洞口模型

洞口模型（精选8篇）

洞口模型 篇1

由于地下工程的受力特点极其复杂, 自20世纪50年代以来, 国内外就通过隧道的量测来监视围岩和支护结构的状态, 并应用现场检测结果来修改设计, 指导施工。在隧道设计和施工中, 变形量测起着很重要的作用。人们期望从量测数据中找出其蕴涵的规律, 并利用已知的观测数据来预测系统未来的发展动态。通常对预测问题使用的预测方法主要有:动态数据拟合的叠合模型, 多元 (逐步) 回归模型合时间序列模型, 模糊组合模型, 神经网络预测等。这些方法各有其优缺点。

由邓聚龙教授建立的灰色预测模型GM (1, 1) (Grey Model, 简称GM) , 它是对实测得到的原始随机变化量进行累加处理 (AGO, Accumulating Generation Operator) 或累减处理 (IAGO, Inverse Accumulating Generation Operator) , 而不是采用原始的离散数据序列直接建立递推的离散模型。根据新的背景值取法, 将GM (1, 1) 模型扩展为基于最佳的权分配的权函数灰色模型p GM (1, 1) (parameter Grey Model, 简称pGM) 。本文结合实际工程需要, 探讨利用灰色理论对隧道施工中的洞口边坡变形进行分析预测的方法, 并将其结果与实际的量测结果进行对比, 以其为灰色理论进一步工程应用积累经验。

一、灰色理论及权函数灰色预测模型

(一) 灰色理论

灰色系统理论认为, 任何随机过程都是在一定幅值范围内和一定时区范围内逐渐变化的灰色量, 并把随机过程看作灰色过程。它是通过对原始数据的整理来寻求其变化规律, 这种数据寻找实现的规律称为灰色序列的生成。各类系统由于经常受到外界不确定因素的干扰和影响, 因此, 在不同时刻对系统的观察、测量所得到的数据是不一样的, 即呈现出离乱的现象。离乱的数据列被灰色理论称之为灰色数列, 或者灰色过程。

在建立系统各因素的关联模型时, 灰色理论是五步建立的, 即第一步语言模型, 第二步网络模型, 第三步量化模型, 第四步动态量化模型, 第五步优化模型。其建模过程如图1所示:

对于隧道洞顶变形, 是将实测得到的离散的、随机的原始位移时间序列经过累加处理 (AGO) , 得到规律性较强的累加生成序列。再根据该序列, 建立灰色微分方程, 然后通过对数据序列的拟合, 求得灰色微分方程的系数, 从而获得灰色预测微分方程, 最后将灰色预测微分方程的计算结果进行累减 (IAGO) 还原后即可得到洞顶沉降预测值。

(二) 权函数灰色预测模型

1、令x (0) (t) 为GM (1, 1) 建模序列, 表示灰导数, 是给定的原始序列值。

2、令x (1) 为x (0) 的AGO序列, 为其累加生成的序列值,

x (0) (t) , x (1) (t) 为微分方程GM (1, 1) 点源的拟合值, 为微分方程GM (1, 1) 模型的拟合值, 为还原值。

3、原始的模型中令z (1) 为x (1) 的均值 (MEAN) 序列, 表示白化背景值:

则得到GM (1, 1) 的灰微分方程模型为:

也可按邓聚龙提出GM (1, 1) 模型微分方程为

为了提高模型的预测精度, 将z (1) 进行拓展, 可采用以x (t+1) 与x (t) 的加权平均值作为背景值, 公式为:

最佳权p根据原始值与模型预测值之间的模拟相对误差:

使其平均达到最小来确定。依据新背景值的取值方法所建的GM (1, 1) 模型称为基于最佳的权分配的权函数灰色模型p GM (1, 1) (parameter Grey Model, 简称pGM) 。

(2) 式中, 灰参数的白化值为β=[a, u]T。取定最佳权分配的权值p, 生成背景序列为:

用最小二乘法求得灰参数的白化值为:

求得灰参数后, 代入 (1) 式, 得出微分方程的解:

设为模型计算值, 对做累减生成 (IAGO) , 可以得到模型模拟值或预测值

二、实例分析

(一) 工程背景

某山体隧道全长6827m, 隧道区属构造剥蚀、侵蚀、溶蚀深切割中低山区, 基本地形配置为台原山地和深切峡谷。地形条件对区内岩溶发育起明显的控制作用。其中进口DK40+550-DK41+255为四线双连拱车站隧道;DK41+255-+437为大跨三线隧道;DK41+437-+803为燕尾式连拱隧道;其余为单线隧道。隧道所在地区的地质条件十分复杂, 施工时控制隧道的变形是十分有必要的, 尤其对隧道洞口洞顶位移的观测是指导隧道安全施工的一个重要依据。

(二) 灰色系统预测程序及实例

为了便于应用灰色预测模型, 根据上述GM (1, 1) 和pGM (1, 1) 模型, 利用高级编程语言编写了的灰色系统预测程序与基于权函数的灰色预测程序。这两个程序的主要功能是可根据输入的原始数据列, 通过数据处理得到模型计算值和预测值, 并对模型进行精度等级判定。

该隧道施工的检测部门对隧道进口的DK40+550左线洞顶和DK41+255左线洞顶进行长期检测, 其2005年1月-2007年6月的洞顶沉降资料序列如表1所示。

(mm)

通过计算, 求得原始观测值与拟合值之间的灰色相对误差分别为0.0075与0.0125, 均满足预测模型。DK40+550与DK41+255两位置的pGM模型相对应的权值分别为0.23、0.36, 对应的相对误差分别为0.0065、0.012。两模型的精度满足工程所需的误差要求, 相比之下pGM模型的精度更高。如果用此模型, 对今后几个月的水平位移值进行预测, 应该与实际相符较好。实测值、计算拟合值如表2所示。

(mm)

三、结论

第一, 目前预测隧道变形的方法有很多, 由于灰色系统理论则在评价预测时, 不必知道影响变形的因素以及各因素的权值, 仅依据实测数据就可以建立模型进行预测, 因而具有一定的实用性。灰色系统理论可以较准确地预测隧道在今后一段时期内的位移变形量, 为工程建设部门和环境灾害治理部门提供重要的信息, 从而及时做出相应的决策。但推导预测数据不宜过多, 一般以不超过3个数值为宜。

第二, 由于灰色系统理论仅依据实测数据就可以建立模型进行预测, 而一定时期的实测数据是一定条件下的结果;隧道变形的影响因素较多, 一旦某个因素发生变化, 预测参考价值的真实可靠性就将大打折扣, 故尔应及时根据实测数据, 不断调整或更新GM (1, 1) 模型, 以便提高预测精度。由于在变形监测的过程中, 人为的因素和其他因素对原始数据的影响很大, 导致预测的结果存在一定的误差, 但可以根据实际情况选用使用的模型进行预测, 在本工程实例中推荐采用pGM (1, 1) 模型。

摘要：文章详细讨论了GM (1, 1) 灰色模型与基于权的一元一阶灰色预测模型 (简称pGM (1, 1) ) 的基本内容及建模过程, 找出最佳的权分配, 并成功地将两模型应用于某山体隧道洞口变形监测的预测预报, 相应地用计算机高级编程语言编写了灰色系统预测程序, 便于实际应用。实践证明灰色预测模型在隧道变形预测预报中具有较高的应用价值。

关键词：隧道洞顶变形,灰色模型,预测程序,最佳权分配

参考文献

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建筑门窗洞口问题和改进建议 篇2

1.1 未能充分发挥GB/T 5824指导作用

长期以来我国一直以标准的洞口标志尺寸 (公称) 作为门窗规格标志。GB/T 5824《建筑门窗洞口尺寸系列》是在设计、生产、选用建筑门窗过程中的重要依据。按照标准精神, 洞口与门窗应协调其构造尺寸。然而在实际工作中, 建筑设计单位通常不考虑详尽的门窗、洞口的结构尺寸;土建施工单位不考虑洞口装饰需要、不考虑门窗结构特点, 按洞口标志尺寸在“裸墙”上预留洞口;门窗企业需要按工程的实际情况确定门窗尺寸。其结果是不同的工程, 公称相同的门窗尺寸可能会有很大差异, 建筑门窗公称尺寸形同虚设。

问题的出现有一个过程。过去我国的大多数建筑没有外墙装修 (清水墙) , 外墙有装修时外墙装修与内墙装修也差不多 (抹水泥砂浆) , 对门窗的影响往往也较小。以洞口标志尺寸作为构造尺寸预留洞口, 以洞口标志尺寸缩减20mm~30mm作为门窗构造尺寸制作门窗, 洞口与门窗配合一般都没有问题。然而伴随着社会的进步, 我国建筑外墙装修越来越普遍, 装修方法越来越多, 不仅装修可能还要做外墙保温或内墙保温, “裸墙”之外的尺寸变化很大。比如外墙贴瓷砖。外墙贴瓷砖时门窗洞口的侧面也需要贴瓷砖, 安装门窗的实际空间比“裸墙”预留的洞口缩小了60mm左右。再比如外墙做保温层。洞口四周做保温后洞口的实际尺寸比“裸墙”预留的洞口缩小了100mm。伴随着社会的进步, “装修”、“保温”之类的工程越来越多, 尺寸调整工作没跟上, 仍在沿用在“清水墙”上预留门窗洞口老办法, 致使门窗的标准化程度越来越低。

