公路隧道工程（精选12篇）
公路隧道工程 篇1
虽然我国公路隧道事业起步较晚, 但是近10年来取得的成绩令世人瞩目。陆路公路隧道和海底公路隧道无论从总长度还是从规模上, 都占据着重要的地位。我国公路隧道建设正处于高速发展的新时期。对于公路隧道中常见的一些问题的解决, 也有了重大的突破。
1 公路隧道工程发展现状
在“技术可行、安全环保、经济合理、择优推荐”的思想指导下, 我国近年来开展了多种结构隧道形式的研究与设计, 根据一些具体工程地形地貌的不同特点, 广大工程技术人员创造性地提出并设计了灵活多样的路线线形和隧道结构形式。
早期修建的公路隧道多为双洞分离式。近10年来出现了中隔墙共用的连拱公路隧道, 两洞之间的净间距从早期的四五十米缩小到几米, 占地面积小, 拆迁量少;在山区可以灵活布置路线线形、缩小山体挖填面积与防护工程量、保护环境与生态, 同时有利于降低建成后的通风、照明、消防等运营费用。根据京福路福建段山区高速公路的地形、地貌特点而设计的小净距公路隧道, 介于双洞分离式和连拱隧道之间, 特点是两洞能够独立施工, 但需要加固中隔壁, 这种形式的公路隧道已建成10多座。四川董家山公路隧道是根据特殊地形条件与具体的功能要求, 在形式上进行设计创新的典型。这座公路隧道的进口位置受已建成通车的公路桥桥墩限制, 采用了平行布置的分岔式设计方法, 设计的进口间距仅3.73米, 而出口间距则达四五十米。最近几年, 又出现了在山体地层空间内交叠的隧道形式, 有的是公路隧道与铁路隧道交叠, 也有的是公路隧道与公路隧道交叠。
在施工技术方面, 也创新性地应用了多种工法。宁波甬江常洪隧道越江工程, 针对宁波的地质特点, 建设中采用了我国首创的桩基法施工, 先在甬江江底打好一排江底基桩, 然后将一节节管段依次沉放到基桩上, 确保隧道稳定。这项技术的成功实施, 把我国隧道施工水平推向了新的高度。
2 隧道中常见的问题及其预防措施
隧道中出现渗透、限界入侵、衬砌开裂等是隧道工程比较常见的问题。
2.1 隧道渗透的原因及其控制措施
2.1.1 隧道渗漏的原因
注浆材料不符合要求、防水材料性能达不到要求、施工过程中操作不规范、防水混凝土抗渗性达不到要求等都是隧道渗漏的诱因。
2.1.2 隧道渗透的控制措施
2.1.2. 1 注浆材料应满足以下要求:
a.浆液豹度低, 渗透力强, 流动性好, 能进入细小裂隙和粉、细砂层。这样注浆可达到预想范围, 确保注浆效果。
b.可调节并准确控制浆液的凝固时间, 以避免浆液流失, 达到定时注浆之目的。
c.浆液凝固时体积不收缩, 能牢固教结砂石浆液结石率高, 强度大。
d.浆液稳定性好, 长期存放不变质, 便于保存运输。
e.浆液无毒、无臭、无污染环境, 对人体无害, 非易燃、易爆之物。
2.1.2. 2 严格测定氯丁胶乳沥青
氯丁胶乳沥青新型防水建筑材料, 在公路隧道工程中, 通常涂刷于一次支护的喷射混凝土表面, 形成防水层, 防止隧道渗漏。对采用的氯丁胶乳沥青必须进行多项测定:a.强度的测定;b.总固物含量的测定;c.离心稳定性的测定;d.涂膜干爆性测定;e.耐热性能的测定;f.豹接性的测定;g.低温柔性的测定;h.不透水性的测定;i.抗裂性的测定;j.耐碱性的测定。
2.2 隧道中限界受侵的原因及其预防措施
2.2.1 隧道中限界受侵的原因
在公路隧道施工过程中, 有时遇到松软地质, 当地压较大时, 围岩的变形量将很大, 如果施工方法不当或支护形式欠妥、支护不及时, 则容易导致塌方。衬砌混凝土在浇筑过程中, 模板强度、刚度不足、出现走模, 也会导致限界受侵。开挖时, 欠挖过度也是导致限界受侵的一个重要方面。
