地下工程与隧道范文1
具备坚实的基础理论知识和实践技能，以及外语交流能力和专业协作能力强的高级工程技术人才。
关键词：隧道与地下工程；教学改革；创新思维；双语教学
中图分类号：TU28；G6420 文献标志码：A 文章编号：1005-2909(2012)04-0070-04
隧道与地下工程是土木工程学科地下工程方向重要的专业课程之一，旨在培养学生具备坚实的地下工程建设基础理论知识和实践技能、外语交流能力和专业协作能力强、有一定创新研究能力和素质的高级工程技术人才。该课程要在先行课土力学、结构力学、工程地质学和岩石力学等专业课程修完后才能开设，一般安排在第七学期进行。而此时学生由于面临考研、找工作等种种压力，往往听课的积极性不高，学习效果较差。改变传统的教学方式、加强理论与实践的联系、调动学生的主观能动性、提高教学质量和效率成为教学改革的方向［1］。笔者采用多种现代化教学方法和教学手段相结合，充分激发学生的学习兴趣，提高他们学习的主动性和积极性，注重培养他们的创新思维和在专业领域的外语交流能力，从而培养具有一定创新研究能力和素质的工程技术人才。
一、充分调动学生学习的积极性和主动性
能否充分调动学生学习的积极性和主动性，对教学效果有着重要影响。学生在课程学习前，往往对课程的主要内容、发展前景、与工作就业的关系等不甚了解，如果一开始就进入各章节知识的学习，容易使学习产生盲目性。大学四年级学生将大部分精力放在找工作或考研上，容易忽视专业课程的学习。在授课之前应充分介绍学科的内容与发展前景，以及学好该课程对毕业后从事相关工作的重要意义，使学生认识到该课程的学习与自己未来职业发展密切相关，从而提高学生的学习热情。如在为学生介绍隧道与地下工程的发展前景时，笔者引用了王梦恕院士［2］的一席话作为开篇：“21世纪是隧道与地下工程大发展的年代——21世纪人类面临人口、粮食、资源、环境的四大挑战。中国城市化速度2010年达到45%，如果听任城市无限制地蔓延扩张，将会严重危害中国土地资源。综观当今世界，有识之士已把地下空间开发利用作为解决城市资源与环境危机的重要措施。可以预测21世纪末，世界将有1/3的人口工作、生活在地下空间。地下空间的开发、城市地铁的快速修建已经摆在每个城市面前。”然后以城市地铁建设为例指出土木建筑人才在地下工程方向将大有可为。在学生充分了解学科广阔的发展前景后，列举一系列工程灾害与工程事故实例图片，使学生了解地下工程所面临的不确定性和风险，以增强他们作为未来工程师的责任感和使命感，充分调动他们学习的积极性和主动性，以严谨的态度对待专业知识的学习。
二、采用双语教学，培养学生在专业领域的对外交流能力
高校应注重培养学生在专业领域查阅外文科技文献的能力，以及与国外同行沟通的能力。尽管学生经过多年的英语学习，英语听、说、读、写都达到了一定水平，然而在专业英语阅读和应用方面却十分欠缺。很多学生能熟练使用英语交流和写作，却读不懂专业英语文献，更无法与来校访问或讲学的国外学者沟通。因此，在专业课程教学中采用双语教学，使学生接触和熟悉常用的专业外语词汇，培养他们在专业领域的对外交流能力就显得尤为必要。
在教学过程中，学生往往在短时间内很难记忆大量的专业词汇，因此不应急于采用英语教学，而应在多媒体教学课件中尽量采用中英两种语言，并将生僻的专业英语词汇突出显示。在讲解过程中，教师可以交替使用汉语和英语，并根据学生的反应，及时进行中英双语转换。这样，学生通过看、听、思考，较快地熟悉和掌握专业英语词汇。在参考书的选择上，除中文教学课本外，还需为学生提供英文原版教材供学生阅读。经过一段时间的适应后，可以逐渐增加课堂上英语授课的比例。经过一个学期的中英双语课程学习后，学生能掌握大部分常用的专业词汇，大大提高了他们在专业领域的外语交流能力。
三、采用多种现代化教学方法和教学手段，使教学内容生动、直观
单一的专业课程教学方式容易使学生觉得课程内容枯燥乏味，使学生缺乏学习的兴趣和主观能动性。采用现代化的教学手段、多种教学模式相结合的教学方法，可以增强学生的学习兴趣，激发学生的创新思维，大大提高教学效果。
（一）课件制作生动直观，实现网络平台互动式教学
