隧道项工程（精选9篇）
隧道项工程 篇1
摘要：机电工程是隧道设计体系中很重要的组成部分。机电工程设计中通风、照明、消防系统的设计时都考虑了有关人身和财产安全因素。本文就这有关安全方面三项设计进行简单总结, 并给出一定的建议。
关键词：隧道,机电工程,设计安全
0前言
广泛意义上隧道的种类很多, 本文采用使用是狭义的概念, 即公路隧道。因为地理地貌条件, 有时公路需要穿越高原、山区、丘陵地带, 这是就形成了一个特殊构筑物:公路隧道。公路基本要求就是安全通行, 为了满足这一要求, 公路设计系统里面包括隧道机电工程。机电工程的作用就在一些较长的隧道配备照明、通风、消防等机电设备。我国《安全法》提到“预防为主、安全第一、标本兼治”的理念。机电工程设计的出发点就包括安全方面的考虑。下面就隧道机电工程中有关安全方面几项设计进行总结。
1照明设计的总结
隧道机电工程里面的照明工程就是为了提供足够的光照度供人民在隧道中通行, 这里里面的入口光线设计、过渡段光线设计、基本段和出口段光线设计都要考虑安全因素。入口段光线设计:对光线明显变化, 人的眼睛需要一定的调整时间。如果隧道入口光线设计不合理, 驾驶员在入隧道后会因为人眼需要对光线变化适应期而产生短暂的“失明”而造成交通事故。过渡段光线设计的目的为了让驾驶员适应隧道这个驾驶环境, 所以这一段路程的照明应该是渐变的, 就是将入口段的较强照明逐渐下降到基本段的强度。因为人眼对光照变化的适应有一定极限范围, 如光亮变化大于1:3, 人眼就很难没察觉的适应。过渡段应该以基本段照明强度三倍为上限。基本段光线设计:一般基本段是整个公路隧道中最长的部分, 这里面的光线好坏直接影响驾驶员在隧道驾驶安全问题。其光线的设计基本按照隧道的长短和人类对光线的舒适程度来确定。出口光线设计的目的和入口段一样, 防止出现因亮度差异, 减少驾驶员对光照的适应时间。
我们本着安全考虑, 规范这四个方面的设计, 专门起草了《公路隧道照明设计规范》。整体上来说取得的效果是良好的。但是也有不少情况存在。主要情况如下:应该设置光照的隧道没有设计光照, 《公路隧道照明设计规范》规定在100m以上的隧道都设计照明, 为了降低成本有些500米左右的隧道都没有照明设施。有些隧道有了光照设计, 为了运行成本考虑, 不开启或者不全部开启。我们隧道照明设计中明确规定照明控制应根据季节和光照等六种情况进行控制, 但是, 从设计开始时, 就没有严格的数据库支持这个控制方案, 设计过程也基本没有很成熟的办法来实现这个要求, 在验收光照设计时, 也基本不能全部验证这方面的设计。
根据上面情况, 我们应该更加监督《公路隧道照明设计规范》的落地情况。季节和光照的问题, 我们更应该从建立数据库、设计更加科学、实用的控制系统来实现这个有关安全的设计要求。技术上, 应该提倡充分利用减光措施和设置合理的交通诱导标志来完善隧道照明设计, 应该鼓励使用节能灯具。
2通风设计的总结
公路隧道是一个相对封闭的空间, 自然空气流通不畅, 尤其是一些比较长的隧道。公路隧道的里面的空气质量很差, 有害气体主要来源于汽车排出一氧化碳、氮氧化合物、碳氢化合物、醛类、有机化合物等汽车尾气, 其中威胁最大就是一氧化碳气体。再者汽车行驶过程中产生的灰尘也是造成空气质量差原因之一。扬尘还能降低隧道内可见度影响隧道交通环境。隧道通风设计就是引进大量新鲜空气, 排出一定量汽车产生的废气, 这样的做法可以稀释空气有害物质的含量, 提高可见度, 从而保证人体健康和车辆行驶安全。同时, 通风还是预防和扑救火灾的一项有效设计。
我国现有通风设计主要纵向通风、横向通风、和半横向流出通风这三种形式。比较三种通风方式, 各有利弊。选择隧道通风方式主要考虑隧道长度和最大设计交通流量这两个因素。确定通风方式后, 配齐相应数量的风机。机电工程设计中, 还需要确定不同交通条件下的通风控制模型。我国《公路隧道设计规范》中规定了一氧化碳、可见度、风速等数据, 机电工程设计安装氧化碳 (CO) 、能见度 (V I) 和风速仪 (TW) 等检测仪器自动采集数据, 通过通风控制计算机运算来调控通风大小。近几年, 我国隧道设计中通风设计技术得到国内外专家的认可, 例如络云山隧在通风设计上就大胆创新, 取得良好的经济和功能效益。不过, 为了降低工程成本, 选用的模式没有问题, 可是依据的基础数据往往比较小, 也就是没考虑极端情况。这是通风设计中的安全隐患。这样就要求通风设计参照更加真实的数据, 设计量要加上一定量的安全系数。
3消防设计的总结
公路隧道中的特殊空间和运行条件决定消防设计的重要性。公路隧道这个相对封闭的空间和大量机动车辆的运动都容易造成火灾和火灾发生后损失比较大现在消防设计中主要有化水消防和化学消防以及报警、监控和控制系统。消防系统中机电工程主要从监控隧道环境和报警设计为主, 比如, 测定隧道中空气的可燃气体的浓度来起到预警的作用;通过设计手动和自动火灾报警按钮来达到出现火灾时能第一时间确定发生火灾的位置或者区域的作用, 并在火灾刚开始时, 启动水消防。对火灾情况实时监控的设计可以让监督人员随时根据火灾情况做出科学、合理的疏散方案。机电工程中这些设计对处理火灾起到很好的作用, 是隧道消防系统中重要的一部分。近几年, 我过越来越重视这方面的设计, 取得很好的效果。不过也存在一些问题:机电设计工程中预防设计还不是太科学和实用, 这方面需要采用更加先进的技术来实现;机电工程中有这方面的设计, 可是设计时考虑的情况比较单一, 不能完全满足复杂的情况变化。这需要我们设计时要基于比较严重的来设计。
4总结
总之, 安全无小事。隧道机电工程这三项有关安全的设计是机电设计中需要优先考虑。我们应该在现在的基础上, 吸收更多先进技术、积累理论和现实数据进一步提高隧道中安全系数。
相信在将来, 公路隧道机电工程一定会采纳新工艺、新技术和新设备, 公路隧道机电工程将更加先进、更加安全。这样一来, 高速公路就能更加安全、更加便捷。
隧道项工程 篇2
日前，台州板块积极推进多项隧道安全营运机制改革，在班组竞聘、工作激励、新员工招聘、目标管控和班组执勤等方面试点探索，总结经验、持续改进，扎实开展“营运隧道安全管理规范建设年”活动。一是试行班组“竞聘上岗”和“双向选择”制。猫狸岭隧道所通过适当改善下辖各班组长薪资待遇，提高班组长的主观能动性和工作责任感；在此基础上，实行班组长“竞聘上岗”，形成竞争合力；最后，由竞聘产生的班组长与一线班员进行双向选择，对于连续2年未被聘用的一线员工在中心所范围内实行轮岗。通过“竞聘上岗”和“双向选择”，逐步形成隧道所员工之间相互学习、自加压力、力争上游的良好氛围。二是试行激励制代替考核制。在充分吸收收费员考核机制优势的基础上，根据隧道工作“保平安”和“自律性”的特点，逐步深化“激励制”。苍岭隧道所试行“以心换星”激励机制、雪岭隧道所试行“两快一创”激励机制、猫狸岭隧道所试行“五率”激励机制等，对当月优秀员工实行激励；通过增加激励强度，逐步在隧道所员工之间形成“比学赶超”的良性循环。
三是试行员工招聘新模式。隧道所员工招聘从面向全社会逐步转移至面向退伍军人、退伍消防兵和高水平电工招聘方向倾斜，通过改善薪资水平，完善晋升通道等方式栓心留人，吸引责任心强、业务水平好的优秀人才加盟隧道所；积极探索监控员按照摄像头的数量配置的科学性与可行性，不断提升事故发现的速度；规划起草《台州板块技术岗位晋升管理办法（暂名）》，在薪酬、晋升等方面形成完善的管理机制，促进隧道所能够吸引、留住、用好优秀员工。
四是试行推广“131313”营运管控目标，即：第一时间发现，3分钟内发现监控范围内所有的突发异常事件；第一时间报告，3分钟内要完成向所有联动单位报告；第一时间出警，3分钟内完成出警准备奔赴事件现场。通过试行“131313”营运管理机制，加强对突发事件“四不放过”稽查，检讨各环节得失，不断提升突发事件应急处置水平（此目标仅为内部考核用）。