2.2.2 限界受侵的预防措施
2.2.2. 1 在隧道开挖过程中, 有经验的技术人员和支护形式及时支护。
2.2.2. 2 衬砌混凝土施工前, 应对台车的刚度进行验算, 必要时可对台车进行预压, 保证其有足够的刚度, 同时模板的强度、刚度也必须进行检查。
2.2.2. 3 开挖时欠挖则直接影响到二次衬砌厚度, 保证了二衬厚度则建筑限界受侵, 因此正确地测出隧道开挖的实际轮廓线, 并将它与设计轮廓线纳入同一坐标体系中比, 从而十分清楚地从数量上获悉超挖和欠挖的部位, 及时指导下一步的施工。
2.3 衬砌开裂的原因及预控措施
2.3.1 施工过程中对围岩的变化进行全过程监控, 发现与图纸设计不符合的, 及时与设计单位取得联系, 并到现场实地察看, 采用合理的衬砌结构设计, 并请专家现场指导, 采取合理的施工方案和工艺。
2.3.2 衬砌混凝土厚度不足引起的裂缝也是常见的, 开挖欠挖应严格得到控制, 对混凝土施工前, 应用轮廓架进行检测, 发现局部不够的及时处理, 严重时必须整体返工处理, 确保衬砌混凝土的厚度。
2.3.3 衬砌钢筋配筋量应符合图纸设计要求, 钢筋的焊接、间距、保护层也须严格控制。
2.3.4 混凝土强度不够也会导致衬砌开裂, 施工过程中应严格控制混凝土配合比, 加强施工管理, 提高隧道混凝土衬砌质量。
3 隧道通风控制方式的演变
隧道内汽车行驶时排出的废气包括一氧化碳、氧化氢、氧化硫、醛和铅等含有对人体有害的成分, 其中一氧化碳对人体危害最大。为了防止行驶中的汽车排出废气造成隧道内空气污染, 以及隧道发生火灾时将烟雾排出隧道, 减少二次事故发生, 确保人身安全, 公路隧道内按规范要求有些必须设置机械通风。
运营隧道中的通风系统耗能较多, 如何选择其控制方式, 不仅影响到设备的正常运行, 也对隧道运营成本影响很大。公路隧道通风控制的方法大致经历了四个阶段:
3.1 直接控制法
单纯依靠传感器检测的隧道内CO浓度和烟雾浓度, 经计算处理后, 给出控制指令, 直接控制风机的运行, 供给必要的新鲜风量, 稀释烟雾浓度和CO浓度。目前国内公路隧道通风大多采用这种控制方法。但系统存在较大延迟, 控制不及时。
3.2 间接控制法
根据进入隧道的交通量信息, 实时了解隧道内的交通量、行车速度、车辆构成等情况, 分析并计算出烟雾及排放量, 进行风量控制。这种方法容易忽视各种车辆排放情况的差异, 导致启动运行的风机台数偏小或偏大, 致使隧道内一氧化碳浓度过大或过小, 偏离控制目标, 因而造成控制不合理。
3.3 程序控制法
不考虑煤烟透过率、CO浓度及交通量的实时变化情况。而是根据交通量的统计规律按时间区段预先编制程序来控制风机运行, 该种方法由于简单, 早期的公路隧道通风大多采用这种控制方法。但实时性差, 不能达到实时控制的目的。
3.4 前馈—反馈复合式控制法
即按引起隧道内污染物浓度变化的主要干扰—车流量, 作为前馈输入信号的前馈控制系统, 和按污染物浓度偏差进行控制的反馈控制系统共同组成的前馈——反馈复合式控制系统。
摘要：我国公路隧道建设在近几年得到了突飞猛进的发展, 隧道工程设计形式多样, 并有了不断的创新和突破, 隧道施工也创造了很多成功案例。本文从我国公路隧道的发展现状说起, 重点阐述隧道中常常出现的渗水、限界受侵等问题的防治措施以及隧道中通风方式的演变情况。
关键词：公路隧道,隧道渗透,界限受侵
参考文献
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[4]李术才, 王燕, 李树忱.工程类比法在海底隧道岩石覆盖厚度研究中的应用[J].岩土力学, 2006, (S1) .
