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隧道工程的分类范文1
中图分类号：U455文献标识码： A
隧道是置于地层内的工程建筑物，同时它也是人们向地层索取有效空间的一种重要形式。隧道工程建设对于改善交通、促进地区经济建设等具有十分重要的意义。但是，隧道工程施工往往受到地质条件的影响。地质构造、地下水处理、地质断层处理等都影响着隧道施工的工程进度。而目前我国在隧道工程施工技术方面还存在比较大的缺陷，还不能实现比较精密的勘探调查，通过局部钻探的手段来对地质情况进行推断，这种以点带面的推断必然会存在一些必然的地质变化情况。而隧道工程施工必须根据对前方的地质情况进行判断来制定工程和施工的具体计划。此外，隧道工程施工还要结合地质条件与当地的水纹条件等来对隧道的围岩进行推测，并及时对隧道施工的预设方案进行调整。
隧道工程施工的方案设计
隧道工程施工设计是在工程进入正式施工之前的一个工作准备阶段，通过前期实地考查分析、相关资料收集等工作，掌握隧道工程的基本情况，制定一个比较完善的工程设计方案，通过工程设计来指导隧道工程的施工。隧道工程设计的理论依据与地面结构工程还是存在一些差别，原岩应力的准确测量还有一些困难，并且在判断岩体的材质方面的存在评估误差。隧道岩体的支撑理论还不够成熟。通常隧道具有纵深性，在获取岩体的参数方面还存在比较大的技术支撑。因为存在不可控的理论和技术上的缺陷，无疑增加了隧道工程施工设计的难度。目前，隧道工程施工设计一般是基于岩体的分类来进行设计判断的。但是，由于岩体在个体上的差异，导致很难在进行隧道工程施工设计时，有一个固定的设计模型来借鉴。因此，隧道工程施工设计必须以实地考查数据为设计依据。各地不同的地质条件以及岩体存在的不可控变量因素等都使得隧道工程施工的难度大大增加。例如隧道支护工程的设计，在计算岩体的应力时需要考虑的变量过多，并且存在一些未知变量，使得支护工程设计的前期分析计算过程十分复杂，也使得隧道工程设计存在一定的风险因素。
隧道工程施工过程中的关键问题分析
隧道工程施工受到地质条件、气候环境、工作质量等多个因素的影响，且隧道工程大多地处山区，地理位置不够好，通常工程施工的交通条件也不够理想。考虑到多个复杂因素的影响，隧道工程施工过程中的关键问题主要表现在这几个方面：
1.隧道开挖
隧道开挖是工程施工最重要的第一步，一般开挖隧道的方法主要包括：台阶分布法、双侧壁导坑法、全断面开挖法等。根据各个工程环境的不同特点来确定与其相适应的开挖方法。台阶分步法用于稳定性不太好的岩层中施工，一般适用于IV-II类围岩；全断面法采用全断面一次开挖成形的施工方法，一般可适用于Ⅴ~Ⅵ类围岩，因开挖作业面大，钻爆效率高可采用凿岩台车和高效运装机；双侧壁导坑法适用于围岩较差的Ⅴ级围岩条件下的行车隧道开挖，同时它也是一项边开挖边支护的开挖方法，这种方法能够尽可能避免岩体应力的集中。
2.隧道施工中的排水施工
地表水的渗透在一定程度上影响着隧道破碎岩体，不利于对隧道工程的判断，地表水渗透到岩体覆盖层，相应地就增加了地表层的负荷，这个改变岩体应力的因素是不可控的，它有可能使覆盖层的土层表面的压力发生变化，也会影响支护工程的应力承载，甚至可能出现导致支护工程因承载压力过大而变形或者发生洞口坍塌的情况。因此，在隧道工程施工过程中，要注意加强施工中的排水处理工作。一般的排水方法主要有：
洞口的防排水。要对洞口的顶部进行平整处理，在施工之初，就要及时将积水排除，对洞顶部的沟渠等进行修整，尽可能减小洞顶部地表水的渗透面积，保证洞口积水的正常引流，减小渗漏。
洞内防排水。保证洞内排水渠道的通畅，要对洞内积水进行引流，洞内流水坡度要与其施工路线保持一致。同时，对洞内过多积水，要采用该水泵排水，挖掘排水沟、集水坑等。
此外，要有效保证隧道不受地表水压力的影响，隧道洞口施工要尽可能选择非雨季，同时在严寒地区，还要做好对积水冻结的处理。
3.隧道施工的支护工程
支护工程是保证隧道工程施工安全的一道重要屏障。隧道支护应该根据不同岩体的地质构造情况来进行。按照岩体分来认识不同的支护工程。V类围岩应该采用局部喷锚砼支护；VI类围岩属于质地坚硬的围岩类，可以不用采取支护施工；IV-III类围岩则应该根据各地不同的地质 条件采取锚杆、锚杆挂网、喷射砼挂网等进行联合的工程支护；II类围岩则应该根据地质条件的不同在必要时设拱架来进行支柱。II-I类围岩应该采取锚喷挂网联合的支护形式。隧道工程的支护施工应该进行分层、分段来施行。工程支护的支撑应该尽量靠近开挖地面。
4.隧道施工的衬砌工程