课件的制作是教学的重要环节，课件质量的高低将直接影响学生对课程内容理解和接受程度。隧道与地下工程课程与实践结合较紧密，课件也应当尽可能做到理论与实际相结合。在讲解过程中尽可能多地为学生展示相关的图片、照片，以及施工过程和场景，使学生更好地理解教学内容并留下深刻印象。但是仅凭每次课程两个学时的时间，学生很难将课堂内容完全消化和理解，因此该课程搭建了基于Blackboard网络教学平台的数字化网络教学环境。学生通过访问课程主页，可以下载教学课件、观看施工录像、习题自测等，同时还可以通过网络平台与教师交流，极大地方便了学生的学习。
地下工程与隧道范文2
xxx年x月xx日上午8点整，在综和楼前，施成华老师给我们做了实习动员，着重给我们强调了一下几点：
1安全第一，要处处注意安全；
2严肃对待实习，要端正态度，每个人到要参加，不可以随便缺勤；
3一切行动听指挥，不要擅自独立行动；4在实习中可以帮助我们这些大一新生对土木工程有个感性的基础的认识，为将来的专业课程的学习打下良好基础。
之后，老师给我们上了一堂课，介绍了一下隧道与地下工程。隧道与地下工程概论的主要内容：
一、隧道工程的基本概念
2、狭义定义：是一种修建在地下的工程建筑物，修建在地下、两端有出入口，供车辆、行人、水流及管线等通过的通道。
二、隧道工程的沿革与发展
（一）发展目标：20世纪：高层建筑；21世纪：地下空间
美国“未来学家”杂志社预测21世纪将有1/3的人口生活于地下。在我国，地下空间的开发利用始于60年代，主要是地铁与人防工程，65年修建北京地铁；70年代修建了大量的人防工程，经改造利用，成了地下商业街、地下工厂、仓库和招待所，较好地发挥了经济效益。
(二)历史发展
1.国际上
（2）现代：现代隧道开挖技术的产生是在火药的发明和19世纪的产业革命后出现的，尤其是铁路的出现对交通隧道起到了很大的推动作用。
（3）目前世界上最长的交通隧道：山岭铁路隧道:日本的大清水隧；交通隧道:日本的青函隧道，英法海峡隧道；公路隧道:瑞士的圣哥达隧道。
2.国内
(三)技术发展
1.国际上
隧道工程的长度标志着一个国家发展的水平，如日本的三代清水隧道，穿越海拔2000m的谷川山脉；其他的有：日本——南朝鲜拟建海底隧道；意大利连接西西里岛的海底隧道正在建设之中，它们可望在本世纪实现。
2.在我国
（2）公路隧道的建造：改革开放以后随着高等级公路的修建，隧道才越来越长。近十多年来，公路隧道的建造也取得了迅猛发展，每年几乎都有十座以上的隧道建成。目前我国已建成400余座公路隧道，总长度已超过100km。
（3）水底隧道的建造：近年来，跨海隧道开始得到大力发展，目前在建的有厦门海底隧道，规划中的有山东胶州湾海底隧道，上海崇明岛海底隧道，琼州海峡隧道，台湾海峡隧道。
（4）在隧道设计与理论分析计算方面：衬砌结构的设计与计算采用了与电子计算机技术配套的数值计算方法，如有限元、边界元、离散元等。普遍采用计算机辅助设计，从而节省了大量劳力和时间。
三、隧道工程的功能与特点
（二）隧道工程的特点
四、隧道工程的种类及作用
2.按地层分：岩石隧道,土质隧道
3.按所处位置分:山岭隧道,城市隧道,水底隧道
4.按施工方法分:钻爆法隧道;明挖法隧道;机械法隧道:包括掘进机法和盾构法;沉埋法隧道
5.按断面形状分:圆形隧道,矩形隧道,马蹄形隧道
6.按开挖断面大小分:特大断面,大断面,中等断面,小断面,极小断面
五、隧道结构基本构造
地下工程与隧道范文3
关键词：山岭隧道；地质勘察；问题
中图分类号：TU 文献标识码：A
山岭隧道是为缩短距离和避免大坡道而从山岭或丘陵下穿越的建筑物。它在地层中修建，无论是选择位置，还是设计与施工都与地质条件有着密不可分的关系。地质条件主要包括地质构造、岩层性质与产状、风化程度与裂隙发育程度等。隧道所处的深度受地层含水、地型起伏、地温、有害气体等情况的影响，所以在隧道的勘察工作中，要对多加重视，做好工程地质调查、测绘工作。
1 隧道位置与洞口位置的选择
1.1 隧道位置选择
1.1.1 隧道位置选择的一般原则
在修筑隧道时，出现断层破碎带或较大的断层的地带最好避开，如果无法避开时，最好与断裂带垂直或以一定的角度斜交。在新构造运动活跃地区，应避免通过主断层或断层交叉处；在倾斜岩层中，隧道应尽量垂直岩层走向通过；在褶曲岩层中，隧道位置应选在褶曲翼部；隧道应尽量避开含水地层、有害气体地层、含盐地层与岩溶发育地段。隧道一般不应在冲沟、山洼等负地形地段通过，因冲沟、山洼等存在，反映岩体较软弱或破碎，并易于集水。
