近日,黑龙江省某重点公路隧道工程在冬季施工过程中,遭遇了一个罕见的“对手”——洞内“回南天”。原本常见于南方春夏之交的返潮现象,竟在零下三十多摄氏度的北国地下隧道中“复刻”,导致拱壁滴水如雨、地面湿滑如镜,施工进度一度受阻。记者深入施工现场,探访这一奇特现象背后的成因与应对之策。

洞内“水帘洞”:工人脚下打滑,设备频频受潮

该隧道全长约3.2公里,地处小兴安岭余脉,冬季地表气温常低于-30℃。按照常规工序,洞内施工需进行喷锚支护、防水层铺设和二衬混凝土浇筑。然而,近一个月来,施工人员发现洞内环境急剧恶化:刚开挖的掌子面附近,拱顶和侧壁不断渗出冷水,随后迅速在岩壁表面结成一层薄冰;而已经完成初期支护的区段,混凝土表面则挂满了密集的水珠,仿佛刚刚经历一场大雨。

“一进洞就像进了桑拿房,但不是热,是湿冷。”现场技术员小刘向记者描述道,“头顶上滴滴答答不停,脚下全是水,穿着防滑靴都打滑。有的工友开玩笑说,这比南方的回南天还厉害,至少南方不会结冰。”记者看到,洞内照明灯周围笼罩着明显的雾气,部分配电箱外壳上水珠凝结,施工人员不得不频繁擦拭以保证设备绝缘。

温差“制造”湿气:零下30℃与10℃的“碰撞”

为何在干燥严寒的黑龙江,隧道内会出现类似“回南天”的极端潮湿现象?项目总工程师王工向记者揭示了其中的科学原理。

“关键因素是温差与地下水。”王工解释,隧道洞内因施工机械运转、混凝土水化热以及人员活动,温度通常维持在5℃至10℃之间。而隧道上方的山体岩层,在冬季深度冻结,裂隙中的地下水处于冰点以下。当开挖揭露出新鲜岩面时,低温岩体与温暖洞内空气相遇,空气中的水蒸气迅速在岩壁表面冷凝成液态水。更棘手的是,山体深处的承压地下水在冻土压力作用下,会沿裂隙持续渗出,进一步加剧了洞内湿度。

“这种冷凝结露的强度,远远超过一般民用建筑里的‘回南天’。”王工称,经过监测,洞内相对湿度长期维持在98%以上,局部地段甚至达到饱和状态。“如果是在南方,回南天一般持续几天,我们这里却是一整个冬天都摆脱不了。”

除湿大战:热风炮、吸水棉、防冻剂齐上阵

面对洞内“回南天”,施工方不得不紧急调整施工方案,打响一场特殊的“除湿战役”。

记者看到,在掌子面后方约50米处,三台大型工业热风炮正开足马力,将热风吹向拱顶和侧壁。这是项目组从应急仓库调来的“主力武器”。“热风炮能把局部温度提升到15℃以上,加速水分蒸发,但是能耗巨大,而且容易导致衬砌混凝土表面开裂。”现场班长老张一边调整风向一边说,“我们只能采取间歇式加热,配合通风机加强排湿。”

除了加热除湿,施工人员还在岩壁表面铺设了特制的吸水棉毡,利用毛细作用吸附冷凝水,每两小时更换一次。对于地下水集中涌出的裂隙,则采用速凝水泥进行封堵。同时,为防止喷锚混凝土因低温高湿而强度不足,材料配比中增加了防冻早强剂的用量。

“最头疼的是二衬防水板铺设。”王工坦言,防水板要求基面干燥,否则粘接不牢。为此,工人们只能先用火焰喷枪烘烤基面,再迅速粘贴防水板,每道工序的效率比正常情况下降低了约40%。

专家建议:动态设计、智能监测应对“冻融挑战”

针对隧道冬季施工中遇到的罕见高湿问题,黑龙江省交通运输厅技术专家受邀前往现场指导。哈尔滨工业大学隧道工程研究所李教授分析认为,类似现象在东北寒区隧道并不少见,但像今年这样持续时间长、影响范围大的情况,与近期极端低温及前期降水偏多有关。

李教授建议,施工方应采取“动态设计”思路:根据实时监测的温湿度数据,灵活调整开挖进尺和衬砌时机;引入智能除湿系统,在关键断面布置温湿度传感器和自动加热装置;同时优化排水设计,提前在掌子面后方打设泄水孔,降低围岩水压力。

“洞内回南天虽然麻烦,但并非无解。”李教授表示,通过综合运用加热、堵水、通风、排水等手段,完全可以控制住局面。据了解,截至发稿时,该隧道工程已逐步恢复施工进度,预计将采取错峰作业——白天重点进行加热除湿和支护施工,夜间则利用低温时段进行开挖作业,以减少温湿矛盾。

这场发生在北国地下的“回南天”,既是自然条件对工程建设的考验,也为寒区隧道冬季施工积累了宝贵经验。正如现场技术员小刘所说:“在零下三十度的地方跟‘回南天’斗,这事儿够我吹一辈子了。”