隧道的工程特点范例6篇

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隧道的工程特点

隧道的工程特点范文1

关键词高速公路;机电监控系统 ;组成;特点隧道监控模式

中图分类号U495文献标识码A文章编号1673-9671-(2012)041-0091-01

我国高速公路事业发展越来越迅速,在社会与经济效益不断增长的同时,交通服务水平也迅速提高。在高速公路规模扩大的背景下,由于环境与资源的限制,路网已经无法满足现代化高速公路机电系统的需要。高速公路监控系统就是将先进的信息技术、数据通信传输技术、电子控制技术以及计算机处理技术等综合运用于地面运输管理体系,而建立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的,实时、准确、高效的公路运输综合管理系统。

1高速公路机电监控系统的组成

高速公路机电系统主要由基于收费站和道路监控的监控系统、通信系统以及收费系统三大系统和隧道机电系统所组成的。其中视频监控在高速公路监控系统中的应用最为普遍,其中在高速公路收费管理系统、道路状况监控管理系统以及隧道监控管理系统中得到了更为广泛的应用,以下将分别给予说明。

1)高速公路收费管理系统的视频监控。高速公路收费管理系统的视频监控主要用于对高速公路收费站、收费车道、以及收费站房的监控。

2)道路状况监控管理系统的视频监控。道路状况监控管理系统的视频监控主要用于对高速公路出入口立交桥梁和上下坡等重要地点路况信息的实时监控。

3)隧道监控管理系统中的视频监控。高速公路隧道机电系统主要由五大系统所组成,分别是隧道监控系统、隧道供配电系统、隧道照明系统、隧道通风系统以及消防安全系统。这些系统是一个相互联系的有机整体。其中隧道监控管理系统中的视频监控主要用于对高速公路隧道环境状况的实时监控,一旦在隧道中发生交通安全事故,就可以及时的调动相关消防安全系统和相关人员进行事故救援,因此,隧道监控管理系统中的视频监控对保证隧道的安全运营发挥了非常重要的作用。

2高速公路机电监控系统的特点

1)数据传输自动化。在信息技术高速发展的今天,高速公路机电监控系统也日益走向信息化的管理道路,其中基于高速公路监控系统的自动化数据传输就是高速公路机电监控系统信息化管理的重要体现,另外,在完成数据传输自动化的基础上,高速公路机电监控系统也越来越向数字化、智能化和集成化的方向

发展。

2)环境监控实时化。高速公路机电监控系统利用动力环境监控系统,可以对机电设备运行的状况进行实时的监控。这样相关部门就可以通过对观测采集数据的定时观察,就可以可及时发现高速公路机电监控系统所存在的问题,进而就可以通过采取有效措施,来有效预防安全事故的发生,对进一步保障机电设备的正常运转发挥了重要作用。

3)办公的自动化。当前很多的高速公路机电监控系统都实现了办公的自动化,其中在管理处通信传输系统不断升级的基础上,充分利用网络通信技术来有效实施OA办公自动化系统,切实实现办公的自动化,在很大程度上提高了工作的效率。

4)稽查过程的全天化。高速公路机电监控系统的实时监控实现了稽查过程的全天化,这样就可以确保高速公路机电监控系统系统的记录资料的全面性,这不仅可以很好的满足收费稽查的需要,而且可以有效确保收费工作的正常进行。

3高速公路机电监控系统下的隧道监控模式分析

当前常见的隧道监控模式主要有传统常规监控模式、分中心集群监控模式以及隧道监控与道路及收费监控合建在监控中心的监控模式,以下分别对这三种常见的隧道监控模式进行分析和

说明。

1)传统常规监控模式。传统常规监控模式的监控系统多采用的是就地监控,即在每座长隧道洞口处设置监控站来对隧道进行监控,而各个监控站的监控信息最后都要传输给监控中心,也就是要把监控信息随时的进行数据上传。早期修建的高速公路基本上都是采用的这种监控模式。

2)分中心集群监控模式。分中心集群监控模式就是对分散在一条路段的多个隧道采用集中的监控,这是当前高速公路建设中比较常用的一种隧道监控模式。在这中监控模式下,隧道外场设备采集的环境数据、火灾自动检测、交通数据以及监控摄像机的相关数据信息等都要通过本地控制器全部上传到隧道监控分中心。来由各路段的监控分中心对其所管辖路段内的隧道进行统一的监控、调度和指挥。

3)隧道监控与道路及收费监控合建在监控中心的监控模式。隧道监控与道路及收费监控合建在监控中心的监控模式就是将隧道监控系统与道路及收费监控系统合建在一个地方,并且由监控中心指定隧道监控和道路监控相关专业人员负责。这种基于隧道监控与道路及收费监控合建在监控中心的监控模式在当前的高速公路建设中应用的还不够广泛。

4结束语

本文从高速公路机电监控系统的组成、高速公路机电监控系统的特点以及高速公路机电监控系统下的隧道监控模式分析三个方面来对高速公路机电监控系统进行分析和说明,借此使读者能对高速公路机电监控系统有一个全面的认识。

参考文献

[1]彭刚.湖北京珠高速公路机电监控系统的设计与特点[J].公路与汽运,2007,17:11-15.