1.1.2 岩层产状与隧道位置选择
水平岩层：在缓倾或水平岩层中，垂直受压严重，对洞顶不利，而侧压力小，对洞壁有利。若岩层薄，层间联结差．洞顶常发生坍塌掉块。因此隧道位置应选择在岩石坚固，层厚较大、层间胶结好，裂隙不发育的岩层内。倾斜岩层：当隧道轴线与岩层走向平行时，若隧道围岩层厚度较薄时，层间联结会较差，则隧道两侧边墙所受侧压力不一致，会出现边墙变形破坏的现象。因此隧道位置应选在岩石坚固、层厚大，层间联结好的同一岩层内。当隧道轴线与岩层走向垂直时，岩层在洞内能形成稳定性好的自然拱，这是隧道布置的理想方式。若岩层倾角小而裂隙又发育时，则在洞顶被开挖面切割而成的楔形岩块易发生坍落。
1.1.3 地质构造与隧道位置选择
褶皱构造：当隧道轴线与褶皱轴平行时，沿背斜轴或向斜轴设置隧道都是不利的，因为褶皱地层在受到猛烈的挤压和伸缩，会出现岩层破碎洞顶坍落，且在褶皱内经常会有大量的地下水，对隧道造成一定的危害，所以应选择在褶皱两翼的中部修建隧道。向斜地层呈倒拱状，岩层被切割成上小下大的楔体，最易形成洞顶坍落，且常有大量的承压地下水，因此应尽量避免横穿向斜褶皱打隧道。断层：当隧道通过断层时，由于岩层破碎，地层压力大，对稳定极为不利，而且由于断层常常是地下水的通道，对隧道的危害极大，故此，应当尽量避免。
1.2 洞口位置选择
洞口位置选择应保证隧道安全施工和正常运营，根据地形、地质条件，着重考虑边坡及仰坡的稳定，并结合洞外工程及施工难易情况，分析确定。一般情况宜早进洞晚出洞。在稳定的陡峻山坡地段，一般不宜破坏原有坡面，可贴坡脚进洞。在有落石时，则应延长洞口，预留落石的距离。隧道洞口应尽量避开褶曲轴部受挤压破碎严重，为构造裂隙切割严重的地带，以及较大的断层破碎带，因为这些地段容易造成崩塌、落石与滑坡等不良地质现象。隧道洞口应尽量选择岩石直接露出或坡积层较薄，岩体完整、强度较高的地段。
2 地下水、地温及有害气体
2.1 地下水
涌水和浸水是地下水对隧道的主要影响。隧道涌水隧道穿过含水层时，地下水涌进隧道，将会大大增加排水、掘进和衬砌工作的困难。在隧道穿过储水构造、充水洞穴、断层破碎带时，会遇到突发性的大量涌水，危害最大。在土及未胶结的断裂破碎带中，涌水的水压力和冲刷作用，可能导致隧道围岩失去稳定性。隧道涌水量取决于含水层的厚度、透水性、富水性、补给来源，以及隧道的长度和断面大小。当预计地下水对隧道的影响较大时，应通过勘探、试验，查明上述水文地质要素，并计算隧道涌水量，作为排水设计的依据。隧道浸水地下水的活动会使岩石的物理力学性质发生改变，例如会降低岩体强度，加速岩石风化和破坏。地下水在软弱结构面中活动，可起软化、作用，可能会造成岩块坍塌。例如地层有粘土、无水石膏等，在水的作用下，体积膨胀，地层压力大大增加。
2.2 地温
在开挖深埋山岭隧道时地温是一个重要问题。一般工人在40℃下才能正常工作，而在潮湿的坑道中，当温度达到40℃时就不能正常工作，必须采取降温措施，因此对深埋隧道内的温度应进行预测是很有必要的。在常温层以下，地温则随深度增加而增加。地温增加l℃所需下降深度(以米计)称为地温梯度。地温梯度受地形起伏、岩层导热率和含水量、地下水温度及火山活动等因素的影响，各地不完全相同。根据地温梯度，利用下式可近似计算隧道内的温度。
2.3 有害气体
在开挖隧道时，常会遇到各种对人体有害、易燃、易爆的气体。在工程地质勘探时应注意查明隧道所通过的地层中含有的各种有害气体，并提出相应的防护措施。
常见的有害气体：①易燃、易爆炸的气体，如甲烷(CH4)；②无毒的窒息性气体，如二氧化碳(CO2)、氮(N)；③易燃的有毒气体，如硫化氢(H2S)。易燃的有毒气体溶于水生成淡硫酸液，对隧道初砌的石灰浆、混凝土及金属有腐蚀作用。
当隧道通过煤系，含油、碳和沥青地层时，常有碳氢化合物的气体溢出，特别是甲烷。在含碳地层中开挖隧道时，常会遇到二氧化碳气体。在硫化矿床或其他含硫地层中，会遇到硫化氢气体。
3 影响隧道围岩稳定性的主要因素