“四项工程”和谐共赢 篇3
一、维护职工权益，赢得人心
学校各种政策的制定与实施，要积极反映教职工的合理意见和要求，维护职工的合法权益，又要关注教职工在工作、生活、学习中出现的困难，为他们解决难题，方能构建真正的和谐。
如我校一位老师性格孤僻，略带封闭，对集体事务不怎么关心。正因如此，平日里学校领导没少与他谈心，做思想工作，但收效甚微。一次安全值班他未到岗，学校作出“按旷工处理”的决定。始料不及的是这位老师以“没有这样的规定”对处理决定提出质疑，并声称不再担任值班任务。
校长与其交谈后方知：那天早上，他孩子突然发烧，由于急着去医院，而忘记了请假。这件事引起学校班子成员的思考：按旷工处理的决定恰当吗？对于违纪的教职工，要及时进行思想沟通，给予精神安慰，同时，要给予当事人以申辩、申诉的机会，使当事人对学校规章制度心悦诚服。这反应学校的制度建设尚待完善哪，只有在制度的贯彻和执行中，做到严而不死，活而不乱，学校制度才能成为激励教师参与管理的措施，而不是僵化的条文。于是，在学校在探索、实践与总结中提出制度管理的：广、善、活、情。
后来，学校对哺乳期和几名体弱多病的教师，特批她们可以早一点回家，这样做不仅其他教师没有攀比，就是这几位特批的同志也很少使用这样的“特权”。
创设良好的工作和生活环境，关心职工的利益和疾苦，实实在在地为职工排忧解难，始终坚持“职工利益无小事”的原则，既是我校工会工作的着眼点和立足点，也是构建和谐学校的意义所在。
二、以活动为载体、凝聚人心
学校多年来坚持以开展健康向上，丰富多彩的活动来凝聚人心。除了利用“三八”、“五一”、“教师节”、“国庆节”、“元旦”等重大节日开展活动、坚持“喜事有人贺，丧事有人帮，生病有人问，困难有人管”的制度外，还开展了以下系列主题活动。
活动一：做你的“同事”，携手育人。此项活动是邀请学生家长来学校，做自己孩子学科老师的一天“同事”，通过活动达到了解——理解——支持自己的孩子和学科教师。
首先学校发放邀请函，由学生转交给家长，自己商议决定参加哪些活动；请家长走进校园，做一天孩子学科教师的“同事”。在观察自己孩子的同时了解教师工作的琐碎、辛苦、担心，感受教师的默默耕耘、无私奉献的精神，给予教师工作的理解与支持。
活动二：相约到校园。此项活动是邀请学校教职工的亲属来学校。
首先学校发放邀请函，由教职工自己转交给最需要得到他们理解、支持、帮助的人。教职工的亲属走进校园，过一天“教师生活”：参与他们的课堂听课、作业批改、辅导学生；跟随他们参与大课间、课外活动；参与值班、班会、放学；参加一次会议；吃一次小饭桌。然后请亲属给自己的教师工作者发一个短信、飞信、邮件，表达自己的感受。为自己的教师工作者做一件有意义的事，表达对教育工作者的敬意。教职工细听他们的一些建议。
这些活动促进了职工与学校、家长与教师、家属与学校间的沟通、理解、共融的目的，收到极好效果。
三、关注职工成长，振奋人心
学校工会始终围绕提高学校的核心竞争力，把“创争”活动和开展教师基本功竞赛、合理化建议等紧密结合起来。同时，创造各种学习培训的机会，引领职工树立终身教育的意识，引导职工从单纯关心自身利益向关心学校发展转变。
譬如：为着眼于教师的发展和潜力的挖掘，制定了《转变教师工作作风的规定》；为教师创造一个自我实现人生辉煌的舞台，制定了《教师突出贡献奖励办法》。并且重奖那些发展较快的教师，让教师感到教师的专业发展过程不是一个苦行僧刻苦修炼经受磨难的过程，而是一个充满快乐、焕发生命活力、追求美好的过程。
去年分配到学校一位教师，做事认真、要求严谨、善于学习、上进心强。因刚参加工作，对教材的特点和小学生的特点知之不多，设计的好教案，可到了课堂上，该有的高潮没有了，该有的精彩不见了。一次她参加区教研室组织的随堂听课，结果上得一塌糊涂。事后她说：“脑子里一片空白，真不知道这节课是怎么上下来的。”评课时教研员很尖锐地找了一大堆问题，她羞愧难当，竟失声痛苦起来。之后，她跟老师们、学校领导讲了她的困惑，老师们给了她一些指点、一些技巧，她从中获益匪浅，心情也就开朗了许多。学校还为她举行了“拜师会”，聘请了一名班主任、一名数学老师做她的辅导教师，手把手地指教。学校还时常组织课堂会诊，更是让她因此“因祸得福”。
四、提供参与平台，稳定人心
学校工作要取得实效，应以认知理念化作基础，管理人性化为关键，管理意向发展化作保证，管理行为民主化为归结，取得真正意义上的管理实效。如：落实校务公开，提供职工知情的平台、落实民主管理，提供职工参与的平台、开展合理化建议，提供职工展示的平台。特别是在涉及学校长远发展规划、重要资金支出、管理制度修改、绩效工资分配等重大问题上，都会规范议事程序，让教职工参与决策。围绕学校的管理与发展，广泛开展职工合理化建议和“金点子”评比活动，开展群众性创新活动，使职工的创造愿望得到尊重，创造活动得到支持，创造才能得到发挥，创造能力得到认可，激发职工参与管理的自觉性和主动性，真正让职工的聪明才智和价值取向融入学校管理之中。
隧道项工程 篇4
南京长江隧道工程与南京扬子江隧道工程(简称纬三路隧道工程)在很多方面极其类似,在国际同类工程中颇具影响力,是近年南京市政府重大基础设施投资项目,对改善南京市交通状况,尤其是对江北经济发展起到至关重要的作用。
南京长江隧道工程位于南京长江大桥与三桥之间,上距三桥9km,下距大桥10km,连接河西新城区~梅子洲~浦口区。整个工程通道总长约5.853km,按双向6车道快速通道规模建设,设计车速80公里/小时。隧道设计为双管盾构隧道,隧道单线长度3510m,其中盾构段长度为3015m。
选用两台开挖直径14.98m的混合式泥水盾构机同向掘进施工。南京长江隧道工程总投资33亿元,其中盾构隧道双线投资约22亿元。工程从2005年9月开工建设,到2009年8月全线贯通,2010年5月全线通车运营,建设历时近5年。
南京扬子江隧道工程位于南京长江大桥与纬七路南京长江隧道之间,设计方案为双管双层8车道X形隧道,线路全长约7.2km,两条隧道交叉,上下两层共8车道,其中车道宽3.5m,每层高度为4.5m,隧道外径15m,设计时速为全线80公里。隧道N线长度6930m,其中盾构段长度为3537m,隧道S线长度7636m,其中盾构段长度为4135m,选用两台开挖直径14.98m的混合式泥水盾构机同向掘进。扬子江隧道工程总投资52亿元,其中N线投资25亿元,S线投资27亿元,工程从2011年2月正式开工建设。2020年预测交通流量6万辆/日。
2 两项隧道工程的相同点
2.1 盾构基坑设计与施工
纬七路和扬子江隧道工程盾构始发与接收深基坑设计类型与施工工法基本相同:均采用地连墙防护设计,明挖法施工,但是基坑的宽度和深度存在一定的差异。
2.2 盾构隧道设计与施工
纬七路和扬子江隧道工程盾构隧道衬砌设计均采用外径:14.5m,宽2m,厚60cm的C60钢筋混凝土预制管片,管片分块采用“9+1”形式,抗渗等级为S12。
两项工程也均采用开挖直径14.98m级超大复合泥水盾构开挖,但由于两项工程隧道穿越的地质状况不同,则盾构刀盘在设计方面存在一定的差异。
纬七路长江隧道盾构设计刀具总共是233把,其中边缘铲刀6把,先行刀24把,183把正面切刀,有71把切刀可以在常压下更换(见图1)。由于纬七路盾构刀盘设计直径达到14.93m,刀盘的六条腹臂均为空腔,作业人员能从中心人闸进入到这六条腹臂的内腔中在常压下更换其中的71把刀具。
在南京长江隧道工程盾构刀盘设计时,为了能在常压下更换刀具,有六条刀盘腹壁设计为空腔,这样极大占用了刀具布置的空间,造成纬七路长江隧道盾构刀具设计数量偏少,而在实际工程施工中,能在常压下更换的71把切刀所能起到的作用很有限,但是却占用了大量的空间,无法设计更多刀具,这是本工程刀盘设计最失败的地方。