隧道的工程特点范文2

关键词:连拱隧道;施工;技术

中图分类号:TV

文献标识码:A

文章编号:1672-3198(2012)04-0288-01

1连拱隧道的发展及特点

连拱隧道在国内外并不少见,长期以来我国的隧道建设者们在隧道建设史上留下了一座又一座丰碑,为我国设计和施工连拱隧道提供了宝贵的经验。

连拱隧道具有浅埋、偏压、围岩条件复杂、大断面、大跨度、低扁平率的特点。连拱隧道与单洞隧道的最大区别在于设置中墙结构,这也是连拱隧道成功与否的关键所在。中墙在施工中既要作上、下行隧道初期支护的共同受力点,同时也是上、下行二次衬砌的共同连接处,因此,目前的施工方法基本上是设置中导洞并超前开挖,然后先期浇筑中墙结构,以便于后期的支护结构有支撑点,并承受部分围岩荷载。一般当中导洞和中墙混凝土施工结束后,对于正洞的开挖则借鉴大跨度隧道的开挖施工方法,不同的是施工爆破时需严格控制爆破参数,以减少对中墙以及己建支护和衬砌的影响。

对于连拱隧道问题,国内外进行了多方面的探讨,但相比目前,以往的研究类型相对繁多,研究得还不够充分和深入,我国连拱隧道主要采用三导洞施工法,中隔墙在中导洞中的位置有居中和偏于一侧两种;此外在高速公路隧道修建中还有分片式施工方法和城市铁路特殊中导洞施工方法等其他施工方法。

2连拱隧道常用开挖方法

对复杂地质条件下的连拱隧道,选择恰当的施工方法是隧道成功修建的关键。目前国内较多采用的开挖方法一般为一下几种:

(1)三导洞先墙后拱法。

双连拱隧道以三导洞先墙后拱法较多,主要工序是:中隔墙导洞开挖、衬砌中隔墙浇注防水板铺设1一侧导洞开挖、支护、扣拱另一侧导洞开挖、支护、衬砌2一侧隧道台阶开挖、支护、衬砌另一侧隧道台阶开挖、支护、衬砌。按此步骤,施工工序最多达到23~25步,其施工程序见图1。

三导洞先墙后拱法是按照双连拱隧道结构受力特点多步骤施工,施工安全性好,适用于复杂破碎地层,但施工工序较多,施工期长。

(2)单导洞法。

在地质条件一般时,可采用单导洞法。单导洞法施工程序是在先开挖中导洞,在中隔墙浇筑后,主隧道左右主洞分别采用台阶法开挖,衬砌支护为先拱后墙施工,其施工程序见图2。

在岩体整体性良好、强度较高的底层,可以采用无导洞加岩墙法。我国广东莲花山双连拱隧道则采用比较特殊的施工程序:先按全断面开挖法开挖主洞,并预留岩体中隔墙(岩体厚度约为混凝土中隔墙的三倍),主洞初期支护后,按跳槽式开挖中隔岩体,间隔地作混凝土中隔墙衬砌,其施工程序见图3与4。

(图中的数字表示施工程序)

①―全断面开挖;②―喷锚支护;③―采用锚杆支护中墙顶部;④―中墙部位开挖;⑤―中墙衬砌;⑥―中墙上部开挖;

⑦―边墙及拱圈衬砌。(注:④及⑥可以同时开挖)

从以上三种施工程序可以看到,三导洞先墙后拱法的施工特点是按照连拱隧道结构受力的特点多步骤施工,施工安全性好,适用于复杂破碎地层,但由于步骤过多,施工工期长(约为后两种程序的两倍以上的工期),故常常工期难以满足。而对于岩层较好的地层,采后两种施工程序比较好。

3总结

本文在分析连拱隧道的发展状况以及连拱隧道特点的基础上,总结了目前国内较流行的隧道开挖方法以及其适合范围。

参考文献

[1]冯卫星,张映明.双跨连拱告诉公路隧道施工方案研究[J].石家庄铁道学院学报,1998,11(2):58-62.

隧道的工程特点范文3

Digest:Mechanical and electrical engineering construction is highway tunnel construction of necessary link, it for highway tunnel lighting equipment, fire warning device, such as the provision of power source. Mechanical and electrical engineering for the smooth construction of the tunnel project successfully completed to provide the safeguard, mechanical and electrical engineering quality also decided after the opening to traffic tunnel safety. Therefore, should be to tunnel mechanical and electrical engineering construction process of the necessary supervision, and in the completion of the project to the engineering quality rigorous testing. This paper from the highway tunnel mechanical and electrical engineering structure and construction features, with a highway tunnel mechanical and electrical system of power supply system and fire system for example, this article introduces the important system construction process problems and corresponding solutions, and the project after the completion of the project testing are analyzed.