1.2 目前的建筑施工质量难以满足门窗安装需求

我国传统的门窗安装方法是湿法作业, 即在墙体上预留洞口, 安装门窗, 用水泥砂浆填缝、抹门窗口, 安装玻璃, 最后漆饰。目前我国的门窗安装方法采用的是较先进的干法作业, 即门窗安装及安装后不再进行抹灰、填缝等作业。门窗制作, 包括安装玻璃、漆饰在内, 完全在工厂进行。安装门窗时预留的洞口已抹好门窗口, 洞口与门窗间的缝隙用密封膏密封。门窗安装方法的改进, 对建筑门窗洞口的质量提出了更高的要求。然而, 提高洞口质量的必要性没有受到重视, 洞口质量没有明显的改进。许多建筑工程预留的门窗洞口都达不到干法安装门窗的要求。许多土建施工单位只注重门窗洞口平直, 其本身的规格尺寸却常受到忽视。门窗企业面对门窗洞口大小不一的既成事实, 只能选择根据实际情况配制门窗的作法。

1.3 洞口设计不合理的现象普遍

(1) 窗的问题

窗的洞口设计不合理现象主要表现在阳台窗的选用上。许多建筑在设计阶段实际已确定安装阳台窗, 但阳台设计和施工根本就没考虑阳台窗的标准化问题。但阳台施工仍沿用了不安装阳台窗的作法, 还在考虑阳台的排水问题, 同一阳台的高低差有7~8cm。

(2) 门的问题

门的洞口设计不合理现象主要表现为洞口位置不合理、规格选用不合理。

如图1所示, 洞口与墙齐平, 门扇开启时有可能开不到90°。另外, 转角墙 (还有丁字墙) 洞口影响装修效果 (门套贴脸不对称) 。

为获得较好的安装效果, 洞口往往需要改造, 如图2所示。这样的洞口改造后可能比原洞口小很多, 尺寸更不规范。

门的洞口规格选用不合理主要表现是选用规格过多。同样的建筑, 同样的居室门的洞口不一样, 一个住宅内的门有几样。

1.4 缺少必要的规范

(1) 缺少墙厚的要求。

我国没有关于洞口墙厚的要求, 目前受影响的主要是室内门行业。过去我国的室内门有独立的门框, 门通常安装在洞口内, 一般不受墙厚的影响。现在我国的室内门大多都是工厂生产的, 门套与门框合二为一的室内木门。墙厚没标准, 室内门门套宽度设计没有依据, 不能形成标准化生产。我国洞口尺寸、墙厚尺寸繁杂, 门窗的销售只能停留在用户向生产厂商订做的水平。

(2) 新型墙体材料多, 门窗安装方法缺少统一要求。

现在新型墙体材料很多, 土建施工人员不了解相关的技术盲目使用, 更加剧了预留室内门洞口施工的不规范。如目前许多新型墙体门洞没有过梁, 见图3、4, 许多墙体材料并不适合直接使用射钉或膨胀螺栓安装门窗, 许多工程都不能按设计要求安装预埋件, 室内门安装全凭室内门安装企业的施工方案, 室内门安装的牢固性根本就没有保证。

无构造柱、无过梁、也没有钢筋的室内隔墙, 其洞口墙体极易开裂, 特别是在顶层和首层。图5是某住宅交付使用一年后的情况。根据我们的调查, 目前轻体隔墙的室内门门口开裂的现象十分普遍。

过去的墙体材料主要有两种, 一个是粘土砖, 一个是钢筋混凝土。针对这两种材料, 安装木门窗时一般都采用预埋木砖的方法, 安装钢门窗时一般用焊接地脚、预埋地脚。现在墙体材料、门窗品种很多, 门窗的安装方法也随之增多。由于缺少统一的规定, 建筑施工企业在不了解门窗的安装方法的情况下, 在洞口施工过程中也不再考虑门窗的安装问题。目前门窗洞口没有任何预埋装置的情况普遍存在。为了提高适应能力, 使用强射钉、膨胀螺钉安装门窗成为目前应用最多的方法。采用这种安装方法, 一旦遇到空心墙体材料和墙体贴石材门窗与“裸墙”的间隙很大时 (参见图6) , 门窗很难安装牢固, 存在安全隐患。

当装修材料、保温材料较厚时, 如果要保证门窗的安装质量, 洞口的墙体就应有所变化, 如图7所示。

(3) 缺少相互配合的规定, 使节能措施出现漏洞。

近些年来, 在建筑外墙包覆保温材料成为应用越来越普遍的节能措施。外墙包覆保温材料, 门窗口的侧面理应也要包覆, 不然节能措施就存在漏洞。

常规的平接门窗洞口, 其侧面如包覆保温材料, 如果不改变原有的门窗尺寸, 包覆保温材料必然会影响门窗的正常开启。图8是从我国某标准图集中截取的图片, 显然照此法施工外平开门窗根本就打不开。

实际上内平开窗、推拉窗也不能照此施工, 因为照此施工会堵塞门窗的排水孔, 如图9、10所示。

为了保证门窗的开启功能、排水功能, 常规的平接门窗洞口, 其侧面如:包覆保温材料, 必须改变原有的门窗尺寸, 或改变原有的洞口尺寸。其结果是在门窗与墙体间产生较大间隙, 保温材料越厚, 门窗与墙体这个间隙就越大。

门窗与墙体间隙过大, 门窗安装很困难, 室内侧门窗口抹灰时也很困难。如图6、7所介绍的情况类似, 不同之处是一个是石材一个是保温材料。

门窗口侧面包覆保温材料有问题, 不包覆保温材料仍存在问题。保温材料在洞口周边会形成断口, 很容易产生缝隙。雨水如沿着缝隙渗入保温层内, 不仅影响门窗洞口的节能效果, 对墙体正面的保温效果也有影响。

(4) 窗的安装位置不合理

过去我国大多数建筑外窗都安装在建筑外墙的中心位置。近年来飘窗之类的设计在建筑上应用越来越多, 许多窗的安装位置与建筑外墙的外侧已基本齐平。由此出现了两种问题:

第一种, 外窗周边易漏水。如图11所示, 窗的安装位置与建筑外墙“裸墙”的外沿齐平, 建筑外墙上的雨水顺着墙向下流, 其中渗入保温层内部的部分, 有可能沿着窗框外侧、窗附框的外侧渗入室内。

第二种, 窗的安装位置与建筑外墙“裸墙”的外沿齐平, 易生产安装不牢固的问题。

如图12所示, 窗的安装位置与建筑外墙“裸墙”的外沿齐平, 从表面上看不存在问题。但细分析后我们可以发现, 该位置是墙体钢筋最多的地方。在这个位于打孔或使用射钉枪都很困难。使用射钉在混凝土墙上安装门窗, 如果一枪打下去正好碰上大石子或钢筋, 射钉很难固定。换个位置再重新打也不行。因为门窗需要多个膨胀镙钉或射钉同时固定, 门窗装了一半, 不能因这一个点把装了一半的门窗再拆下来。在实际工程中, 经常发生部分门窗锚固点不能发挥作用的情况。甚至可以说, 现在很多门窗在一定程度上在依靠抹灰或打胶固定。

解决问题的方法实际上很简单, 就是让门窗向室内侧移40mm, 如图13所示。

门窗向室内侧称动后, 门窗外侧的空间加大后有利于“鹰嘴”、“滴水线”的施工, 让沿墙流动的雨水远离门窗也有利于提高门窗的防水性能。如图14所示。

2 洞口问题的影响

2.1 影响生产效率

门窗尺寸零散会影响生产效率, 这是一般常识。然而尺寸零散对门窗生产的影响到底有多大呢?某公司反映, 该公司有一条木门生产线, 生产外贸产品时一张定单几千樘上万樘都是一个规格尺寸, 日产可达到3000樘。同是这条生产线, 如果生产内销产品, 尺寸大小不一, 日产只能达到800樘。窗的生产也有类似情况。窗是由杆件组成的, 一樘窗拆开可能有几十个杆件。两樘同样的窗, 外形相差20毫米, 内部的一些杆件和玻璃可能只相差几毫米, 通过人工观察很难发现其差异。同一工程的门窗要同时提供给客户。许多尺寸不一样, 又要同时生产的门窗同时进入生产现场, 很容易造成混乱, 标识标记量非常大, 组织生产很困难。问题是门窗没有标准尺寸规格, 同样的门窗尺寸不一样, 也难以确定哪一个是标准窗, 哪一个是非标准窗。企业为用户提供了非标准门窗, 却不能按非标准门窗收费。