衬砌施工对于隧道工程的安全性能的维护具有非常重要的作用。即是指为防止围岩变形或坍塌，沿隧道洞身周边用钢筋混凝土等材料修建的永久性支护结构，它是现代隧道工程不可缺少的一环。衬砌施工中用混凝土等材料修建的内层支撑结构，施工质量的好坏与混凝土等施工材料、设备的安装工艺等有直接关系。在进行衬砌施工时，如果对岩体施工缝或者是地表沉降缝进行衬砌施工时，其施工设计必须满足这几项要求：要认真检查施工缝或者沉降缝的止水情况，对止水带进行及时的检查，避免止水带出现破裂等现象；加强对混凝土的振捣，保证止水带底部的气泡完全排除，使止水带与砼之间的结合更加紧密、尽可能不要留下缝隙和裂痕。
5.保持工程施工的通风
保持隧道施工的通风是保证工程施工人员身体健康、营造良好的施工环境的重要措施。隧道通风，保持洞内拥有良好的对流空气，使施工人员避免受有毒气体的侵害。隧道工程的通风大致可以分为巷道通风和独头坑道通风这样两种。独头坑道通风是指在只有一个出口的独头坑道中进行的局部通风。一般采用通风机配合风筒，以达到通风目的。所谓的巷道通风则是指在成洞地段修建适合的风道来作为回风道以保持空气对流的通风方式。两种通风方式各有益处，但是目前独头坑道通风方式被采用的更多一些。独头通风通常采用压入、压出式两种方式。压入式通风方式比较多，将外部的新鲜空气压入到隧道内，这种方式能够比较快速地清除隧道内部的有害气体，保持洞内空气的清洁。但是，一旦污浊的空气被压入到隧道内，则有可能快速弥漫到整个隧道内部。
隧道工程施工往往是打通交通壁垒的一个关键点，但是，隧道工程施工的难度也是最大的。近年来，随着全国交通网络建设速度的加快，隧道工程建设越来越多。把握好隧道工程施工的关键问题，是保证隧道工程施工安全、顺利进行的重要环节。因此，加强对关于隧道工程施工关键问题的研究和探讨就显得十分重要和迫切。
参考文献：
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隧道工程的分类范文2
关键词：隧道程 卓越工程师计划 课程整合 实践学分 工程职业道德
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）06（b）-0000-00
1 引言
国家卓越工程师教育培养计划（下文简称卓越计划）是为贯彻党十七大所提出的“走中国特色新型工业化道路、建设创新型国家、建设人力资源强国等战略部署”，为落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》而实施的高等教育重大计划[1]。卓越计划的实施可促进促进工程教育改革和创新，提高我国工程教育人才培养质量。
作为国家卓越计划的第二批试点院校，重庆交通大学土木建筑学院以2012级隧道与轨道工程两个班为试点班级，采用卓越计划培养模式的教学大纲。根据试点班级的教学效果，再对教学大纲进行修订并进一步在其他专业推广。《隧道工程》是隧道与轨道工程专业的主干专业课程，要求学生同时具有理论知识和现场工程实践经验，这刚好符合了卓越工程师的培养理念。因此基于“卓越工程师计划”的培养模式和培养方案，对《隧道工程》课程进行改革十分必要。
2 《隧道工程》课程的现状和不足
《隧道工程》的教学目的是使学生掌握有关山岭隧道的勘察、构造、结构设计原理、结构计算、施工、监测、通风、照明的基本知识，对山岭隧道有比较全面、深入的了解，从而具备从事隧道工程施工和管理的基本知识，具有解决复杂围岩中隧道设计的能力。
按照传统的培养方案，隧道与轨道工程专业的学生在大三下学期进行《隧道工程》（48学时理论，共3学分）的学习，在大四上学期进行《隧道结构电算》（24学时理论+16学时上机教学，共2学分）和《隧道通风与运营设施》（32学时理论教学，共2学分）。通过以上3门课程的学习，可以使学生系统的掌握隧道勘查、设计、施工和运营整个生命周期的理论基础和工程特点，但该培养模式有以下两方面的不足：
（1）在《隧道工程》课程中，已经简略的介绍了有限元的基本原理和隧道通风设计和施工措施，而《隧道结构电算》对有限元的基本原理和软件计算、《隧道通风与运营设施》对通风原理、设计和运营管理又进行了细化讲授。这3门课程的教学内容有一定的重复、时间搭接不连贯。
（2）传统的《隧道工程》课堂授课在现场实践之前进行，虽然老师们花费了很大的精力搜集了大量的现场图片和少量的施工录像，但这对于整个隧道施工的生命过程而言显得很单薄，并不能满足学生对现场的求知欲和现场真实感。传统的隧道现场实习安排在毕业实习中，此时课堂授课已经结束近1年。学生在现场实践过程中往往会感慨：“原来是这样啊”！实践教学确实会加深学生对隧道理论学习的认识，但却因为时间安排的原因，无法提高《隧道工程》课堂授课的效果。
3 基于“卓越工程师计划”的《隧道工程》课程改革
3.1 相似课程的整合