关键词:高速公路;隧道机电工程;施工管理;检测

中图分类号:U412.36+6文献标识码: A 文章编号:

1高速公路隧道机电工程的施工特点

高速公路隧道的特点及需求决定了其机电工程系统的复杂性,其施工过程具备以下特点:

(1)范围广,隧道机电系统与普通公路相比,涉及范围广泛,系统复杂,是一个庞大的系统工程;

(2)投入大,施工所需的设备种类繁多,而且是在山区施工,需要投入大量的人力、物力以及财力。

(3)工期短,机电工程施工通常是在整个高速公路隧道工程即将竣工时进行的,时间紧迫。

(4)系统结构复杂,隧道本身就是一个复杂的工程,而它的机电系统又包含多个子系统,因此隧道机电系统就更为复杂。

2高速公路隧道机电工程的组成

标准的高速公路隧道的机电系统通常包括以下五部分:

2.1通风系统

该部分主要用于稀释车辆通过时产生的废弃、颗粒等;最常用的射流风机通风,安装位置是行车道正上方;最近出现了一些新的通风方式,例如在隧道顶部安装通风管。

2.2照明系统

该系统的功能是用于隧道内的照明。用于照明的灯具一般安装在行车道或者隧道顶部。

2.3监控系统

监控系统也是高速公路机电工程的重要组成部分,其功能是监测隧道内的行车信息,以便及时了解隧道内的实时状况,预防事故的发生。

3高速公路隧道机电工程的施工管理与对策

高速公路隧道机电工程的施工流程相对复杂,为了保证工程的完成时间以及完成质量,需要对高速公路隧道机电工程的施工进行必要的管理,图1为高速公路隧道机电工程的标准施工流程。

图1标准机电工程施工流程图

高速公路隧道机电工程包含多个子系统,整个施工过程可以看作是各个子系统施工的总和。因此,为确保整个隧道工程的安全性,需要解决每个子系统施工过程中遇到的问题。本文以高速公路隧道机电工程施工中的供配电系统和隧道照明系统的施工流程中遇到的问题及相应对策为例进行了论述。

3.1高速公路隧道机电工程的供配电系统施工方案及注意事项

图2为高速公路隧道供配电系统的组成结构。

图2高速公路隧道供配电系统图

3.1.1隧道供配电系统设计原则:

供配电系统应为整个高速公路隧道系统提供可靠保障,使整个系统达到:提高行车的安全性,减少交通事故;提高行车速度,减少延误时间的作用。因此在设计中应遵循以下原则:

1、实用性;

2、先进性与成熟性;

3、可靠性与安全性;

4、扩展性。

3.1.2供配电系统电缆的选择

电缆应该选择具有一定抗拉强度、可弯绕、耐磨损以及绝缘性好的柔性阻燃电缆。其选择方法可以根据公式(1):

其中:I是供配电系统电缆的载流,S是低压电容器的补偿,U供配电系统的电压。

低压电容器的补偿S的计算公式如下:

其中K为发电机的功率因数,P为发电机的功率。

3.2高速公路隧道机电工程的照明系统施工方案及注意事项

图3为高速公路隧道机电工程的照明系统施工流程。

图3 隧道机电工程照明系统施工流程

隧道机电工程的照明系统设置要求如下:

1.要确保照明装置可靠运行,线缆敷设及接线必须正确合理;

2.照明装置的安装角度必须正确,以确保照明系统发挥最佳作用

3.照明装置的安装要保证隧道视觉效果良好。

4高速公路隧道机电工程的完工检测

4.1、检测依据

1、交通部2004年3号令《公路工程竣(交)工验收办法》及《公路工程竣(交)工验收办法实施细则》(以下简称《实施细则》);

2、工程设计文件、招投标、合同文件及变更文件;

3、《检评标准》以外的国家及行业标准、规范。

4.2检测范围及内容

1、检测范围

高速公路隧道机电工程的检测包括三个方面:监控设施检测,通信系统检测以及收费系统检测。

2、检查内容

交工验收检测主要从工程资料、施工工艺、系统功能及技术性能指标四个方面进行检查。

4.3检测结果判定及异常处理要求

对检测过程中出现的异常情况,检测单位将协同业主、监理、承包商等商讨下一步检测工作的可执行性和准确性,最终的处理意见及要求由委托单位确认。按照委托单位的要求,本次检测结果及判定分以下几个步骤出具:

1、检测结束后,若检测结果均符合标准的要求或无整改要求,则由检测机构出具检测报告,提交委托单位。

2、检测结束后,若检测结果有整改要求,检测机构先出具初步检测意见,将检测过程中发现的问题提交委托单位,委托单位依据检测初步意见下发整改通知。整改后的处理方案分两种情况:

第一类,检测中出现有关键项目不合格,经检测单位与委托单位协商需由检测单位二次进场复查的,待检测单位复查合格后出具检测报告,提交委托单位;

第二类,整改的项目为非关键项目,施工单位在监理单位监督下整改后出具整改报告,经施工、监理、委托单位确认后提交检测单位,检测单位根据整改报告出具正式检测报告,提交委托单位。

参考文献

彭丽芳,陈杨华.高速公路隧道照明信息中国交通信息化[J].2010(12)

隧道的工程特点范文4

关键词:隧道工程;研讨式教学;学生主体原则;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)15-0106-02

引言:

《隧道工程》是高校土木工程专业的专业核心课程,该课程内容设置丰富,包括隧道的勘测设计、结构设计以及施工方法的相关知识。通过《隧道工程》的学习,学生能够掌握隧道设计和施工的基本知识和理论,熟悉与隧道设计和施工有关的技术政策和国内外在隧道技术方面的最新动态,了解隧道的施工组织与管理,掌握编制隧道施工图的基本能力和组织隧道施工的技能。因此,对于土木工程专业的本科生来说,《隧道工程》课程无论对他们的考试、毕业设计和其他专业课学习,还是以后走上工作岗位、进行隧道工程设计与施工,都具有重要现实意义。

为了提高《隧道工程》课程的教学质量,国内众多学者针对《隧道工程》课程的教学手段、教学方法和教学模式开展了深入研究,取得了许多有价值的研究成果。通过为该课程引入新的教学方法和教学理念,如互动式教学法[1]、项目教学法[2]等,提出了许多新的教学模式[3-4],大大推动了其教学改革的步伐。但是仍存在很多问题,如学生的学习积极性不高、课堂气氛不够活跃、教学效果差等。因此,结合《隧道工程》的特点,探讨新的更为适用的教学方法和教学模式是非常必要的。

一、研讨式教学法的概念与实施原则

(一)概念

所谓研讨式教学,就是根据《隧道工程》课程的教学内容及特点,以具体工程问题为背景,在教师的教学指引下,让学生进行独立思考与研究,借助丰富的网络资料、计算机模拟软件及必要的室内试验,自己探究知识的发生过程,提出问题的解决方案。其中学生是主导,教师只起到一个向导者和领路人的作用,从问题的分析、方案设计到实施,以及结论的得出,主要由学生自己考虑来做,从而培养学生的独立思考能力和创新思维,提升他们的动手技能和解决工程实践问题的能力。

(二)实施原则

研讨式教学法的主要教学原则包括四个方面,即学生主体性原则、循序渐进原则、启发性原则及和谐性原则[5]。

1.学生主体性原则。以学生为中心,教师不再是过去的教学中心,而是起到辅助、引领作用。学生通过对问题的独立思考,多动手、多分析、多总结,积极探索,发挥自身的潜能,寻找问题的解决办法,从而逐渐成为学习行为的主人,而不再仅仅是一个“聆听者”。

2.循序渐进原则。由于一个班上学生的水平参差不齐,基础也存在较大差异,分析问题的能力各有不同,因此,在设置研讨的问题时,应遵循由易到难、由简到繁循序渐进的原则。一开始设置的问题不要过难,这样容易造成学生的畏难情绪,使研讨式教学模式的课堂教学效果大打折扣。

3.启发性原则。在实施研讨式教学时,教师要注意采取合理的方式给学生适当的启示,挖掘他们的创新潜力。当然,这就要求教师在课前必须要有充分的准备,对设置的问题有深刻的认识和独到的见解。

4.和谐性原则。研讨式教学过程中,教师就像导演,而学生就是真正的演员,要想把研讨式教学这场戏演好,必须教师和学生通力合作。因为师生之间、学生之间是相互影响的,故必须创设一个平等和谐的课堂教学氛围,这样老师和学生才能共同进步。

二、课程特点及存在问题

(一)《隧道工程》课程特点

1.教学内容繁杂。根据课程教学大纲,《隧道工程》的教学内容丰富、知识点众多,在学习该课程前,必须具有扎实的工程地质、土力学和岩石力学的功底,而且要理解隧道的设计与施工理念。

2.行业性差异大、规范性要求高。该课程与国家或省级部门制定的各种行业规范、规程、标准紧密联系,不同行业有不同的规范,比如,同样进行隧道设计,高速公路隧道设计依据《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004),铁路隧道设计则依据《铁路隧道设计规范》(TB10003-2005),城市交通隧道设计则依据《地铁设计规范》(GB50157-2003)。因此,在讲授该课程时,必须了解甚至理解各种工程规范的内涵。

3.与工程实践联系紧密。隧道工程作为一门工程实践学科,与工程是分不开的。课程中讲授的许多施工方法和理念都是从工程经验中逐步发展而来的。因此,在授课时,必须将书本上的理论知识和工程实践紧密结合,方能取得良好的教学效果。

(二)存在的主要问题

现阶段《隧道工程》课程教学中存在一些共性问题,主要表现为四个方面:

1.内容多,课时少。目前高校《隧道工程》课程只有32学时,而随着科学研究的不断深入,该课程的教学内容越来越多,因此要满足该课程的基本教学内容要求非常紧张,导致“满堂灌”现象普遍,学生对该课程内容的掌握和应用难度较大。

2.教材的更新跟不上学科的发展。现在的隧道工程方面的教材缺乏规范的编写思路,更新过慢、照搬照抄、涵盖内容不全,大多是泛泛而谈,介绍最新研究成果或重大工程建设经验与教训的内容不多。