2.2 门窗尺寸大小不一, 加大了企业的生产成本

除了前面提到的因门窗规格不统一, 机械设备不能充分发挥效能, 员工要用大量的精力区分门窗零部件等影响生产效率, 加大生产成本的问题外。门窗规格不统一加大生产成本的问题还有很多。国内某知名防盗门企业反映, 防盗门、防火门的规格不统一, 企业储存生产用钢板就增加了许多成本。钢板生产出来以后是卷板, 要按照生产需求纵剪分条变成指定的宽度, 然后按生产需求截断变成指定的长度, 卷板变成单张的钢板才能使用。不套裁下料, 用通用的钢板以大改小, 会产生很大的浪费。但是, 套裁下料纵剪分条要连续生产, 量很小无法生产。防盗门、防火门规格不统一, 生产企业就要储存很多规格的钢板, 占用资金材料多, 增大了企业的生产成本。

2.3 影响门窗产品质量

在门窗生产过程中, 批量大小对产品质量都有较大影响。门窗规格不统一, 产品批量小, 许多保证产品质量的技术措施都不能发挥作用, 质量会下降。因为在门窗生产中, 许多设备每改换一次尺寸都要重新调试, 在调试过程中门窗质量很难处于最佳状态。调试的次数越多, 稳定生产的时间就越短。比如下料, 下一根料, 其质量在允许范围内我们就认为是合格产品, 但它可能不是最理想长度。如果下几根料, 根据前次生产情况可再做微调, 后下的料质量会越来越好。如果大批量生产, 后下的料就可长期处于最佳状态。

另外, 施工现场洞口大小不一, 门窗制作企业不想让尺寸太零散就会尽量归纳合并, 门窗与洞口不太配套, 还将就凑付安装的现象普遍存在。门窗安装有一定调节能力, 但在调节的极限位置, 门窗也很难保持最佳状态。

2.4 由于洞口不作适当调节, 许多门窗难以体现原建筑设计的意图

由于许多人都把洞口标志尺寸当作在“裸墙”上预留洞口的构造尺寸, 不根据实际需要调整洞口构造尺寸, 使许多门窗难以体现原建筑设计意图。比如2100mm×2100mm洞口, 如果洞口贴石材, 门窗的尺寸可能是2000mm×2000mm, 其面积最少要减小10%。在实际工程中, 很多窄小的洞口, 由于门窗尺寸缩减的太多, 玻璃变成了一小条。门窗的透光、通风能力, 门窗的外观效果, 都难以体现原建筑设计的意图, 交工都很困难。

2.5 影响优质产品的推广应用

根据现场需要制作门窗的做法影响优质产品的推广应用。好企业的规模越来越大, 企业规模越大, 门窗规格就越复杂, 组织生产就越难。好产品的营销半径越来越大, 工地与工厂的距离越来越远, 由于运输等原因, 市场响应越来越困难。其结果是采用先进技术, 大批量生产的企业难以发挥优势, 优质产品的推广和应用受到限制, 而落后技术, 质量较差的产品借助地域优势和市场反应速度得以长期存在。在调查中我们发现, 某竹木复合室内门生产企业, 日产量可达到6000樘, 生产线上的每一樘门都有一个标签, 从记录所显视的数据可以看出, 规格尺寸很乱。竹是可再生材料, 以竹为主要原材料的门在满足广大用户需求的同时, 可为大量农民带来财富, 绿化可成为致富的手段。用竹做门是非常值得推广的项目。但是这种企业必须在竹材产地生产, 与主要的门窗市场距离相对更远, 运输及深入施工现场的成本更高。核对门的尺寸、提高产品供应的一次性配套成功率很重要。用大量的精力解决门的规格尺寸问题, 限制了该公司产品的推广。实现洞口标准化是实现门窗标准化的前提, 门窗标准化才能有更多的销售商加入到为用户服务的行列, 用户在选购门窗时才能直正享受到看什么门窗好买什么门窗的权力, 好产品才能得到更广泛的应用。

3 改进措施

在调查中我们发现所有的门窗企业, 都有进一步规范程和改善建筑门窗洞口尺寸的愿望。浙江永康地区是我国的门业基地, 有大量的门在全国各地销售。在关于建筑门窗标准化的专题研讨会上, 众多的知名门窗企业的代表都要求相关管理部门加强规范建筑门窗洞口的工作, 并积极为提高建筑门窗洞口规范程度献计献策。归纳起来有以下几条主要意见。

3.1 抓管理

某门窗公司的主管领导指出, 建筑门窗企业的弱势地位是阻碍建筑门窗洞口标准化的重要原因。我国建筑门窗行业长期处于生产过剩的状态, 为应对激烈的市场竞争, 门窗制造企业不得不承担一些自己难以解决的问题。门窗企业在建筑施工过程中, 用电、物资储运、门窗基准定位、施工设施 (脚手架) 等方面都需要其它单位的配合, 往往处于被管理、等待验收的地位。处在这样的地位并没有多少话语权, 不能完全依靠市场规则解决问题。质量监管部门要把洞口的规范程度当作质量项目抓, 有人管许多问题都可以解决, 洞口质量能明显改善。

3.2 抓规范

GB/T 5824《建筑门窗洞口尺寸系列》规定, 洞口标志尺寸是门窗构造尺寸与洞口构造尺寸的协调尺寸。但是这个标准没有规定如何协调门窗构造尺寸、洞口构造尺寸。建筑设计师的工作很重, 工作量也很大。包括门窗洞口做法在内, 许多具有重复性、通用性设计, 很难引起他们的重视。由于我国没有关于建筑门窗洞口的标准施工规范, 建筑施工企业及质量监管部门缺少施工验收依据。根据我国目前的实际情况, 编制建筑门窗洞口施工规范是应首先解决的问题。相关的标准、规范应绘制详图, 方便设计、施工, 明确建筑施工与门窗制作间的责任。规定标准尺寸系列门窗安装的要求, 为确定标准门窗与非标门窗提供依据。土建施工应根据建筑的实际情况调整门窗洞口的实际尺寸和样式。有一条非常重要应——规定门窗构造标准尺寸系列, 比如规定标志尺寸宽1500mm的洞口, 门窗构造尺寸应为1470mm或1470mm或是一个其它的定值。这样做的好处是:目前大量既有建筑的多数门窗都属于标准门窗;新建建筑需要做外墙保温时, 土建施工单位知道如何调整墙体洞口构造尺寸;不同的标准门窗可组合成新的标准门窗比如1470mm加1470mm再加上30mm的拼接间隙, 可组成应用于3000mm洞口的2970mm标准窗。拼接间隙30mm是合适可再讨论、调整, 但没有拼接间隙不行。门窗不能直接对接, 中间需要加拼接料, 解决强度问题。

3.3 推广使用附框

所谓附框, 就是在需要安装的门窗之外, 在门窗洞口内的预装框。应特别强调:附框是附有门窗洞口上的框, 不是门窗正框之外的副框。附框有以下四个主要作用:1) 为门窗安装提供了标准的可靠的预埋件。2) 为门窗提供高精度的标准的安装基准, 为确定门窗尺寸提供依据。3) 可在建筑施工后期再安装门窗, 避开不利于保护门窗的湿法作业。4) 可解决门窗安装找不到 (50线、中心线等) 定位基准的问题。

在很多发达国家有普遍使用附框的先例。与建筑结构相比, 门窗是易损部件, 更换门窗是不可避免的事。有了附框, 更换门窗不需要破坏门窗口。有了标准的附框, 门窗也就有标准的规格。这是欧美国家门窗进入超市销售的基础。

过去我国安装门窗使用附框较少, 与我国国力弱有关。目前我国国力有了很大提高, 应适时提高标准, 推广使用附框。

目前我国许多建筑工程的门窗都使用附框, 钢、铝、塑、木门窗都有。彩板门窗使用附框的情况就很普遍。然而我们在调查中也发现使用附框存在的一些问题:1) 许多人把洞口的附框当成了门窗的副框。使用附框时洞口尺寸没做适当的调整, 附框变成了门窗的一部分, 门窗变成了两个 (层) 框。这种做法不仅不能体现原建筑门窗设计思想, 还加剧了建筑门窗的非标准化。2) 现在常用的附框有些是没做防腐处理的钢质平口附框, 门窗与附框对接, 依靠自攻镙钉固定, 存在安全隐患。某公司为解决这个问题提出了钢质附框应有企口的建议。3) 现在使用的附框, 有很多没被墙体包覆。金属门窗要搞隔热断桥, 金属附框没有断桥, 又没包覆在墙体内, 是节能工作的漏洞。