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[6]刘小伟.引洮工程红层软岩隧洞工程地质研究[D].兰州:兰州大学, 2008.
公路隧道工程 篇2
摘要：随着交通网络的不断建设，公路隧道在其中发挥的作用越来越大，正是由于这个原因，公路隧道工程的施工难度与技术要求也在不断的提高，尤其是对于超长的隧道建设施工难度更大，对于这样的公路隧道施工条件十分恶劣，地质条件复杂。另外，除了要面对复杂的施工条件和地质条件以外工程建设还要尽可能的减少对当地生态环境的破坏，这样就对公路隧道工程的施工提出了更高的要求。接下来在本文中就将对公路隧道工程施工中的难度与技术进行分析，更好的提高公路隧道工程施工建设的效率，保障工程建设的顺利开展。
探讨公路隧道洞口工程的施工技术 篇3
贵州省质安交通工程监控检测中心有限责任公司
摘要：随着我国社会和经济的快速发展，我国交通行业也在迅猛发展，公路建设的里程正在逐年扩大，而我国的地形十分复杂，因此，在长距离公路修建时会遇到很多不同的复杂地形，给公路施工带来一定的阻碍，而隧道施工是公路修建的一个重要内容，其中隧道洞口施工是整个隧道施工的关键，在进行隧道洞口施工过程中，不仅需要较高的公路修建技术，同时，还会受到周围地质条件的影响，因此，本文主要针对公路隧道洞口施工的技术特点进行分析，进而提高施工效率和施工质量，促进我国公路建设的快速发展。
关键词：公路隧道；洞口施工；技术；探究
1引言
隧道洞口施工和其他路段的施工特点不同，不仅需要考虑和应用先进的施工技术，同时，还需要认真考虑周围的地质环境特点，在进行施工之前，要首先对其周围的地层构造、水文条件以及岩石特征等进行清楚了解，进而制定合适的施工方案，同时，在现场施工过程中，由于施工十分复杂，还要做好机械设备、人员调度以及材料管理等内容，这样才可以确保隧道洞口施工能够顺利进行，进而促进整个公路工程项目的整体施工质量，促进我国公路建设的快速发展【1-2】。
2隧道洞口施工的影响因素
2.1隧道洞口常常处于偏压、浅埋地段
在隧道结构设计时，通常会受到很多因素的影响，隧道洞口所处的地形和地貌等，由于受到这些因素的影响，而出现偏压与浅埋问题，进而使隧道洞口的形状呈现马蹄形。而隧道洞口结构还容易受到地层岩石分布情况的影响，通常而言，一些地层的岩石具有分布不均匀的特点，且两边的岩石呈现不对称的特点，这样在进行隧道洞口设计时，同样会出现由于承载力的不同而出现两侧形状不一的现象，进而使得地形出现偏压与浅埋的问题。在隧道施工过程中，对于偏压与浅埋地段，其施工难度相对较大，如果在施工过程中，施工保护措施以及施工方法不当，就会很容易带来安全质量问题，甚至出现隧道倒塌的重大安全事故，给企业和个人带来严重的损失。
2.2地表水以及地下水的影响
由于在我国，公路施工经常是长距离施工，因此，就会遇到不同的地形，其中公路隧道施工常常位于山区沟谷地带，而在山区沟谷地段，常常是地表水以及地下水的交汇之处，这部分的地质构造特称和其他地方不同，常常会出现破碎的问题，这样不仅给后期的隧道施工带来较大的难度，同时也不利于后期的维护。因此，在设计公路隧道洞口位置时，要使得洞口的位置尽量远离沟谷以及山坳地段。
3隧道洞口施工的原则
3.1施工方针
现阶段，在我国公路隧道洞口施工建设过程中，已经制定了明确的政策和方针，主要是以下几个方面：短进尺、严格注浆、提高勘测力度等，施工建设企业只有在施工过程中严格按照标准施工，坚持一定的方针政策，这样才可以避免在施工过程中，由于施工不规范而带来安全质量问题，给企业带来财产损失[3]。
3.2选择合适科学的洞口开挖方式