3.教学模式单一,课堂气氛沉闷。《隧道工程》目前采用的还是填鸭式教育方式,启发式、讨论式模式较少,学生学习处于被动接受状态,缺乏主动性和积极性,课堂教学效果差。学生大多在应付考试,没有深入探究隧道奥秘的热情,这大大影响了对他们的专业能力培养。

4.与工程实践脱节严重。“隧道工程”,顾名思义只有与工程紧密联系才能讲好这门课,但由于资金、场地等条件的限制,学生无法到隧道现场去亲身感受,因此只能靠课堂上的想象,无法深入理解隧道的设计方法与施工工艺,难以形成全面的、系统的知识体系。

三、研讨式教学法在隧道课程中的实施思路

1.《隧道工程》教案的优化。要想使研讨式教学法在《隧道工程》课程中取得良好效果,必须首先对现有的教案和讲稿进行加工、完善,因为研讨式教学法的教学理念和思路与以往相比有显著的变化,不再遵循“传统的老师讲、学生被动听”的教学模式。因此,以往的教案和讲稿已不能适应研讨式教学法的要求,必须结合工程实践问题,编写新的教案,利用多媒体技术制作新的教学课件。

2.研讨式教学模块的设计。针对当前深部地下工程中的典型重大灾害,如塌方、岩爆、瓦斯突出、冲击地压、突水突泥等进行研讨式教学模块设计,根据教学内容和学生特点,选取合适的工程背景,设置合理的思考题,增设课堂讨论、课后模拟分析、撰写学术论文等教学模块,创造条件让学生自己参与工程问题的分析、讨论、试验等,提高《隧道工程》的教学水平和质量,帮助学生更好地学习基本理论知识,深入了解隧道工程问题。

3.教师督导与点评。在进行课堂研讨前,教师必须提前给班里学生下达任务,并注意时刻咨询他们的进度,让他们定期来汇报,给出具体的意见与修改建议,指导学生如何做好前期工作。在课堂研讨结束,教师要对研讨中存在的共性问题进行点评,指出学生的成功与不足之处,提出具体的改进措施。下课后,教师应认真做好教学总结,撰写教学笔记,以便后续逐步改进与完善研讨式教学模式。

四、结语

研讨式教学法是一种新的教学方法,它能充分调动学生的学习积极性与主动性,挖掘学生的创新潜能,活跃课堂氛围。该方法在《隧道工程》中的应用,对提高课堂授课质量以及实施素质教育等都具有十分重要的现实意义。但需要指出的是,该方法应用于《隧道工程》还存在一些问题和不足,如学生前期文献调研能力不足,无法掌握问题的研究现状;学生基础参差不齐,有些无法真正参与研讨式讨论;研讨式教学花费时间比较多,课程教学学时不够等。虽然研讨式教学目前在《隧道工程》中的应用还处于初步阶段,但相信随着教学改革的不断深入,这些问题在以后的课堂实践教学中将逐步得到解决。

参考文献:

[1]施成华.隧道课程互动式教学方法的探索与实践[J].长沙铁道学院学报(社会科学版),2009,10(3).

[2]杨建中.项目教学法在井巷工程课程教学中的应用[J].昆明冶金高等专科学校学报,2008,24(3).

[3]李晓龙,郭成超.“隧道工程”课程教学模式探讨[J].中国电力教育,2011,(29).

[4]李天祺.隧道工程课程教学改革思考[J].中国建设教育,2010,5(9).

[5]耿凡,王迎超.“工程热力学”课程的研讨式教学改革[J].中国电力教育,2013,(5).

隧道的工程特点范文5

关键词:隧道工程;新奥法;施工技术

0引言

近年来随着我国公路建设的快速发展,由8.5万公里构成的“7918”高速公路网已经建成。而我国人口较多,有关部门正在规划和完善国家高速公路网络,以满足人们出行和经济发展的需求。由于高速公路线形的技术指标高,当其进入山区或重丘区时就不可避免地需要采用隧道来穿越山岭。因此,在我国中西部山区修建高速公路,通常桥梁和隧道所占的比例较高,而且建设难度较大。

1隧道工程特点

在进行隧道施工时,必须充分考虑隧道工程的特点,才能在保证隧道安全的条件下,快速、优质、低价地建成隧道建筑物。隧道工程的特点,可归纳如下:

(1)整个工程埋设于地下,因此工程地质和水文地质条件对隧道施工的成败起着重要的、甚至是决定性的作用。不仅要在勘测阶段做好详细的地质调查和勘探,尽可能准确地掌握隧道工程范围内的岩层性质、岩体强度、完整程度、地应力场、自稳能力、地下水状态、有害气体和地温状况等资料,并根据这些原始材料,初步选定合适的施工方法,确定相应的施工措施和配套的施工机具[2]。

(2)公路隧道正常情况下只有进、出口两个工作面,相对于桥梁、线路工程来说,隧道的施工速度比较慢,工期也比较长,往往使一些长大隧道成为控制新建公路通车的关键工程。因此,要求施工中加强管理、合理组织、避免相互干扰。洞内设备、管线路布置应周密考虑,妥善安排。隧道施工机械应当结构紧凑,坚固耐用。