3.4 提倡并推动建筑门窗的专业化设计, 解决建筑门窗洞口不规范问题

建筑门窗是重要的建筑构件。除纪念碑之类的建筑外, 几乎所有建筑都要使用门窗。建筑的气密、水密、抗风压、保温、隔声、采光、通风、防盗、防火等各项功能都与建筑门窗有关系。门窗的面积通常是建筑总面积的20%~25%。在一般情况下, 通过建筑门窗消耗的建筑能耗却可达到建筑总能耗的50%。建筑门窗在建筑中的面积小作用大, 是最具有投资价值的项目。近二十年来, 伴随着中国综合国力的不断提高, 中国的建筑发生了极大的变化。这种变化和进步有许多都是通过建筑门窗的改变来实现的。建筑门窗已成为一个专业性很强的独立学科。然而在我国的建筑体系中, 包括建筑设计、建筑施工、门窗制作各个环节, 接受过门窗专业专门培训的人员极少。建筑门窗在技术、材料、要求等方面的快速变化, 与现实条件极不相称。我们认为应组建专门的门窗设计公司, 承接建筑师的建筑门窗二次设计、协调土建施工与门窗制作之间的关系。

以上是我们通过调查归纳的关于建筑门窗洞口存在的问题及改进措施。这些只是我们了解的主要情况, 不全面, 也不一定是解决问题的最好方法。建筑门窗洞口尺寸问题关系到建筑质量, 关系到行业发展, 也关系到企业利益, 目前我们还在进一步收集意见、建议。希望有关企业、有关专家能支持我们的工作, 能充分反映问题、提出解决办法。我们将如实向有关部门汇报。

洞口九中系列报道一 篇3

特色办学

——洞口县第九中学创新发展系列报道一

“老师下午好！”走在洞口九中，随处都可听到这样的问候。校园内，宽广洁净的操场，设备齐全的多媒体教学楼，彬彬有礼的学生，洞口九中已显现出一座现代化中学的雏形。

“以前邻居都建议我把孩子送到其他中学读书，但看到孩子今年不但学习成绩进步了，也变得更懂事了，大家都羡慕不已。”222班马啸的家长马文辉欣慰地告诉记者。

近年来，洞口九中的变化受到了社会各界的认可。曾多次获得洞口县“毕业班教育教学目标管理先进单位”、湖南省“文明卫生单位”、洞口县“文明示范学校”等多项荣誉。

“创新是学校发展的不竭动力，在管理方法上更要推陈出新，才能满足当今社会对中学教育的需求。”学校党委书记、校长袁明明在回顾近一年半来的管理工作时说道。

然而洞口九中的发展并非一帆风顺。2009年学校发展碰到瓶颈，军心涣散，生源质量急剧下降，教学工作难以开展，学校发展前景不容乐观，2010年3月，袁明明来到洞口，挑起了学校管理重任。

“传统课堂不能满足新时代学生的需要”袁明明意识到，必须进行转变教育理念，推进教育教学改革识到，创新管理方法。围绕这一思路，他提出了“做强高中教育，做优初中教育、做活特长教育”办学目标，号召全校教职工齐心协力摆脱困境，采取“校行政会决策；党支部监督；教职工民主管理”的管理机制作为基本的管理机制，开启了一系列大刀阔斧的改革。

首当其冲的问题就是教育教学质量的提高，“抓教学质量的基础性的工作就是抓教学常规。抓常规是每一位教学管理者逢会必读的，但真正落实起来需要攒十分心劲，需要十二分的细致。”为将抓常规细致地落实下去，袁明明带领领导班子成员制定了详细的常规管理办法：第一步是出台新的教学常规管理基本要求和考核细则；第二步是改变教导处组织教师检查的惯例，由教导主任带领教务员亲自检查登记汇总，每月一查一小结一公布，期终总结；第三步是切实落实了检查结果与评先评优和绩效考核硬性挂钩。对常规工作列倒数第一名者，由校长约谈。由于抓实了检查环节，落实了检查结果的应用，教师教学常规工作十分出色，有力地推动了学校教育教学质量的提高。

举例（优秀老师代表）洞口九中教师肖清钢，他做事踏实，有办法，爱生如子。一心扑在工作上，每天早出晚归，毫无怨言。在他所教的198班学生肖文彬，刚开始在县一中读书，因为上网成瘾，无心向学，父母和亲戚都非常担心。没有办法，把他转入九中读书，进入198班。无论学习和生活，肖老师对他非常关注，时不时找他谈话，激励他。肖老师经常去做家访，向他父母汇报情况，并一起商量下一步该怎么做。经过一期多的努力，肖文彬终于戒掉了网瘾，还成为班上的佼佼者，并出类拔萃。在当年高考中考了554分，进入湖南科技大学学习。

“为人处事要刚柔并济，管理也是一样。”袁明明深知要树立一支强有力的教学队伍，单靠硬性指标是不够的，还需要全校教职工上下一心、凝聚向上。6月18至22日，初三初二学考期间，他安排6位行政人员包干了整个校园卫生工作，一个个汗透衣背，手上磨出了血泡，初中的领导和送考老师见了无不感动，小事见大义。由于班子成员团结务实，率先垂范，在他们的带头感召下，唤起了九中人的忧患意识和主人翁责任感，广大教师信心足，干劲大，工作热情高涨。校园里弥漫着一股奋发向上的气息。

创新的管理机制催生了创新的教学方法，学校的办学特色逐步明显：特色一是直播班。学校将秉着“不求多、只求精”的原则，将2010年下学期招来的学生，进行精心挑选，选出品学兼优的学生，组建成直播班。直播班的学生由全校最优秀的老师上课，还可享受最优质的教学资源；特色二为特长班。洞口九中历来享有“邵阳市艺术教育的摇篮”的美誉，为社会输送了成百上千的优秀音体美专业人才。现有专业教师10人，其中省级优秀教师1人，市级骨干教师6人。特色三为与高校签订对口招生协议，在全国范围内选取一些声誉好、专业设置好、就业形势好的高校作为自己的对口招生学校，该校高中毕业后可被这些学校录取，录取时可享受减免分数、助学奖励、就业优先等优惠条件。

公路隧道洞口景观设计探讨 篇4

公路隧道洞口景观设计内容包括:隧道洞门的景观设计、隧道洞口边坡防护的景观设计、洞顶截排水设施的景观设计、隧道洞口与其附近的配电房、界地桩等附属设施之间的整体景观设计等。时间上分为隧道建设并交付运营初期上的隧道景观,隧道运营一段时间后的隧道洞口景观,以及隧道长期营运后的景观。通过景观设计可以使生硬、单调的行车景观变得更加生动、活泼、丰富多彩,减少隧道工程建设对环境造成的负面影响,并使隧道工程更好地融入到自然环境中,达到造景的作用,给公路的司乘人员提供一个优美、舒适的行车环境。本文结合辽中环线本溪至辽中段高速公路、丹东至通化高速公路、沈阳至本溪高速公路、云南思小高速公路等项目,对公路隧道洞口景观设计进行探讨。

1 公路隧道洞门景观设计

公路隧道洞门是保证隧道施工安全与运营安全的重要构造,是隧道的唯一外露部分,也是隧道的标志。公路隧道洞门除了具有支挡洞口正面仰坡和路堑边坡,保持洞口边仰坡稳定的作用,防止仰坡上方滑坡、碎落、雪崩等自然灾害对路面危害的作用,将坡面水引离隧道的作用外,还具有改善和美化环境的景观作用。隧道洞门可根据所处的地形地质条件、自然环境、人文特点设计为明洞式洞门或端墙式洞门。

明洞式洞门适用于地形平缓、山体稳定或单侧边坡较高等地形条件下的洞口。明洞式洞门宜优先选择削竹式洞门或喇叭式洞门形式,当洞口位于冲沟侧或冲沟底时,不宜采用削竹式或喇叭式洞门形式。削竹式洞门或喇叭式洞门可以采用明洞衬砌,同时回填坡面的坡率尽量与自然坡面同坡率,坡面宜采用植草或三维植物网等防护措施。

临近自然保护区、居住区、与其它道路并行或交叉点附近的隧道洞口,结合隧址区的地形地质条件、自然植被层次、民俗风情特色、历史文化底蕴进行景观设计,使隧道工程与周边社会环境、人文气息相得益彰、自然和谐。图1为野象谷隧道的入口,设计采用明洞式洞门,洞门装饰为傣族公主的冠冕,金光灿烂,入口的弧形刚好和帽檐的弧度一致,而且为使这一文化象征发挥更大的作用,入口一侧的休息场地建盖了傣族竹楼、凉亭等,更形象地展现了西双版纳独特的傣族文化,使该洞门充分融合到了当地文化氛围中。

端墙式洞门适用于地形较为陡峭、偏压较大或横断面地形复杂条件下的洞口。端墙式隧道洞口可以结合地形、地质情况,采用台阶式、圆弧化处理,尽量避免将左右线洞口拉齐,做成一个横平竖直、规整的端墙式洞门。辽中环线本溪至辽中段高速公路纱帽山隧道洞门通过圆弧化处理(图2),有效减小了端墙的设置规模。

