隧道工作思路范文1
关键词：隧道照明;问题;现代隧道;光纤照明;光导照明
中图分类号：U412.36+6文献标识码：A
我国的高速公路建设事业在蓬勃发展，陆续投入运行的高速公路隧道里程日渐增多。照明系统作为高速公路隧道机电系统中最重要的一个部分，随着高速公路隧道的广泛采用，隧道照明水平与照明节能之间的矛盾也越来越突出，在保障行车安全的前提下，如何降低能源消耗成为隧道科研设计、建设和运营单位迫切需要解决的问题。
一、对隧道照明设计的认识
（一）隧道照明的目的
公路隧道的照明，是为了把必要的视觉信息传递给驾驶员，防止因视觉信息不足而出现交通事故，从而提高行车的安全性和舒适性。隧道照明与道路照明一样，也需要考虑路面应具有一定的亮度水平，同时还应进一步考虑设计速度、交通量、线型等影响因素，并从驾驶上的安全性和舒适性等方面综合评价照明效果，特别是在隧道入口及其相邻区段需要考虑人的视觉适应过程。
（二） 隧道照明遇到的特殊问题
进洞的黑洞与黑框现象：由于隧道内、外的亮度差别极大，所以，从隧道外部看照明不充分的隧道入口时，会看到长隧道的黑洞现象与短隧道的黑框现象。
（2）进入隧道的“适应滞后现象”：汽车由明亮的外部进入即使不太暗的隧道以后，驾驶员要经过一段时间才能适应隧道内部的情况，称之为“适应滞后现象”。
（3）隧道内部的视觉问题：隧道内部与一般道路不同，区别在于前车排除的废气无法迅速消散而形成了烟雾，烟雾可吸收和散射汽车车头灯和照明灯具发出的亮光，从而使隧道内能见度降低。
隧道出口的白洞现象：白天，汽车穿过较长的隧道而接近出口时，由于出口外部亮度较高，出口看上去是个亮洞，驾驶员的视觉出现较强的眩光，因而视觉残生不舒适的感觉；夜间与白天刚好相反，隧道出口看上去是黑洞而不是白洞，造成分辨外部道路的线形及障碍物困难。
二、对隧道照明的反思
（一）现代隧道的特点
由于经济和科学的发展，现代隧道的形式环境得到了极大的改善，使得汽车在隧道内行驶的安全性得到提高，现就现代隧道的特点做出总结：
（1）单向行驶：由于经济的高速发展，交通量急剧增加，很多隧道在建设之初就充分的考虑到交通量的需求，以及考虑到交通的安全，以双洞单向隧道居多，隧道内的交通比较有序，行驶相对安全。
（2）隧道大断面化：由于交通量的增加，隧道设计时速要求较高，公路隧道整体呈现出大断面的趋势。隧道断面的增大，优化了隧道的行车环境，降低了隧道的边墙效应，利于隧道的安全形势。
（3）隧道长度增加：由于线形的需要，国内涌现出一大批长大隧道，在这些隧道中，隧道的基本段照明占据了隧道照明的决定性位置，降低隧道的基本段照明耗能，对于隧道的节能效果明显。
路线整体线型优：现代经济的发展对于交通提出较高的要求，公路设计要求较高，整体线型流畅，降低了事故率，提高的安全性，有利于车辆安全通过隧道。
汽车工业的发展：现代汽车工业的发展，使得汽车整体性能得到质的飞跃，汽车的尾气排放降低，产生的烟雾相对较少，车载照明设备得到优化，这都使得汽车的在隧道内的形式安全性得到极大提高，这是有利于隧道道明的。
（二） 汽车车灯对隧道照明的影响
伴随着汽车工业的发展，汽车照明系统逐渐健全，能够满足车辆在常规的夜间环境的正常行驶照明要求，而在隧道照明系统的设计中却未对汽车车灯在隧道照明过程中的作用进行考虑。
根据国家标准，高速公路上不需要安装路灯，主要是由于高速公路路况较好，没有明显坑槽，不允许行人和非机动车辆进入，只要晚上开启大灯就能起到反光效果。隧道作为高速公路的一部分，同样满足这些条件，因此，在隧道的照明设计中是否应当考虑汽车车灯对路面亮度的提升作用，适当的降低路面的设计亮度，以利于隧道照明节能，是值得研究的。
（三）对隧道照明的意见
由于现代隧道的发展，车辆的行驶环境优化，加之现代汽车工业的发展，车载照明设备也随之发展，对于隧道照明产生很大的影响，因此在隧道照明设计过程中应当可虑这些对于隧道照明的有利因素，适当降低隧道的照明要求，以降低隧道的照明成本。对于夜间照明或者白天照明的中间段照明，可以降低隧道照明亮度，甚至取消照明。
三、隧道照明新技术的应用
（一）基于采光光纤照明系统的隧道照明
采光光纤照明系统作为一种新型的、无能耗的照明系统，在提高隧道照明质量、节约照明用电等方面具有传统照明无法比拟的优势。进行基于采光光纤照明系统的隧道照明设计理论研究，将采光光纤照明系统应用于隧道照明，则可以大大节约隧道照明用电以及照明设施后期维护成本，既能为隧道照明设计提供新的思路和方法，又能进一步拓展采光光纤照明系统的应用范围。
（二）光导照明技术在短隧道照明中的应用
光导照明系统的工作原理是通过室外的采光装置捕获室外的自然光，并将其导入系统内部，然后经过光导装置强化并高效传输后，由漫射器将自然光均匀导入室内需要光线的任何地方。从黎明到黄昏，甚至是阴天或雨天，该照明系统导入室内的光线仍然十分充足。
图1光导照明效果图图2风光互补发电系统基本原理构成图
（三）风光互补发电系统
风光互补发电系统是鉴于高速公路山区路段光能和太阳能储备丰富的特点，利用风能和太阳能资源的互补性，用于替代传统的能源发电方式，是具有较高性价比的一种新型能源发电系统。图2为风光互补发电系统的一个基本原理构成图。
（四）公路隧道照明“灯光随车移动”控制技术
“灯光随车移动”隧道照明控制思想，即车辆在行驶过程中，其前后保持一段距离的灯光，且灯光随车移动，如图3所示。这种方式能实现“车来灯亮，车走灯灭”，提高了节能效果。
图3灯光随车移动设计理念