由于我国的地形特点十分复杂，不同的地方地形特征不尽相同，同一地方的不同部位地形构造也可能不同，因此，在进行隧道洞口开完时，要根据工程实际特点出发，结合当地的地质特征，选择合适的洞口开挖方式，其中在开挖过程中，要尽可能避免干扰或者破坏周围的岩体，在进行开挖时，要选择若爆破、人工开挖等方式，这样才可以最大程度的利用岩体自身的结构，来承受周围岩体的重量。
3.3做好施工前的准备工作
为了提高隧道洞口的施工质量与施工进度，这就要求在施工进行之前，要做好充分的辅助与准备工作，主要的准备包括以下几个方面：第一，首先应该充分的了解和调查当地的水文条件、地质特征，这样在洞口施工建设时，有了充分的资料基础，从而在制定施工方案时，可以进行有效的保护，同时可以避开地质灾害频发的区域，保证隧道洞口的施工质量。第二，在夏季进行隧道洞口施工时，由于山区容易发生较大山洪、泥石流等地质灾害，要在隧道周围做好良好的排水措施【4】。
4洞前的施工准备工作
在隧道前的施工准备工作对于提高隧道洞口施工效率以及施工进度至关重要，主要包括清理工作、截水沟施工等方面，其分述如下。
4.1清理工作
在进入隧道内部施工之前，要清理隧道顶部周围的杂草植被，同时，还要注意对洞口上方的松动的石块进行清除，防止给人员带来伤害，对于隧道的表面要进行一定的清理，对于一些坠落的大石块要清理出现，避免给后期的正常施工带来影响，在完成清理工作之后，还要进行严格的检查，确保隧道内部的平整。
4.2截水沟施工
根据上文所写，由于在进行隧道洞口施工过程中，其洞口常常处于山区沟谷处，而在隧道其他地方通常较为平整，因此，在洞口处常常是雨水汇聚的地方，因此在，在隧道洞口施工过程中，要做好截水沟的施工工作，及时将地下水以及地表水排出，这样才可以为后期的隧道洞口施工打下坚实的基础。
4.3洞口的刷坡施工
在完成上述的截水沟施工之后，就应该依照隧道的设计要求，进行边坡以及仰坡的刷坡施工，刷坡施工对于保证隧道洞口的安全至关重要，其主要的施工原则是自上而下，在刷坡施工过程中，要避免出现掏底开挖以及上下重叠开挖，确保施工的正常进行，其次，在进行洞口的刷坡施工过程中，要注意实时监测地层的变化情况，如果出现较大的变化，要及时停工，防止出现安全事故。
4.4洞门端墙施工
洞门端墙施工同样在隧道施工过程中发挥着巨大的作用，进行洞门的端墙施工，主要是为了避免隧道洞口上部的产生落石，给人员和机械设备带来破坏，只有进行洞门的端墙施工，才可以确保施工过程中的安全顺利，提高施工效率。
5常见的隧道洞口施工技术
通过上述的准备工作，可以确保隧道施工的安全。而常见的隧道洞口施工方法如下。如表1。开挖的东面断面尺寸应该满足表1的要求。
表1 开挖轮廓预留变形量
5.1單向进洞法
这种方法在公路隧道施工过程中最为常见，单向进洞法主要是指，依靠小导进洞以及出洞的开挖方式，进而扩挖先前挖好的小洞，这种施工方法具有很大的优势，可以有效确保施工人员的安全，表2洞身开挖的实测项目，不同的部位采取的检测项目、频率以及权值不同。
表2洞身开挖的实测项目
5.2半护拱法
这种方法主要使用在地形等高线与洞口的轴线出现斜交的情况下，这种情况容易受到周围地形的较大影响，同时，在施工过程中，为了使得洞口开完体积减小，从而只进行一部分的护拱，从而实现对整个洞口的保护支撑，同时，另一部分主要依靠岩体自身的稳定，但是，这种方法会受到地形条件较大的限制，如果偏压同时存在时，此时，应该首先修筑挡墙，其次是进行洞口的开挖工作。
6结语
综上所述，随着我国公路建设的不断发展，直接推动了我国经济的发展，同时也提高了人们生活的方便性。而隧道洞口施工是公路修建的重要内容，由于受到周围地质条件的影响较大，因此，在进行隧道洞口施工时，首先做好准备工作，进而严格施工，提高施工的安全性，促进我国公路建设的不断发展。
参考文献：
[1]张煜.高速公路小净距隧道洞口段施工数值模拟及监控量测技术研究[D].西南交通大学，2007.