传统的端墙式洞门虽然可以起到抵抗山体纵向推力、稳定洞口边仰坡的作用,但是端墙式洞门留给人们更多的是结构过于厚重、体量大、人工痕迹重、景观效果差等负面印象。通过对端墙式洞门进行硬质景观处理,采用去棱角化、色彩搭配等手法,既不影响传统端墙式洞门功能的发挥,又能有效消除传统端墙式洞门的人工痕迹,可以达到与周围景观和谐一致的效果(图3)。

2 隧道洞顶截水、排水设施的景观设计

考虑到隧道洞顶汇水截排的需要,避免洞顶汇水冲刷隧道洞口及洞门结构,给隧道施工及营运带来安全隐患,部分隧道洞顶设置有截、排水沟。隧道建设期间及运营初期,洞顶截、排水沟的人工痕迹较重,形成隧道洞口“项链”,影响沿线景观,因此,景观设计上考虑尽量取消隧道洞顶截、排水沟,但是也存在部分隧道沿沟进洞、洞顶存在集中汇水、汇水量大等情况,从隧道结构功能上考虑,不宜取消洞顶截排水设施的情况,本辽辽高速公路上的石磨山隧道出口就是这种情况,图4为其建设期间的实景照片。公路建成营运一段时间后,截、排水沟旁边的绿化得以恢复,可以自然遮挡住人工水沟,同时并不影响水沟功能的发挥,如图5所示,为石磨山隧道建成运营通车2年后的实景情况。

部分高速公路工程建设项目,沿线景色优美,项目为景观示范工程,对全线构造物的景观要求高,因此在公路运营之初就不能存在明显与周围环境不和谐的人工痕迹,此时采取常规的绿化恢复措施时间上难以满足要求,可以考虑将隧道洞顶截、排水沟进行消隐处理。在横断面方向上的截、排水沟前方设置适当宽度、高度的挡土檐,遮挡水沟外露部分,并对纵向上的截、排水沟采取埋设暗管的方式处理,但是暗埋排水设施存在管道堵塞后不易进行清理、北方地区可能发生冻融堵塞积冰的病害,增加日后运营的养护、维修工作量,同时埋设在坡面上(尤其是填土坡面)的排水暗管应做好管节间接头处的渗漏处理,避免管节渗漏引起坡面滑塌,同时也应注意处理好排水暗管自身的坡面防滑。

石磨山隧道等工程实践证明合理设置隧道洞口截排水设施,并对其进行适当的绿化恢复,既能确保隧道结构安全,又能不破坏隧道洞口景观。

3 洞口附属设施的景观设计

3.1 隧道配电房等附属设施的景观设计

隧道洞口前方配电房等附属设施的设置,宜与隧道洞口景观整体考虑,采用合理的结构型式、设置在合理的位置,充分发挥其正影响,避免其负影响。

配电房等附属设施对隧道洞口景观的正影响,如辽中环线本溪至辽中段高速公路上的纱帽山隧道进口(图6)设置的配电房等附属设施,整体上采用与端墙式洞门结构相呼应的横平竖直、棱角分明的建筑结构型式,设置位置可以部分遮挡隧道洞门端墙,减小端墙的视觉冲击;配电房等附属设施对隧道洞口景观的负影响,纱帽山隧道出口(图7)设置的配电房,整体上仍然采用横平竖直、棱角分明的建筑结构型式,不能与弧形端墙形成呼应,虽然部分遮挡了端墙,可以起到减少端墙视觉冲击的效果,但是更多的却影响了隧道洞口的整体景观效果。

3.2 隧道洞口附近地界桩的景观设计

界地桩材料及色彩选用:虽然选用灰白色混凝土界地桩(图8)可以起到醒目的作用,但是也破坏了沿线的自然景观,人工痕迹重。可以考虑采用钢管桩,外刷米彩色,与周围环境更好地融合。

3.3 合理设置隧道铭牌的景观设计

隧道铭牌的景观设计包括隧道铭牌的设置位置、大小、材质、色彩等,洞口铭牌设计应力求简洁明快,与周围环境融为一体。其中将隧道铭牌设置在端墙式洞门墙面上,或在削竹式洞门前面适当位置设置石块,在其上面书写隧道名称,也是不错的选择(图9)。

4 隧道洞口坡面防护的景观设计

4.1 隧道洞口坡面防护景观设计的作用

隧道洞口坡面防护的景观设计除可以起到支挡边坡、减少洞口亮度、防止洞内废气在洞口间串流等作用外,还可以起到消除隧道洞门型式差异化的影响。辽中环线本溪至辽中段高速公路项目南雪梅隧道出口(图10为南雪梅隧道洞门建成时的实景照片,图11为南雪梅隧道绿化完成并运营2年后的实景照片):受地形及线形条件限制,左线隧道采用削竹式洞门,右线隧道采用端墙式洞门,且左右线洞口位置前后错开一定距离,通过对中间分隔带及隧道洞口边坡进行景观设计,基本消除了因为同一端隧道洞门型式差异带来的视觉影响。

4.2 隧道洞口坡面防护的种类

隧道洞口坡面防护包括三种类型:工程防护、植被防护、工程防护与植被防护的结合。

工程防护能够起到支挡坡面、节省占地等作用,端墙式隧道洞门就是隧道工程防护的典型代表,但是工程防护的尺度、比例、材质对公路隧道景观具有很大影响,因此公路隧道洞口坡面的工程防护应通过矮、隐、弯折等设计手法的处理,削弱工程防护的人工痕迹,减小其视觉冲击力。

植被防护的主要功能是防止边、仰坡冲蚀破坏,同时可以起到造绿和景观的作用,植被防护为目前削竹式隧道洞门坡面防护的主要型式。植被防护应优先选用原地植被的树种、草种或相近的种类(图1、图5、图11)。防护采用的植被宜高低错落搭配,避免整齐划一,突显自然和谐之美。

工程防护与植被防护结合,可达到加固与防护兼顾、刚柔相济的效果。沈阳至本溪高速公路上的南天门隧道洞口仰坡面因地制宜地采用六角网格工程防护与植被防护结合,植被繁茂时节(图12)可以有效遮挡六角网格防护的人工痕迹,与周围环境融为一体,相得益彰;植被枯萎时节(图13)六角网格与周围环境相映成趣,消失于无形,不会突显厚重的工程防护痕迹。因此,合理地选用工程防护与植被防护型式,既可以起到防护坡面的作用,又能够不破坏隧道洞口景观,彰显“天人合一”的工程设计理念。

5 结语

本文结合辽中环线本溪至辽中段高速公路、丹东至通化高速公路、沈阳至本溪高速公路、云南思小高速公路等工程项目,对公路隧道洞口景观设计进行分析与总结。公路隧道洞口的景观已随着公路交通建设为越来越多的人们所关注,成为公路景观的重要组成元素。公路隧道洞口的景观设计需要多个专业人员的通力协作,通过对公路隧道洞门、洞顶截、排水设施、洞口附属设施、洞口坡面防护等洞口景观要素进行综合考虑,运用多种设计手法,创造出满足公路隧道使用功能,简洁明快,并与隧道洞口周围的地质、地形、地貌、植被及洞口接线线形相协调的公路景观。

摘要：公路隧道洞口景观设计既要与隧道洞门结构形式相协调,又要与洞顶截排水设施、洞口附近的附属设施、洞口坡面防护等进行合理搭配,并满足公路隧道洞口结构使用功能。以辽中环线本溪至辽中段高速公路、丹东至通化高速公路、沈阳至本溪高速公路等项目为例,探讨公路隧道洞口景观设计方法。

关键词：公路隧道,隧道洞口,景观设计

参考文献

[1]叶飞,何川,王士民,王国波.公路隧道洞口景观的构造与分析[J].现代隧道技术,2009(4).

[2]黎明.高速公路隧道洞口艺术设计研究——以云南省保山～龙陵高速公路为例[D].昆明理工大学硕士学位论文,2008.2.