(3)地下施工环境较差,甚至在施工中还可能使之恶化,例如爆破产生有害气体等。必须采取有效措施加以改善,使施工场地合符卫生条件,并有足够的照度,以保证施工人员的身体健康,提高劳动生产率。

(4)公路隧道大多穿越崇山峻岭,因此施工工地一般都位于偏远的深山狭谷之中,运输不便,供应困难,这些也是规划隧道工程时应当考虑的问题之一。

(5)公路隧道埋设于地下,一旦建成就难以更改,所以除了事先必须审慎规划和设计外,施工中还要做到不留后患。

当然,隧道工程也有很多有利的方面,例如施工可不受或少受昼夜更替、季节变换、气候变化等自然条件改变的影响,可以竟日终年、稳定地安排施工。

2新奥法

新奥法即新奥地利隧道施工方法,原文是New Austrian Tunneling Method,简称为NATM。它与法国称收敛约束法或有些国家所称动态观测设计施工法的基本原则一致。

目前新奥法几乎成为在软弱破碎围岩地段修建隧道的一种基本方法,技术经济效益是明显的。新奥法的基本要点可归纳如下:

(1)岩体是隧道结构体系中的主要承载单元,在施工中必须充分保护岩体,尽量减少对它的扰动,避免过度破坏岩体的强度。为此,施工中断面分块不宜过多,开挖应当采用光面爆破、预裂爆破或机械掘进。

(2)为了充分发挥岩体的承载能力,应允许并控制岩体的变形。一方面允许变形,使围岩中能进行承载环;另一方面又必须限制它,使岩体不致过度松弛而丧失或大大降低承载能力。

(3)为了改善支护结构的受力性能,施工中应尽快闭合,而成为封闭的筒形结构。

(4)通过施工中对围岩和支护的动态观察、量测,合理安排施工程序、进行设计变更及日常的施工管理。

(5)为了敷设防水层,或为了承受由于锚杆锈蚀,围岩性质恶化、流变、膨胀所引起的后续荷载,可采用复合式衬砌[3]。

(6)二次衬砌原则上是在围岩与初期支护变形基本稳定的条件下修筑的,围岩和支护结构形成一个整体,因而提高了支护体系的安全度。

上述新奥法的基本要点可扼要的概括为“少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭”[1]。

新奥法施工按开挖断面的大小及位置,基本上又可分为全断面法、台阶法、分部开挖法三大类及若干变化方案,其优缺点及适用条件如下:

(1)全断面法:适用于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级较完整的坚硬围岩,必须具备大型施工机械。优点:工序少,相互干扰少,便于组织施工和管理,工作空间大,便于组织大型机械化施工,因此施工进度高。

(2)台阶法:台阶法中包括长台阶法、短台阶法和超短台阶法三种。

①长台阶法。适用条件:凡是在全断面法中开挖面不能自稳,但围岩坚硬不用底拱封闭断面的情况。

②短台阶法。适用条件:Ⅰ-Ⅴ级围岩,尤其适用于Ⅳ、Ⅴ级围岩。优点:可缩短支护结构闭合的时间,改善初期护的受力条件,有利于控制隧道收敛速度和量值。缺点:上台阶出碴时对下半断面施工的干扰较大,不能全部平行作业。

③超短台阶法。适用条件:适用于膨胀性围岩和土质围岩,要求及早闭合断面的场合。优点:初期支护全断面闭合时间更短,更有利于控制围岩变形。缺点:上下断面相距较近,机械设备集中,作业时相互干扰较大,生产效率较低,施工速度较慢。

(3)分部开挖法:台阶分部开挖法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法。

①台阶分部开挖法。适用条件:适用于一般土质或易坍塌的软弱围岩中。优点:与超短台阶法相比,台阶长度可以加长,减少上下台阶施工干扰;而与下述的侧壁导坑法相比,施工机械化程度较高,施工速度可加快。

②单侧壁导坑法。适用条件:适用于断面跨度大,地表沉陷难于控制的软弱松散围岩中。

③双侧壁导坑法。适用条件:当隧道跨度很大,地表沉陷要求严格,围岩条件特别差。优缺点:双侧壁导坑法虽然开挖断面分块多,扰动大,初期支护全断面闭合的时间长,但每个分块都是在开挖后立即各自闭合的,所以在施工中间变形几乎不发展。

4结语

随着社会经济的发展,隧道建设也发展的越来越快,这必然会对隧道的施工技术带来了挑战和完善的机遇。本文根据我国隧道发展的现状探讨了隧道施工的种类、特点及其适用条件,对隧道施工等方面具有一定的参考价值。

参考文献:

[1]王成,隧道工程[M].北京:人民交通出版社,2009,8.

隧道的工程特点范文6

关键词:公路隧道工程;施工;质量控制

Abstract: The highway tunnel is a key construction project of national highway, the tunnel construction quality control is the priority among priorities. This paper describes the characteristics of the construction project of highway tunnel, and from the geological survey, before the construction of tunnel excavation, support, and waterproof lining quality control measures were put forward in tunnel construction, in order to provide some reference for the construction of highway tunnel.