为实现隧道内“灯光随车移动”控制技术，在隧道合适位置布设测速线圈，采用 RBF 神经网络模型预测相邻线圈间的车速。根据隧道特点建立隧道停车视距模型，从而确定了既符合实际又能保证行车安全的灯光长度。
（五） 公路隧道隧道无级照明控制技术
基于LED 照明亮度无级照明控制技术的隧道照明系统主要由 LED 灯具、微波车检器、视频车检器、照度仪、PLC 本地控制器和LED 控制器等组成。
照度仪安装于隧道人口的洞内、洞外，用于检测隧道洞内、洞外的光强，为隧道照明系统选择合适的照度提供依据。微波车检器安装于隧道入口前端，当有车辆来时产生“来车”信号，发送至PLC。PLC 本地控制器收集来车、无车信号以及照度检测值，并与 LED 控制器进行通讯。LED 控制器根据 PLC 提供的各个参数，自动调整 LED 灯具回路的供电电压，调整 LED 灯的发光效率。连续性的调整其发光功率，因此只要处理好隧道洞外光强与 LED 灯的供电电压的映射关系，就能够使LED 灯提供的照度最大限度的与实际需要保持一致，有效避免了过度照明所产生的电能浪费现象，做到资源的充分利用。
四、结语
隧道照明作为隧道运营管理的一部分，是保证隧道运营安全不可缺少的一部分，如何做到在满足隧道正常使用的照明要求的基础上，最大程度的降低照明费用，是隧道照明设计和研究的重点。在隧道照明的设计中要尽量采用新技术、新思路，努力做到隧道照明的最大节能，降低照明成本。
参考文献：
[1] 罗海星，袁镇洲，况爱武. 公路隧道照明智能控制技术研究[J]山东科学，2012，25(4)
[2] 许景峰，翁 季，胡英奎. 基于采光光纤照明系统的隧道照明设计理论研究思路[J]灯与照明，2012，36(4)
隧道工作思路范文2
【关键词】隧道 施工 病害 思考
一、工程概况
三穗至凯里高速公路属国道主干线上海至瑞丽公路在贵州境内的一部份，双向四车道，路基宽度为24.5米，设计时速为80km/h，隧道较多，寨头隧道为其中的一座，寨头隧道为联拱隧道，单洞限界净宽：2×3.75m车行道+2×0.5m路缘带+2×0.25m余宽+0.75m检修道=9.75m。限界净高：5.0m。路面横坡：单面横坡3%。设计荷载：汽车-超20级、挂车-120。隧道桩号为：K74+420~K74+765，隧道长度为：345米。
寨头隧道属三凯高速公路第四合同段，原线路设计中里程为K74+510~+760，全长250m，连拱隧道，在K74+510~+560段，采用暗挖形式通过高陡自然斜坡，衬砌形式采用II类加强衬砌，K74+560~+600段为明洞。后经地质勘察证实，K74+420~+560段为一老滑坡体，K74+420~+510段的滑体已滑走，自然地形较陡，如按设计坡率刷方，将出现70~90m的高边坡，K74+510~+560段的滑体尚未发生大滑动，在地形上形成一山脊。鉴于这种情况，有关设计单位对此段进行了设计变更，在确定方案时主要考虑以下三个因素：①K74+510~+560段隧道位于老滑坡残留体上；②出现高边坡；③线路左侧下部为一小学，如果进行刷方，施工爆破产生的飞石和危石威胁学生安全，小学搬迁费用大。经多方论证，决定将隧道向三穗方向延长90m，即隧道进口的线路里程改为K74+420，延长隧道形式采用抗偏压框架和抗偏压挡墙；另外对K74+510~+560段的滑体设置抗滑桩进行支挡，具体工程措施如下：（1）K74+420~+560段地表注浆：在该段范围内采用地表注浆进行预加固，沿线路长140m，垂直线路宽34.3m，加固深度4~10m。（2）K74+485~+520段抗滑桩：在距右线隧道中线右侧10m处设置一排抗滑桩，共计8根，桩身截面为2m×3m，桩中至中间距5m，桩长28~35m，抗滑桩顶采用地梁连接成整体。（3）K74+420~+500段抗偏压框架：左线采用抗偏压框架，右线仍采用暗挖隧道。抗偏压框架具体设计为：①外墙：承载桩为基础，桩间设置30cm厚的挡渣板，桩与桩采用地梁连接，地梁上施做外墙，桩间外墙采用拱形连接，外墙顶宽1m，胸坡1：0.3，底宽4.24m，高10.8m，采用现浇钢筋混凝土；②内墙：由1.5m×2.5m的中墙桩与中墙挡板、外加30cm厚的防水墙组成；③顶板：顶板为跨度11.4m、厚1m的钢筋混凝土板；④底板：底板为跨度11.4m、厚1.2m的钢筋混凝土板。（4）K74+500~+535段抗偏压挡墙：K74+500~+535段左幅隧道因地形原因处于偏压状态，所以在隧道外侧设置抗偏压挡墙结构。抗偏压挡墙采用矩形承载桩作基础，桩间设置挡渣板，桩与桩之间采用地梁连接，在地梁上设置挡墙。隧道采用暗挖法施工。
2003年4月隧道自出口向进口方向开始单向掘进，至2004年6月，K74+600~+760段隧道贯通，K74+560~+600段的明洞基础形成，随即开始K74+510段中导洞的开挖工作，至2004年8月，中导洞开挖了20m。受中导洞开挖和自然降雨的影响，加之K74+485~+520段抗滑桩尚未施工，K74+510~+560段的老滑坡残留体出现变形迹象，在距线路中线60m的右侧山坡上出现一长50m、宽3~6cm的贯通裂缝，2004年10月，坡体变形加速，中导洞混凝土开始开裂、掉块。根据坡体变形情况，设计单位对设计进行变更，主要内容有：①调整原设计变更中抗滑桩，抗滑桩位置向山侧平移5m，范围调整为K74+485~+565，抗滑桩数量调整为14根，桩截面调整为2.2m×3.4m，桩长32~55m；②在K74+535~+560段隧道开挖轮廓线左侧增设一排抗滑桩，共计5根，桩身截面为2m×3m，桩中至中间距6m，桩长30m；③为尽快稳定山体和保障抗滑桩的施工安全，在抗滑桩靠山侧的坡面上增设预应力锚索框架，共计24片，96根预应力锚索。至2005年8月，抗滑桩与预应力锚索框架施工完毕， 坡体趋于稳定，隧道转入正常开挖。