针对目前《隧道工程》与其他课程的内容有重复的问题，依据卓越工程师培养计划的指导思想，制定新的课程大纲，将《隧道工程》、《隧道结构电算》、《隧道通风与运营设施》三门课程进行打通讲授。通过改革后《隧道工程》，不仅能使学生从整体上掌握公路隧道的勘察、设计理论，而且可掌握隧道结构设计的电算软件，做到理论基础与软件操作的统一；同时可对隧道的防排水、照明、通风的设计和运营管理有系统的认识。并通过与之匹配的课程设计，使学生掌握隧道勘察、设计、施工和管理的整个过程。
整合后的《隧道工程》充分利用了每个课时，授课内容层层递进，使学生全面掌握的隧道设计理论和软件设计操作实践。同时，在电算软件学习过程中，发挥三维数值仿真软件模型立体化、结果形象化的优势，建立和演示隧道结构-围岩相互作用的数值模型，不仅可辅助学生对知识点的理论，还可激发学生的科研激情。
3.2 课堂授课与隧道现场实践的结合
针对课堂授课与隧道现场实践时间安排不相匹配的问题，在《隧道工程》课程中专门设置0.5学分的现场实践要求。利用合作企业所提供的隧道设计、施工现场基地，在工程现场搭建教学平台。改变隧道现场时间的时间，做到课堂理论学习与现场实践学习的同步推进。此外，扩展现场实践的途径，可充分发挥多媒体的优势，通过录制隧道勘查、施工、运营期间的录像，生动、贴近实际的讲授书本理论知识。通过隧道现场的实践，学生可充分体会到隧道线路选择、地质超前预报的重要性，直观的建立隧道设计与施工的转化关系，在理解中学习，避免陷入死记硬背的误区。
3.3 工程职业道德教育
近期频出的隧道施工事故，已经引起了广大教育者的重视和警醒，目前的隧道工程教学忽视了对学生工程道德的教育。学校中的土木专业学生是工程中的卓越工程师，将承担起建设国家重大工程项目、推动工程技术进步的重任。有技术而无道德的工程师，是最大的潜在隐患。为了国家工程建设的未来，必须将对学生的工程道德教育引入本科课堂。结合已建或者在建工程的事故案例，引导学生分析工程出现问题的原因，同时加强学生的技能教育和道德教育。
4 结语
依据国家“卓越工程师培养”的思路，结果本校《隧道工程》的特点，通过对课程内容、教学手段的改革，实现多角度、多层次的课程讲授，必定会达到更好的教学效果。辅以工程职业道德教育，培养培养技术过硬、职业道德高尚的卓越工程师，为国家的建设添砖加瓦。
参考文献
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隧道工程的分类范文3
中图分类号：TU248文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）04（a）-0000-00
我国基础设施在交通行业的建设投入逐年增加，大量铁路与公路建设向着地质地理条件非常复杂的中西部山区逐步延伸，进而带来大量隧道工程建设。根据有关部门的统计数据表明，截至2006年年底，我国铁路隧道共5924条，374万延长米，其中超万米长度的隧道7条；公路隧道共2889条，152万延长米，其长的隧道43条。
1 隧道工程与水环境相互作用链
隧道工程与水环境间的相互作用链，包括水环境对于隧道工程作用以及隧道工程对于水环境反作用两方面。其中水环境对其作用主要是隧洞涌、漏水与承受水压力。在含水层开挖隧道，因其洞顶有着一定程度的地下水，导致隧道洞中产生突水及涌水现象，而后进行的隧道衬砌承受水的静水压力。而隧道工程对于水环境反作用则导致隧道洞顶环境灾害。隧道的涌排水则使得地下水逐步排干，水文地质条件不断恶化，地下水位持续下降，地下漏斗不断扩展，导致洞顶的地表水资源枯竭，水环境平衡被破坏，最终引发生态环境恶化甚至地面塌陷等自然灾害。
2 地下水影响作用
地下水在隧道工程运营阶段造成的影响作用主要表现为衬砌渗漏水。渗漏水对于隧道的稳定、隧道设施、行车的安全、地面建筑等产生许多负面影响甚至危害。渗漏水促使衬砌风化、腐蚀、衬砌结构破坏，对内部设施如通讯、钢轨、照明等加速腐蚀，影响设备正常的使用，缩短其使用寿命，增加了相应成本。危害是将引发路基沉降，基底损坏，翻浆冒泥等现象，导致轨距变形超过承受极限，影响了行车安全。造成渗漏水的原因很多，结合京广铁路段南岭隧道的渗漏水现象分析如下：
该隧道地处京广铁路衡阳至韶关段，位于湖南南部五盖山和骑田岭的夹持地带，属剥蚀低山丘陵地区，地形起伏较小，地面高程为320米至500米。在隧道范围之内，岩溶洼地、岩溶漏斗发育，隧道经五处溶蚀的洼地。隧道全长为6061.8米，建设于1979年至1987年，于1988年11月正式运营。隧道使用复合式衬砌与聚乙烯板制防水层，轨道床使用混凝土制宽枕板，内设人字坡，除了进出口段外，其他地段安置双边水沟、双侧电缆槽与中心水沟。自投入运营以来，发生多次断轨事故，其主要问题有拱顶掉块、衬砌的渗漏水现象严重、轨下基础被破坏致使翻浆冒泥现象甚至涌水涌泥，每年的雨季浸轨道床2至5次。其主要因素有：