Key words: highway tunnel engineering; construction; quality control

中图分类号:U45 文献标识码:A文章编号:

0 引 言

近年来,随着公路交通事业的发展,其施工的地形、地质也越来越复杂,隧道的应用越来越广泛,建设规模越来越大。与铁路、水工隧道相比,公路隧道具有断面大、附属设施多、运营环境要求高等特点,因此对公路隧道建设的技术水平要求也相对较高。根据公路隧道的结构特点和运营、养护的要求,隧道的各分部工程中,洞身开挖、支护、防排水、衬砌为主要工程,对其施工质量应严格控制,以确保隧道的运营安全、结构性能和使用寿命。

1 公路隧道工程的特点

公路隧道是一种特殊的工程结构物,具有以下特点:(1)是在已有原始应力场的介质内构筑结构,即“先有荷载,后有结构”;(2)隧道结构受力是不确定的,开挖方法、支护时间和支护结构的刚度对结构受力影响很大;(3)设计是以工程类比为主,计算为辅,不可预见的因素多,实行动态设计;(4)施工作业空间狭小,各工序干扰大;(5)施工环境恶劣,能见度差、空气差、噪音大;(6)大部分是隐蔽工程,工程质量难以通过表面观察进行评价,工程隐患难以及时发现;(7)各工序检查手段落后,有些还没有有效的检测手段;(8)工程缺陷返工困难,危险性大,工期长。

2 公路隧道施工前的地质勘测

2.1 研究已有资料、调查、定位观测

研究要开挖隧道地段的既有资料,查找该区域自然环境、地质地貌有记录的相关史料,走访当地村民,从各种渠道深入了解,当然最重要的是收集当地政府和相关科研部门的文献资料,如对气象特别是对降雨量和积雪情况、冻结深度的关注等。地质方面就要分析地形地貌状况,重点注意是否有过地震及地震迹象、规律、破坏程度。另外,还要观察地质活动情况及规律,对公路走向进行测绘,对掌握的资料和经验进行综合分析、研究,从而推测判断可能遇到的主要地质问题,作出应对方案。由于自然界随时都在发生着变化,有的是经过多年细微的变化而积累的,如滑坡、泥石流,若要真正掌握这类地质现象的规律,就要做定位的长期观测,确保资料数据精确,为设计提供可靠参数。

2.2 钻探与雷达技术

勘探是地质勘测中非常重要的方法,能帮助获取深层资料,为公路的设计提供参数,这是能广泛运用的方法。勘探具体又有挖探、钻探、物探几种,不同地质形态运用不同的方法,在隧道施工中,最有优势的是钻探,通过它可以获得更深层,更可靠的地质资料。近年来,随着电子技术的飞速发展,地质雷达被广泛地运用在公路隧道工程之中,也日益体显现出它在这一领域的优势,如今也逐渐取代钻探取样方式。地质雷达技术在检测时,不会损坏地面,而且效率高操作简单,它在整个施工过程中都会发挥重要的作用。

2.3 原位测试与室内试验

施工前,还要进行原位测试及室内试验。原位测试是在岩土所处之原位,保持着原位状态和原位应力条件下现场就地进行的测试工作;室内试验是直接采用仪器试验并通过计算取得有关数据的方法。原位测试由于实施起来较方便且提供的数据准确度高,运用广泛;而室内试验的结果显示的性质与特征局限于取样地点,在实际应用中通常是与其它方法配合运用以确保可靠性。

3 公路隧道施工的质量控制

3.1 隧道开挖质量控制

公路隧道和铁路、水工类型的隧道相比,公路隧道的特点是隧道的断面比较大,对围岩的干扰动能大,隧道的轮廓对周围岩石产生的不利切割较多。另一方面为了有效的满足公路建筑的要求,公路隧道更多的使用扁平的断面样式,这造成了拱顶围岩收到了不利的应力,将可能产生围岩应力的集中,影响隧道防水层、隧道衬砌的施工,有可能产生存水的空洞隐患。

对于公路隧道开挖质量的控制,一般情况下由开挖断面的规整度、隧道断面的尺寸、超挖及欠挖控制等方面。公路隧道的开挖断面的大小尺寸要根据设计的要求来施工,在围岩较为松软而且地压力大的条件下,围岩产生变形较大,所以要按照计算和实际测量的施工数据,对公路隧道留足预留的变形量、隧道支撑的下沉量,更好的预防出现净空不够的情况。按照围岩的种类来选择合适的隧道断面的开挖方法和工艺,较为常用的是钻爆法。对于较硬的岩石层可以使用光面爆破。对较软的岩石层,可以使用欲裂爆破的方式进行。使用半断面开挖施工时候,隧道的下半断面的开挖厚度,爆破的用药量等要科学合理的进行控制,以更好的减小扰动,防止隧道围岩受到影响。

对于开挖轮廓较为规整的隧道,可以使用目测的方法进行检验,检验的标准是:岩面上面不能有明显的爆破迹象,围岩周围的炮眼分布均匀,隧道围岩的保存比率大概是:硬岩层要大于等于80% ,中硬岩要大于等于70% ,软岩层要大于等于50%。爆破时候两茬炮的衔接台阶误差控制在15cm,超欠挖的测量使用皮尺外,还可以借助于实际、设计出渣量之间的差异方法进行比较。利用隧道激光断面仪器,也能够精确的计算出实际开挖的断面,并把这一测量值和设计断面,置于同一坐标下进行比对,从而得到超欠挖的正确资料,根据资料对施工进行及时的指导。

