杨永强
（新疆吉音水利枢纽工程建设管理局新疆乌鲁木齐830000）
【摘要】以新疆齐热哈塔尔水电站引水发电隧洞高地温开挖为例，介绍了高地温对施工的影响及在施工过程中所采取的措施，对同类型工程隧洞开挖提供参考。
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关键词 高地温、隧洞开挖、处理措施
1. 工程概况
齐热哈塔尔水电站工程位于新疆维吾尔自治区喀什地区塔什库尔干塔吉克自治县境内的塔什库尔干河上，为塔什库尔干河中下游河段水电梯级开发的第二级水电站，引水发电隧洞全长15.639米，最大埋深1720米。引水发电隧洞3#施工支洞全长510米，主洞下游作业面（桩号Y6+661.916～Y8+700）全长2038.02米。根据地质勘测该洞段埋深962～1205m，围岩为γ32-3组片麻状花岗岩，岩壁坚硬。岩体主要呈镶嵌结构、层状结构，较完整，围岩类别主要为III类，局部II、IV类，洞段为地温异常地段，可能存在60℃度甚至更高的地温。随着洞室开挖伸进自桩号7+010开始作业面空气温度达到31℃，岩壁温度51℃。在桩号7+260段出现超高温度，作业面空气温40℃，岩壁温度66℃。在桩号8+060出现极端高地温，作业面温度70℃，岩壁温度96℃并伴随着高压气体喷出，气体温度150℃，高地温对洞室开挖产生了严重影响（洞室温度实测图见图1）。
2. 国家有关部门对隧洞施工作业环境的有关规定
（1）水利部在水工建筑物地下开挖工程施工规范中明确规定：隧洞内平均温度不应高于20℃。在SL303-2004《水利水电工程施工组织设计规范》附录C2.3中洞室内平均温度不应（不允许）超过28℃。
（2）在TBJ3-85《铁路隧洞设计规范》中规定：隧洞施工过程中，隧洞内气温不得超过28℃。
（3）在《煤矿安全规程》第102条规定：生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26℃，机电设备硐室的空气温度不得超过30℃。采掘工作面的空气温度超过30℃、机电设备硐室的空气温度超过34℃时，必须停止作业。
（4）从上述规定可以看出，如果隧洞内气温低于26℃，高地温引起的热害风险是可以忽略或者说是可以接受的。但气温超过28℃时，高地温引起的热害问题开始严重，当温度超过30℃时，热害问题已经相当严重，必须采取降温措施。
3. 高地温对施工的影响
（1）对施工人员的影响。
由于作业面温度较高，施工人员在高温高热环境下工作导致体内水份及盐份损失过多出现热痉挛症，其症状是施工人员在作业时或作业后产生阵发性肌肉痉挛和疼痛。同时随着体内水份及盐份损失但又不能及时补充，使施工人员出现热虚脱症，其症状是眩晕、头疼、恶心呕吐等症状，从而导致施工人员工作效率降低。
（2）对施工机械的影响。
高地温造成施工机械设备工作效率降低，使用寿命减短。如：装载机、自卸车出现水箱开锅、经常性熄火等故障，洞内电缆老化加快，红外线测量仪器无法正常穿透地热产生的水雾等问题。
（3）对爆破材料的影响。
通过实践发现，岩壁温度大于50摄氏度时，普通硝铵炸药将膨胀或者融化，导爆管软化产生不可恢复的变形，不能起到传爆作用，爆破作业出现哑炮或炸药失效等问题，造成极大的安全隐患。
4. 高地温降温措施
（1）加强通风、降低空气温度。
按照正常的隧洞通风布置，在3#支洞口架设2×75KW通风机一台，支洞与主洞三岔口架设2×55KW的通风机一台，在主洞桩号Y6+900的增设2×75KW的通风机，三处风机进行接力通风可满足现场正常生产的条件。随着隧洞进入高地温洞段，加之通风距离增长，原有的配置已不能满足。经了解资讯后，为了做到高压高效远距离供风，同时保证供风效果，采用瑞典GIA公司生产的2*110通风机代替原有的通风设备，，洞内无需接力风机站一站式通风，无需射流风机，可有效提高供风效率（隧洞高地温洞段不同条件实测温度统计见表1）。
（2）隔热降温系统。
高地温热能一般分为三种类型：传导热+对流热+辐射热。经实测3#施工支洞与主洞交接处空气温度18℃，作业面通风口通风温度45℃，随着作业面不断伸进洞室温度也不断增高，统计分析平均每50米温度上升1℃。为保证通风降温效果，对起始发热段岩壁进行隔热处理，在岩壁表面包裹一层纳基隔热软毡，通过降低发热段岩壁热量释放来达到降低温度的效果（纳基软毡隔热图见图2）。
（3）炮孔冷却系统。
齐热哈塔尔水电站地处我国西部帕米尔高原，多年平均气温3.4℃，极端最高气温32.5℃，最低气温-39.1℃。3#施工支洞口紧邻河道。炮孔冷却循环系统主要由抽水输送系统、分散制冷系统、抽水输出系统组成。抽水输送系统由抽装置和输送管道组成，在河道旁建造一个泵房，通过?150mm的钢管输送冷水至掌子面30m，然后在输水管道上解出4个分水闸阀，通过橡胶软管分别连接到钻爆台车上，分散制冷系统主要是通过分流将冷水分成多股，直接插入到炮孔中，直至冷却至合理的爆破温度，抽水输出系统是为了避免冷却水到处乱流影响洞内的施工环境，在距离掌子面40m处设置集水坑，通过污水泵将集水坑中的循环水经排水管排出洞外。
（4）人工制冰降温措施。
高地温对施工人员、机械及材料产生了严重的影响，在施工过程中，采取用大容量冰柜制冰并储存，作业时在台车上及施工机械发动机顶盖、驾驶室放置冰块可以有效降低工作环境局部温度，达到降温增效的目的。
5. 结束语
齐热哈塔尔水电站引水发电隧洞在施工中遇到了国内隧洞施工中罕见的高地温情况，导致人工、机械功效严重降低，大大增大了施工难度。本文是对施工现场实际采取的各类施工措施的一个总结，采取多角度、多方法的降温措施，有效解决了高地温对施工的影响，总结上述措施关键点仍是加强通风，通过大流量的冷热风交换，可以有效降低洞室温度，敬以此文希望对类似高地温地质条件下隧洞开挖施工提供参考。
［文章编号］1006-7619（2014）12-22-800
［作者简介］ 杨永强（1982.9.3-），男，职称：助理工程师，工作单位：新疆吉音水利枢纽工程建设管理局。