[2]杨能羽，仇凡.公路隧道洞口工程施工技术探讨[J].中国高新技术企业，2013，26：94-95.
[3]田力.公路隧道洞口工程施工技术研究[J].黑龙江交通科技，2013，10：119-120.
公路隧道施工工程的深化 篇4
关键词：公路,隧道,施工技术,管理深化,方案设计
1 施工技术系统的深化
为了促进施工技术系统的深化, 我们要进行隧道设计结构的优化, 实现对其工程地质情况的有效了解, 优化其实际施工作业环节, 实现其浇注中墙长度的有效控制, 确保其中墙混凝土强度的实现, 以满足实际工作的需要。在此过程中, 我们要进行监控量测环节的健全, 促进其围岩变形环节的稳定运行, 实现其左右洞二次模筑衬砌环节的优化, 避免其围岩变形情况的出现, 促进其初期支护力的提升, 进行初期支护环节的深化加强, 满足其混凝土质量的提升。我们也要实现其掌子面和左右洞二次衬砌环节的间距控制, 确保其中导洞环节、中墙环节等工序的稳定运行, 确保其作业流水线的稳定性, 实现其隧道施工作业系统的健全, 满足隧道施工进度的需要, 促进其隧道整体系统的稳定运行。
我们也要进行施工用水的进出口环节的有效空盒子, 确保其高山水池的有效建立, 确保其水源源头的有效控制, 确保其用水环节的完善。实现其用水环节的完善, 满足其施工生活用水环节稳定运行。在这一过程中, 我们要进行输送水环节的优化, 实现其水渠抽水环节、蓄水环节及其输送水环节的有效控制, 确保其日常施工用水、生活用水等的有效工艺, 确保这一系列的水源的水质检验工作的稳定运行, 进行其PH值、相关化学物的有效控制, 以满足日常用水的规范。对于一系列的杂质成分进行有效过滤, 不能实现其过滤的要避免使用。洞内如需爆破掘进, 必须坚持湿式凿岩, 爆破后洒水以降低粉尘浓度。施工通风采取压入式, 用3台轴流风机分别向中导洞、左、右洞送风, 送风口距开挖面的距离不大于15m。主要是排除可能涌入隧道的地下水和施工废水。隧道从出口至进口为1.54%的上坡。出口施工为顺坡施工, 施工排水采取自然坡利用塑料管将水引出洞外。进口施工为反坡施工, 施工排水采取在开挖地段挖集水坑, 用抽水机抽出洞外。
2 公路隧道施工环节的优化
2.1 为了促进工程隧道施工环节的优化, 我们也要进行小导管
施工环节的健全, 促进其超前小导管外径的有效控制, 促进其壁厚度的有效控制, 实现其热轧无缝钢管的有效应用, 确保其钢管的有效应用, 在此过程中, 我们要留下一定的长度进行止浆段环节的优化, 促进其注浆孔的有效设置, 满足其实际工作的需要, 进行各派孔位的有效控制, 确保其间距满足工程的需要。进行设计环向间距环节的控制, 促进其孔眼位置的有效测定, 以确保其下序环节的稳定运行。在此过程中, 我们也要进行小导管纵向间距的有效控制, 促进其中导洞、左右洞的间距的控制, 确保其水泥浆的有效应用, 以满足实际工程的发展需要。一般隧道采用的的锚杆有两种:中导洞和进出口成洞面临时支护用一定长度的螺纹钢砂浆锚杆, 左、右洞用一定长度的中空注浆锚杆。锚杆按设计长度加丝口长, 下料后用套丝机套出12厘米的长螺纹。在初喷砼后用红漆按设计间距梅花形布置, 点出锚杆孔位。用风动凿岩机垂直岩面钻孔。成孔后用高压风清除孔内碴屑, 砂浆锚杆在注浆后插入锚杆, 安装垫板、螺栓;中空锚杆是安装锚杆后注浆, 注浆压力为0.5~1.0Mpa, 终压为2.0~2.5Mpa。砂浆锚杆注30号水泥砂浆, 中空锚杆压注30号水泥浆。锚杆安装后三天内不准敲击锚杆头, 也不准悬挂重物。