综合治理平面图
二、工程地质条件及评价
1.地形、地貌：寨头隧道位于台烈镇寨头村北面，地处贵州高原东部苗岭山区。隧道进、出口高程分别为698、692米，隧道轴线峰顶高程为710~740米。由元古界上板溪群清水江组第三段板岩等变质形成的峰丛及沟谷，属构造剥蚀的由浅变质岩组成的中低山地貌。隧道轴线由近北东向至南西向沿山体斜坡横穿山脊，其南东南为斜坡地形，植被发育。
2.不良地质现象：隧道进口段位于山体斜坡上，坡度较陡，冲沟中有一较厚堆积体，其成分主要为残坡积强风化板岩碎块及砂质粘土，厚约0~20米。碎石约占55~70%，块径为2~10厘米。
3.工程地质评价：隧道工程区附近岩土构成情况，可分为两个区，即I、II区。其中I区主要为冲沟、山脊、斜坡等地段，其上覆盖层为残坡积碎石土，厚度为0.50~10.00米，下伏基岩为元古界上板溪群清水江组第三段（Ptbnbq3）灰色、深灰色薄至中层状板岩及变余砂岩；II区主要为河谷、河漫滩、山间平地等地段，其上覆地层主要为冲洪积卵石土及耕土等组成，基岩为元古界上板溪群清水江组第三段（Ptbnbq3）灰色、深灰色薄至中层状板岩。
三、施工中遇见问题治理对策与工程措施
1.治理对策与工程措施
寨头隧道地质灾害治理工程设计主要采用了“减、锚、挡、固、疏”等手段，即清方减载与锚固支挡相结合，辅以灌浆加固和截排地表水、疏排地下水。工程措施主要有：锚索框架(锚墩)、挂网喷锚、抗滑桩（锚索抗滑桩）、桩板墙、灌浆加固、大管棚、超前小导管等，下面就各种工程措施简述如下：
（1）清方减载：在条件允许的情况下，清方减载是较为经济的一种措施。但由于隧道附近边坡的自然坡度较陡，一般为20~50°，过度的清方又会增大边坡高度，往往会出现“搬山头”现象，大大增加坡面防护的工程量，同时对自然植被破坏较大，所以采取这种措施时，应把握好尺度，要进行各种方案的比选取。
（2）预应力锚索：岩土锚固是近年来发展较快的、成熟的技术、广泛应用于岩土工程诸多领域，它具有可提供大吨位的主动力、工程布置灵活、经济、施工方便等优点，在三凯高速公路的滑坡治理和高边坡加固中大量使用，尤其是在滑坡的剪出口较高或有多层滑带时，效果较为明显；在预应力锚索端部一般设置钢筋混凝土框架或锚墩作为反力装置；在治理大型地质灾害时，一般与（锚索）抗滑桩组合使用。（3）（锚索）抗滑桩：作为一种大型的支挡工程措施，是治理滑坡的主要手段之一，特别是锚索抗滑桩，其受力合理，截面小，能提供较大的抵抗力。与预应力锚索框架组合使用，在坡脚设置（锚索）抗滑桩，上部设置预应力锚索框架，这种组合在工程实际中十分常见，事实证明是经济合理的，例如k74+410---k74+700边坡病害治理。
（4）灌浆加固：在坡体松散或坡体由坍塌体组成，无法形成设计坡面时，可采用此方法。边坡开挖之前，预先在自然坡面上打孔注水泥浆，对坡体进行加固；但因灌浆效果不易评价，应用时一般只作为辅助工程，例如k74+410---k74+700边坡病害治理。
2.隧道病害分析
（1）隧道进、出口病害
隧道进、出口发生的病害较多，隧道开挖仰坡和进洞时产生了大量的变形破坏，如寨头隧道进、出口，病害导致隧道中导洞或初衬产生变形、开裂甚至垮塌的现象。多数病害的发生都和坡体自身结构密切相关，而与是否采用隧道方式关系不大，因在隧道进、出口段，隧道开挖和路堑边坡开挖对坡体稳定的影响基本相同。
在隧道进、出口地质病害中，其危害的表现形式一般是隧道洞身混凝土强度不足以抵挡外力出现变形、开裂现象。产生外力的原因一般有以下三种：①坡体不稳定，（工程）滑坡变形产生的推力；②自然地形导致的偏压力；③围岩条件差，坡体内部自身重力引起的围压力。治理此类病害时，针对外力产生的三种原因，也可分为三种对策：①采用预应力锚索、抗滑桩等锚固、支挡措施消除坡体变形对隧道洞身的影响；②采用抗偏压隧道结构形式；③调整隧道支护参数，使之与围岩特性相匹配。常见的工程措施一般有：预应力锚索、抗滑桩、抗偏压框架（挡墙）、注浆、超前支护等。
（2）隧道进、出口所在坡体为病害体
病害体的类型不一，如寨头隧道进口段为老滑坡体，隧道开挖引起病害体复活，或产生新的工程滑坡，导致隧道变形开裂，其变形机制由病害体类型决定。此类病害中，病害体的变形或滑动方向与隧道走向之间的关系是一个非常重要的因素，寨头隧道进口段滑动方向与隧道走向垂直，此时隧道变形主要表现形式为偏压，构筑物出现水平的、贯通的剪切裂缝和多条环状的拉张裂缝，监测资料反映主要为侧向挤压变形。
（3）隧道进、出口位于陡坡地段
三凯高速公路多数地段地势险峻，横坡较陡，隧道开挖后，如坡体产生变形，如坡体稳定，一般会出现因地形所引起的偏压。严重时可导致洞身构筑物的变形开裂，主要表现形式为：靠山侧洞身上部出现斜向的剪切裂缝，靠河侧拱脚混凝土出现压裂迹象，裂缝形状不一；另外变形的范围受地形控制。
（4）隧道进、出口位于浅埋地段
在“早进洞，晚出洞”的设计思路指导下，多数隧道的进、出口都或多或少地有一部份属于浅埋段。在浅埋段，一般地质条件较差，易受地表因素影响。此时隧道施工难度主要表现为成洞困难，常发生塌方、冒顶事故（如三凯高速公路屯州隧道出现了冒顶事故）。
（5）隧道与病害体的空间关系控制病害的规模和性质