隧道围岩是指隧道周围一定范围内，对隧道稳定性能产生影响的岩体。隧道穿越山岭时，破坏了原有的应力平衡，在隧道围岩中产生新的应力和变形，这种应力及松动岩层作用在初砌层上的压力称为山体压力。山体压力是评定隧道围岩稳定性的主要内容，也是隧道衬砌设计的工要依据。下面就影响隧道围岩稳定性的主要因素进行分析。
3.1 地质因素
地质因素包括岩层产状、地质构造、地下水、地应力，以及地震烈度。地震烈度较高时，地层会出现滑动、断裂等情况，损坏隧道。一般是破碎岩层比完整岩层影响大，软弱岩层比坚硬岩层影响大，表层岩层比深层岩层影响大，非均质岩层比均质岩层影响大，含水岩层比不含水岩层影响大，洞口部位比洞体部位影响大。
3.2 工程因素
工程因素包括隧道的埋深、几何形状、跨度和长度，施工方法、围岩暴露时间及衬砌类型等，这些因素影响围岩应力的大小和性质。例如在隧道施工前勘察工作没做好，或各方面没有协调好，选择的施工方法不正确，会围岩应力，如果做好预防及安全工作很可能导致严重的工程事故。
地下工程与隧道范文4
关键词：隧道；挖掘机；设计选型
隧道的挖掘，是人们对于地下空间的综合利用，其主要是用来缓解地面交通压力，提供交通便利，保证交通安全等，如人行隧道和地铁隧道可以缓解地面交通压力，过江隧道和高铁隧道提供交通便利，水工隧洞则是为了保障交通的安全。不同功能的隧道有不同的施工要求，对于挖掘机的机型需求也不尽相同。
1 隧道的种类和分类
隧道是人类对地下空间的综合利用，是在地下修建的工程项目，其主要是用来分担地面交通、敷设各种管道等，隧道按照用途可以分为：交通隧道、市政隧道、水工隧道、矿山隧道。根据隧道的不同情况，隧道也可分成不同的类型。
1.1 隧道的种类
1.1.1 交通隧道
主要是用来保证交通安全、分担交通压力、提供交通便利的隧道，如人行隧道、地铁隧道以及穿越深山的高速铁路隧道等。
1.1.2 市政隧道
市政隧道主要修建在城市的地下，由城市政府修建的地下管线，用于服务城市的各种公共设施，如城市供排水系统、统一采暖系统、天然气管道、城市电网、通信管道等等。
1.1.3 水工隧道
用做引水洞的隧道，也称隧洞，水工隧洞主要是用来引水、输水、导流、泄洪、排放尾水、排沙，等等。
1.1.4 矿山隧道
用来为开矿作业所需要的设备、人员提供交通的隧道，矿山隧道的挖掘工作需要依照《矿山法》严格实行。
1.2 隧道的分类
隧道的基本情况包括：隧道地质、隧道长度、隧道横断面积、隧道地理位置、隧道埋深、隧道用途。
隧道地质：土质隧道、石质隧道。
隧道长度：短隧道、中长隧道、长隧道和特长隧道。
隧道横断面积：极小断面隧道、小断面隧道、中等断面隧道、大断面隧道、特大断面隧道。
隧道地理位置：山岭隧道、水底隧道、城市隧道。
隧道埋深：浅埋隧道、深埋隧道。
按照隧道的用途：交通隧道、市政隧道、水工隧道、矿山隧道。
2 隧道挖掘机设计选型中的问题分析
隧道挖掘机的设计选型，是依据隧道施工环境和施工现场的配套车辆所决定的，其根本目的，是为了保证隧道挖掘工作的高效和安全。即，如果隧道挖掘机的设计选型不合理，不仅会影响隧道挖掘施工的工程效率，还会造成安全隐患。所以，要根据隧道施工环境和施工现场的配套车辆对隧道挖掘机进行合理设计选型。
2.1 根据隧道施工环境选择挖掘机
隧道施工环境的不同，对挖掘机的性能要求也各不相同，要避免“大材小用”和挖力不足的现象，选择最合适的挖掘机，提高工程效率。
2.1.1 土质地质
土质地质的特点是土壤较为疏松，砂石等密度低，在进行隧道挖掘作业时，可以选择功率中等偏大，挖斗容量较大的挖掘机，从而发挥出挖掘机的工程效率，节省工期，如，挖斗容量1.6立方米的30吨级挖掘机，挖斗容量2.2立方米的40吨级挖掘机。如果工程量不大，工期没有太大的限制，则可以选择挖斗容量0.85立方米的20吨级挖掘机，从而控制施工成本。
2.1.2 石质地质
石质地质的特点是土壤较为坚硬，砂石等密度高，甚至是纯岩石地质等，在进行隧道挖掘作业时，要选择大功率挖掘机，挖斗的容量要偏小，这样才能保证单点挖力充足（功率越大、挖斗越小，挖力就越强），挖掘机尽量选择30吨级以上的，挖斗容量控制在1.6立方米以下。
2.1.3 特殊环境
在进行铁路隧道、矿山隧道等挖掘作业时，挖掘环境较为特殊，如低压、高温、潮湿、低温、腐蚀性地质等，针对这样的环境，在使用挖掘机时，需要做相应的处理，从比避免特殊环境影响挖掘机的正常作业，如水箱加压、减少供油、加大动力传输、机器预热等。