在扬子江隧道工程中盾构刀盘的设计上,采用的是“简化刀盘结构,增加刀具数量和类型,常压换刀的思想”,这是明智的,也可行的,符合实际要求的(见图2)。其中设计先行刀80把,正面滚刀80把,中心滚刀6把,切刀总共448把,其中正面切刀是392把,边缘切刀16把,中心切刀40把。扬子江隧道工程盾构刀具是南京长江隧道工程盾构刀具的3倍,同时刀具磨损采用视频化监控可靠性更高,这是确保工程成败的关键。
3 两项隧道工程的不同点
3.1 隧道设计断面形式的差异
纬七路隧道设计单层单线三车道,而扬子江隧道工程设计单线双层四车道,布局更加合理,有效利用隧道空间,设计更加科学合理,提高了单位时间的交通流量(详见图4)。
3.2 隧道地质条件的差异
南京长江隧道工程穿越的地层分布主要有淤泥、粉细沙、砾砂、卵石和风化岩层(图5);而扬子江隧道工程穿越的地层分布情况有淤泥质粉质粘土、粉质粘土、粉砂、细砂、中粗砾砂、卵砾石、及部分中风化砂岩等地层(图6),从比较中可以看出,扬子江隧道工程穿越的地质条件更复杂,更恶劣,主要是存在700多米强度达到80MPa的中风化砂岩硬岩地层,而且掌子面分布不均,对盾构掘进是很大挑战,尤其是盾构刀盘设计,刀具的要求更高。
4 两项工程施工技术难点分析
4.1 南京长江隧道工程难点分析
南京长江隧道工程具有“大、高、薄、长、险、深”等技术难点。
南京长江隧道工程水位地质条件复杂,盾构机开挖直径达到14.98m,是目前世界上最”大“的复合泥水平衡盾构机之一,盾构机在设计、制造、运输、安装难度都比较大。江中隧道在江底最“深”处达60m,承受的最高水土压力达到6.5kg/cm2,(即相当于65m的水头压力),是目前已建成超大直径盾构水下隧道项目之首,江底掘进风险很大。同时江底盾构覆土厚度超“薄”,江中长150m的冲槽地段,隧道上方覆土厚度不足1倍洞径(约10.8m,仅为开挖直径的0.72倍);隧道进出洞口段上方覆土厚度仅5.5m(约0.37倍开挖直径),对盾构开挖时开挖面稳定和地层沉降控制的技术要求极高。盾构水下一次独头掘进距离“长”达3500m,对刀具抗磨损,抗冲击能力要求高。同时在设计方面,超大直径水下盾构隧道的设计理论和经验在国内几乎是空白,国外经验也不足;施工方面,地质条件异常复杂,工程存在很大的建设风“险”。
4.2 扬子江隧道工程难点分析
除了具有纬七路长江隧道“大、高、薄、长、险、深”之难外。扬子江隧道工程同时还存在“多”、“挤”等施工难点。
南京扬子江隧道工程施工中承受的水土压力“高“达到7.7kg/cm2,(即相当于77m的水头压力),居目前超大直径盾构水下隧道项目之最。隧道最“深”度处到江底77m处,地层存在抗压强度达120MPa硬岩,对盾构掘进存在很大风险。盾构水下一次掘进距离长,地质条件复杂,在掘进过程中刀具更换极为困难,两条双向六车道的四千米长盾构段隧道掘进需一气呵成,对盾构刀具的设计要求极高。同时盾构始发和接收深基坑以及盾构隧道施工工法众“多”。
另外隧道内设计双层4车道结构,盾构掘进时,洞内空间狭小,拥“挤”,管线密布,运输繁忙,而内部结构必须紧跟盾构同步施工,前后上下多工序同时作业,狭小、拥挤的空间多工种施工,管理难度大。
扬子江隧道工程同时与纬七路长江隧道具有盾构超“大”,地质状况“险”恶,隧道穿越的覆土超“薄”等特点。
5 两项工程建设遇到的问题
5.1 南京长江隧道工程建设中出现的问题
南京长江隧道工程在建设中取得很多可喜的成绩,创造了超大直径泥水盾构在复合地层中设计与施工许多科技成果,但是由于建设经验的不足,也出现过诸多问题。
尽管工程前期也做了大量的模拟实验研究,但是因当时可借鉴的同类工程在国内几乎空白,再加之南京长江隧道工程地质比较复杂,在工程建设过程中,对工程水文地质状况的认识不足是从根本上制约纬七路长江隧道顺利贯通的原因,笔者把本工程建设重点暴露的几个问题作了总结。
1)没有充分的认识本工程的水文地质条件的复杂性,在盾构刀具设计上存在一些不足和缺陷,如刀具设计数量偏少,切刀总共为229把,先行刀仅为24把;刀具设计组合类型偏少,如没有安装滚刀,遇到复杂地质状况时,盾构无法适用,工程前期研究远远不够,也与没有同类工程经验有关。这是工程工期延误最关键的因素之一。
2)刀具磨损报警系统的失效,在盾构设计时,技术人员过分依赖刀具磨损报警系统,过分乐观该项不成熟的技术,不去总结分析盾构掘进中出现的问题,其实盾构开挖过程中,刀盘的扭矩是一个重要的判断刀具磨损程度的参数,在同样的地质条件和盾构推力下,当刀具完好时,进尺明显,而扭矩正常,而当刀具磨损严重时,刀盘扭矩异常偏大,盾构几乎无进尺,这是有经验的盾构技术人能判断出来的。因此,在今后工程中,盾构设计人员要加强研究刀具磨损系统的可靠性,可以采用视频化监控刀具的磨损状况;同时盾构施工人员也要加强研究,能通过掘进参数的比较判断刀具的磨损状况是很重要的。
3)没有及早的进行水下带压更换刀具作业模拟训练,培训能在高水压下作业的人员。当盾构刀具磨损严重,甚至刀盘都被损伤时,在常压下处理无法完成,才紧急采取水下带压作业,难度太大,耗时太长,很是失败。
4)施工过程中,盲目追求进度,而忽视对设备的维护和刀具的检查和维护工作,致使盾构刀盘被严重磨损还不为所知,直到盾构无法推进时才采取措施,这是盲目追求进度,未能制定科学合理的进度计划所造成的。如在淤泥质粘地层月进度可以达到400多米,创造了超大直径盾构掘进记录,但是在砂卵石地层盾构是很难达到这个进度的,但是施工人员盲目的推进,不去保护刀具和设备,只能造成严重后果,也给我们一个深刻教训。
5)在盾构掘进过程中,没制定严格的盾构刀具检查管理制度,不能根据实际情况定期和不定期的进行刀具检查,评估刀具磨损情况,针对实际情况制定切实可行的盾构掘进计划。而是盲目的进行施工,直到刀具磨损严重了才去检查,这时刀盘都已经被磨损了,工程管理制度的缺失也是教训之一。
5.2 纬七路长江隧道超浅埋冒顶处理措施
南京长江隧道工程水文地质条件比较复杂,江底浅覆土厚度仅为10.8m,0.7倍洞径,且该处主要为(8)、(9)粉细砂地层,其粘聚力差,盾构掘进中易发生隆馅事故,造成隧道冒顶,一旦发生泥水劈裂,造成江水倒灌,无法建立泥水平衡,危及整个工程建设的安全,在盾构推进中采取以下措施很好的规避冒顶风险的发生。
1)在江底浅覆土地层,通过准确勘探,精确掌握浅覆土厚度是计算盾构泥水压力的关键。
2)盾构推进中,严格控制泥水压力,通过复合式泥水盾构气垫调正,能把泥水压力精确的控制在±0.5bar,这样可以防止盾构开挖面泥水压力偏大,造成覆土上拱;或泥水压力偏小,造成塌方冒顶。
3)除控制泥水压力之外,要严格控制泥水质量,提高泥水的粘度,滤失量等各项指标,防止泥水损失,这也是控制泥水压力的有效措施。
4)要加强盾构同步注浆的浆液质量和数量,即保质保量的及时填充管片壁厚空间,防止盾构推进中浅覆土二次沉陷造成塌方冒顶。
5.3 扬子江隧道工程建设中的问题
南京长江隧道工程的建设经验对扬子江隧道工程有很好的借鉴作用,但是在扬子江隧道建设中依然出现了许多问题,尽管扬子江隧道工程对盾构的设计和施工管理方面做了很多充分的准备,但是在其建设过程出现的问题也值得我们反思。首先表现对工程地质的认识不足,造成盾构刀具设计不合理以及刀具配置无法适用超大断面隧道上软下硬地层的耐磨要求,致使刀具磨损严重,开挖速度慢,延误了工程工期。同时由于水压力大,盾构刀具带压作业尽管前期做了很多准备,但是工程技术人对实际情况的预判还有较大差别,造成盾构刀具更换缓慢,同时也延误了工期。
6 结语