2.1 排水不畅
隧道的设计施工按照新奥法原理理论，设计将隧道周边岩体渗水经衬砌后的导水设备引到集水沟，最后排出隧道。如果相关排水设备系统不能正常工作，将水排出隧道，则在衬砌后将形成集水。当该位置的水充满空隙时，衬砌将受到与地下水位高度相等静水的压力，而非设计中的无水压或者折减水压。加上渗流的动水压力，此时衬砌所承受的压力远超于当时设计标准，进而产生衬砌涌水开裂的破损情况。隧道铺底基面由于长期被积水所浸泡，在列车动力作用之下形成底部吊空，列车经过时产生的呼吸作用，排空了碎石和砂子，导致行车限速甚至断轨。排水系统不畅直接造成雨季时积水情况。
2.2 防水设施不良
防水层是将隧道与外部水环境分隔开的关键部件，在隧道工程中有柔性与刚性两种防水层。柔性的防水层效果与其材质、施工的质量紧密相关，如果防水材料差，耐久性不良时，很容易在运营一段时间后就失去防水功能。刚性防水层功能与混凝土性能相关，如防水混凝土的衬砌施工质量差、收缩太大而形成了孔隙、裂缝等，其相应的防水能力降低。
渗漏水的问题是在复杂的水文地质条件之下，隧道工程防水设计的施工方案并没有对隧道建址区地质的条件进行全面考虑，对地下水环境作用认识不足，导致隧道工程并没有对防渗漏技术进行完善，使地下水渗流对隧道衬砌构成影响，渗入隧道中的地下水使隧道使用寿命大幅度缩短。
3 隧道工程影响作用
隧道工程的建设也给水环境造成着严重的影响作用。隧道工程破坏了地下水渗流原有的平衡，长时期疏干作用使渗流场产生变化，对地下水正常循环造成严重影响，进而导致自然生态环境的恶化。结合京广铁路段大瑶山隧道为例，分析如下：
该隧道工程位于坪石至乐昌之间，穿越广东乐昌县瑶山的主峰。隧道工程中线基本与大瑶山垂直，全长14.295公里，洞顶埋深为100至910米，洞中部为斑古坳地区，地表面植被茂密，年平均气温为20摄氏度，年均降雨量为1500毫米。该隧道于1987年建成运营后渗漏水情况严重，经多次整治仍达不到理想效果。长期排水使地下水位下降，井水干涸，正常的农业灌溉受到了严重的影响，同时地面沉降致使房屋变形、开裂。最后因自然环境破坏严重、水资源流失使隧道建址区域的农业、生活不能正常开展，而只能将该区域居民外迁，造成重大经济损失。该隧道工程对地下水环境的主要影响作用有：
3.1 疏干地下水
造成大瑶山自然环境灾害的主因是隧道长期排水，其隧道挖掘后破坏了一系列水循环系统，最主要是地下水资源大量流失。基于隧道集水与汇水的作用，引发地下水运动的方向产生明显改变。在长期排水情况下，隧道的地下水系统开始将地下水大量排出。根据相关理论，地下水的补给量不能满足其排出水量，其水位就会持续的下降。随着地下水位不断下降，地下水和地表水径流间产生相应的变化，直接导致岩溶泉出水量少甚至消失，地表的取水井水位的下降甚至水井干涸等现象，造成生活用水紧缺。同时地下水位下降使原农田土壤的含水量减少，特别是水稻区域的影响更严重，无法继续种植，给正常的农业造成了危害。
3.2 渗流场变化使岩土应力变化
岩土应力因渗流场变化而变化。首先，因为隧道疏干了大量地下水，造水位下降，饱和岩土层里孔隙的水压力降低，不饱和区域负水压力区扩大，在总应力未变情况下有效的应力上升。其次，由于渗流场被改变，地下水渗流的方向全变为在新水力梯度下，向隧道中心流动，共方向向下。由于渗流方向改变，地下水的渗流力也相应改变，增加竖直向下应力，使总应力上升。随着有效应力的上升，岩土发生新沉降直至其达到新动态的平衡。土体沉陷会使隧址区的房屋普遍产生开裂与倾斜，导致无法使用，土体沉陷毁坏了农田，继续耕种的难度增加。此外灌溉受影响，基本丧失了其耕作功能。
隧道工程的分类范文4
隧道工程；泥石流灾害；易损性评价
【中图分类号】TV523文献标识码：B文章编号：1673-8500（2013）04-0001-02
近几年来，由于泥石流而引起的隧道堵塞例子不胜枚举，泥石流灾害已经成为影响我国经济发展和社会发展的重要灾害。为了能够将泥石流灾害的损失降到最低，国家相关部门开展了对泥石流易损性的评价工作，评价的内容主要包括经济易损性、社会易损性、环境易损性以及物质易损性等几个方面，然而却并未涉及到工程基础设置易损性的评价，从而导致泥石流灾害的易损性评价并不全面。基于此，国家相关部门提出了工程易损性的概念来将其进行完善。
1隧道的工程易损性评价指标体系
工程易损性主要是指由于自然灾害而给工程项目带来的损坏程度，这种损坏程度与隧道工程建设过程中选用的材料、结构以及工程的所处环境也有直接的影响。因此，根据灾害和隧道工程的特征来确定工程易损性评价指标体系是不容忽视的。相关工作人员可以从以下几个方面来进行工作。
1.1评价因子选取