2.2 根据隧道施工现场的配套车辆选择挖掘机
挖掘机是由挖掘装置、行走装置、回转装置和输送装置四部分组成的，但是总体来说，它分为两部分，即挖掘和运输，所以在对挖掘机进行设计选型时，同样需要考虑隧道施工现场的配套车辆情况，运输距离的远近，运输车辆的充足与否，都影响着挖掘机的工程效率以及施工成本。
2.2.1 运输距离较近，运输车辆充足
隧道施工现场的配套车辆运输情况没有压力，那么可以选择大型挖掘机，充分发挥挖掘机在隧道挖掘中的工程效率，如可以使用多台挖斗容量1.6立方米的30吨级、挖斗容量2.2立方米的40吨级挖掘机。
2.2.2 运输距离较远，运输车辆不足
隧道施工现场的配套车辆运输情况有压力，那么应该选择中型挖掘机，减缓现场的配套车辆运输压力，并节省隧道挖掘的施工成本，如可以使用多台挖斗容量1.1立方米的20吨级、挖斗容量1.2立方米的20吨级挖掘机。
2.2.3 工程废物、废料、废方作业
为了避免工程废物、废料、废方的堆积，影响施工现场的交通运输以及掩埋其它工程项目，应对工程废物、废料、废方进行快速抛卸，及时清空。所以在选择挖掘机时，要选择中小型挖掘机，控制挖掘机的吨级和挖斗容量，如挖掘机的吨级最好是20吨，挖斗容量在0.85立方米到1.2立方米之间。根据施工现场的工程废物、废料、废方堆积情况，合理选择适当的挖掘机，确保工程效率。
3 结束语
综上所述，在隧道挖掘工程中，挖掘机的设计选型要根据隧道施工环境和施工现场的配套车辆来决定，选择合理的挖掘机机型，保证挖掘作业安全的同时，提高隧道挖掘的工程效率。
参考文献
[1]杨国永，谷侃锋，沙清泉，等.一种新型电动挖掘机整体设计[J].机械设计与制造，2012（11）：61-63.
[2]张华，吴建民，孙伟，等.4UM-640型振动式马铃薯挖掘机的设计与试验[J].干旱地区农业研究，2014（2）：264-268.
地下工程与隧道范文5
关键词：隧道工程；施工建设；关键工序
隧道工程建设所面临的地质地貌一般比较复杂，常常会遇到水纹与地质变化的情况，因而隧道建设也具有突变性、隐蔽性以及危险性的特点。特别是在面对隧道地质、水文情况多变的情况时， 隧道施工一般采用动态施工的方法，也就是说首先利用量测手段对围岩实际级别进行测定，并以此作为确定爆破参数以及后期支护的依据。与此同时， 隧道施工建设还需要遵循弱爆破、勤支护与快衬砌的建设施工原则。将隧道工程建设中关键工序概括为确定隧道围岩等级环节、开挖环节、隧道支护环节、混凝土衬砌施工环节、隧道防排水处理环节等。
1 确定隧道围岩等级环节
在隧道工程建设施工之前，不仅仅要制定出施工设计，还要成立围岩等级鉴定小组，并购置与之相应的地质试验设备，构建出观测量测体系，同时施工建设单位也要与隧道设计单位建立必要的沟通渠道。在隧道施工的过程，施工人员要依据观测、量测资料来确定出围岩具体的等级，并且以此等级来指导隧道施工。
2 隧道开挖环节
隧道开挖环境额是隧道工程建设中的基础工序环节，同时这个环节也直接影响到隧道工程建设的安全， 因此，在隧道施工建设中必须时刻控制好隧道爆破的质量，并且避免隧道断面轮廓超欠挖。在实际的隧道的爆破工作中，可以优先采用光面爆破，这种隧道开挖爆破的优点主要是节约炸药用量，降低成本；同时也可以减弱爆破对围岩的扰动，这也最终有利于隧道施工的安全。
在隧道工程建设的爆破环节，施工人员不仅要依据施工设计图中给定的围岩级别来确定具体的爆破参数，还需要具体问题进行具体分析。在实际现场施工中，隧道建设人员需要对围岩地质进行观察，并且找出差别，对实际地质裂隙的发育程度、不同裂隙的走向、不同裂隙中的填充物等进行分析，这也是为钻爆设计的调整提供可靠的第一手资料。光面爆破具体可以分为光面爆破与预裂光面爆破， 在实际工程建设中，施工人员要结合围岩具体情况采用相应的爆破技术，对于硬度较大、节理裂隙不发育的地质环境，可以采用预裂爆破技术。对于已经爆破完毕的地质断面，可以重新测定出其断面尺寸，这是因为尽管在掌子面爆破之前已经获得中线和拱顶标高等数据，但是由于存在工人钻孔误差和实际爆破误差，这往往会使得爆破之后，发生掌子面偏移。假如施工人员忽略爆破后断面检查这一道施工工序，那么隧道开挖后将会留下一个相对难处理的质量问题。通常来说，隧