南京长江隧道工程与南京扬子江隧道工程在地下工程领域内均为世界级难度的工程,本文对其施工技术特点尤其是盾构隧道施工技术的对比,无论是对国内甚至国际同类工程的建设都有一定的参考价值,其中南京长江隧道工程的建设取得了多项科研成果和国家专利,为中国水下工程在复合地层条件下建设积累了宝贵的经验。
在扬子江隧道工程建设中,因为汲取了南京长江隧工程建设成功的地方,也总结了其中失败之处,深入研究扬子江隧道工程技术难题,为该工程的顺利贯通奠定坚实的基础,两项超大直径盾构设计与施工取得的宝贵经验为国内以及国际同类工程的建设提供有益的参考。
摘要：通过对同类工程对比分析的方法,以南京长江隧道和杨子江隧道工程实例为基础,指出在高水压、超浅埋、长距离、高强度的卵石地层修建超大直径盾构隧道应掌握的关键技术。尤其是在恶劣的复合地质条件下,如何考虑设计盾构开挖刀具,延长盾构刀具的使用寿命,以及重视工程水文地质的研究并针对性的部署应对措施是大直径穿江盾构隧道工程成败的关键,寄希望能对国内外同类工程建设发挥一定的建设性作用。
关键词：长江隧道,扬子江隧道,技术对比
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隧道工程论文 篇5
1隧道工程机电设智能监控系统
1.1系统概述
隧道工程机电设备的智能监控系统需要众多不同的技术予以支持，通常包括计算机技术、集成电子技术、现代信息处理技术、现代通信技术、智能自动化技术、和管理与决策支持技术等。隧道工程机电设备的智能监控系统可以对信息进行搜集，然后进行加工进行使用，在此过程中进行信息的资源整合，从而达到最佳效果。
1.2建立隧道工程机电设备智能控系统的必要性
建立隧道工程机电设备智能监控系统是十分必要的，因为该系统在保障隧道工程的安全方面扮演着重要角色，目前，隧道工程的安全性的主要影响因素一是地质而是管理。一旦隧道工程发生地质灾害，机电设备智能监控系统就会启动应急模式，利用实施监控确定隧道内部的安全，并根据实际情况来进行救援和处理，可以尽最大可能减少人员伤亡和财产损失。
1.3隧道工程机电设备智能控系统的构成
1.3.1智能交通系统
（1）高清视频事件检测子系统高清视频事件检测子系统的设备是由多种复杂设备共同组成的，包括高清彩色摄像机、视频编码器、云台、解码器等等[2]。其中中心设备主要包括高清视频事件检测服务器、中心控制服务器、高视视频事件检测主机、系统管理服务器等多个部件。各组成部分的配合协作，能够管控车辆确保良好的交通状况。（2）隧道车道灯控制子系统隧道车道灯控制子系统主要包括隧道车道灯组、车道灯信号机、控制软件、中心管理主机等几个部分，该系统主要通过控制信号灯的方法负责管制交通，并且系统可以在救援工作中发挥作用，即通过和交通诱导信息发布系统合作来阻止车辆进入发生危险的隧道。（3）交通诱导信息发布子系统交通诱导信息发布子系由诱导信息分析处理和交通诱导屏两部分组成的。该系统的主要是由LED交通诱导屏、诱导屏控制单元、交通诱导服务器和操作终端等设备共同构成的[3]。交通诱导信息发布子系统能够根据交通路况的实时变化来发布信息，从而引导车辆分流，减少车辆的拥堵。（4）隧道超速违法抓拍和禁行子系统该系统可以通过前端违法抓拍设备、数据接收处理服务器、操作终端等多个设备的配合抓拍到超速车辆。（5）警用无线通信子系统警用无线通信子系统主要是通过交管无线通信子系统和无线通信子系统的结合发挥作用的。通常情况公安部门和交管部门在处理各种突发事件时用该系统进行处理。
1.3.2综合监控系统
（1）综合监控中心平台综合监控中心通常以标准以太网作为局域网，且由于双网具有明显的优势，大部分都采用双网。这使得监控系统取得了极佳的稳定性，在单点故障的情况下，不影响其他设备的工作运行。（2）火灾自动报警子系统火灾自动报警子系统的设备非常复杂，主要包括消防专用电话总机、隧道紧急电话主机、火灾报警主机、手动报警按钮感温光纤探测器等设备。该系统具有实时监控的功能，遇到危险时，第一时间察觉火灾发生的地点，及时向相关部门发出警报，再通过广播将火灾的消息告知公众[4]。并且该系统可以通过诱导发布系统和控制排水系统以及电气照明系统等的配合来进行人员疏散、及时救援、减少人员伤亡、减低财政损失。（3）设备监控子系统设备监控子系统直接接入局域网，由现场总线、控制器及其温湿度探测器等设备呈分散式构成，可以对环境和机电设备的信息进行采集。（4）电力监控系统电力监控系统包括网络通信层、站级管理层、间隔设备层多个部分，此系统可以通过网络平台促使测控单元与监控系统得以正常运行。
2隧道工程机电设备的维护管理
2.1隧道工程机电设备维护管理的必要性
机电设备对于高速公路的正常运作来说具有极端重要性，高速公路的收费、通讯和稽查等活动的开展都必须依靠机电设备的运行。对于隧道而言，机电设备就更加重要。但是，如果没有对隧道工程机电设备进行维护管理或是维护管理不达标，都会对设备的使用寿命造成不利影响，并且会增加不必要的维修费用[5]。所以说，对隧道工程机电设备进行维护管理不仅是十分必要的而且具有重要意义。
2.2隧道工程机电设备维护管理中的问题
2.2.1效率低下
尽管我国公路的建设规模不断扩大，但隧道工程机电设备的维护管理工作由于受到我国目前传统管理体制的影响，加上某些隧道在特殊的地理位置上，分散式的运作方式使得维护管理效率低下，管理工作困难重重，不仅造成人员的浪费，也使得经济效益难以取得最佳效果。
2.2.2缺乏隧道工程机电工程养护系统评价标准
我国目前尚未形成一套合理的受到多数人认可的隧道工程机电工程养护系统评价标准，某些单位常常为了及时交工，往往只重视路面工程，根据经验做出判断，对于施工安全缺乏重视，难以保障施工的进度和安全。
2.3进行隧道工程机电设备的维护管理的建议
2.3.1实现资源共享
更好地进行机电设备维护管理工作，不仅需要个单位的协作配合还应做到信息共享，明确各自的责任、细化工作流程，统一人员的配置，整合资源并加以共享，使得各单位各系统都能更好的发挥各自的只能，使隧道机电设备维护管理工作取得更好的效果。
2.3.2建立合理的养护系统评价标准
为了保障施工的质量和安全，建立一套合理的受到多数人认可的隧道工程机电工程养护系统评价标准是十分重要的，此评价体系不仅要包含多个指标，还应具备可量化和可执行的特点，对于隧道工程机电设备维护管理做出规范和要求。
2.3.3加强维修队伍的建设
维修队伍应该在隧道工程的各个方面和各个阶段都做到绝不缺席，对机电设备高度负责也是对施工安全做出保障[5]。为了更好地进行隧道工程电设备的维护管理，维修队伍需要提高自身素质，重视队伍的建设，要求维修人员对施工现场和设计图纸都有详细了解，工程验收做到严格把关，不断提升专业素质并具备高度的责任心和进取精神，在实践中积累经验总结教训。
3结语
总而言之，对隧道工程机电设备实施智能监控及维护管理是必要的且重要的，不仅具有极大的经济价值还包括重要的社会效益。相关部门应该把隧道工程机电设备的智能监控及维护管理工作放到突出位置，在深入研究隧道工程机电设备的维护管理工作中的常见问题的基础上，针对如何更好地进行隧道工程电设备的维护管理工作进行探讨。
参考文献
[1]林华彬.高速公路电力监控智能化管理技术探讨[J].公路交通科技：应用技术版，20xx，22（1）：23~24.
[2]张文.隧道施工监控量测数据分析处理和信息管理系统研究与应用[D].兰州交通大学，20xx，44（7）：102~104.
[3]刘洋，陈帅.高速公路隧道集成化智能化监控技术与设计分析[J].大科技，20xx，9（5）：92.
[4]范璐.智能信息化监控系统在隧道工程中的运用[J].工程技术：文摘版，20xx，4（11）：00096.
[5]周进.公路隧道前馈式通风系统及隧道机电智能监控技术研究新进展[J].移动信息，20xx（11）：00042~00044.