在线路修建过程中，不可避免地要对自然边坡进行改造。在出现地质病害中，隧道与病害体的空间关系控制地质病害的性质和规模，如隧道在病害体中、前部通过，病害性质一般为工程滑坡，规模较大，而且病害体的滑动方向与隧道走向之间的关系决定隧道变形的表现形式；如隧道在病害体后部通过，病害性质则为地形偏压，规模小。
3.遇见实际问题情况及治理措施
寨头隧道K74+440~+565段山体开裂治理方案（1）出现情况：隧道K74+565~K74+545段正在进行中导坑施工，由于本段岩石严重风化、破碎，管棚施工时，钻孔至20米左右，出现钻头无法拔出，K74+500~K74+550段隧道山体开裂距隧道中线50m，比设计高程高57m，裂缝宽5cm，主缝长50m。根据施工情况及本段隧道所处的位置、地质地貌，本段山体开裂系浅层滑坡，由于山高坡陡，岩体破碎，且处老滑床上缘。2004年7月12日~19日连降大雨，引发坡顶开裂，即使不施工，裂缝也会产生，与施工无联系。但是若不对该滑坡体作合理处理，危害极大，必然对隧道的稳定、施工安全造成严重不利。对山脚下民房及村民生命安全危害极大。
治理措施：2005年2月1日上午对K74+440~K74+565段开裂山体进行了现场查看，该段山岭开裂严重危及山腰抗滑桩、地表注浆施工及坡脚寨头小学及周围村民安全，但若停工待处理，将严重影响工期。根据现场查看结果并结合实际情况，为确保工期、并保证施工安全和坡脚学校及村民的生命财产安全、防止事态继续扩大、采取如下紧急处理措施：1、在K74+440~K74+565段山体开裂范围内采取注浆固结开裂山体。2、K74+440~K74+565段注浆范围内设置锚索框架，锚索需嵌入基岩。
（2）出现情况：隧道所处地质条件复杂，地表为坡积碎石土层，松散破碎，厚度达8~10米，属浅埋偏压隧道。2005年6月19日凌晨，已施工的K74+505~565中导坑左侧初期支护出现开裂，裂缝最大宽度达10cm；并且K74+485~565段右侧山顶裂缝也进一步发展，且变化较大，6月19日至6月20日，裂缝宽度变化达25mm。经分析研究，由于此前两天普降大雨，坡积碎石土层变形体松散、空隙率大，受雨水浸泡、渗入，加上该山坡上所设计预应力锚索框架正在施工，但并未张拉，使得裂缝进一步扩大和延伸。由于该段隧道为浅埋隧道，所处地势较陡，加之覆盖层为坡积碎石土层，松散破碎且厚度较厚，雨水较容易渗入，增加了对隧道偏压，使得K74+505~565中导坑左侧初期支护出现开裂。由于该段工点工期紧张，而山体变形和傍山偏压又给孔桩开挖及隧道施工造成安全隐患，故应对该段山体进行综合整治，以确保隧道施工和后期运营安全。
治理措施：（1）K74+485~565段隧道右侧设置一排锚索桩，桩间距6m，桩身截面2.4m×3.6m，桩长27~46m，共计14根。（2）K74+485~565段锚索桩顶以上4m处山坡设置一排预应力锚索框架，共8片，以治理山坡和保证孔桩开挖安全。（3）K74+420~485段隧道顶以上15m处山坡设置一排预应力锚索框架，共7片，以确保该段隧道施工安全。（4）K74+565~585段隧道右侧山坡设置4片预应力锚索框架，根据现场地形布置，以确保该段隧道施工和后期运营安全。（5）为防止K74+565处仰坡山体继续变形而影响明洞安全，在该处仰坡上设置3片预应力锚索框架。
四、施工效果评价
该隧道于2003年4月20日开始施工，2006年8月20日完工，在“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭”的施工思路指导下，根据实际围岩变化情况，调整施工方案，在施工逐步掘进的过程中，出现问题，现场研究处理，通过上述方案的处理，效果显著，目前没有发现任何质量问题，工程质量达到设计要求。
五、结语
随着山区高速公路的不断延伸，在线路设计中，隧道的数量和长度不断增加，隧道进、出口不良地质病害愈发常见，因病害位于隧道进、出口，常导致隧道无法进洞，不仅造成建设费用增加，且往往成为影响工期的主要因素。通过对三凯高速公路寨头隧道施工中发生的不良地质灾害进行总结和反思，主要有以下几点：
（1）在方案设计阶段，确定线路走向时应充分考虑线路在通过不良地质区域时可能引发的地质灾害，尤其是影响范围较大的区域性地质构造，并将其作为衡量线路走向是否合理的重要技术指标之一；在施工图设计阶段，地质勘察的重点查清不良地质灾害体的坡体结构，在线路设计中调整线路通过灾害体的形式或主动进行防护。
（2）加强施工阶段的地质工作，通过开挖揭示的地质剖面可以使工程技术人员真实、直观地了解坡体的工程地质情况，弥补地质勘察的不足，若发现地质情况有变化，可立即调整设计、施工方案。
（3）在工程施工中发生不良地质并影响工程安全后，应采用各种地质勘察手段，查清不良地质的坡体结构和变形机制，选取合理的工程措施对不良地质进行整治，做到有的放矢。
（4）对于隧道进、出口位置，在查清坡体结构后，通过数值分析或类比等方法判断坡体在开挖后的稳定度，如坡体不稳定，可调整隧道进、出口位置来避开不良地质。一般情况下，易将隧道进、出口向山侧内移，使之位于稳定边坡内。
隧道工作思路范文3
关键词：高速铁路；隧道限界检测；断面积；激光；CCD图像处理
中图分类号：U238 文献标识码：A
1 引言
动车组的到来标志着中国铁路正进入突飞猛进的高速发展时代。高速铁路的发展对社会经济的进步起到了积极的推动作用。为人们提供了一种全新的、舒适、快捷的生活方式。同时，在高速运行的条件下，对隧道限界检测技术的要求与既有线运营隧道也有所不同。