我们也要进行钢拱架施工环节的优化, 实现其胎膜平台的稳定运行, 促进其钢模试拼大样的有效设备, 满足其下序环节的稳定运行。将准备好的型钢放在一定比例的胎膜上, 进行乙炔焰加热环节的应用, 促进其胎模千斤顶的应用, 实现型钢压制成型环节的运行。在此过程中, 我们要进行各个环节的接头板的相关型式的应用, 促进其A3钢板的有效应用, 确保其钢板双面焊接环节的实现, 确保其各个单位之间的有效连接, 进行连接件的有效应用, 保证该环节的稳定运行。在此过程中, 我们也要进行大样台的试拼环节的优化, 促进其钢拱架环节的稳定运行。用经纬仪和水准仪准确量测型钢拱架, 在隧道法线方向的位置与高程, 用红油漆准确标注拱顶、拱脚和边墙等控制点位置, 设置足够的定位锚杆。对超挖较大部位, 用浆砌片石镶补, 拱或墙脚有虚碴或不稳定时, 清除松碴, 用砼填平, 再用槽钢沿纵向铺设, 确保钢拱架脚稳固。安装锚杆后喷3厘米厚的钢纤维砼, 安设拱架, 单元间按设计连接, 并与定位锚杆锁脚锚杆焊接在一起, 钢架与喷层之间空隙, 用骑马垫塞紧。钢架间纵向用ф25钢筋焊接, 连接钢筋环向间距1.0m。钢架间距LS2-1段50厘米, LS2段80厘米。
2.2 为了满足工作的需要, 我们也要进行拱脚环节的优化, 实现
其相关数量的锁脚锚杆的应用, 促进其成洞面的临时支护环节的应用, 确保其挖槽环节的有效进行, 促进其首榀钢格栅拱架的有效潜入, 以满足该环节的质量效率的提升。通过对其超前小导管环向间距的规范, 确保其中导洞开挖环节的完善, 促进其下序环节的稳定运行。在此过程中, 我们也要进行设计的锚杆间距的有效布置, 确保其锚杆孔位的有效定位, 实现其清孔环节的有效运用, 进行水泥砂浆环节的优化。两榀拱架之间用U型钢筋插接, 纵向连接筋环向间距100cm, 钢格栅纵向间距80cm。安装好钢拱架后喷射砼至设计厚度, 进行下一循环。中导洞开挖采取两台阶开挖, 上下台阶以起拱线分界, 台阶长3~5米, 上台阶开挖的土用人工翻至下台阶再用装载机配合汽车运弃。上台阶开挖后及时支护, 然后开挖下台阶。下台阶先挖中槽, 两边各留上宽1米, 下宽2米土台, 然后左右错进开挖两边, 接长支护至导坑底部。
2.3 为了促进工程质量的提升, 我们要进行左右洞开挖环节的
优化, 促进其中墙砼的强度满足实际供电需要, 集训两台阶分布平行开挖环节的控制, 确保其拱部系统内部各个环节的协调, 以有利于实际施工工作的稳定开展, 进行其上台阶环节的有效开挖, 促进其环形导坑环节的稳定运行, 促进其拱顶高度的规范, 其台阶长度的规范, 确保其相关工作方法的更新应用。下台阶开挖先挖中槽, 外侧边墙留上宽2m, 下宽4m的平台。中槽掘进5m~8m, 跳槽开挖边墙, 马口槽宽2m, 净距3m。仰拱随同边墙马口一起开挖, 符合设计尺寸后立即初喷5cm厚砼, 施工边墙部分锚杆, 接长钢支撑至中隔墙, 喷射砼至设计厚度, 形成封闭的环形支护。仰拱开挖连成一衬砌节段长度应及时浇筑仰拱, 加强对围岩的支撑。