盾构隧道工程始发技术 篇6
1 关键始发技术
1.1 始发端头加固处理
在盾构始发之前,一般要根据洞口地层特性,采取有针对性的处理措施,加固后的地层要具备一定的侧向自稳能力,且不能有地下水的损失。常用的处理方法有搅拌桩、旋喷桩、注浆法、SMW工法、冷冻法等。根据天津盾构实践经验,由于本地区在隧道穿越层大量存在含承压水粉细砂层,一般的加固方法大多都能很好的解决土体自稳问题,而对地下水(砂)的流失效果不佳。从实践来看,水平注浆和冷冻法对防止地下水(砂)流失效果更为明显。
1.2 围护结构破除
根据经验,一般在始发前10天左右开始切除洞口围护结构。第一次先将围护结构主体凿除,只保留围护结构的内层钢筋及部分混凝土;第二次在盾构始发前将内层钢筋和混凝土保护层凿除。第二次凿除前,将混凝土分成若干区域,区域之间仅留内层钢筋,以便在切断钢筋后吊运。
在凿除完最后一层钢筋和混凝土之后,要及时检查始发洞口的净空尺寸,确保没有钢筋侵入刀盘切削范围之内。
1.3 洞门密封技术
密封洞门是为了防止盾构在始发时注浆的浆液外泄,压板按种类分有插板式和折叶式两种,洞门密封的施工分两步,第一步是在车站结构施工中,做好始发洞门预埋件的埋设工作,要特别注意的是在埋设过程中预埋件必须与车站结构钢筋连接牢固;第二步是在盾构正式始发之前,完成洞门密封帘布的安装,此时应检查压板是否能起到阻挡帘布的作用。
1.4 始发导轨安装
在围护结构破除后,盾构始发台端部距离洞口围岩必然会产生一定的空隙,为保证盾构在始发时不至于因刀盘悬空而产生盾构“叩头”现象,需要在始发洞内安设洞口始发导轨。安设始发导轨时应在导轨的末端预留足够的空间,以保证盾构在始发时不致因安设始发导轨而影响刀盘旋转。
1.5 反力架及负环管片的安装
1)反力架位置的确定依据。反力架的位置确定主要依据洞口第一环管片的起始位置、盾构的长度以及盾构刀盘在始发前所能到达的最远位置确定。2)负环管片环数的确定计算。假定盾构长度LTBM=8.3 m,洞口围护结构在完成第一次凿除后的里程DF,设计第一环管片起始里程D1S,管片环宽WS=1.2 m,N为负环管片环数。那么在端头井内始发时最少负环管片环数为:N=(D1S-DF+8.3)/WS。3)反力架位置的最终确定。在确定始发最少负环管片环数后,即可直接定出反力架及负环管片的准确位置。反力架端部里程为:D1S-N×WS。4)反力架安装要求。由于反力架为盾构始发提供初始推力以及空间姿态,在安装反力架时,左右偏差控制在±10 mm之内,高程偏差控制在±5 mm之内,上下偏差控制在±10 mm之内。水平轴线的垂直方向与反力架的夹角小于±2‰,盾构姿态与设计轴线竖直趋势偏差小于2‰,水平趋势偏差小于±3‰。
1.6 盾构始发
1)负环管片安装。a.负环管片安装准备。在安装负环管片之前,为保证负环管片不破坏尾盾刷,在拼装好以后能顺利推进,盾尾要涂抹足够的油脂。b.负环管片后移。第一环负环管片拼装成圆后,在后移过程中,要严格控制每组推进油缸的行程,保证每组推进油缸的行程差小于10 mm,直至管片和反力架接触密贴稳固。c.负环管片的拼装类型。在端头井内的负环管片拼装通常采取通缝拼装,主要是因为盾构井一般只有一个,在施工过程中要利用此井进行出渣、进管片,采用通缝拼装以便能及时、快速的拆除负环管片。2)盾构推进。a.空载推进。盾构在空载向前推进时,主要控制盾构的推进油缸行程,限制盾构每一环的推进量。同时检查盾构是否与反力架、始发洞发生干扰或是否有其他异常事件或事故的发生,确保盾构安全推进。b.盾构姿态控制。通过盾构机的推进油缸行程来控制姿态。c.盾构推进参数控制。在保证盾构正常推进的情况下,控制好总推力和刀盘扭矩。3)洞门注浆。在盾尾完全进入洞体后,调整洞门密封,进行洞门注浆。浆液要注满,而且要有早期强度,注浆压力控制在1.5 bar以内。
2 常见问题及处理
1)出现涌水涌砂现象。天津地区地质条件的特殊性,涌水涌砂是在始发过程中经常遇到的问题。通过工程实践,采用水平小导管注浆加固是一种实用有效的加固方法。一般是在始发前完成注浆处理,并在始发前做探空实验,确保无地下水涌出方可始发。
2)土体失稳。开洞门时土体失稳主要表现为土体坍塌,其主要原因也是由端头加固效果不理想所致。小范围的土体坍塌可采用边破除洞门混凝土,边利用喷素混凝土的方法对土体临空面进行封闭。如果土体坍塌失稳情况严重时,只有封闭洞门重新加固。
3)支撑系统失稳。支撑系统在某些情况下由于盾构机推进中的瞬时推力或扭矩较大而产生失稳,这样将导致整个始发工作的失败。对于支撑系统的失稳只能从预防角度进行,前期计算要准确,预留一定的富余量,在始发阶段对支撑系统加强监测,随时准备加固处理。
4)地面沉降量大。由于始发施工的特殊性,始发阶段的地面沉降值均较大,因此在始发阶段需控制好注浆压力及注浆量,同时加大监测频率,必要时采用二次注浆方法控制地面沉降。
3 工程实例
天津地铁2号线目前有6个盾构标段在施工,其中10标的地质条件和始发处理方法最有代表性。该标段工程沿线地势较平坦,地面标高为1.78 m~2.41 m。表层为人工填土,盾构主要穿越的土层为粉质黏土,局部为粉土和淤泥质粉质黏土。其中粉质粉土可塑~流塑,与粉土互层,粉质黏土压缩性高。盾构推进深度范围内(4)1层粉质黏土,在水头差作用下,易产生流砂现象。地下水情况:地下水埋深为0.9 m~1.7 m,为微承压水,对混凝土有弱腐蚀性。在前期端头加固处理中,为确保加固质量,使用了高压旋喷的方法。始发时用风镐对车站的连续墙进行了凿除,凿除至第二层钢筋时出现了涌水涌砂,经过小导管水平注双液浆成功处理了此问题。始发效果非常理想,未出现异常情况,地表沉降量控制在3 mm以内。
4 结语
盾构始发是否成功,主要由始发条件及始发施工技术环节决定。前期的地质勘探,始发区域调查,特别是对端头土体的液限、塑限、渗透系数、含水量等各种物理力学指标进行评估是相当有必要的。同时,应对始发技术中的每一个环节进行细致的控制,以确保各种处理措施达到预期效果。因为始发技术与各个工程的始发条件息息相关,所以始发技术要根据具体条件而定,如采用什么端头加固方式、连续墙破除方式、反力架的定位等,均需根据现场条件选择最合适的方法。
摘要：结合盾构隧道施工始发技术在天津地铁工程施工过程中的应用,介绍了盾构施工始发技术的组成、关键技术、关键工序及工艺,并提出了常见问题的对策和预防措施,以推广始发技术的应用。
关键词：盾构隧道,始发,施工,技术
参考文献
隧道项工程 篇7
1 测量软件隧道模块在隧道工程测量中应用的关键技术说明
测量软件隧道模块在隧道工程测量中应用的关键技术主要包括线路计算、放样功能、断面测量、掌子面周边眼标定以及模板、设施定位安装等关键技术, 以下将分别给予详细的说明。
(1) 线路计算、放样功能, 能计算任意点里程坐标正、反算, 能计算圆、缓和、凸型、S型、C型、回头曲线、卵型曲线等, 实时现场计算。
(2) 断面测量, 任意设站, 可以完成多个断面测量, 隧道断面超、欠挖值, 超、欠挖面积检查, 断面测量完成的同时数据处理完成。
(3) 掌子面周边眼标定, 任意设站, 随机测点, 实时计算, 直接给出标定指导值, 速度快、效率高, 精度高。
(4) 模板、设施定位各安装, 现场施工指导模板、拱模、密封圈、钢拱架、锚杆的定位安装, 定位安装效率高、精度高。
2 测量软件隧道模块在隧道工程测量中应用的准备工作
第一, PDA (HP IPAQ) 掌上电脑开启, 进行开始菜单启动I-SurveyGeomatic Office, 创建新项目 (工程名称、创建人员、工程说明、天气条件、建筑名称、建设单位、监理单位、施工单位等录入完成) 点击创建按钮完成工程项目创建。
第二, 点击桌面参数图标进行参数录入, 参数的录入主要包括平面参数录入、纵坡参数录入和断面参数录入, 以下将分别给予详细的说明。
(1) 平面参数录入, 对于连拱隧道平面参数录入按照左右洞单独进行参数录入。陇内隧道位于直线段上参数如下:
(1) 桩号K 1 7+6 3 6.7 1 8的坐标为 (620255.642, 512852.729) , 桩号K18+994.837的坐标为 (618953.633, 513239.007) 。
(2) 左右洞距中线7.08米。