由于隧道工程在建设过程中，工程结构、所选材料以及施工环境不同都会在一定程度上影响隧道工程的承灾能力，因此，为了能够更好的对隧道工程的易损性进行正确评价，应该将隧道的选址、设计因素以及施工因素等作为一级评价因子。每一个评价因子都有其各自的评价内容。其中隧道选址主要考虑的是隧道走向与沟道主流向的夹角以及隧道与泥石流沟道位置合理性两个方面；设计因素主要考虑的是隧道建设的具体尺寸和强度等因素给工程承灾指数造成的影响；施工因素主要考虑的是隧道建设过程中所涉及到的施工人员因素和施工质量等。
1.2构建评价指标体系
在工程的一级评价因子确定之后，接下来就是根据各个因子之间的相关关系对评价指标体系进行构建。图1为具体的评价指标体系，从图中我们能够看出，整个体系主要分为目标层、类指标层以及基础指标层3个层次。其中目标层主要指的是由于泥石流灾害所导致的工程的整体易损性，类指标层表示的是隧道工程整体中所包含的一级评价因素，而基础指标层所表示的就是最基础的一些相关指标，是各个一级评价指标的细化。
3.1某地区泥石流情况调查
该地区泥石流流域山势陡峻，呈上陡、中缓、下平的“靠椅状”，周围的高山与沟谷之间形成一面开口的谷间盆地。在泥石流灾害发生之后，相关工作人员在上方滑坡段进行钻探，并对其地层岩性进行分析。钻孔资料显示，表层为泥岩、页岩风化形成的第四系松散堆积层，呈褐黄色，碎石含量约为整体的50%——70%，粒径2～11cm，黏粒约为30%——40%，厚度约为13.2——22.5m。下部主要为深灰色页岩夹少量薄层灰岩，页岩层节理发育，表层风化严重，部分破碎成碎屑或碎块状，灰岩节理也较发育，风化较轻。在泥石流灾害发生之后，工作人员对其诱因做了分析，据分析，该地区的降雨量较强，据资料表明，在雨季，该地区经常会出现大雨或暴雨的情况，从而导致泥石流频频发生，给该地区的经济发展和工程都带来的很大的损害。
3.2隧道的工程易损性计算
结合该地区泥石流发生的具体情况，根据模糊集的运算方法，按照上文所介绍的计算方法和相关公式，计算可得隧道工程易损性的隶属度向量为E=（0.060，0.130，0.193，0.514，0.083），其中，隶属度向量中最大值为0.514。依据指标隶属的公式，最终确定该地区隧道工程易损性易评价隶属于低度易损性，隧道实体抗击泥石流的能力较强，调查表明，隧道清淤后就恢复通车，验证了评估模型的适用性。
结语：
综上所述，泥石流灾害对我国社会经济和发展所带来的危害是不容忽视的，国家相关部门如果想要将泥石流灾害的影响降到最低，那么就必须采取科学合理的措施提高隧道工程的承灾能力。本文主要对隧道工程建设中的各个因素对工程易损程度的影响进行分析，并在此基础上构建了隧道的工程易损性评价指标体系，为今后隧道工程防治等级的确定和承灾能力的评估提供一定的参考依据，降低泥石流灾害给我国工程带来的损害。
[JZ]参考文献：
[1][ZK（#]徐林荣，王磊，苏志满.隧道工程遭受泥石流灾害的工程易损性评价[J].《岩土力学》.2010（07）
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隧道工程的分类范文5
关键词:路桥，隧道，防水，设计，围岩
随着我国交通运输业的不断发展，运输方式的发展速度也在不断提高。由于发展的需要，在路桥工程中出现了越来越多的隧道工程，但是，各种因素的限制导致了路桥隧道工程的施工难度在不断加大，出现了一系列的问题。因此，我们应该运用新技术、新材料以及新工艺等来不断提高路桥隧道的设计水平，提高路桥隧道的质量。
1路桥隧道工程的概述
所谓的隧道是指修建于地下或是水下的建筑物，从而保持地下空间孔道，它是人类充分利用地下空间的一种有效形式［1］。一般来说，隧道可以分为交通隧道、水工隧道以及矿山隧道等类型。一般来说，在路桥隧道工程中解决隧道的防水问题是重要环节，这样不仅可以有效保证隧道工程的质量，同时还能够从根本上消除隧道病害，进而延长隧道的使用寿命。在解决隧道的防水问题时，选择性能比较好的防水材料以及采取科学的施工方案是关键。因此，在我国路桥隧道工程的设计过程中，优化路桥隧道的防水设计就成为路桥隧道设计人员普遍比较关注的问题。
2路桥隧道工程防水设计中存在的问题
当前，我国在路桥隧道工程设计过程中应用最多的方法是新奥法设计施工。这种施工方法是在初期支护与二次初砌层之间铺设防水板，同时在防水板与初护面之间铺设缓冲层无纺土工布。其中，这种无纺土工布在出厂的时候就与防水板胶合成了双层结构。在二次初砌层中浇筑混凝土的时候，应该添加适量的防水剂，并要保证防水混凝土的抗渗透性能应该达到S6［2］。此外，再利用纵向与横向的弹簧软管或是塑料管将二衬背后的积水引流至排水沟内。一般情况下，这种设计方式能够满足路桥隧道工程的排水要求，但是隧道衬砌的渗水问题，特别是两板混凝土搭接缝处、隧道接口处以及排水管管节连接处等位置容易发生渗水问题，且尤为严重。而要避免路桥隧道渗水现象的发生，就必须加强设计与施工中的技术研究，但目前来说仍是一个难题。路桥隧道工程防水设计中主要存在以下几个问题:第一，路桥隧道工程设计中“以排为主”的设计理念破坏了隧道结构与围岩之间密实的共同作用。