道开挖施工环节应当遵守施工程序（见图1）。
3 隧道初期支护建设环节
隧道开挖以后，还需要及时进行初期支护，这也是稳定围岩的需要。施工人员一般采用的支护方式有锚杆、钢筋网、拱架等，超前支护应结合施工现场掌子面的实际情况进行选择，同时也要针对不同的围岩变化情况制定相应的施工对策。隧道施工围岩等级鉴定小组可以进行现场分析与试验，及时认定围岩等级，并以此来确定采用具体的支护方式。
4 混凝土衬砌施工环节
在隧道初砌施工前，施工人员需要对开挖断面、超欠挖情况以及防水板安装质量情况进行复核，比如对于出现开挖断面超欠挖的情况的时候，施工人员应该及时处理，对于超挖的部分需要回填。为了最终确保隧道衬砌全断面施工的一次性浇筑完成，施工人员还需要详细检查输送泵的运转情况以及施工落实现场的供电系统。在混凝土浇筑施工的过程中，需要做好以下几个环节的控制工作：
图1隧道施工建设工序图
第一，控制好浇筑速度。按照现场施工的经验， 浇筑速度应该控制在8～12m／h， 这是因为混凝土对于台车的侧方向压力比较大，并且主要与实际中混凝土的浇筑速度、浇筑高度以及浇筑时现场的气温等方面的因素有关系，在混凝土实际浇筑的过程中要，控制人员要充分考虑到台车的刚度，有效保证混凝土在具体的浇筑过程车不变形、不移动位置。
第二，控制好混凝土振捣时间。施工人员应该将混凝土振捣时间控制在30s 左右， 并将振捣半径控制在有效振捣范围之内。与此同时，为保证隧道内实外美，需要将振捣棒保持与模板5cm左右的距离，这样就可以保证混凝土的外观效果。
第三，控制好混凝土浇注。施工人员应该保证在台车两侧交替平衡浇筑，避免出现因台车的横向位移而导致混凝土侵限的情况。
第四，控制好混凝土拆模时间。混凝土拆模的时间需要依据围岩情况确定，当完成初期支护工序以后，如果隧道围岩是比较稳定的，那么需要混凝土强度达到一定强度以后才可拆模；如果隧道围岩不稳定，那么在完成初期支护后，混凝土强度需要达到更高的水平后才可以进行拆模。
第五，在混凝土拆模后，做好混凝土的局部缺陷的分析与修整工作。以上这五个方面是隧道混凝土衬砌工序中十分重要的环节，在混凝土的实际的浇筑过程之中，现场管理人员还需要填写现场记录，以便更好地控制衬砌成本并及时掌握衬砌质量情况。
5 隧道防排水处理
隧道施工建设质量合格的要求之一就是不渗不漏，因此，在实际施工中建设人员必须做好防排水措施。在隧道施工方法上可以采取以排为主、以堵为辅的施工建设原则。在隧道开挖之处，要密切关注隧道内地下水的情况，并对相关情况作好数据记录，这有利于在衬砌工序环节中采取有效的排堵措施。比如在地隧道施工建设中，起初施工图在地质以及水纹描述时写明地下水因素影响不大，但是在实际建设中却发现地下水较大，这时候就需要把环向盲沟加宽，并且将隧道半断面防水板防水变更为全断面防水板防水。在隧道实际施工中，通常会采用防水混凝土，这可以有效保证了隧道施工的不渗不漏。此外，要达到隧道不渗漏的目的，施工人员还需要做到混凝土振捣密实。
6 结语
通过分析可以知道，隧道施工建设涉及到多个重要环节，要保证隧道施工建设的质量，关键在于对隧道施工各个工序环节的有效控制，施工人员在每一个工序环节都需要认真做好质量控制工作。与此同时，工程人员在具体的施工过程中也要作好各种质量情况的记录工作，将隧道施工建设中出现的各种问题及时地解决在施工过程之中，这对于确保隧道建设质量以及建设方的经济效益都是十分重要的。
参考文献
1 康军.黄土公路隧道设计与施工技术研究［D］．长安大学，2006
2 关宝树．道施工要点集［M］．北京：人民交通出版社，2003
3 肖书安，吴世林．复杂地质条件下的隧道地质超前探测技术［J］．工程地球物理学报，2007（2）
地下工程与隧道范文6
关键词：山区城市隧道建设地下水漏
中图分类号：U455文献标识码： A 文章编号：
1前言
我国是个多山国家，75%左右的陆地国土均为山地或重丘。由于隧道具有对地表自然环境破坏较小、缩短行车里程等优点，在山区高等级公路建设中越来越多地被采用。据不完全统计，截至2009年底，我国公路运营隧道共计5627座，其长隧道190座，82.11 万延米[1]。从已有的工程来看，隧道工程主要是通过影响水环境而造成生态环境破坏。隧道开挖破坏隧址区域地下水的原有平衡，影响地下水正常的循环，从而造成一系列生态环境问题及效应，其中，又以隧道涌水表现最为突出。