点击参数录入平面图标进行平面参数录入, 创建进入另存为界面, 给平面参数文件命名:SD CARD百靖百靖左.hor, 确定进行平面参数录入, 要输入的相关参数如下:
曲线类型为交点法直线, 交点里程为17636.718, 两个交点的坐标分别为 (620257.656, 512859.454) , (618995.647, 513245.795) , 交点里程为18994.837。
对数据进行复核无误后点添加进行翻页点右下角存盘图标进行数据存盘并翻页进行图形存盘, 完成相关操作后, 退出平面参数录入界面。需要说明的是, 如平面参数为连续线型的圆曲线、缓和曲线等则在添加后继续进行交点法圆曲线、交点法缓和曲线等录入。
(2) 纵坡参数录入, 点击参数录入纵坡图标进行纵坡参数录入, 创建进入另存为界面, 给纵坡参数文件命名:SDCARD百靖百靖纵坡.ver, 确定进行纵坡参数录入, 纵坡参数录入第一段必须为直线, 要输入的相关参数如下:
曲线类型为直线, 起始交点里程为15600, 起始交点高程为399.68, 终止交点里程为16100, 终止交点高程为419.18。
输入相关参数, 经检查正确无误后添加如下的参数:
曲线类型为竖曲线, 起始交点里程为16100, 起始交点高程为419.18, 终止交点里程为17840, 终止交点高程为448.76, 竖曲线半径为16000, 其中凸曲线时为正, 凹曲线时为负。
以上经检查正确无误后进行如下的参数输入:
曲线类型为竖曲线, 起始交点里程为17840, 起始交点高程为448.76, 终止交点里程为18340, 终止交点高程为450.4, 竖曲线半径为25000。
以上参数经检查正确无误后进行如下参数的输入:
曲线类型为竖曲线, 起始交点里程为18340, 起始交点高程为450.4, 终止交点里程为19130, 终止交点高程为467.666, 竖曲线半径为22000。
(3) 断面参数录入, 断面参数录入需要注意如下几点:
(1) 以隧道中心线与线路标高线 (一般为内轨顶面) 的交点为坐标系的原点, 图1的01 (0, 0) 为坐标原点。
(2) 天顶方向为Z坐标轴, 上正下负, 如图1中竖轴为Z坐标轴。
(3) 线路标高线 (一般为内轨顶面) 为Y坐标轴, 左负右正, 如图一中横轴为Y坐标轴。
(4) 断面参数坐标数据和半径都是以厘米为单位。
(5) 角度按度分秒方式录入, 顺时针依次录入各段曲线, 录入曲线数据后添加一段曲线。
3 测量软件隧道模块在隧道工程测量中的实际应用分析
本文以测量软件隧道模块在隧道工程隧道断面的测设中的应用为例, 来对测量软件隧道模块在隧道工程测量中的应用进行分析。其中测量软件隧道模块在隧道工程隧道断面的测设步骤如下:
第一, 进行PDA与Nivo c 2.0的联机。在测站点上整平对中Nivo 2.0 c全站仪, 开启Nivo 2.0 c进入Tsmode模式进行仪器通讯设定 (界面和PDA保持一致) , PDA按下仪器设定进行仪器设定界面为:仪器厂商为日本的尼康, 仪器为Nivo c系列, 端口为COM 1, 波特率为9600, 数据位为8位, 停止位为1位, 校验时间为6秒, 仪器类型为全站仪。设置好后, 按下关闭按钮存盘退出, 设置成功。
第二, 设站定向。在设站点和后视点的三维坐标数据录入复核无误后按下计算按钮进行计算, 后视方向值返回后按下关闭按钮完成设站定向。
第三, 道路参数管理。打开道路图标进行道路参数管理界面。线路平面参数, 按下打开图标选择线路平面参数文件S D CARD百靖百靖左.hor, 线路纵坡参数, 按下打开图标选择线路纵坡参数文件SD CARD百靖百靖纵坡.ver, 设计断面参数, 按下打开图标选择设计断面参数文件SD CARD百靖百靖断面.sha。完成后关闭界面退出线路参数管理。
第四, 测量放线。按下线路图标, 在线路测设界面下按下隧道图标进入隧道模块, 进入如下界面:测点名为1, 测量坐标为 (619170.444, 513175.614, 462.515) , 设计高为459.775, 设计差为462.51, 改正为0, 偏离中线为6.179, 改正为0, 完成以上参数输入后, 按下记录图标进行下一个点测量直至整个断面测量完毕翻页进行数据EX-CEL界面按下存盘图标进行数据存储, 完成隧道断面的测设。
第五, 主要的超欠挖量断定和控制。在测量过程中测量完毕按下XY-K后显示的径向差即可作为断面开挖过程中超、欠挖和模板、设施定位和安装的基础。然后退出隧道模块按下查看图标进行断面数据处理界面, 打开实测数据文件SD CARD百靖Z D K 1 8 7 6 9.m e a, 更换设计断面S D CARD百靖百靖断面.sha, 按下成果生成, 生成DXF图形报告文件SDCARD百靖DK18+768.665.dxf。
第六, 炮孔标定和机具及模具指导定位。以上为隧道模块断面测量软件测试全过程, 一个断面测量经测试劳动强度相当于常规测量的40%左右, 严格控制超、欠挖, 并有效的指导施工机具及模具等的施工就位, 切实的提高施工效率, 为工程建设创造较高的效益。
4 结语
大量的工程实践证明, 测量软件隧道模块在隧道工程测量中的应用可以严格控制工程的施工质量, 并有效的指导施工机具及模具等的施工就位, 相关数据还表明, 测量软件的应用使测量工作强度降低60%左右, 测量工作效率提高60%左右, 隧道施工成本节约20%左右, 可见, 测量软件隧道模块在隧道工程测量中的应用, 显著的提高了工程的施工效率, 但也存在不饱和缓和曲线型线路无法进行计算的缺陷。
参考文献
铁路隧道工程安全管理 篇8
关键词：铁路隧道工程,安全管理
根据国家发展战略需要, 为解决日益突出的能源紧缺问题, 国家投入巨资修建中南部铁路通道, 以解决日益突出的电煤问题。在中南部铁路通道工程建设中, 必然涉及大量的隧道工程施工, 隧道施工安全问题十分严竣。目前, 国家将发展与安全并举, 不但加大《安全生产法》和《建设工程安全生产管理条例》执行力, 而且不断出台政策和新的标准及法规, 给隧道工程施工提出了更加严格的要求, 隧道施工安全管理也面临着前所未有的挑战和机遇。做好施工现场的安全管理是国家法制的需要, 也是全员安全与健康的需要, 更是企业发展和提高经济效益的需要。作者所经历的隧道施工安全管理事实表明, 铁路隧道工程涉及的不确定性和不确知性, 导致在建阶段存在较大的安全风险, 人为或非人为因素导致的安全事故可使国家和企业造成巨大的经济损失, 并产生不良的社会影响。因此, 加强施工安全管理, 研究采用系统、科学、适用的隧道施工安全管理模式非常必要。
1 铁路隧道工程安全管理体系
1.1 安全管理组织机构
(1) 成立项目部安全生产委员会或安全文明施工领导小组, 项目部领导和各部门的主要领导参加, 作为全标段工程安全管理的最高层机构, 并设置项目部安全总监、安全质量管理专职部门, 配置管理相适应的安全管理人员和部门负责人, 负责全标段工程的安全生产工作领导、监督管理与协调。
(2) 成立各分部安全生产委员会或安全文明施工领导小组, 各分部领导和各部门的主要领导参加, 作为施工线段工程安全管理的最高层机构, 并设置项目部安全总监、安全管理专职部门, 配置与管理相适应的安全管理人员和部门负责人, 负责对线段全工点工程的施工安全工作领导、监督管理与协调, 并对隧道施工队实行全方位、全过程的监督管理。
(3) 隧道施工队作为工程建设的实施者和主要责任方, 作为项目部和分部派出机构, 负责工点的隧道工程施工安全。隧道施工队成立安全文明施工领导小组, 由队长、主管、九大员 (其中含一名专职安全员) 、班组长参加领导小组, 班组长是现场作业面兼职安全员, 从而形成横向到边、纵向到底的安全管理体系。
1.2 建立安全责任制和规章制度
项目部各单位、各部门应根据其岗位职责建立健全安全责任制, 从管理层到工作层, 层层签订安全责任书, 形成安全值班、检查、例会等制度, 检查、记录现场隐患, 研究安全生产对策。用制度的形式明确各级各类人员在施工活动中应承担的安全职责, 做到安全生产事事有人管, 件件有落实。
结合隧道特点的安全规章制度是建立行之有效安全管理的基本措施, 国家行业的法律法规、标准是规范管理的普遍要求, 管理的实施还需要铁路隧道客观的规章制度。因此, 项目部和分部结合实际, 建立健全和细化了操作性规章制度, 从而保证了隧道施工特点的安全生产管理制度落实。