首先，从路桥隧道的结构上来说，隧道的衬砌主要由内、外两个层次复合而成。就隧道衬砌的内层来说，一般为二次衬砌，它主要是由现浇的素混凝土或是钢筋混凝土构成;就隧道衬砌的外层来说，一般为初期柔性支护，它主要是由锚杆、钢筋网以及喷混凝土构成。在内、外层之间铺设防水层时，由于外层表面会有凹凸不平的现象出现，防水层的背面可能会出现空洞，这就导致内、外层之间局部会产生空隙，造成内、外层不能够整体承受压力。通常情况下，往往是外层先受力，然后外层会由于荷载而产生变形，接下来才是内层开始受力。因此，这种不均匀的受力导致外层容易先遭到破坏，从而降低了复合初砌结构总体承受能力，让隧道结构受围岩的约束不一致而形成裂痕，加剧路桥隧道的渗漏水情况。其次，从路桥隧道的围岩上来说，在对路桥隧道的Ⅰ，Ⅱ类围岩进行初期支护的时候，往往安装的是工字型钢拱架或者是钢格栅拱架。由于围岩对隧道的稳定性具有一定的影响，因此，在防水设计的时候必须依据围岩分类设计合理的隧道工程。
第二，路桥隧道工程的技术比较落后。由于路桥隧道的防水设计在施工技术上比较滞后，因此设计出的路桥隧道的质量往往不高。这是由于施工单位对路桥隧道的施工材料要求比较简单、对施工要求不具体以及防水材料容易老化等因素导致的。就目前而言，我国在隧道防水设计中用到的防水材料主要是塑料、橡胶等制品，而这些材料在阳光的照射以及化学腐蚀的情况下容易发生老化现象，进而影响到隧道的防水效果。
3路桥隧道工程防水设计的优化措施
3．1树立安全型的防水设计理念
第一，施工人员应该掌握路桥隧道施工的新技术与新方法，主要包括了盾构隧道的受力特征及隧道设计的分析方法、盾构隧道结构形式及最新发展趋势等方面，特别要注意对特殊环境下的隧道工程应进行综合分析与设计。第二，施工人员应该对隧道岩体各方面性能的参数进行认真计算(围岩体计算参数见表1)［3］。对于隧道施工过程中，围岩稳定能力比较差的地段，应该采用超前支护或者是超前加固前方围岩的方法，同时应该秉持先对隧道进行护顶再开挖的施工原则，遇到渗水流的时候应该设置橡胶带盲沟引排。第三，对隧道防水层的材料选择上，应该选用强度高并耐腐蚀性的板材。在施工过程中，主要将这些板材铺在初期支护和二次衬砌中，并通过拼接这些板块使隧道的防水系统达到密闭或是半密闭的状态。第四，在进行隧道工程施工时，应该制定合理的施工方案，并严格按照施工方案执行，从而保障隧道工程防水系统的规范性。
3．2注意防水板的设置
第一，在放置排水板之前，应对防水板进行及时处理。首先应该对防水板的表面进行处理，然后对防水板突出的钢筋进行处理，在这两项处理结束之后，再对隧道表面进行喷射。如果不进行处理，将无法发挥出防水板的防水功能。第二，在大面积张挂防水板的时候，应该注意拼接无缝隙。首先，在张挂的时候要特别注意防止防水板出现褶皱现象，对于出现缝隙的地方应该全部接上去。其次，在购买防水板的时候，应该多买一些，这是为了防止对隧道进行初砌浇筑时，防水板发生膨胀现象，从而导致防水板的长度不够，给隧道工程的施工带来不必要的麻烦。
3．3选择合适的防水板材料
第一，在防水板的内侧或是隧道的边墙，应该适当增加机械保护装置的设置。首先，应该保证防水板材料的耐高温以及耐穿透的能力，这样才能有效确保隧道工程在钢筋操作过程中，防水板不会受到损坏，同时还能够减轻工作人员对防水板检修的负担，有效避免防水板发生漏水现象。第二，在隧道施工过程中，应该对防水板进行适当调整。施工人员可以在二衬的内壁铺设防水板，并尽可能的选用新型的防水板材料，这样不仅能够方便对防水层的修理与维护，同时还能够使防水材料与衬砌混凝土的老化时间尽量保持一致，从而延长防水板材料的老化时间，增加防水板的使用寿命。
4结语
在我国经济高速发展的阶段，交通运输业的发展对经济的腾飞起着至关重要的作用，而路桥隧道工程是集设计、施工与工程管理为一体的一项工程。目前，我国的路桥隧道施工过程中还存在着一系列的问题，漏水、渗水问题尤为突出，这就要求施工单位必须做好路桥隧道工程的防水设计，可以从防水理念、防水板设置以及防水板材料选择这三个方面着手努力。只有不断提高路桥隧道的防水设计才能够提高路桥隧道的工程质量，并保障路桥隧道的安全性。
参考文献:
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隧道工程的分类范文6
关键词：公路隧道工程 施工阶段风险 评价指标体系 模糊层次评价模型
中图分类号:F540.3 文献标识码:A