地下水问题是隧道建设中一个至关重要的问题。山岭隧道建设中，因开挖形成临空面，使地应力重新分布而形成岩体松弛带，使岩体的渗透系数增大，改变了天然渗流场（通常使天然隔水断层变成导水断层），导致隧道渗水或涌水。大量的地下水渗漏可能会对隧道施工和营运造成不利影响，与此同时，隧道建设也会对地下水产生一系列不利影响，二者之间有着复杂的联系[2]。
隧道在裂隙或溶隙很发育、断层富水区地带修建时，大多工程贯彻“以排为主，防排结合”的综合治水原则。然而，山岭隧道地表往往有城乡居民、农田和工厂，隧道开挖，将不可避免地揭露充水围岩，疏排地下水。如果处理措施不当，随着地下水不断地涌入隧道，地下水的储存量势必大量消耗，使降落（位）漏斗不断扩展，从而袭夺其影响范围内的补给增量，引起地下水渗流场和补排关系的明显变化，造成工程附近地区地面塌陷，生产、生活水源的流失，造成地表蓄水量减少，继而导致地表井泉干涸，河溪断流，直接影响当地工农业生产及人民的生活。个别隧道因老百姓干扰，涉及社会及政治稳定而不得不采用改线通过。而且建成后的多数隧道存在不同程度的水害，且逐年发展，影响隧道衬砌结构和行车安全。诸如地下水从隧道大量流失；随着隧道内涌水量的增加，各种病害如衬砌渗漏变形、路面翻浆冒泥、排水沟淤塞漫流等将逐年严重；隧道地下水如果以排为主，施工中一般未采取预注浆等封堵措施，则往往严重影响施工的正常进行；地下水长期由隧道大量排走，地下水位降低，洞顶地表失水并发生沉降。
针对以上问题，本文将以重庆市区域内的天池隧道建设为例，从水土保持的角度对其进行详细分析，其中重点分析山区隧道建设对地下水漏失的影响因素及其影响程度。
2隧道建设对地下水的影响因素
2.1隧道施工对地下水的影响
隧道建设也会给地下水环境带来严重影响，同时地下水渗流系统给隧道的建设和运营造成了严重影响。隧道建设打破了地下水渗流场的原有平衡，长期的疏干作用使得地下水渗流场发生改变[3]。这严重影响了地下水的正常循环，给隧址区居民的生活、生产带来严重影。主要原因是隧道施工过程中为进行有效堵水，而是采取排水的施工措施，使得山系中岩溶及裂隙蓄水减少，水位下降。
隧道施工过程中，地下水通过渗流作用涌入隧道，涌水量过大还伴随着大量的泥沙，造成严重的突水、突泥事故。以往的隧道施工以排水为主，但在通车运营后陆续发生突水突泥事故，后续的堵水的投资高达几千万元，给隧道的施工和运营造成相当大的危害，并且不利于水土保持和当地居民生产生活的稳定。
2007年6月施工期间，天池隧道地表与隧道里程对应桩号K34+960右320处出现长约10m，宽约8m，深约7m的大坑，周边地表变形开裂严重，并有进一步扩大的趋势。相关部门对此处治方案最初为修建一座平行泄水洞，但修建泄水洞工程再次诱发了隧址区地表水的流失，引起当地居民的强烈反应，泄水洞施工进尺至1000m左右时被迫停工。
2.2气象条件对地下水的影响
除施工因素外，气象条件等也对地下水有较大影响。气象因素对隧道涌水的影响程度是随着降水与地下水的联系程度变化的。降水补给地下水系统速度快，入渗率高，则降水将对隧道涌水量产生明显促进作用。降水如主要由地表径流系统排出隧址区，而进入地下水系统的水量不大，则降水对隧道涌水量影响不大。
天池隧道自2006年施工至其通车运营期间，发生了10次突水突泥事故，灾害集中在雨季发生，其中2010年6月隧道运营期间，每次发生突水突泥时间在隧址区大到暴雨12小时至24小时内发生。同时引发了突水突泥灾害，造成了3死4伤和相应的财产损失。
事故发生时，隧道上方溶腔内水储量急剧增加。泄水洞的流速较正常情况增大，围岩承受的静水压力和动水压力也相应的显著增长。这样围岩在巨大的水压力作用下发生流固耦合作用产生塑性变形，出现了断裂崩解，造成大量地下水裹带淤泥涌入隧道形成了突水事故。
2.3地质环境对地下水的影响
天池隧道为双向行驶的单洞长公路隧道，整个隧道地质条件复杂，隧道穿越区内存在岩溶、漏斗、落水洞、煤层等不良地质现象，这些复杂的水文地质条件是隧道出现突水事故的本质原因。