我们也要进行初期支护环节的优化, 促进其渗水、漏水现象的有效避免, 促进其实际工作质量效率的提升, 以满足实际工作的需要, 进行环向排水盲沟的有效设置, 实现其横向排水管、纵向排水管环节等的优化, 确保其EVA防水板、土工布环节的有效协调, 进行加工成型的钢筋的有效应用, 实现其相关设备的有效预埋设, 以保证其实际工作的运行, 实现对其标高环节、复核中线环节的规范, 促进其二次衬砌内轮廓的设计环节的优化, 确保其插入式捣固器的有效应用, 满足实际振捣环节的需要, 保证工程质量效率的提升。砼中掺入水泥重量6%的FS防水剂, 砼具备早强、缓凝、高流态性能。强度达到设计的2.5MPa后, 即可拆模, 并洒水养护不得小于14天。
砼于隧道出口附近设50m3/h拌合楼拌合, 砼水平运输采用砼输送泵运到隧道出口进行浇注。在隧道顶拱部位设置砼溜槽下料, 以防止骨料分离。现场监控量测与信息化施工管理, 现场监控量测是监控施工中围岩稳定性, 检验设计与施工是否正确合理的重要手段。
3 结束语
公路隧道工程建设质量管理的论文 篇5
在当下我国的公路隧道工程建设质量管理当中，没有形成一个完整的体系，无论从管理还是监管立法等方面来看，都存在诸多的不足，而导致其原因形成的关键就是公路隧道工程建设没有经历过太长的发展历程，建设周期较短，从而导致在发展过程当中，处于一个积极探索的阶段。但是，公路隧道工程建设在质量风险能力控制上面，处于一个探索发展阶段，通过出现的问题进行分析，然后总结经验教训和不足，但是其中行业内潜在的一些问题还没能够得到有效的解决。这样便会导致在综合管理的发展之上，我国的公路隧道工程建设质量管理工作仍然存在一些不足的地方。
1.2公路隧道工程建设发展水平欠缺
在我国的公路隧道工程建设发展当中，由于发展方向不均衡，从而导致在发展过程当中，发展水平参差不齐。而且往往在工程建设单位都存在一个普遍现象就是过分注重工程本身，而忽略了质量管理的重要性。轻管理，重建设，是导致公路隧道工程在建设发展当中，一直被行业制约的关键。这样，长时间发展下去，公路隧道工程建设质量管理能力便得不到有效的提升。而没有明确的监管部门，职责模糊化，也导致在对于公路隧道工程建设当中，质量控制能力有名无实，没有一个健全完整的系统来加强管理和监测，没有一套完整的质量检测体系来应用，没有强制力保障的环境下，加强公路隧道工程建设质量管理工作的开展无异于空中楼阁。
公路隧道工程 篇6
【关键词】隧道；机电安装；施工技术
【中图分类号】TU74
【文献标识码】A
【文章编号】1672—5158（2012）10-0211-01
1 施工准备
1.1 编制计划
隧道机电安装工程正式开始施工前，应编制确定项目的施工总进度计划方案和单项安装工程的具体网络计划。
1.2 人员准备
在安排施工技术人员、现场管理人员组成项目管理部时，应组织抽调在机电、消防、通风、通信及自动化等相关专业且具有相对丰富的施工经验和较高理论水平的工程技术人员。在劳动力安排方面，针对工程具有劳动力短期内大量使用的特点，安排足够的劳动力。
1.3 机具准备