现行铁路隧道限界标准是在机车车辆限界基础上，考虑各种因素用增加安全余量的办法确定的。而在列车高速运行情况下，确定这个安全余量的概念与中、低速时有所不同，在隧道内，因空气动力效应产生的一系列问题，成为制定隧道限界的控制因素，这主要有旅客及作业人员的安全避让距离、允许最大侧向风速、隧道内瞬变空气压力场的影响、列车风及隧道阻塞比等，因此对隧道限界和断面积的测量与计算对高铁运营具有重要意义。
目前我国运营隧道限界检测手段主要有手工测量和隧道限界检测车两种。前者不仅速度慢、误差大，而且安全系数低，已不能满足现代化铁路运输生产的需要；后者由于受研发时期条件限制，主要针对运营中、低速列车的线路进行隧道限界测量，并且不支持断面积计算。高铁列车运行速度的大幅提高及相应的隧道技术标准的变化，使得隧道检测方法必须随之改进。本文设计了一种符合高铁隧道检测要求的方案以实现在不影响高铁列车正常运行的情况下对隧道限界和断面积进行动态检测。此项研究已于2010年列为铁道部重点课题，合同编号2010G007-M。
2 系统的工作原理及组成
高速铁路隧道净空大，断面积的检测难度大。难点在于同一时刻检测同一断面上所有点的数值。常规的激光或雷达扫描测量，均存在螺旋弧轨迹及测量点间距过大问题，计算不出隧道断面积。所以，考虑研制一套能够在同一时刻快速检测隧道同一断面上的各点尺寸的装置，将其安装在能够在高速铁路上行驶的车体内，组成限界及断面积检测车。该检测车可以用高速线路维修车牵引，能在列车变速行进中进行测量，符合我国高速铁路管理模式，避免影响列车正常运行。
2.1 系统的检测原理是
应用激光扩束技术，将大功率激光点光源扩束为弧线，照射在隧道洞壁上，形成一条高亮度的光带，作为检测基准。选取高速摄像机瞬间将隧道断面全部摄录下来，利用计算机图像处理技术计算隧道限界尺寸及断面积，从而解决高速铁路隧道限界和断面积的检测问题。
2.2 三角形测量原理
隧道检测车对隧道断面的尺寸测量应用三角形测量原理。即激光照射平面、隧道洞壁和CCD摄像镜头构成三角形关系如图（1）。CCD相机光路成像图如图（2）所示；
图2中，投光平面与CCD相机镜头轴线两者之间的垂直距离为物距用“L”表示，投光平面与隧道洞壁相交取一点为A，镜头轴线与投光平面交点为B。F、F'为透镜焦点，A'为A点在CCD光敏面上所成的像。三角形ΔABC与三角形ΔA'B'C相似，则X/L=ΔX/ΔL，由于L， ΔL为定值，ΔX可通过A'点在CCD光敏面上的坐标求得，则X的值可由公式:X=L/ΔL×ΔX求出，即求得光带的几何尺寸。
2.3 隧道断面积计算方法
由于隧道断面属于不规则图形（如图3中实线所示），所以不能套用固有的图形计算公式求其面积。需采用积分的方法求算，具体思路如下：
（1）设a为横坐标的最小值即a=min x;b为横坐标的最大值即b=max x；当y=0时，x1=a'，x2=b'，a'< b'；
（2）分割[a，b]区间，取点x1……xn-1分割[a，b]区间，得到n个区间[x0，x1]……[xn-1，xn]；a= x0
（3）求断面积，由a，b为端点围成图形的面积公式为：
Sx(xi-xi-1)f(ξi); 当n∞时 S为这个曲边梯形的面积，而隧道的实际断面积为S1，S1=S-S2-S3；S2和S3的面积求法同上。
图3
2.4 系统主要由大功率激光准直机构、高速CCD数字摄像设备、走行定位装置和网络计算机组成。
3 系统硬件设计
系统硬件部分主要完成图像采集工作，这部分由大功率激光准直机构和高速CCD数字摄像设备组成[5](如图4)。
激光准直机构利用扩束技术，将大功率激光点光源扩束为弧线，若干条弧线照射在隧道洞壁上，形成一条完整的高亮度光带，作为检测隧道断面的源图像。CCD相机以25幅/秒的速度摄录光带图像，以保证系统实时采集到隧道径向断面尺寸。这相当于沿隧道轴线以25Hz的频率对隧道的采样，也就是将隧道切割成若干个断面并记录各断面在隧道内的准确位置，进而求得隧道断面的实际尺寸。
对于钢轨的测定也采用相同的方法，在摄录隧道断面的同时，也将车体相对于钢轨的位置一并采集处理，从而求得隧道断面距钢轨中心线的精确位置。隧道入口位置的确定由红外光电开关给出。测速测距采用霍尔转速传感器，通过计算车辆相应的运行速度和运行时间求出每一断面在隧道中的准确位置。
图4
4 系统软件设计
本检测系统的软件设计采用了自顶向下的设计思想，在整体框架内对于不同功能按照层次进行划分，以模块化的功能设计方法使复杂问题简单化，以便降低开发难度，提高工作效率。
根据隧道限界检测系统的功能要求，以人性化操作为基础，将检测时涉及到的相关信息，如车辆运行速度、行进里程、隧道名称、隧道中心里程和长度等显示在界面上。便于操作者实时了解系统运行情况。
系统软件部分的工作流程如图5所示。当系统运行后，首先对采集卡等硬件进行初始参数设置，接着载入待检测隧道信息，然后使用者可以对初始里程进行设定，软件会自动进行累计，之后系统等待采集指令，当收到采集指令后程序以25帧/秒的速度采集并保存隧道图像。采集到的图像经过几何变换、去噪校正、图像插值、拼接等处理[6]，得出实际尺寸，最后再利用前面提出的断面积算法求得隧道断面积的大小。
结束语
高速铁路隧道限界及断面积是高速铁路的重要基础标准之一，它关系到列车在线路上能否高速、安全的运行，也关系到与隧道相关设备和人员的安全，对高铁发展具有重要意义。本文提出的通过图像采集和图像处理对高铁隧道限界和断面积进行求值的方法为解决这一难题提供了一个操作方便、高稳定性、高精度的可行方案。
参考文献
[1]刘统畏，何宁.铁路隧道工程[M].北京：中国铁道出版社，1995.