隧道开挖后隧道为全排水状态，地下水可从围岩自由渗入隧道内，相应的可以减小围岩所承受的水压力。当地下水位急剧变化时，岩体和承压水渗流发生耦合作用，水位变化导致应力场改变，应力场的改变导致岩体裂隙开展程度变化从而导致岩体渗流性质变化。隧道的突水、涌泥是因为施工过程中穿越山系中的岩溶群组，在处理时其下行通道被阻挡或阻断，导致岩溶水无法有效从原有水路进行排泄，在雨季降水集中时，地表水沿岩溶群进入山体水系，形成高压，在相对薄弱的部位进行突破，发生突水、涌泥。进而导致隧道上方居民生活、生产用水困难。
3隧道建设中对地下水环境保护的建议
3.1隧道选址
隧道选址应充分考虑到地下水的影响，一般而言，经常性的涌水地段主要发生在张性断裂破碎带，构造复合部位及其影响带，背斜轴、向斜轴及其两侧地段，压性断裂破碎带两侧或一侧透水性较强的地段，不整合接触带，古矿井、古坑道地段，古河床松散层地段，地表水系汇合地段，山间河谷、盆地、洼地地段，岩溶发育地段等。当上述地段与地表水体或邻近含水层有水力联系时，尤其易发生涌水。因此，尽量避开岩溶发育剧烈区和大面积的软弱破碎带。隧道走向应避开岩溶管道、地下暗河与地下岩溶地带。尽可能探明沿线的地下水文情况，对可能出现的复杂水文条件准备有效的施工预案。
3.2堵水措施
对于富水岩层的隧道设计应当摒弃“以排为主”的设计思路，建立“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”的设计思路。并且应该结合隧址区生态环境的承受能力和施工经济条件两方面因素控制隧道的涌水量，保持地下水环境的相对平衡。
为保持生态环境不受隧道建设影响而采取全堵水建设方案是不可取的，因为在技术上达到“滴水不排”的目标十分困难。不论采取围岩注浆止水帷幕堵水还是加强衬砌强度堵水，围岩注浆的质量和距离将是难以实现的，衬砌混凝土的厚度可能会相当大。所以应该通过围岩注浆来控制注浆圈的渗透性能，从而实现对隧道涌水量的控制以满足地下水平衡的要求；衬砌的主要功能是结构支护和防止衬砌背后的涌水进入隧道影响正常使用。这样既有利于生态和自然环境的保护，也有利于对隧道的安全运行。
3.3施工与监测相结合
穿越复杂岩层的隧道施工应制定完善的施工方案，对围岩应进行超前预注浆处理，加固围岩、形成止水帷幕，注浆效果达到预定要求后方可继续开挖。加强对软弱围岩和断层破碎带的支护，严密监测隧道涌水量与位移量。如遇涌水突增和位移突变情况应立即撤出人员设备减少损失。
防水部分的施工应当严格按照规范标准执行，应严格控制防水材料的质量，铺设防水卷材时技术人员须进行检查指导，不符合要求部分按规范修补处理。防水混凝土的喷射和浇注应做到密实、无孔洞、无裂缝，符合规范要求。完善处理施工缝处的防水问题，不留漏洞[4]。
4结语
综上所述，隧道建设是一项系统工程，在建设施工和运营过程中会对自然生态环境产生负面影响，引起水资源流失、地层破坏等环境灾害。因此处理好隧道建设与地下水环境的关系是可持续发展的要求也是工程建设服务社会的需要。
通过上述分析，总结出以下几点建议，以其为隧道工程建设提供参考借鉴：
1）隧道建设中应尽可能避免穿越经常性涌水地段。若确实无法绕避，应以确保隧址区自然环境为前提，因地制宜地选择适宜的防排水措施，达到工程建设和环境保护协调发展。
2）建立“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”的设计思路。并且应该结合隧址区生态环境的承受能力和施工经济条件两方面因素控制隧道的涌水量，保持地下水环境的相对平衡。
3）穿越复杂岩层的隧道施工应制定完善的施工方案，对围岩应进行超前预注浆处理，加固围岩、形成止水帷幕，注浆效果达到预定要求后方可继续开挖。加强对软弱围岩和断层破碎带的支护，严密监测隧道涌水量与位移量。
参考文献：
[1] 蒋红梅等.隧道建设对水环境的影响及其对策[J]. 公路交通技术，2010，10：144-147
[2] 李国等. 隧道与地下水环境相互影响分析[J]. 中国水运，2008，8（9）：263-265
[3] 杜欣等. 铁路隧道建设与水环境关系分析[J]. 铁道工程学报，2009，1（124）：82-85
[4] 梁明贵. 大瑶山隧道涌水量的控制[J]. 世界隧道，1998，6：50-51.
作者简介：
刘喜（1975-），男，高级工程师，主要从事水文地质方面的研究工作