1.3 施工安全目标
项目部和各分部要根据工程的情况, 制定切实可行的施工安全目标, 确定现场安全管理要达到的标准, 主要目标内容包括:对安全经费的投入、安全文明施工等目标和生产各因素状态的约束与控制, 使现场安全管理有一个明确的工作方向, 同时对目标进行层层分解, 落实到人。
1.4 方案和措施
项目部和分部组织编制施工方案和安全措施。方案和措施要针对各工点实际需要和地质状况特点及可能给施工造成的危害, 以及可能给安全带来不利影响;针对隧道施工掘进、初支、二衬的监控量测;针对各种施工机械、电气设备可能给施工带来的不安全影响;针对施工中所使用的易燃、易爆和有毒物质等可能给施工带来不安全影响;针对施工现场的周边环境可能给施工人员带来的危害, 从方案、步骤、工艺、技术上采取措施, 将影响安全的因素排除到最低限度。
1.5 安全教育培训
项目部和分部及隧道施工队定期或不定期地对有关人员进行安全技术交底、安全教育与培训, 以增强人的安全生产意识, 提高安全生产知识, 有效地防止人的不安全行为, 减少人为失误。安全教育培训是进行人的行为控制的重要方法和手段, 因此, 进行安全教育培训要因地制宜, 内容合理、方式多样, 形成制度, 组织安全技术交底, 教育培训要严肃、严格, 讲求实效。
1.6 标准化建设
铁路隧道工程要以工点为单位, 实施隧洞建设队伍结构标准化、施工程序标准化、拌和楼和金结加工车间标准化、生活营地标准化、仓储料场标准化、标志设施及规章制度九牌一图标准化。通过标准化建设, 提高本质化安全内涵, 提升企业形象, 从而固化铁路隧道工程安全文明施工基础。
2 铁路隧道工程施工安全管理
2.1 安全检查
安全检查是发现不安全行为和不安全状态的重要途径, 是消除事故隐患, 防止事故伤害, 改善劳动条件的重要方法。检查人员应认真学习和熟练掌握有关的法律、法规和行业标准、规范, 使其熟悉掌握铁路行业涉及安全生产质量控制的“四条红线”即:施工工艺、安全步距、防水设施布设, 钢架间距。安全生产“三条红线”即:高风险工点安全专项方案未经批准不得开工;既有线施工方案未经批准, 各种程序未履行不得开工;隧道安全步距超标和擅自改变开挖方法必须停工。行业强制性标准和规定, 保证了检查按照标准、规范进行。
(1) 安全检查的组织。建立安全检查制度, 并按制度要求的规模、时间、原则、方式落实, 做到有计划, 有目的, 有准备、有整改, 有总结, 有处理。
(2) 安全检查的准备。首先应分析隧道工程设计资料, 确定检查重点, 把精力侧重于事故多发部位和工种;然后确定安全检查目的、步骤、方法, 并成立检查组, 安排检查日程, 同时还要规范检查记录及表格, 使安全检查逐步科学化、规范化。
(3) 安全检查的形式。形式有日常性安全巡查、定期安全检查、突击性安全检查、特殊安全检查, 检查应结合施工管理的需要和施工季节性变化。
(4) 消除危险因素。安全检查的目的在于发现、处理、消除危险因素, 避免事故伤害, 实现安全生产。
(5) 检查结论。下达隐患通知书, 通知书建议措施要有可行性、针对性和操作性, 使其整改隐患的整改能达到要求。
2.2 安全考核工作
针对安全生产责任制和标准, 制定具体的考核办法;并成立以安委会安全领导小组为首的考核小组, 定期对在建工点进行考核。考核结果由考核小组讨论后决定。考核内容侧重于本阶段施工重点, 按照安全责任制和标准进行现场对比。考核结果要通过奖惩挂钩来促进安全管理效能的发挥。
2.3 隐患整改闭环
单位或隧道施工队对隐患整改通知书的内容, 应落实到班组或具体责任人, 按要求整改后, 单位或隧道施工队应向上级提交隐患整改报告书, 下达隐患通知书部门要及时组织进行整改效果的验收。验收合格后, 可进入正常施工。对于危及生命的重大安全隐患, 安质部门有权要求其立即停工整改, 并派专人监督, 直至消除隐患后复工。
3 安全文化
营造企业安全文化氛围, 可以增强员工的安全意识, 形成良好的安全生产环境。具体作法:一是以开展标准化建设为载体, 通过行政机构或群众组织的形式来营造;二是定期开展安全活动。活动内容包括:宣传推广先进的管理经验、惩罚安全考核中落后单位, 研发解决问题策略或办法;三是建立“违章曝光台”, 以达到杜绝违章、确保施工安全的最终目的。“违章曝光台”是遏制违章现象的有效办法, 以反面教材施加舆论压力, 宣染和营造浓厚的安全生产氛围。
4 隧道工程施工安全管理要点
4.1 隧道工程施工安全注意事项
首先, 采取科学的施工方法;其次, 项目部或分部管理人员、队负责人、安全员、技术员到位, 安全技术交底和危险源预知及应对方案和安全撤离方案;最后, 要采用监控量测技术观测隧道的稳定。
4.2 采用现代隧道施工安全技术, 降低安全风险度
4.2.1 控制掌子面变形、坍塌
(1) 超前支护。超前支护即所谓的“先支后挖”技术, 是通过在掌子面沿隧道开挖轮廓线外一定范围内, 进行水平预加固的支护结构。常用的超前支护种类有超前锚杆、超前小导管注浆、超前大管棚;软弱围岩超前支护施的超前管棚为保证管棚与钢架的联合支护作用, 管棚外露部分应焊接于钢架上;同时, 必须按设计要求进行压浆, 以起到加固围岩的作用。
(2) 掌子面锚杆。设置掌子面锚杆的目的是控制围岩开挖后的先行位移和掌子面位移, 也是给大断面开挖创造条件, 有利于控制先行和后期围岩、支护变形。掌子面锚杆的长度一般都在10~20 m之间, 宜优先采用易于切割的玻璃纤维锚杆。
(3) 掌子面喷混凝土封闭。掌子面喷混凝土是现场使用较多的另一种维持掌子面稳定的支护措施。
(4) 掌子面预留核心土。掌子面预留核心土防止掌子面失稳、坍方是隧道中运用最广、最简单、最经济的安全技术措施之一。
4.2.2 隧道支护施工安全技术
(1) 初期支护。喷射混凝土:技术上要保证必要的早期强度, 以尽快对围岩提拱支承力, 24小时抗压强度不应低于10 MPa;锚杆:按照一定间距布置的径向锚杆, 将隧道周边一定深度内的围岩加固, 承担外层围岩传来的荷载, 从而达到保持围岩和支护的稳定性的目的;钢架:钢架分型钢钢架与格栅钢架两种, 与锚杆、喷混凝土共同使用。钢架具有前期支撑围岩、补强喷射混凝土、超前支护支点、共同稳定初支的作用, 要求是采用工字钢或“八字结”形联系钢筋的格栅钢架, 应有控制钢架位移和下沉的大拱脚、锁脚锚杆。
(2) 仰拱施作。隧道施工中, 仰拱与初支钢支撑成环, 形成环式拱圈, 其承载力增加数倍。为确保隧道施工安全, 铁道部规定, 仰拱开挖每循环进尺不得大于3 m, Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩封闭位置距离掌子面不得大于35 m。
(3) 二次衬砌。主要发挥着承载, 并与初期支护共同承担后期围岩变形压力, 为隧道体稳定安全储备和保障运营的安全作用。二衬适宜在初期支护的位移收敛后施作, 但对于浅埋软弱围岩隧道, 应适时施做加强二次衬砌;软弱围岩段均应采用带仰拱的衬砌, 仰拱与边墙应圆顺连接, 减少应力集中;二次衬砌仰拱 (底板) 超前, 并分段整体浇筑;衬砌背后空洞应采用二衬同级混凝土或注水泥砂浆回填密实, 为保证隧道的安全稳定, 铁道部规定二次衬砌与掌子面Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩间距不得大于120 m、90 m、70 m施作。
4.3 采用科学的监控量测技术方法, 防患于未燃
按围岩级别设置监控量测点, 并定期进行监测分析其变化数据, 在地质构造复杂、地下水丰富的危险地段和洞室关键地段, 应根据围岩监测系统设计和技术要求, 设置收敛计、测缝计、应力应变等监测仪器观测隧道成形段面, 以辨别预知隧道围岩的变化, 提前预警和应对, 消除重大风险的危害。
5 结束语
隧道工程坍塌段施工方案 篇9
1 工程地质概况
某隧道全长2 660 m, 进口里程DK135+385, 出口里程DK138+045。进口洞门设计为偏压式明洞, 后接7 m明洞, 施工暗洞进洞里程DK135+393, 明洞长度8 m。进口位于R=4 000曲线外侧, 进洞19 m衬砌断面加宽W=60 cm, 其余均位于直线上。