[2]陈豪雄，殷杰.隧道工程[M].北京：中国铁道出版社，1995.
[3]铁道部第二勘探设计院.铁路工程技术手册，隧道[M].北京：中国铁道出版社，1995.
[4]王庆有，孙学珠.CCD应用技术[M].天津：天津大学出版社，1993.
隧道工作思路范文4
关键词：路桥隧道；安全施工；风险评估；风险控制
Pick to:
With the rapid development of traffic infrastructure construction in our country, road and bridge tunnel has become an important part of highway construction projects, road and bridge tunnel safety risk management is particularly important. Because the tunnel project has the construction is difficult and long construction period, large investment, many characteristics such as complexity of geological factors, making the entire bridge tunnel project construction process is full of a lot of uncertain risk factors, so in highway tunnel construction process may occur at any time the security risk of accident, necessary safety risk assessment and control measures can help to improve and to improve the quality of the construction technology and safety management, reduce the construction safety risk to the degree of control.
Key words: road and bridge tunnel; Safe construction; Risk assessment; Risk control
中图分类号：TU99 文献标识码：A
根据《公路桥梁、隧道安全评估指南》、《桥梁隧道设计施工有关标准补充规定》及《公路隧道作业要点手册》的有关内容、及实施性施工组织设计，笔者结合目前路桥隧道工程安全风险评估的现状,分析了针对隧道工程安全风险评估所颁布的指南、管理办法等相关制度文件，并总结了保证评估结果客观性的过程控制方法以及践行安全风险评估技术宗旨的方式，通过对目前风险评估过程中存在问题的剖析，本文提出了解决问题的思路，以促使评估成果满足安全风险评估技术针对性、客观性的要求。
隧道工程风险分级和接受准则。
（1）、事故发生概率的等级分成四级，见下表
注：a.当概率值难以取得时，可用频率代替概率。
b.中心值代表所给区间的对数平均值。
（2）、然后对事故发生后果进行人员伤亡和经济损失的等级分析（表格这里就不一一画出了）：一是人员伤亡等级标准,二是直接经济损失等级标准（其中不含恢复重建的费用）。
（3）、环境影响等级标准
注：“临时的”意思是在隧道工程施工工期内可以改变好环境；“长期的”意思是在施工工期以内不能改变好环境，但不是永久的，在以后的时间里可以改变的；“永久的”含义为不可逆转或不可恢复的。
（4）、专项风险等级标准
根据事故发生的概率和后果等级，将风险等级分为四级:极高（Ⅳ级）、高度（Ⅲ级）、中度（Ⅱ级）和低度（Ⅰ级）。
风险接受准则与采取的风险处理措施
我们可以将风险分为四个等级：低、中、高、极高。并且根据等级设计相应的接受准则：可忽略、可接受、不期望、不可接受。然后我们再根据接受准则设计出相应处理措施和监测措施等。做好相应的技术准备，在后面的施工中根据风险接受准则与采取的风险处理措施的规定，针对不同的风险事件、结合现场的实际情况拟采取相应的技术对策。并且随着施工的进行，我们要不断的测定安全风险等级，随时改变风险处理措施，做到紧张有序地施工，确保万无一失。
在进行路桥隧道工程中，我们必须成立工程风险评估与管理小组组长、副组长及小组成员必须分好工（组长：负责安全评估与管理工作的领导工作。制定施工阶段风险评估工作实施细则。副组长：根据分组的情况开展本组的管理工作，并向组长负责。成员：在组长及副组长的领导下，开展安全评估与管理工作，成立抢险小组，并落实各项具体措施；与项目部其它相关部门紧密联系，共同抓落实，从人、财、物各方面给予安全评估与管理工作切实的保障。），并且设立安全评估与管理小组办公室（日常工作由项目部安全部负责），设立值班电话等。
4、总结
由于采用了相应的风险对策措施，加强施工过程中风险动态管理，隧道施工的风险会相应地降低，但不可能完全消除，结合初始风险评估结果和制定的对策措施，对隧道残留风险进行评估。根据施工的进展对实行动态跟踪管理，定期反馈，发现问题及时与相关单位进行沟通，不断完善处理措施。项目部领导小组将根据审批后的风险评估方案进行日常工作的实施，有效的开展工程安全风险评估和管理工作，深入现场调查研究，制定合理安全保障措施，确保安全、按期完成路桥隧道工程的施工任务。