文章编号:1004-4914（2012）02-290-04
一、引言
本文对公路隧道工程施工阶段质量风险的研究，在参考工程质量风险评价以及其他行业的风险评价研究的基础上，将风险评价的基本理论应用于公路隧道工程质量风险评价，实现对公路隧道工程施工阶段质量风险评价的研究与探讨。本文对公路隧道工程施工阶段风险评价进行全面研究，完善隧道施工质量风险管理体系，为从事隧道施工的单位和相关人员提供分析隧道施工阶段质量风险的管理方法及应用程序具有重要的理论意义和现实意义。
二、公路隧道工程施工阶段质量风险的构成与指标分析
公路隧道工程项目规模大、投资高、涉及面广、技术密集，对社会、国民、经济等要素都有着重大影响。公路隧道工程质量风险是将一般质量风险概念运用于隧道工程研究中的特例，是指隧道工程项目在设计、施工和竣工验收等各个阶段可能遭遇的质量风险。本文主要从人员的因素、物的因素、方法的因素、环境因素等四个方面对公路隧道工程项目施工阶段存在的质量风险进行分析。
1.人的因素。人是指直接参与隧道工程施工的组织者、指挥者和操作者。人作为控制的对象，是避免产生失误；作为控制动力，是充分调动人的积极性，发挥人的主导作用。人的因素影响主要包括人的技术水平、人的生理缺陷、人的心理行为以及人的错误行为等。而其中人的政治素质、业务素质和身体素质是影响质量的首要因素。故本文在总结人的指标归纳为两个:隧道工程管理者的素质和操作者的素质。
2.物的因素。公路隧道工程作为实体工程，物的因素影响是必然的。本文主要讨论物的因素主要包括材料（包括原材料、成品、半成品、构配件）和机械设备对公路隧道工程质量风险的影响。材料构成隧道工程实体的物质基础，材料费约占隧道工程造价的60%，而且品种多，数量大，所以工程材料的质量对工程项目的质量有着重要的影响，因此对公路隧道工程材料的质量进行严格控制对提高隧道工程的质量具有重要的意义。
隧道工程施工中采用了大量的各种施工机械，加快了施工进度，也促使了隧道施工技术的不断发展，而其中机械设备的选择和利用率，是主要部分。故本文以机械设备选择的合理性和机械设备的利用率作为其主要指标之一，来分析其对隧道工程质量风险的影响。
3.方法的因素。隧道工程所谓方法主要是指隧道工程项目的施工组织设计、施工方案、施工技术措施、施工工艺、检测方法和措施等。所采取的“方法”是否得当，直接影响到工程项目的质量形成，特别是施工方案是否合理和正确，不仅影响到施工质量，还对施工的进度和费用产生重要影响。因此应结合工程项目的实际情况，从技术、组织、管理、经济等方面进行全面分析，确保施工方案在技术上可行、经济上合理，方法先进，操作简便，既能保证工程项目质量，又能加快施工进度，降低成本。
4.环境的因素。影响隧道工程质量的环境因素较多，归纳起来有三个方面，即隧道工程技术环境、隧道工程管理环境和劳动环境。其中，隧道工程技术环境即隧道工程地质、地形地貌、水文地质、工程水文、气象等；隧道工程管理环境主要包括质量管理体系、质量管理制度、工作制度、质量保证活动等；劳动环境包括劳动组合、施工工作面等。在工程项目施工中，环境因素是在不断变化的，如施工过程中气温、温度、降水、风力等。前一道工序为后一道工序提供了施工环境，施工现场的环境也是变化的。不断变化的环境对隧道工程项目的质量就会产生不同程度的影响。因此，环境因素的控制，就是要通过合理确定施工方法，安排施工时间和交叉作业等，为施工活动创造有利于提高质量的环境。
三、公路隧道工程施工阶段风险评价模型的构建
1.评价指标体系的建立。根据前面对公路隧道工程施工阶段质量风险因素的分析，本文建立以下指标体系，如图1所示。
2.模糊层次评价模型的建立。
（1）确定因素的层次。设因素集为U=（u1，u2,…，um）,ui（i=1，2，…m）为第一层次（即最高层次）中第i个元素，它由第二层次中n个因素决定。即：
ui=（ui1，ui2,…，uin）,（i=1，2，…m）
（2）建立权重集。运用AHP法分析每一层中各个指标的重要程度，分别给每一指标赋予相应的权重并进行归一化处理。通过10名相关行业、有丰富经验的专家对该项目各方案中的每个因素进行打分，并运用统计方法确定出各个不同因素最终的权值大小。如下表所示:
故归一化后，一级指标权重分配为：
因素W（0.1186，0.0951，0.3265，0.4598）
同理，可以得出二级指标权重分配：
人的因素W1（0.6210，0.3790）
物的因素W2（0.5360，0.2694，0.1946）
方法的因素W3（0.5373，0.3743，0.0884）
环境的因素W4（0.4325，0.1779，0.3896）
（3）评价集建立。评价集就是评判者对评判对象可能作出的各种总的评价结果组成的集合。公路隧道工程项目施工阶段风险程度的评价是一个模糊概念，是用经典数学无法解决的。本文将评价集划分为五个等级，如下：