3.2 隧道支护质量控制

按照新奥法理论,隧道开挖后要及时支护,限制围岩的变形,以减小荷载并发挥其自承能力。目前公路隧道施工多采用锚喷支护,在围岩较差的地段可采用钢支撑,包括钢格栅及型钢支撑。

对于锚喷支护,应检测锚杆的加工质量、安装质量及喷射混凝土的原材料质量和喷射施工质量等方面。(1)锚杆加工质量的检验包括锚杆材料质量检验,如抗拉强度和延展性与弹性等指标的检测;锚杆规格如直径的检验;以及各类锚杆车丝、热煅、焊接加工质量的检验。(2)锚杆安装质量的检验有间距、排距、锚杆方向、锚杆长度、钻孔深度、直径、孔形的检测等项目,以及锚杆拉拔力测试、砂浆饱满程度测试等内容。其中,锚杆安装间排距、拉拔力测试及砂浆饱满程度测试应是锚杆施工质量控制的要点。锚杆拉拔力测试通过千斤顶加载测试,注浆饱满程度及杆长可通过超声波检测仪器测定。(3)喷射混凝土的质量检验包括水泥、砂等原材料的检验及喷射混凝土强度、厚度的检验,喷射混凝土与围岩粘结强度检验及施工粉尘、回弹率的检验。喷射混凝土强度检验试块的制取可用喷大板法,即将混凝土喷入模具,或用凿除方法,直接在支护上凿取混凝土块,加工成标准的立方体试件,进行抗压试验。厚度检查可在围岩上预埋高于设计厚度的小钉,或凿孔检查。如凿孔后混凝土与围岩不好区分,可用酚酞试液测试,红色的为混凝土。喷射混凝土与围岩粘结强度检验可在模具内放置一定尺寸,粗糙度与围岩相当的石块,加工成试件进行劈裂法测试,或直接在围岩岩面预埋装有拉杆的加力板,进行拉拔试验。

3.3 隧道防水质量控制

在隧道施工设计中,一定要考虑隧道防水、排水工程。如果在隧道施工过程中,由于填方失误,很有可能引发岩石渗水危险,给整个工程带来问题,尤其是高速公路的隧道施工,要求比一般的公路隧道施工更高,如果发生渗水,还会造成交通事故。因此,在隧道施工时,要认真制定施工中的防水措施。

(1)除了工程施工要求规定的缝隙处理方法外,还要求仰拱施工缝与铺底施工缝必须错开50cm以上,工程管理人员一定要按照这个要求进行监督。这种施工方法在实践中取得了良好的效果。(2)中墙顶防水处理是双连拱隧道排水施工中的重点,在工程实践中,在两个单洞中独立设置防排水系统是更加科学的方法,能以最好的方式处理中墙顶渗漏水问题。(3)引流堵漏也是排水施工中常见的方法,对那些由于滴水产生的裂缝有很好的处理效果。(4)在隧道中严重渗水的部位,可利用注浆堵漏施工的方法。如在渗漏部位开挖出一定宽度和深度的凹坑,清理干净里面的混凝土渣滓,同时查看便面的密实度,从渗漏部位向衬砌钻孔,开挖的深度应该控制在衬砌厚度范围内,完成这些步骤,工程就可以顺利进行了,最后,注浆液必须通过制定的标准进行检查。

3.4 隧道衬砌质量控制

施工中由于围岩松动或其他原因会导致二次衬砌产生裂缝。对于裂缝的检查可采用塞尺或刻度放大镜观测其深度及宽度,并根据情况采取处理措施。另外,在施工中,还可能出现衬砌背后填塞不密实,或衬砌内部存在空洞、蜂窝等情况。对于此类情况,可采用超声波或雷达探测技术进行检测。用雷达进行检测时,高频波的穿透深度小,但分辨率高,低频时穿透力大,但分辨率低。根据检测的目的选择合适的频率,然后沿隧道断面布置测线。由于施工的原因,拱顶部位的空洞、衬砌厚度不足等问题较多,应加强检测。雷达探测还可以检测衬砌厚度、裂缝、钢拱架埋设等情况,但往往受仪器技术水平所限,精度稍差,需要实际钻孔验证。

4 结 语

总之,公路隧道施工是一项大工程,它的开挖面积大,深度大,在工程施工中很容易发生坍塌的事故,因此,工程的质量对施工的顺利完成起着决定性作用。在隧道施工中,应严格进行施工工序质量控制,确保施工安全,同时,由于隧道工程地质的复杂性和多样性,施工前一定要认真分析,制定合理的施工方案和质量控制措施,做好施工应急预案,加强施工过程监督与检查,确保隧道施工顺利完成。

参考文献:

[1]龚尊才.公路隧道施工工艺研究[J].科技资讯,2010(19):106-107.