这仅是风险管理与控制的开始。在下一步的施工过程中还要加强监控，对风险做好动态管理，从而达到控制风险、减少损失、确保施工安全目的。
参考资料
［1］钱七虎，戎晓力．中国地下工程安全风险管理的现状、问题及相关建议［J］． 岩石力学与工程学报，2008，27( 4) : 649-655
［2］吴波．隧道施工安全风险管理研究与务实［M］．北京:中国铁道出版，2010
隧道工作思路范文5
关键词：新奥法（NATM）；监控量测；信息
中图分类号：U448 文献标识码： A
一、全新的隧道施工概念
随着我国改革开放不断深化，国民经济蓬勃发展，在山区公路建设中突破过去传统的修路思想，不采取盘山绕行，不破坏沿线生态环境，不增长公路里程用设置隧道避免因采取高边坡路基带来的滑坡、塌方、滚石、泥石流等自然灾害，确保了行车的安全可靠，亦缩短了行车时间，同时又适应了建设与自然的和谐发展。新奥法作为一种全新的隧道施工概念，其基本原理是运用各种手段（开挖法――弱爆破，支护形式――早封闭，监控量测――勤量测）抑制围岩变形，大限度地发挥围岩自身的承载能力.使隧道施工更安全、更经济。而隧道经济性与安全性就是通过现场监控量测所获得的围岩、支护系统的应变和应力信息及时反馈并应用于隧道设计和施工中来实现的。
二、隧道施工监控量测
1、监控量测的目的 ：
（1）通过施工和环境监测进行信息反馈及预测预报， 优化施工组织设计，指导现场施工，确保隧道施工的安全与质量和工程项目的社会、经济和环境效益。
（2）掌握围岩动态，了解支护结构在不同工况时的受力状态和应力分布，对围岩稳定性作出评价。
（3）验证支护结构型式、支护参数，评价支护结构、施工方法的合理性及其安全性，确定支护时间而监控量测是信息化设计与施工的重要内容。
2、监控量测要求
隧道监控量测是“新奥法”的重要组成部分，新奥法中量测工作是监视设计、施工是否正确的眼睛，是监视围岩是否安全稳定的手段，始终伴随着施工的全过程。
3、监控量测测点的布设
（1）观测点的加工及埋设要求
观测点埋设时间要求：地表沉降监控量测要在开挖前取得观测点的初始值；净空收敛、拱顶下沉监控观测点要在开挖后12小时内按设计断面要求埋设好，初期支护后且在下一循环开挖前必须取得观测点的初始值。
1）地表沉降测点预埋件（见图2-1）采用φ20mm的钢筋加40mm×40mm铁片制成，长250mm买点位置低洼处可适当加长钢筋，以在选定点架设仪器能观察到为宜；测点埋设：在测点布置的位置挖长、宽、深均为20cm的坑，然后放入地表沉降测点预埋件，测点四周用砼填实，砼固结后即可。
2）拱顶下沉和净空变化量测点预埋件采用φ8mm的光圆钢筋加工成三角形焊于φ20mm螺纹钢筋端头，三角形为4cm的等边三角形，φ20螺纹钢筋长为38cm。（图2-1）测点埋设：开挖后采用手电钻，钻孔10cm，然后将制作好的量测点预埋件插入并用锚固剂锚好，再施做初期支护28cm，将测点预埋件包裹牢固。
（2）测点埋设要牢固可靠，统一制作标示铭牌，标明里程和测点的编号。施工中注意保护，防止机械和人为破坏，量测点上不得悬挂其他任何物品。
4、监控测量测点的观测
1）洞内观察：
（1）开挖工作面观察在每次开挖后进行，观察内容包括：
围岩岩质种类和分部状态，结构面位置的状态；
岩石的颜色、成分、结构、构造；
节理性质、组数、间距、规模、节理裂隙的发育程度和方向性，结构面状态特征，充填物的类型和产状；
断层的性质、产状、破碎带宽度、特征等；
地下水类型、涌水量大小、涌水位置、涌水压力、湿度等；
开挖工作面的稳定状态、有无剥落现象。观察中发现围岩条件恶化时，应立即采取相应处理措施。观察后应及时绘制开挖工作面地质素描图，同时进行数码成像，填写开挖工作面地质状况记录表并与勘察资料进行对比。
2）对已施工地段的观察每天至少应进行一次，并做好记录。主要观察：
喷射混凝土是否发生剪切破坏；
有无锚杆脱落或垫板陷入围岩内部的现象；
钢拱架有无被压屈、压弯现象；是否有底鼓现象。
观察中发现围岩条件恶化时，应立即采取相应处理措施；观察后及时绘制开挖工作面地质素描图、数码照相，填写开挖工作面地质状况记录表，并与设计地质资料进行对比。
2洞外观察
洞外观察重点在洞口段和洞身埋置深度较浅地段，记录地表开裂、地表变形、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗漏情况，同时对地面建筑物进行观察。
三、数据评估与分析
1成果分析与信息反馈
（1）每次观测后现场计算位移发展增量，出现异常情况，重新测量排除操作失误后立即报告相关部门；
（2）每次测回数据交数据处理员输入计算机，进行位移增量、位移发展速率的计算，绘制位移～时间曲线（如图3）和位移发展速率～时间曲线（如图4），并应用函数拟合和灰色预测等方法进行位移发展短、长期预测；
（3）当隧洞周边水平收敛速度以及拱顶或底板垂直位移速度明显下降，隧洞周边水平收敛速度小于0.1mm/d～0.2mm/d，拱顶或底板垂直位移速度小于0.07mm/d～0.15mm/d，隧道各项位移已达预计总量的80%～90%以上时，向有关部门报送二次衬砌施工报告。
四、总结
