錄分析

（4）雖然盾構(gòu)機外循環(huán)的水一直在循環(huán)，但是由于外界的溫度很低，外循環(huán)水池內(nèi)的水也極其容易結(jié)冰，我們可以在外循環(huán)水池周圍搭建暖棚，達到保溫效果。

為了更好的了解中板、底板、隧道里的實時溫度，我們可以在中板上放置一塊溫度儀，底板和隧道內(nèi)每隔一段距離放置一塊溫度儀，這樣可以充分的得知每隔一段距離溫度的差值。

4.2.6 渣土池渣土外運

及時將從井下倒至渣土池的渣土第一時間運輸出去，若出現(xiàn)渣土結(jié)冰凍住，考第一時間用挖掘機將其擊碎運出。

4.3 盾構(gòu)冬季始發(fā)掘進保溫措施

由于盾構(gòu)機的一些設(shè)備受溫度影響比較大，所以在始發(fā)準備得考慮完全。具體保溫措施如下：

（1）盾構(gòu)進場前需將調(diào)試時剩余的內(nèi)水全部排出，防止低溫結(jié)冰凍壞設(shè)備；

（2）為防止盾構(gòu)吊裝下井遇雨雪天氣，我們需準備濾布及時覆蓋設(shè)備，防止設(shè)備損壞；因為冬季溫度低，土地的堅硬程度異于其他季節(jié)，因此需提前洞門鑿除；

（3）始發(fā)前需將所有供水管路用加熱帶纏住和保溫燈芯包裹，必要時進洞100環(huán)內(nèi)的循環(huán)進出水管也需包裹；

（4）具體跟進洞門鑿除情況，及時添加循環(huán)水和調(diào)試循環(huán)水泵，迅速調(diào)試刀盤和泡沫系統(tǒng)，待洞門鑿除完畢后及時始發(fā)；

（5）由于剛始發(fā)時推進速度會比較慢，這樣溫度對我們的設(shè)備的影響就會更大，因此設(shè)備的保溫極其重要，我們需將每條洞用保溫棉布將其與外界隔離，在剛始發(fā)不久，我們可以用保溫濾布將始發(fā)井覆蓋，將頂板和中板都罩住；

（6）盾構(gòu)機旁沒隔5m左右擺設(shè)一暖風機，24h不停的開啟，保證洞口的溫度，暖風機需吹向盾構(gòu)機、電瓶車氣管，保證泡沫管路，油脂泵和循環(huán)水管的溫度，防止結(jié)冰，洞口、洞內(nèi)每隔一段距離放置一溫度儀，保證及時了解不同位置的溫度變化，并加以記錄分析；

（7）在電瓶車軌道旁每隔5m放置一暖風機，加熱，提高溫度，電瓶車每次出來時，及時將暖風機對準電瓶車氣管，然后及時將氣管內(nèi)的水汽和氣動三連接的水汽排出，在外每隔20分鐘需排水氣一次；

（8）由于砂漿車放完漿后，抽漿管路和電機處必然會有積水，因此在施工前需將砂漿車的所有管路用加熱帶纏住并用保溫棉包裹住，剛始發(fā)不久時，無論是在洞里還是在洞口都需加熱，防止輸漿管路凍住，影響進度；

（9）始發(fā)盾構(gòu)機完全進洞后，還會免不了受溫度的影響，我們需每隔一段距離放置溫度儀，及時了解溫度，并且對泡沫和盾尾油脂進行加熱帶纏住進行加熱，泡沫需一直加熱保證其溫度高于0度以上，防止管路凍結(jié)，經(jīng)常使用的外循環(huán)水管管路不用是需不停的滴水，讓其循環(huán)防止結(jié)冰凍壞管路；

