1）洞内气温的控制方法

多年冻土区的隧道施工中，由于爆破、混凝土水化热、冬季施工采取的保温措施以及其他人为活动导致了施工期间隧道内气温升高及多年冻土围岩的融化。根据现场实测气温和地温资料，多年冻土区段隧道施工中，减少冻融圈范围的措施见表7—18。

表7—18　寒区隧道冻融圈的影响因素及控制措施

控制洞内气温对降低冻融圈深度效果显著，因此暖季施工时，一定要严格控制开挖作业时掌子面附近的气温，宜选在夜间及凌晨低温时段进行，施工间歇期在洞口采用隔热帘进行遮挡。

寒季施工时，由于混凝土的养护温度不宜过低，通常需要采取一定的保温措施，如在洞门挂门帘，用暖风机向洞内吹暖风，洞口施工防雪篷等，保证洞内温度不宜高于5℃，尽量将洞内气温控制在3～5℃范围内。施工时应做好洞内气温的记录，当温度过高时，应对保温措施进行适当的调整。

根据隧道围岩温度场的计算结果，以V级围岩中裂隙率为9%的页岩为例，围岩开挖后在空气中暴露1 d、7 d、15 d、30 d时冻融圈深度分别为50 cm、130 cm、190 cm、270 cm。围岩在空气中暴露的时间越长，围岩温度场受扰动程度越大，冻融圈深度也就越大。所以控制冻融圈深度的有效手段是施工中尽可能减少围岩暴露在空气中的时间，及时施做喷射混凝土，切断围岩与空气的热交换。

2）爆破热扰动的控制方法

在多年冻土区公路隧道爆破施工过程中，经常发生因爆破震动过大或爆破过程中释放热量过多而引起的多年冻土热融塌方事故，严重威胁多年冻土区隧道的稳定性，造成施工工期的延误和施工成本的增加。多年冻土区公路隧道周边孔爆破技术采用多打孔、打孔浅、少装药的冻土隧道爆破设计理念，采用不耦合装药结构，配合微差爆破手段及减震孔设计，最大限度地减小多年冻土区隧道爆破震动，降低掌子面的爆破温度，保证多年冻土的稳定。

为解决多年冻土区公路隧道爆破施工引起的冻土热融塌方问题，在多年冻土区隧道爆破开挖采取的控制措施包括：每个爆破孔和减震孔都采用NaCl溶液充填，孔口采用炮泥堵塞，能有效降低爆破温度，防止冻土产生热融塌方；周边孔采用分区启爆方式，并在相邻炮孔之间设置减震孔，可避免同时起爆时产生过大的震动，以保证多年冻土的稳定；在相邻周边孔之间的减震孔相当于在周边孔之间人为增加了一个临空面，更有利于保证周边孔的贯通，以达到更好的光面爆破效果；周边孔严格设计外插量，以保证爆破后不产生欠挖，避免二次爆破对冻土的热融扰动。

周边孔开孔位置在隧道设计轮廓线处，设计2° 外插角，孔底位置在设计轮廓线外5～10 cm，炮孔间距0.6 m，且在每两个周边孔之间的中心位置设置减震孔1个，周边孔及减震孔内均采用NaCl溶液充填，孔口采用炮泥堵塞。周边孔与减震孔均采用φ42 mm风动凿岩机成孔。炸药选择KBW防水抗冻性φ32 mm乳化炸药，采取孔底起爆、间隔装药结构；采用抗冻性非毫秒雷管及非电导爆索组成起爆网路，用导爆索连接，炸药与导爆索固定在竹片上，安置于炮孔内指定位置。根据不同的围岩级别选择不同的开挖方式，对于Ⅵ级、Ⅴ级围岩采用台阶法开挖，Ⅳ级及以上围岩采用全断面法开挖，其中台阶法开挖时周边孔装药量设计为2卷，全断面法开挖时装药量为3卷。启爆顺序采用分区启爆方式，即洞壁位置区域的周边孔先启爆，然后再启爆拱顶位置的周边孔，以达到减小震动及爆破热量的目的。另一方面，采取不耦合装药结构，可以降低炸药爆炸后产生的爆轰压力，使炮孔内压力呈准静态压力作用形式，防止孔壁出现压碎区，达到光面爆破效果。(www.daowen.com)

施工质量控制：施工应严格按照爆破设计进行组织，周边孔开孔位置及孔底位置最大误差不超过5 cm，且外插角误差不超过0.5°；为防止机械用水在钻孔内冻结，在炮孔施工完毕后，用高压风枪将炮孔内的石屑和积水吹干，尽快安置炸药和起爆网络；为降低爆炸温度和减小震动，每个钻孔内均应采用盐水充填，孔口设置炮泥堵塞；启爆雷管采用延时非电毫秒雷管。

3）混凝土水化热的控制方法

在多年冻土区隧道施工喷射混凝土、一次及二次模筑施工产生的混凝土水化热是围岩产生冻融圈的一个重要因素，降低混凝土水泥水化反应释放的热量，可以有效地减小冻融圈的深度。降低混凝土水化热可以从以下三个方面入手。

（1）选择合理的水泥熟料矿物组成

水泥熟料的各种矿物中，水化热释放量为铝酸三钙＞硅酸三钙＞铁铝酸四钙＞硅酸二钙。为了降低水泥水化热，必须降低熟料中铝酸三钙和硅酸三钙的含量，相应提高铁铝酸四钙和硅酸二钙的含量。同时，硅酸二钙的早期强度低，不宜增加过多，硅酸三钙含量不宜过少，否则水泥强度发展过慢。按相关规范要求，中热硅酸盐水泥熟料中，硅酸三钙的含量应不超过55%，铝酸三钙的含量应不超过6%；低热硅酸盐水泥熟料中，硅酸二钙的含量应不小于40%，铝酸三钙的含量应不超过6%。在选择混凝土胶凝材料时，宜选用硅酸二钙含量较高的低热或中热水泥。

（2）调整水泥的粉磨细度和混凝土的颗粒级配

水泥的粉磨细度大，水化反应加快，水化热释放量增加，尤其是增加早期水化热。为降低水泥水化热，在水泥生产过程中，应选择合适的粉磨工艺，严格控制水泥细度。

良好的级配可以使骨料形成最密致的堆积状态，堆积密度达最大值，有效减少骨料之间的空隙，这样可以减少水泥用量，从而减少水化热的释放。

（3）掺入适量的混合材料

粉煤灰、矿渣的水化热均小于水泥水化热，因此在拌制混凝土时，掺加适量的混合材料代替水泥作为胶凝材料，可以有效地降低混凝土水化热。