由于隧道工程的特殊性、复杂性和隧道围岩的不确定性，对隧道围岩及支护结构进行监控量测是保证隧道工程质量、安全的必不可少的手段。通过量测，及时对隧道个别围岩失稳趋势的区段提供了预报，为施工单位及时调整支护参数以及合理确定二次衬砌时间提供了可靠的科学依据。通过大量量测发现隧道开挖及初期支护后大约30d围岩基本上稳定，于是建议施工单位及时施作二次衬砌。同时由于监控措施得当，及时的指导施工和修改设计，从而保证了隧道施工的安全、经济、收到了良好的效果。但由于监控量测工作是一项具体而又复杂的工作，在实际过程中尚需不断积累经验和完善相关理论，因此，对隧道监控量测及数据的整理分析及应用应该做好一下几点：
1.监控量测内容的选择，量测断面位置选择和量测测点的布置；
2.监控量测数据的采集和施工状态变化情况紧密结合，分析数据变化和施工状态的关系；
3.量测数据的应用，量测数据变化的准确分析和判断，量测的及时反馈，指导设计、施工和修改支护参数；
4.通过监控量测保证隧道安全，预防隧道塌方。
参 考 文 献
【1】关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知 （铁建设[2010]120号）
【2】铁路隧道工程施工技术指南 TZ024-800
【3】铁路隧道监控量测技术规程TB10121-2007
隧道工作思路范文6
关键字：隧道工程分类隧道工程防水工艺质量控制
近年来，隧道漏水事故时有发生。2005年，广州珠江隧道出现史上第二次重大漏水事故。漏水事故引起的交通瘫痪给行车车辆造成重大影响。严重的促使车辆轮胎打滑，发生交通事故造成伤亡。作为隧道工程防水施工技术操作人员，笔者不禁深思：如何做到隧道质量过硬和安全无患？当然，隧道工程，就其施工工程本身而言是复杂的。在定义上，隧道是指修建在地下或水下并铺设铁路供机车动车辆通行的建筑物。根据其所在位置可分为山岭隧道、水下隧道和城市隧道三大类。为缩短距离和避免大坡道而从山岭或丘陵下穿越的称为山岭隧道；为穿越河流或海峡而从河下或海底通过的称为水下隧道；为适应铁路通过大城市的需要而在城市地下穿越的称为城市隧道。这三类隧道中修建最多的是山岭隧道。尤其定义而知，隧道是因地制宜的交通策略，由于受地质、气象环境、居民分布等一系列主、客观条件的制约。隧道施工并不可能完全保证是万无一失的。在所有隧道工程的难题中，隧道及地下工程渗漏水是长期以来困扰专家们的一个顽固性问题，也是当前地下工程建筑中突出的质量顽疾和亟待解决的问课题。我国铁路部工务部有数据统计：我国至2008年底，我国公路隧道总数已达1782座，总长度704公里，严重渗漏水隧道有490座，占总座数的28．4％，我国现在有铁路隧道6876座，总长度为3670公里，严重漏水的隧道2100座，占总座数约30％。同时，我国北京、上海和广州的城市地下铁道中，渗漏水情况也已在30％左右。在地下工程较发达的日本，据调查渗漏水也达到40％以上。由此可见，隧道及地下工程渗漏水的情况十分严重。这些数据也都表明我国隧道建设所存在的问题。在探讨隧道防水工艺之前，笔者将首先分析隧道漏水的原因影响因素以及所带来的危害。随着城市基础建设的发展，地下工程建设项目在各大城市日趋增多，但混凝土结构的抗裂防水问题一直是困扰地下工程的难题之一。
隧道漏水的危害程度也不尽相同，笔者通过工作经验总结而来以下几种危害。
1、隧道工程漏水，一方面会使隧道周围的土壤坍塌，形成空洞，危及输水隧道的结构安全。另一方面很大程度上会溶失钢筋混凝土内部存在的氢氧化钙，并使混凝土的PH值变小，这样一来便容易导致混凝土结构中的钢筋因此而发生锈蚀，氢氧化钙ph值还关系着结构混凝土的碱骨料的化学反应程度，从专业知识的角度来讲，也就是说ph的值变小，会加快其反应。强烈的反应加速混凝土的使用寿命，更甚者在正常的使用年限中，也会危害到隧道工程的结构安全，缩短了工程的使用年限。在经济和人身安全上，隧道防水必须得到十足的重视；
2、隧道工程渗漏水，会危害相关工作人员和交通过往人员。在这里以一个例子证明其危害性。如果工作人员长期在潮湿的隧道环境中工作或生活容易发生氡污染，因为在混凝土和很多建筑材料中的氡在潮湿环境下会受到腐蚀危害从而影响到人们的身体健康乃至丧失劳动能力；更明显的危害，隧道漏水轻度而讲，会淋湿路面，使路面积水或结冰。影响司机行驶安全。重则会是交通秩序紊乱，出现连串交通事故，引发火灾，爆炸等重大事故。
3、隧道工程渗漏，为缓和漏水状况，工程队须常年采用机械排水和使用抽湿机或用吸湿剂除湿，再者会使输水量流失，提高输水成本。凡此种种均会造成能耗损失，成本飙升。这样而言，不利于其在市场竞争日趋激烈的隧道工程领域占据有利的优势。
4、在运营期间,地下水常从混凝土衬砌的施工缝、变形缝、裂缝甚至混凝土孔隙等通道渗漏进隧道中,造成洞内通讯、供电、照明等设备处于潮湿环境而发生锈蚀,使隧道公共设施失去其功能。
这些危害说明隧道防水意义重大。在这里，笔者从材料选择、建筑设计方案、工程施工以及质量检测管理这四个方面论述如何进行防水工程的优化。
1，在材料选择方面要选择经过工程实践证明的成熟产品。尤其是其质量、规格和物理性能应符合国家建筑材料标准以及建筑法律规范的规定要求，另外，选定的初步材料要进行复测检验，多次质量检测后才能确定材料。
2，建筑设计方案方面，在考察岩层，地下水，周边建筑环境的实先下进行设计方案的制作。设计师和勘测人员应进行多方沟通、综合各方意见再决定设计方案。尤其应该注意的是洞室的地面标高应略高于洞口外的地面标高，以便组织有效的排水系统。对于防水薄弱部位，如变形缝、穿墙管、沟坑等等应从建筑布置上为加强防水措施创造条件。同时也要考虑可能变化的土壤结构、地下水系统，从长远的角度高瞻远瞩，达到隧道防水的万无一失。