（10）空氣儲罐每隔一環(huán)都需排一次水，防止排水球閥凍結(jié)。

5 冬季施工安全措施

5.1冬季施工安全技術(shù)措施

（1）冬季進行作業(yè)，主要做好防風、防火、防寒和防滑的工作。

（2）出現(xiàn)大雨、大雪天氣，龍門吊停止使用；

冬季施工要采取防滑措施，特別是上、下豎井的樓梯要進行防滑措施，下雨、下雪后，要及時清除積水、積雪，清除冰凍；

（3）加強對全體職工的冬季施工技術(shù)交底。結(jié)合工程任務(wù)在冬季施工前做好安全技術(shù)交底，配備好安全防護用品；

（4）對新到場工人進行安全教育和操作規(guī)程的教育及安全交底，對變換工程及臨時參加生產(chǎn)勞動的人員，也要進行安全教育和安全交底；

（5）安全技術(shù)措施中的各種安全設(shè)施，防護設(shè)備等落實責任制到班組或個人，并實行驗收制度。

5.2 冬季施工安全用電

（1）大風、降雪、降雨天氣，認真檢查現(xiàn)場臨時用電設(shè)施，檢查電路、電閘箱、變壓器等是否可靠，如有發(fā)現(xiàn)變形、漏電等不安全隱患，需立即修理加固；

（2）加強冬季施工的用電管理，設(shè)專人每天進行檢查，清掃積雪和積冰，并每天監(jiān)察配電箱性能，做好記錄。

5.3 機械設(shè)備冬季防寒、防凍措施

（1）在進入冬季前對所有機械設(shè)備做全面的維修和保養(yǎng)，做好油水管理工作，結(jié)合機械設(shè)備的換季保養(yǎng)，及時更換相應(yīng)牌號的潤滑油；對使用防凍液的機械設(shè)備確保防凍液符合當?shù)氐姆纼鲆?；未使用防凍液的機械設(shè)備要采取相應(yīng)的防凍措施，如停機后采取排放冷卻水或進入暖棚內(nèi)。

（2）各種車輛使用的燃油，要根據(jù)環(huán)境氣溫選擇相應(yīng)的型號，冷車起步是，要先低速行駛一段路程后再逐步提高車速

（3）嚴格執(zhí)行定機定人制度，機械保管人員要堅守崗位，要管好設(shè)備，并做好相應(yīng)的記錄。

5.4 冬季安全防護措施

5.4.1 人員安全防護措施

（1）各種施工、操作人員先進行崗前安全培訓，做到持證上崗；

（2）做好個人防護，進入施工現(xiàn)場人員必須帶好安全帽；

（3）設(shè)專職安全員負責各種設(shè)備和施工過程中的安全隱患排查工作；

5.4.2 機械安全防護措施

（1）工地使用的各種大型機械，在進入冬季前需檢查機器防凍液是否更換和需要添加進行保養(yǎng)，防止凍壞發(fā)動機，影響工程的正常使用；

（2）遇有雨、雪天，使用機械應(yīng)采取防凍防滑措施，盡量避開雨雪天氣施工，確保生產(chǎn)安全；

（3）施工范圍內(nèi)學天后應(yīng)及時清除積雪、修墊軌道。保證機械正常運轉(zhuǎn)；

（4）在下雪結(jié)冰的道路上行駛，駕駛員必須精力集中，嚴格控速；

（5）各種運輸、起重車輛進入工地現(xiàn)場，應(yīng)注意道路情況，與基坑邊保持適當距離，防止塌方翻車；

（6）龍門吊起重機工作完畢，應(yīng)將吊鉤升起，將制動器殺豬，操作桿放在空擋位置，關(guān)閉窗門上鎖后，方可離去；

（7）經(jīng)常檢查電瓶車運行軌道，防止軌枕，軌道問題和結(jié)冰；

（8）每班在龍門吊運行前，認真檢查龍門吊小車和大車軌道上是否有冰塊和雪團，及時清理，并作好記錄；

（9）每班前認真檢查龍門吊鋼絲繩、掛鉤、扁擔及小車上是夠有大的冰塊，防止冰塊下落傷人。

（作者單位：中交隧道工程局有限公司北京盾構(gòu)工程分公司）