摘 要：本文結合川藏鐵路中拉月隧道段特殊的水文地質條件，為確保施工期間安全高效，通過分析會影響施工期間的熱害因素，針對性地提出了解決高地溫、富熱水隧道施工期間熱害的降溫技術方案，為解決未來隧道施工過程中所以遇到的熱害問題提供了一條全新的技術路線。

　　關鍵詞：隧道;高地溫;富熱水;降溫技術;降溫系統;熱害

　　1 概述

　　川藏鐵路東起四川省成都市，向西行經雅安、康定、昌都、林芝、山南到拉薩市。其中，新建雅安至林芝段長1 013 km。全線共設24座車站、93座橋梁、72座隧道，其中10 km以上的重難點隧道35座。全線地質條件復雜、線路橋、隧占比高94.52%，施工難度大。川藏鐵路沿線高地溫分布范圍廣、段落長，根據現有勘察、設計資料顯示，全線共有高地溫隧道23座。存在嚴重熱害隧道共5座，其中拉月隧道熱害最為突出。

　　拉月隧道設計為兩座單線隧道，全長31 676.27 m。隧道最大埋深2 080 m，進口高程2 121 m，出口高程2 777 m，隧道為人字坡，最大坡度30‰。進口、出口均經輔助橫洞進洞，采用“7橫洞+全鉆爆”分修方案。隧道土建工期94個月。

　　2 工程水文地質情況

　　2.1 工程水文地質特征

　　2.1.1 氣象特征

　　隧道進口段：平均氣溫13℃，最高氣溫37.8℃，最低氣溫-8.0℃，多年平均降水量1 276.0 mm;隧道出口：平均氣溫6℃，最高氣溫26.7℃，最低氣溫-18.5℃，多年平均降水量704.9 mm。

　　2.1.2 地質構造

　　受雅魯藏布江縫合帶影響，斷裂構造極其發育，與隧道相交的斷裂共計13條。隧址區有3處溫泉出露，其中拉月溫泉水溫約42℃，排龍溫泉水溫76℃，通麥長青溫泉水溫約95℃。拉月隧道正線正常涌水量為87 471.6 m?/d，最大涌水量為232 159.3 m?/d。

　　2.1.3 隧道圍巖級別劃分及主要不良地質

　　該隧道Ⅱ級圍巖長750 m，Ⅲ級圍巖長20 806.502 m，Ⅳ級圍巖長7 745 m，Ⅴ級圍巖長1 255 m，Ⅵ級圍巖長790 m。

　　隧址區先后多次穿越發育斷層，地質地層復雜多變，附近鉆探亦揭示存在高地溫現象，沿線鉆孔所揭示溫度為20.7℃～93.5℃;拉月隧道地溫預測結果如下表(表1)。

　　2.1.4 高溫熱水最不利情況分析

　　根據勘查資料，結合工區施組方案，劃分了兩個典型高溫熱水段落：一個溫度最高而水量相對小(t>60℃、長170 m，最大涌水量2 876 m3/d);一個水量最大而溫度相對低(50℃　　2.2 高地溫富熱水隧道施工危害

　　高地溫隧道通過巖溫和熱水進行熱輻射和熱交換方式向隧道環境散熱，造成隧道施工期間的高溫、高濕熱環境，其對人體健康、勞動效率、安全生產和結構安全均會造成威脅和危害。

　　2.2.1 人體傷害

　　高溫、高濕作業環境，會造成作業人員體溫調節障礙、水鹽代謝紊亂、生命系統功能失常等一系列生理功能的改變。導致人員出現胸悶、熱痙攣、熱虛脫和熱射癥、眩暈嘔吐等中暑癥狀。

　　2.2.2 工效大幅降低

　　根據國家高溫作業分級標準，洞內作業高溫分級為Ⅳ級，施工環境溫度在30℃～42℃之間，連續工作時間不得超過10 min～60 min。長期在地下高溫高濕環境中作業，會造成人精神恍惚、疲勞無力、昏昏沉沉，是勞動生產率低下的主要原因。

　　2.2.3 機械功效降低、壽命縮短

　　高溫濕熱環境會造成隧道施工機械效率降低，機械零部件磨損加劇，電氣元件故障率大大增加，嚴重影響機械設備的使用壽命。

　　3 拉月隧道熱源分析

　　隧道內高溫產生主要有兩方面，一方面是自然因素，即水文、地質等造成的地熱因素，拉月隧道受控于板塊縫合帶、地殼拼接帶、深大斷裂或埋藏較淺巖漿囊和斷陷盆地以及不同方向斷裂交匯位置，導致地熱異常造成的高巖溫和高溫熱水;另一方面是人為因素，施工帶來的各種熱害因素，包括機械散熱、爆破散熱、人員及水泥水化散熱。

　　(1)隧道內熱水散熱。隧道熱害范圍15 992 m、占全隧50.5%、正線正常涌水量87 471.6 m?/d，最大涌水量取為232 159.3 m?/d。熱水與風流之間的熱交換強度要比風流與巖體之間的熱交換強度高。影響熱質交換的因素主要有：熱水的溫度、風流溫度、風速、接觸面積等。

　　(2)圍巖散熱：隧道爆破開挖后，傳熱開始發生，隨著時間的推移，圍巖被冷卻的范圍逐漸擴大，向風流傳遞的

　　熱量逐漸減少。圍巖散熱量與開挖壁面周長、開挖長度、初始巖溫有關。

　　(3)風流壓縮熱：地面空氣經橫洞外通風機壓縮后，風流在向掌子面流動時的自身壓縮熱，造成空氣溫度升高。

　　(4)機械設備放熱：機械設備電機或發動機所消耗的電能或化學能，最終將轉化為熱能，并引起掌子面附近空氣溫度上升，散熱量計算根據機電設備功率和散熱折減系數等計算。

　　(5)火藥爆炸散熱：在鉆爆法掘進段炸

　　藥爆炸產生的爆破熱造成環境空氣溫度升高，散熱量根據炸藥爆熱和炸藥量進行計算。

　　(6)水泥水化熱：錨噴混凝土襯砌及模筑混凝土過程水泥水化散熱量會長時間造成隧道環境空氣溫度升高，前期比較明顯，后期散熱速度減緩。

　　(7)施工人員放熱：作業人員勞動過程會散發一定熱量，根據不同勞動強度等級分別統計，根據作業人數和個體勞動強度等級散熱量得出。

　　(8)其他熱源包含隧道內運輸石渣作業引起的石渣沿途散熱量。

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