V=（v1,v2,v3,v4,v5）={低风险，轻低风险，中度风险，较高风险，高度风险}
（4）评价矩阵。用隶属度分别描述各子因素相对于评判集V的隶属程度，得出单因素模糊评判矩阵。
其中，r'ij表示第i个一级评价指标下的第1个二级指标隶属于第j个评价等价程度，i为一级指标的数目，k为第i个一级指标下的二级指标的数目，n为评判集中评语的数目，r'ij的意义及求法如下:
首先由各位评价委员对每个被评价的子因素进行评定，然后通过统计整理的方法得到相对于子因素Vij的若干个评语:其中包括Vij1个u1级评语，Vij2个u2级评语，…以及Vijn个un级评语，则子因素层指标Vij隶属于第uk级评语的程度即隶属度为:
（5）模糊综合评价运算。
一级模糊综合评判:
二级模糊综合评判：
式中，bk（k=1，2，…，p）表示评判对象按第一层次中所有因素评价时，第k个元素的隶属度。B为模糊综合评价的结果；W为模糊评价因素权重集合。
此为风险指标评价的最终结果，从中可以直观地反映出某公路隧道工程施工阶段所面临的质量风险。
四、案例分析
1.工程概况。湖南省HT高速公路是国家高速公路网“7918网”规划南北纵向线中的第7纵―包头至茂名国家高速公路的重要组成部分，是湖南省“五纵七横”高速公路网规划中的第5纵。HT高速公路起自怀化市竹田西互通，与SH高速公路怀化连接线相接，并与包茂高速公路JH段相接，路线全长197.636Km。
本项目位于湖南省最偏远的湘西南，项目区处于云贵高原向江南丘陵的过渡地带――雪峰山之西麓，呈南高北低的总体地貌格局，地势起伏明显，高差较大，侵蚀、溶蚀构造地貌形成沟溪较发达。其隧道多处于板岩地区，围岩情况整体性较差，多为薄层结构，水系发育，围岩遇水软化易崩解，节理裂隙较发育，围岩级别和原设计有多处不符，针对复杂的施工环境和技术难度，有三位专家参与施工阶段风险因素的预测工作，分别是项目经理、风险分析专家和技术专家。
2.施工阶段风险评价。根据前文评价指标体系的建立以及层次评价模型的构建，可以确定一级指标和二级指标的权重分配以及评价集的划分。
用隶属度分别描述各子因素相对于评判集V的隶属程度，得出单因素模糊评判矩阵如下：
一级模糊综合评判:
B1=W1°R1=（0.156，0.204，0.297，0.288，0.115）
B2=W2°R2=（0.259，0.2411，0.295，0.135，0.071）
B3=W3°R3=（0.184，0.165,0.256，0.25，0.145）
B4=W4°R4=（0.237，0.222，0.215，0.223，0.103）
二级模糊综合评判，并做归一化处理后为：
此为湖南省HT高速公路隧道工程施工阶段质量风险指标评价的最终结果，得出HT高速公路隧道工程施工阶段质量风险等级为较高风险。根据以上结果可以得出湖南省HT高速公路隧道工程施工阶段质量风险分布饼状图：
3.风险评价结果分析及应对。根据以上对湖南省HT高速公路隧道工程施工阶段质量风险进行评价，可以得出以下结论：
（1）在人员的因数、物的因素、方法的因数、环境的因素四个影响因素中，方法因素和环境因素所占的比重较大，为主要风险。为减少方法因素引起的质量风险，项目部应积极引进先进的技术（如提高掘进效率和光爆效果等）、采取正确的施工工序（例如：控制好掌子面掘进、下台阶掘进和二衬施工工序的调整以及钢筋原材料的加工等工序调整工作）。对于环境因素引起的质量风险，项目部应该积极做好地质预报和监控量测工作，及时掌握隧道施工中隧道的地质情况和隧道初支变形、沉降等，以其指导施工，以确保施工的安全与质量，同时建立良好的劳动保障以及质量安全控制制度，以此促使施工有条不紊地进行。
（2）在四大影响因素中，人员风险所占的比重次之，为较主要风险。为减少经济风险，项目部应根据施工实际情况积极召开技术交流和技术交底会议以及多种形式的培训工作等，提高项目部隧道工程施工管理水平和施工队伍现场操作，从而使施工管理者的施工管理水平和施工操作者的操作水平得到提高，并且更好地与施工现场实际情况相结合，使施工隧道质量风险得到较好的控制。
（3）物的因素所占的比重最小，为次要风险。为控制这种因素对质量风险的影响，项目部保证机械使用的合理性与正确性，购置先进的设备，尽量避免设备闲置，以确保施工的效率，在实际操作中，重视技术交底工作，使机械的操作更加规范，保障隧道施工的顺利进行。
五、结论
该评价模型具有可行性和易操作性等特点，通过以上建立的指标体系和模型,可以对某一公路隧道工程施工阶段质量风险进行评价,从而得出隧道工程的质量风险水平。
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