工程地质状况十分复杂, 洞口段为浅埋段, 洞身地层为砂岩, 呈碎石状压碎结构, 泥质砂岩及泥岩, 呈碎石、块石状镶嵌结构, 弱风化, 节理裂隙发育。DK135+385～DK135+392为V级围岩, 采用明洞衬砌;DK135+392～DK135+460为V级围岩, 采用V级加强复合式衬砌;DK135+460～DK135+500为Ⅳ级围岩, 采用Ⅳ级围岩复合式衬砌;DK135+500～+730为Ⅲ级围岩, 采用Ⅲ级水平成层复合式衬砌。Ⅲ级水平成层复合式衬砌支护参数:初支:拱部喷18 cm, 边墙10 cm, 拱部格栅高度120 mm, 间距1.5 m, 每个节点设置2根锁脚锚管;锚杆拱部3 m, 边墙2.5 m, 间距1.5 m, 梅花型布置。二衬:拱墙35 cm, 仰拱45 cm。Ⅳ级围岩复合式衬砌支护参数:超前支护:3.5 m长φ42超前小导管注浆, 壁厚3.5 mm, 每两榀施作1环。初支:拱墙18 cm, 仰拱10 cm, 拱墙格栅高度120 mm, 间距1.2 m, 每个节点设置2根锁脚锚管;锚杆拱墙3 m, 间距1.2 m, 梅花型布置。二衬:拱墙40 cm, 仰拱45 cm。
2 先期施工及坍塌情况
坍塌前, 某隧道进口开挖总长度204 m、二衬83 m、仰拱浇筑长度123 m。掌子面里程DK135+589, 下台阶里程DK135+551, 仰拱里程DK135+508, 二衬施工里程DK135+468。施工方法按Ⅲ级围岩水平成层复合式衬砌, 按设计采取台阶法施工, 弱爆破开挖。
由于该某洞轴从山体崖壁一侧通过, 崖壁偏压失稳自然垮塌, 影响并冲击完成初支的DK135+468～DK135+508段, 洞内初支段出现坍塌先兆, 管理人员及时撤离了机械和人员, 后半小时便发生了长线段坍塌。塌腔高度15～20 m左右, 长约40 m, 坍塌总量约在5 000 m3, 造成DK135+468～DK135+508段初支挤压变形侵限、喷砼脱皮掉块、钢格栅扭曲变形。
3 坍塌段地质特点和方案设计
3.1 坍塌段地质特点
根据地质物探资料分析某隧道坍塌段地质特点大致如下:
(1) 坍塌段地质状态呈松散结构, 开挖掘进将不能形成自然拱, 更无法构成足够的超前支护体系以承受坍塌体重量。
(2) 一般的小导管及简单的注浆不能起到有效的超前支护作用。
(3) 坍体中存在孤立的巨石或大块石, 与松散碎渣混杂, 小导管无足够的刚度将大块石固牢, 同时注浆的强度也不能将其与碎渣形成有效的稳固体。
(4) 坍塌体中有大量的角砾碎石, 如果不能超前注浆固结形成掘进面四壁整体结构, 将会在山体和松散坍塌渣压力下失稳发生继变性松塌。
3.2 方案设计
(1) 先期处理方案设计。待隧道塌方稳定后, 对洞内塌方体见断面的初支开裂、掉块、变形段进行反压回填土石方。回填分三级台阶, 10 m长一个台阶, 从DK135+468起回填到拱顶DK135+498。
(2) 长管棚结合超前注浆技术方案设计。根据坍塌体的工程地质特点, 在拱部140度范围内, 设计长管棚技术施作。管棚长40 m, 间距3根/m, 结合超前预注浆技术, 在开挖轮廓线外形成约3 m厚的加固圈, 并在开挖时以小导管补强注浆。
(3) 科学的监测方案设计。建立科学的监测体系, 监测支护体系的变形, 判断结构的稳定性和安全性, 及时反馈给设计与施工单位。
4 施工方案
4.1 技术难点与技术关键
(1) 40 m长管棚与注浆加固圈在拱顶形成了稳固可靠的固结拱形壳, 作为支承松散坍方体超前支护体系保护壳, 是保证开挖安全和防止坍方进一步扩大的关键。
(2) 坍方体内大部分呈松散屑碎状, 且又混有大小不一的硬质岩块, 施钻困难, 成孔性差, 容易卡钻, 下管难度大, 这些问题的解决直接关系到管棚的施作进度。
(3) 初支变形侵限严重, 后续处理难度大, 严禁采用爆破, 只能用风镐进行人工凿除。
4.2 具体的施工步骤
(1) 施工工序与步骤。先期土石方回填→施作管棚空间和导向墙→40 m管棚施工→施作超前小导管→上台阶、中台阶、下台阶开挖与支护→底板仰拱开挖与支护→二衬混凝土浇筑。
(2) 施作管棚空间和导向墙。在DK135+490～+498施作大管棚, 在换钢拱架同时将断面两侧再加大50 cm, 拱顶抬高50 cm, 施作管棚工作间。在+496～+498施作2 m厚砼导向墙, 导向墙内4榀I20a钢拱架一直做到边墙脚, 并用混凝土作成套拱形式。
(3) 长管棚施工。在DK135+496 (或+503) 起施工大管棚。DK135+496～DK135+599 (掌子面+589, 大管棚伸入未开挖段10 m做为搭接长度) 采用φ108大管棚超前支护, 大管棚长度50 m, 每根钢管长度为50 m, 环向间距为3根/m, 拱部140°范围内共39, 根外插角1°～3°。钢管壁厚6 mm, 每根长6 m, 采用丝扣连接 (或焊接) 。管棚施工采￠143跟管钻机, 钻头退出, 插入φ108管棚, 保证管棚在塌体内伸入长度。为加强大管棚刚度, 大管棚打入后内加钢筋笼, 按水与水泥1∶1比例注入水泥浆, 注浆压力2 Mpa以上。
(4) 钻孔工艺。预设￠180导向管在导向墙内→￠143套管钻进→偏心钻头取出→安装108管并预埋4根￠22钢筋笼→注浆→封孔。
(5) 管棚注浆。为加强大管棚刚度, 大管棚打入后内加钢筋笼, 按水与水泥1∶1比例注入水泥浆, 注浆压力2 Mpa以上。
(6) 小导管注浆补强。长管棚注浆加固范围有限, 很难达到3m的加固圈, 为此在开挖过程中, 需施作小导管注浆补强, 小导管采用φ32无缝钢管, 长4 m, 在导管上每20 cm梅花型布置注浆孔, 导管间距为65 cm, 外插角30°, 小导管注浆采用水泥注浆。
(7) 开挖与初期支护。1) 采用三台阶法开挖, 每次开挖一榀, 中、下台阶开挖二榀, 初期支护与开挖紧跟 (即每开挖一个循环立即立拱挂网喷混凝土施作初期支护, 台阶分部施工, 台阶长度不超过3 m, 开挖进尺0.8 m) 。2) 因塌方体高度不明, 开挖后洞室变形及结构承载力不能较为准确的计算, 为防止变形过大造成初期支护结构侵入衬砌净空, 根据工程类比在开挖中预留30 cm的下沉量, 即扩大开挖断面30 cm, 采取铁铲或风镐人工开挖, 在有基岩或巨大岩块出露处, 可松动爆破后再人工开挖上台阶断面, 并采用预留核心土环形开挖, 以保证掌子面的稳定与安全。3) 中、下台阶断面采用左右错开马口形式开挖 (马口错开长度为3 m) , 下台阶开挖后应及时清底施作仰拱, 确保初期支护的及时封闭。4) 初期支护采用I20a型钢, 间距0.6 m, 按开挖进度每循环一榀, 拱架间连接筋采用ф22钢筋, 连接筋间距为1 m, 喷射混凝土厚度30 cm, 喷射混凝土标号C25, 锁脚导管采用ф32无缝钢管并注浆, 钢筋网为:20 cm×20 cmф8的钢筋网片。5) 开挖完成后及时施作, 要确保支护体系的及时封闭, 即尽早喷混凝土以减少开挖后围岩的暴露时间, 并及时施作仰拱, 使支护结构尽快封闭成环, 以改善成形段洞室结构的稳定性。
5 施工参数统计分析与效果评定
5.1 施工参数统计分析
管棚及注浆施工参数统计与分析情况如下:
(1) 导向管外插角为1°～3°, 间距为30 cm, 满足设计与规范要求, 为保证管棚制定精度创造了条件。根据开挖过程中, 对管棚安装效果看, 管棚制作安放基本达到了整齐, 在开挖线外形成了稳固的护拱棚架。
(2) 通过钻检查孔对管棚注浆效果进行分析, 其固结后的结石紧密, 能有效将松散的石渣固结, 形成了良好的棚架护拱作用。
5.2 施工效果评定
(1) 采用管棚施工方案, 在设计工期内完成了坍塌段的隧道施工, 整个掘进过程基本安全顺利, 最大变形量观测仅为10 cm, 进一步验证了大管棚在隧道大型坍塌段处理中的重要作用。
(2) 根据开挖后揭示的地质情况和注浆固结体与管棚的共同棚架护拱作用情况来看, 套管跟进是保证管棚施工质量与精准度的重要措施, 管棚与注浆固结, 在进行小导管注浆补强, 对坍塌渣与破碎岩体固结的整体稳定效果明显。
摘要：以山西中南部铁路通道某隧道工程进口坍塌段施工为例, 介绍了隧道工程坍塌段的大管棚结合超前预注浆法方案设计与施工方案。
关键词：隧道工程,坍塌段,施工方案
参考文献
[1]铁道第三勘察设计院集团公司.新建铁路山西中南铁路通道施工图[G].