大开洞楼板洞口支撑形式研究 篇5

随着城市建设的高速发展、城市用地的紧张, 产生了大量的基坑工程, 且规模和深度不断加大。为了节省工期, 减少支撑拆除对周边环境的影响, 常常利用地下结构的楼板作为地下室施工的水平支撑体系。由于结构楼板上有各种设备、车道等洞口, 这些洞口的存在削弱了支撑体系的水平刚度, 而且可能出现局部应力集中而引起的钢筋混凝土开裂。因此, 在开洞处采取适当的临时支撑加强洞口、保证楼板的水平刚度、防止支撑结构的局部失效, 是利用地下结构楼板作为地下室施工的水平支撑体系需要迫切解决的问题。

陈圆[1]等人对开洞的无梁楼板竖向极限承载力进行了研究, 将开洞无梁楼板等效成与之抗弯刚度相等的等截面连续梁, 计算了连续梁的总静力弯矩, 采用屈服线理论对一块开洞方板的竖向极限承载力进行分析, 得出了各板带对应于不同开洞比的弯矩值;杨铮铮[2]介绍了某楼板大开洞住宅项目超限分析的结构设计思路, 采用ETABS和SATWE两种不同的力学模型进行整体计算分析比较;吴峰[3]等人采用壳单元及梁单元相结合的有限元模型, 通过对有无开洞及有无水平荷载等不同情况下的典型楼板进行比较分析, 指出与常规仅承受竖向荷载作用的楼板不同, 有水平荷载作用的大开洞楼板在靠洞边一定区域内的板面和相关梁内会产生较大的面内水平位移及拉力。本文重点探讨开洞楼板作为地下室施工的支撑体系时的工作性态。

2 工程概况

本次研究以天津某工程实例进行, 该工程设计有三层地下室, 基坑施工采用半逆作法, 分别以地下室楼板为水平支撑, 楼板厚度为0.35m, 第二层地下室楼板受车库坡道洞口影响较大, 本文对此进行研究。

地下二层楼板左侧为坡道洞口, 洞口宽4.5m、长35.55m;楼板支撑内侧布置宽1.2m、高1.0m的内圈环梁, 楼板支撑外侧布置宽0.4m、高1.0m的外侧圈梁 (图1) 。楼板及圈梁混凝土采用C40混凝土, 其弹性模量取值为32.5GPa。

3 有限元模型计算及分析

采用三维壳单元模拟楼板及圈梁, 有限元网格图如图2。综合考虑经济安全及便捷施工等因素, 对坡道洞口处的支撑方式进行设计, 提出较优化的4种洞口支撑形式 (图3) 。

把4种楼板洞口支撑形式分别定义为a、b、c、d型, 每种支撑形式分别按厚度0.35m (楼板结构的设计厚度) 和1.40m (楼板结构设计厚度的4倍) 进行计算分析。楼板洞口处腰梁的变形曲线如图4和图5所示。从图中可以看出, 洞口中央的变形最大, 两侧最小, 并且变形曲线有波浪起伏的现象, 这是符合结构变形特征的。它既反映了支撑形式的整体工作特性 (洞口中央的变形最大) , 又反映了支撑形式的局部工作特性 (有侧向支点的位置位移小, 侧向支点间的位移大, 即波浪起伏现象) 。另外, a型洞口支撑比其他3种洞口支撑的变形明显大, 说明斜向支撑杆件的作用很大, 是不能忽视的。

4种楼板洞口支撑形式在两种支撑厚度时的最大变形值汇总表如表1。

由表1可以看出, 同种支撑形式支撑厚度由0.35m加厚至1.4m, 洞口处位移均有所减小, 但减小值较小, 说明增加支撑厚度对洞口位移的减小效果不明显, 不宜采用。

对比0.35m厚的4种楼板洞口支撑形式计算结果, a型支撑最大位移最大, 安全性最低, 但其施工最为方便, 也最为经济;b型支撑最大位移较a型有所减小, 但三杆交汇处最多, 施工最复杂;c型支撑最大位移较小, 但三杆交汇处也较多, 施工也较复杂;d型支撑最大位移最小, 安全性最高, 无三杆交汇, 施工操作方便。综合考虑经济、安全、施工等方面的因素, 0.35m厚度的d型支撑应为最优方案。

4 结语

(1) 支撑厚度由0.35m加厚至1.4m, 开洞处楼板最大位移有所减小, 但减小值较小, 故增加支撑厚度对洞口位移的减小效果不明显, 不宜采用。

(2) 综合考虑经济、安全、施工等方面的因素, 0.35m厚度的d型支撑为最优方案, 建议施工推广。

参考文献

[1]陈圆, 曹双寅.开洞无梁楼板的极限承载力简化分析[J].东南大学学报:自然科学版, 2003, 33 (5) :613～616.

[2]杨铮铮.某楼板大开洞住宅项目超限分析[J].广东土木与建筑, 2009 (4) :10～12.

浅谈隧道洞口段施工技术 篇6

崔家垭隧道右线全长188m, 洞门形式采用1∶1.5的削竹式洞门。明洞段衬砌24米, 隧道出口端位于山凹斜坡坡脚地带, 局部存在基岩出露, 山凹中堆积物以崩塌体为主, 偶见块石。隧址区构造地质特征表现为单斜的岩层, 节理裂隙较发育, 岩层以紫红泥岩、砂岩为主, 其中隧道中下部有一层松散的砂岩 (俗称泡砂岩) , 手捏易成粉状;出口端山体表层堆积物以紫红色碎石土、褐黄色粘土为主, 松散堆积于隧道顶部, 稳定性极差, 施工中极易向下发生逐级滑动。雨季降水使松散堆积体失去稳定性, 易产生较大的滑塌。

2 施工方案

2.1 边仰坡开挖

在洞口刷坡之前, 先行施作临时截排水沟, 并确保排水畅通, 以减少积水对洞口的冲蚀, 保证洞口安全;将洞口开挖范围内的下滑崩塌堆积体、洞口危石清除;由测量人员放出隧洞中线和边仰坡开挖边线。采用挖掘机配合人工风镐至上而下开挖。

2.2 边仰坡防护

锚、网、喷支护。为确保边、仰坡的稳定明洞开挖后及时施作临时边、仰坡防护, 施工顺序自上而下, 逐级刷坡 (刷坡过程中存在的危石及时清理) , 逐级防护;边坡采用锚、网、喷支护方式, 具体支护参数为3根长的Φ22砂浆锚杆, 间排距1.5m;挂φ6.5@30cm钢筋网;喷射C20混凝土, 厚度为10cm仰坡采用注浆小导管、钢筋挂网、喷射砼等联合支护方式, 具体支护参数为3.5m长的φ42注浆小导管, 间排距1.5m;挂φ6.5@30cm钢筋网;喷射C20混凝土厚10cm[1]。

2.3 边仰坡刷坡

施工中洞口边仰坡采用明挖法施工自上而下分阶段、分层进行开挖。第一阶段挖至设计临时形成洞面, 洞口的土方采用人工配合挖掘机进行, 石方则采用人工手持式风枪浅孔分层进行施工, 近边仰坡处预留光爆层, 松动控制爆破, 尔后再二次光面爆破成型以减轻对洞口围岩的扰动, 保证边坡平顺度。并视围岩情况, 结合暗洞开挖方法, 预留进洞台阶;第二阶段开挖其余部分, 形成永久边仰坡。刷坡成功的保证是需有准确的地质资料, 刷坡前应有条件的从仰坡顶部位打一钻孔以确认各岩层分界线, 确保坡率到位及开挖后坡顶不发生移动, 同时按照程序施工也是刷坡成功的关键, 仰坡开挖顺序应自上而下分台阶开挖每阶不应超过2.5m, 若存在地质不符的现象则应及时调整坡率以免大挖大刷;并应在仰坡周围设置配水沟或截水沟, 且应在仰坡开挖前完成;对洞口上方可能发生坍塌的表土及危石应彻底清除, 以免在不稳定悬岩陡壁下进洞[2]。

2.4 洞口切口

洞口拱顶以上边、仰坡及拱顶平台防护完成以后则可进行切口。为确保切口面稳定施工中采取以下防护措施:套拱以外范围采取3.5m长的φ42注浆小导管, 间距1.5m, 梅花型布置, 表面敷设φ6.5@20cm钢筋网, 面层喷射10cm厚C20混凝土;隧道开挖范围内预留核心土以保证进洞安全。

2.4 管棚施工

管棚参数为长20m, 由长为9m并留有φ12注浆孔的φ108的热轧无缝钢管连接而成, 施工中先在隧道中心敷设一根, 之后按40cm的环向间距向两侧对称布置, 外插角为3°, 每侧各16根, 共计33根。

导向墙制作。施工时先施作砼导向墙 (内模采用土模, 便于施工) , 墙厚0.6m, 长1m, 导向墙内设置两榀I18工字钢拱架, 采用Φ22钢筋纵向连接, 环向间距1m;同时导向墙内要预埋导向管, 导向管采用φ130mm钢管, 沿拱部120°范围布置, 环向间距40cm, 外倾角3°。

顶管。钻孔检测合格后, 将钢管连续接长, 用钻机旋转顶进将其装入孔内, 钢管采用丝扣连接, 采用Φ114mm丝扣。为使钢管接头错开, 第一节管采用4.5m和9m交替布置, 以后奇数管的第一节采用4.5m长钢管, 偶数管的第一节采用9m长钢管, 以后每节均采用9m长钢管以错开钢管接头, 钢管用钻机顶进。

2.5 导管注浆

施工中采用全孔压入式向大管棚内压注水泥浆, 采用注浆泵按照先下后上的原则施工, 注浆压力控制在0.5MPa~1.0MPa, 终压为2.0MPa;注浆前先将开挖面喷射5cm~10cm厚混凝土以形成止浆墙, 为防止注浆管口螺纹刮伤而采用套管直接连接于凿岩机上来撞顶注浆管环, 孔口用锚固剂或砂胶塞实;注浆过程中若个别浆孔不顺畅而被迫提前终止则可在临孔适当加压补浆;注浆完成后应及时清除管内浆液, 之后用M20水泥沙浆或C20砼紧密充填, 增强管棚的刚度和强度。

2.6 正洞开挖及初期支护

采用上下台阶法开挖, 初期支护紧跟, 上导坑开挖循环进尺控制在0.8m以内, 洞口段采用挖机开挖, 并预留核心土, 采用人工修边;初期支护采用型钢钢架与锚网喷结合的联合支护体系, 拱部采用径向药包锚杆以及钢筋网喷射35cm厚的强喷射混凝土进行初期的支护, 在边墙主要采用径向砂浆锚杆进行初期的支护, 在进行拱墙喷浆作业时需要在混凝土中掺入聚丙烯微纤维[3]。

3 洞口、洞顶裂缝处理措施

3.1 裂缝出现情况

施工中在某套拱右侧出现一条斜下方向裂缝且不断发展, 对套拱基础进行小导管注浆加固处理后裂缝仍发展;隧道进洞5米后在配电房门口仰坡与边坡交界处及洞顶截水沟外侧也出现裂缝;在隧道进洞10米以后, 在斜坡最高处滑面峭壁下方、洞顶第二级仰坡面又发现裂缝, 结合裂缝情况和洞口段实际地质情况判断洞顶滑坡体在人为的扰动下正在向下发生逐级轻微错动所致。

3.2 采取的措施

加强对洞顶地表裂缝的观测并及时进行数据分析, 绘制时间位移曲线图。同时也加强洞内观测, 每天观测洞顶下沉及周边收敛变形情况两次, 并及时分析数据。对于洞顶横向偏中线左右各20m范围内的滑坡松散体进行地表注浆固结, 采用φ42注浆小导管, 间排距1m, 梅花状布置, 长度5m, 采用1∶1纯水泥浆进行注浆;掌子面掘进, 开挖进尺每循环控制在0.8m以内, 先用人工风镐配合挖机开挖, 对于挖机不易开挖的部位, 采用浅孔松动 (弱) 爆破, 多打眼, 少装药, 弱爆破, 减少扰动, 对掌子面岩体进行松动即可;开挖后立即施做初期支护, 并在拱部范围增设双层小导管注浆进行加固处理, 洞口段完成一组仰拱施工以后, 开始除削竹式洞门以外部分明洞衬砌施工。待衬砌砼强度达到设计要求以后, 开始明洞洞顶回填。

4 结语

公路连拱隧道有别于分离式公路隧道, 施工工艺较为繁锁, 施工工序应周密安排, 各工种合理搭配循环作业;在隧道洞口开挖之前, 详细调查隧址区地形、地貌及地质特征, 切忌盲目进行洞口开挖、进洞, 在确定进洞方式后应在过程中进行动态调整;对于洞口段隧道顶部滑坡松散堆积体可采用减方卸载及注浆固结的方式进行处理, 以确保隧道进洞安全, 确保万无一失。

参考文献

[1]黄伟新.浅谈汤屯高速公路第五合同大田连拱隧道施工工艺[J].华东公路, 2 00 5, 8.

[2]张洪生.黄土质软弱围岩隧道施工技术[J].山西建筑, 2007, 33.

浅谈隧道洞口、明洞施工控制要点 篇7

隧道洞口工程施工除要给洞内施工创造条件外, 还要稳固因隧道施工可能引起坡面出现失稳现象, 尤其当洞口坡面存在较大规模滑动、坍塌、落石等可能时, 必须采取相应的施工质量和安全措施, 严格按照设计文件及规范要求即时施作工程防护设施, 以免产生严重的工程事故。一般包括洞外土石方开挖、截水沟修砌、边仰坡防护、洞口辅助施工措施、明洞及洞门修筑等工程。

2 洞口工程及明洞工程施工中常见的质量通病

2.1 边坡、仰坡防护施工一般采用锚喷防护, 在施工中常见质量通病

(1) 边坡及仰坡虽按自上而下开挖, 但刷坡坡度未严格按设计要求进行, 出现坡度较陡或较绞现象; (2) 锚杆数量、长度未严格按设计要求进行布置, 存在少布置情况, 且未严格按设计及规范要求进行注浆或不注浆; (3) 某些隧道工程由于施工存在仓促性, 拌和设备未进场的情况下, 采用路拌法进行拌和, 存在拌和不均匀, 最终导致混凝土强度不符合设计要求的现象。且喷射混凝土采用干喷工艺施工。

2.2 洞口施工辅助措施工

洞口施工辅助措施工, 常采用超前长管棚进行施工, 对后续进洞后控制围岩变形及地表下沉效果明显。在施工中, 常出现以下质量通病: (1) 钻孔深度未严格施工至设计孔深; (2) 长管棚安装长度和数量未能按设计要求进行施工, 存在数量和长度不足现象;钢管之间的连接未采用设计要求的连接方式, 而是图施工方便采用临时焊接; (3) 对管棚注浆时, 浆液未严格按设计要求进行拌和, 随意性较大, 导致水泥用量偏小, 注浆质量达不到设计要求; (4) 管棚注浆时, 未严格按设计要求的注浆压力和注浆量进行控制便结束注浆工作。

2.3 明洞混凝土施工存在常见质量问题

(1) 钢筋制作与安装工作中, 常出现焊缝不饱满、长度不足现象; (2) 混凝土浇筑过程中, 未按设计要求进行浇筑, 且振捣不密实; (3) 拆模后养生不到位或不进行养生, 导致混凝土出现收缩裂纹。

2.4 明洞回填常见质量通病

(1) 填料不符合设计要求; (2) 未严格进行分层回填, 分层厚度较大; (3) 碾压方法未不符合设计及规范要求, 甚至出现不采用压实机械进行碾压, 而采用挖掘机或装载等操作的行走方式进行碾压, 导致压实度不足。

2.5 质量意识不足

(1) 施工项目经理部部分施工管理技术人员质量意识不高, 存在侥幸心思, 或施工经验不足, 未严格进行质量控制, 使“三检”制度形同虚设, 未严格执行; (2) 部分监理人员由于经验不足或责任心较差, 未严格按设计要求进行验收。未进行巡视检查;或需要旁站的关键工作, 如锚杆注浆、超前管棚注浆等未进行旁站监理。导致施工方的偷工减料行为有机可乘。

3 质量控制要点

为避免出现质量问题, 严格按设计及规范要求进行施工, 须按以下要求进行质量控制。

3.1 明洞开挖控制要点

(1) 洞口开挖施工应避开雨季; (2) 采用明挖法施工时, 应自上而下分阶段、分层进行开挖。第一阶段挖至设计临时成洞面, 并视围岩情况, 结合暗洞开挖方法, 预留进洞台阶;第二阶段开挖其余部分, 形成永久边仰坡。不得掏底开挖或上下重叠开挖; (3) 洞口边、仰坡排水系统应在雨季之前完成。

3.2 锚喷加固质量控制要点

(1) 喷射混凝土施工不得采用干喷工艺; (2) 锚杆类型、规格、技术性能应满足设计要求, 并且严格按规范要求进行注浆工作; (3) 锚喷加固应按坡面开挖顺序由上至下分层实施; (4) 喷射混凝土前, 尽量将坡面平整, 清除松动的岩石与浮土; (5) 锚杆垂直坡面安置。也根据坡体的结构面组合实际情况, 对其方向作适当调整, 使锚杆能加固更多的岩石层面; (6) 在进行第一次喷射混凝土初喷后, 即可铺设钢筋网, 与喷射混凝土层密贴, 并与锚杆连接牢靠, 再进行后续喷射混凝土施工, 混凝土层应覆盖钢筋网。

3.3 洞口施工辅助措施工质量控制措施

(1) 洞口施工辅助工程措施所用钢管长度和钢管外径应满足设计要求; (2) 严格按设计及规范要求的环向间距、方向等布设参数布设超管棚钢管, 以及锚固所用材料; (3) 管棚注浆前认真分析围岩性质, 可通过试验, 选择合理的注浆设备和注浆工艺, 确定合理的注浆初始压力、终止压力以及注浆量。在施工过程中应认真做好注浆记录, 单孔注浆压力和终止压力以及单孔实际注浆量必须真实。管棚的安装和注浆必须要有影像资料。

3.4 明洞衬砌施工质量控制措施

(1) 模板:台车模板长度和宽度均不宜过大。模板长度过大容易造成板块刚度不足, 宽度过大不利于衬砌的弯曲过渡。长度一般可取100cm, 最大不应超过150cm, 其宽度一般为50cm, 并配若干块较窄的模板, 宽度为30cm。

(2) 衬砌钢筋制作与安装:①环向钢筋和纵向钢筋的交叉的每个节点均必须进行绑扎或焊接, 建议采用绑扎;②钢筋焊接搭接长度必须满足双面焊不小于5d, 单面焊不小于10d (d为钢筋直径) , 及焊缝应满足设计要求;③同一钢筋的两个焊缝间距距离不应小于1.5m;相邻主筋的焊缝位置应错开, 错开距离不应小于1.0m;④钢筋制作的其他要求应符合相关规范的规定。

(3) 衬砌混凝土施工:①混凝土配合比应通过试验进行确认, 以应满足设计要求和施工要求。②混凝土应采用混凝土搅拌运输车运输, 确保在运送过程中不产生离析、撤落、及混入杂物。③混凝土衬砌应连续浇注, 在初凝前完成浇注, 砼由下至上分层、左右交替、从两侧向拱顶对称灌注。④混凝土应采用振动器振捣密实, 并应采取确实可靠的措施确保混凝土密实。振捣时, 不得使模板、钢筋、防排水设施、预埋件等移位。

(4) 养生:应配备养护喷管, 拆模前冲洗模板表面, 拆模后喷淋混凝土表面, 在寒冷地区, 应做好混凝土防寒保温工作;混凝土养护时间不低于14d。

3.5 明洞回填施工质量控制措施

(1) 在拱圈混凝土达到设计强度、拱墙背防水设施完成后, 方可回填拱背土方; (2) 顶部回填土方应对称分层夯实, 每层厚度不得大于0.3m, 两侧回填的土面高差不得大于0.5m;底部应铺填0.5~1.0m厚碎石并夯实;回填至拱顶后应分层满铺填筑, 顶层回填材料宜采用粘土以利于隔水。明洞粘土隔水层应与边坡、仰坡搭接良好, 封闭紧密; (3) 先用人工填筑夯实回填至拱顶以上1.0m后, 方可使用机械回填施工; (4) 明洞回填密实度要满足图纸要求。

4 加强质量管理意识

(1) 项目经理部在施工前, 应分别对施工管理人员及作业班组进行技术交底, 增加施工管理技术人员以及作业人员的质量意识; (2) 项目监理部应加强内部监理培训工作, 使监理人员熟悉施工工艺流程、质量控制要点, 以提高监理人员业务水平, 严格按设计及规范严格进行监理。对责任心不强的监理人员, 可予以通报批评、内部处罚、开除的处分。

5 结束语

隧道洞口、明洞工程是隧道工程重要的组成部分之一。施工过程中的加强施工人员以及监理人员的质量意识, 严格按照设计文件及公路隧道施工技术规范的相关要求进行质量控制, 不能有随意性。

摘要：通过隧道洞口、明洞工程常见的施工质量问题, 指出隧道洞口、明洞工程施工质量控制措施的控制要点。

关键词：洞口工程,明洞工程,质量通病,控制要点

参考文献

[1]公路隧道施工技术规范 (JTG F60-2009) .北京:人民交通出版社, 2009 (9) .

[2]公路工程质量检验评定标准 (JTG F80/1-2004) .交通部公路科学研究所, 2005.

[3]云南省高速公路施工标准化实施要点[M].北京:人民交通出版社, 2012.

隧道洞口施工地表预加固技术分析 篇8

1 隧道洞口的工程特点

进行隧道设计时, 首先要选择合理的洞口位置, 确定进洞的正确方案。隧道洞口的选择和进洞方案受到地形、线路走向以及地物的限制, 通常具有以下三个特点: (1) 如果洞口选择在悬崖或者山体陡坡处, 由于地形比较险, 非常容易导致崩塌, 如果岩性好, 依然有这样的危险;如果洞口穿过山体表层, 而山体表层的岩石风化比较严重, 岩性差, 进行洞口开挖很容易破坏原山体坡面的平衡状态进而产生滑坡的现象。针对以上两种洞口位置的选择情况, 必须在开挖前对仰坡山体进行加固处理, 保证施工的安全。 (2) 隧道轴线和岩层或者山体的走向呈现斜交走向, 山体对隧道洞口形成偏压。 (3) 洞口位于浅埋地段, 洞口围岩软弱破碎, 隧道口的部位成洞困难。传统的隧道洞口段施工方式虽然也能够起到加固的作用, 但是在开挖边仰坡土石方的过程中很容易就破坏山体自然原生态。如果山体不稳, 洞口的水文地质条件差, 在施工过程中会不断出现边仰坡坍塌的问题, 这给施工造成很大的麻烦。

2 隧道洞口施工地表预加固技术

2.1 施工原则

进行隧道开挖时, 有的学者提出“自然进洞”施工原则, 该原则也是比较好的, 在实际工作中用的非常多。这里主要探讨该原则, 该原则就是在保持洞口自然坡面不变的情况下, 使用辅助施工措施提前进洞。在实施的过程中遵循: (1) 保护工程周围的土体稳定性, 避免过多地破坏原地表植被; (2) 尽量减少开挖量, 尤其不能出现山体清方大开挖的施工现象; (3) 在施工过程中采取由上到下的方法, 先进行支护, 然后再进行隧道开挖, 这样可以减少对高边坡的危险; (4) 如果施工处有泥石流、崩塌以及地层滑坡等自然灾害时, 要先对这些自然灾害进行治理, 然后再进洞。“自然进洞”的原则应用面很广, 尤其是在围岩不稳定、洞口浅埋、洞口周围地质条件复杂以及雨季等不利条件下, 更应该利用该原则进行施工, 保证施工的安全性和可行性。

2.2 隧道洞口地表预加固技术

按照“自然进洞”的原则和洞口位置的特点, 利用地表注浆等辅助施工措施提前进洞, 这样可以解决洞口施工出现的一系列病害问题, 并能够提升仰坡的稳定性, 保护洞口边缘, 减少防护洞口的施工成本。在实际工程施工中, 最常用的加固方法有地面锚杆、深孔注浆以及高压喷射注浆等措施。

在粘土地层、地质水文条件比较差、洞口埋深浅以及存在偏压或地下水比较丰富的地方, 主要应用的辅助技术是地表注浆技术。当浅埋隧道洞口围岩自稳定能力比较差, 以及没有稳定能力的情况下, 使用地表注浆技术不仅能够起到加固地层的作用, 同时还能够起到堵水的作用, 能够显著改善隧道成洞的条件, 减小地表下沉以及地下水和偏压对隧道开挖产生的影响。目前施工条件下, 常用的注浆用材料有水泥-水玻璃双液浆、单液水泥浆等。隧道施工地表注浆加固施工技术具有以下几方面的特点: (1) 地表注浆技术能够延长围岩的自稳定时间以及围岩自身的承载能力, 有效改良岩层性能, 可以大大缩小由于开挖而产生的岩土体的松弛区的范围, 降低支护成本; (2) 地表注浆技术中的施工工具也起到很大的作用, 例如锚杆和注浆管能够悬挂岩土体, 防止塌方冒顶问题产生; (3) 加固充填矿洞口和坍塌体, 能够加强围岩的整体性; (4) 可以起到封堵地表水的作用, 有效防止地表水下渗, 防止围岩被地表水软化。

进行隧道洞口地表预加固时, 施工参数要根据预加固区的地质条件以及实际的施工能力进行确定。如果是铁路隧道的开挖, 那么单线隧道地表横向加固通常要取14到22米, 而双线隧道地表横向加固则通常取24到30米。地表纵向加固范围根据洞口段覆盖厚度和施工区的水文地质条件进行确定。

2.3 地表加固技术的应用实例

某隧道为单向双车道隧道, 全长为717米。隧道洞口在滑坡体的边缘, 洞口深埋大约1.5米。滑坡体的周界比较明显, 呈现轻微环谷地貌, 滑坡体的前方有多处出水点, 形成了软塑状砂粘土。滑坡轴和隧道大致呈平行走势, 厚大于14cm, 中部宽约50m, 属于暂时稳定的牵引中型滑坡。经过工程勘测, 确定选用地表钻孔注浆加固施工方案。

使用该方案加固地表, 加固工期为72天, 累计钻孔延长1250米, 共注双液浆1830立方米。通过注浆加固之后, 土体的物理力学性能得到了明显的改善, 经过钻孔抽样实验, 证明土体的空隙已经被浆液填满, 土体的强度提高了3倍。进行洞口下端开挖后, 围岩稳定, 洞内的地层裂隙中的水分有明显的减少。

3 结语

总之, 在进行隧道洞口开挖时, 一定要根据岩土体的特性和周围的地质水文特点, 选择合适的预加固技术进行地表加固。常用的地面加固方法有深孔注浆、地面锚杆以及高压喷射注浆等, 这些方法视土体情况而选定, 均为加固地层的有效方法。

摘要：隧道洞口通常岩性比较差, 并且地面横坡陡, 洞口的岩层多是第四纪土层或者为强风化的岩体, 这种岩性很容易受到地下水和地表水的影响。利用地表预加固措施能够提高隧道围岩的自稳性以及围岩的力学性能等。本文对隧道洞口的岩性进行阐述, 探讨地表预加固技术。

关键词：隧道洞口,地表预加固,喷射注浆

参考文献