在安装施工所需的机械设备准备方面，应注意配备足够的运输工具（如叉车、工具车等）和高精度测控仪器（如多功能信号源、光纤熔接仪、便携式误码检测仪等）。针对该隧道机电工程项目设备材料需求量大，设备质量要求高等特点，对于大部分重要的大型机械设备和材料选择采用国外进口的先进机械和优质材料，并根据各分部工程的具体工期要求，制定具体明确的机械设备和材料采购方案。
2 设备安装
2.1 隧道火灾报警系统的安装和调试
火灾报警系统的任务是及时，准确的反馈出火灾发生的地点及报警信号，经传输线路至中控室计算机系统，火灾报警后能自动将主监视器切换到火灾发生的地点，经人工确认后，由中控室计算机系统制定出相应的控制措施，启动通风系统、照明设备、信号灯、车道控制灯、灭火设备，调整各外场设备的显示信息以便快捷，有序地引导隧道内车辆与人员迅速撤离现场，避免伤亡，保证隧道的安全运行。隧道火灾报警系统主要包括隧道内火灾报警系统设备、传输设备、安装支架以及手动火灾报警按钮，隧道管理所的火灾报警主机以及监控管理中心的监控设备。
2.2 施工前的准备
熟悉施工图纸，确定设备的安装位置，准备所需的施工材料。由于工程施工涉及在隧道内占用道路，然而在建隧道的道路上有较多施工车辆行驶，所以要特别注意施工安全问题，施工前要详细制定施工现场的安全布控，要求来往的施工车辆限速缓慢的行驶，必要时进行封洞施工，确保安全。对施工人员进行安全教育，施工负责人对现场施工统一调度和指挥，在施工过程中必须要保证足够的照明，通风设备并按照消防要求配备消防器材。
2.3 施工流程
（1）首先确定设备支架的安装位置，在安装位置上打孔洞，用膨胀螺栓固定支架。
（2）将感温材料固定在支架上，确保牢固，并保持松弛。在隧道内安装完毕后，将感温材料引到隧道内管理所，与感温报警主机相连。
（3）感温材料进行区域划分，并与相应的手报按钮相对应。手动火灾报警按钮的安全需保证牢固。
（4）设备接线需正确，避免供电与信号混乱。在通讯机房对设备进行调试和设置。
3 本地控制器PLC的安装调试
3.1 施工准备
熟悉施工图纸，确保设备的安装位置，准备所需的施工材料，施工现场的安全布控需符合要求，设置专门的安全人员在封道施工时拦截来往的车辆，现场施工一定要听从施工负责人的统一调度和指挥。
3.2 施工流程
（1）对隧道内的预留孔提前进行整改，使之符合设备安装要求。
（2）设备均安装在隧道的预留的安装孔洞内，设备安装需要牢固，平整。设备内部的接线，按照规范要求，走线整齐，强弱电分开。
（3）在现场对设备进行调试和设置。
（4）在通讯机房对设备进行调试和设置。
4 关键施工工序和技术
4.1 通风和消防系统施工
在隧道机电安装工程中，通风系统和消防系统的设备是主要的大型机械系统设备。隧道通风系统选用纵向射流风机通风方式，在隧道洞顶上分散均匀地安装了15台1250ram、功率为60kW的射流风机，风机采用预制钢支架固定；消防系统供水设备主要包括有2台潜水泵（型号为QXIO）和2台消防泵（型号为XBD6.4／5-65型），潜水泵安装设置在相应的集水井内，消防泵则设置在消防泵房内。在隧道洞顶上安装射流风机时，要求对每块预埋铁构件进行相应的额定载荷试验，每一块预埋构件的强度和稳定性要通过试验验证后才能进行设备安装，射流风机的钢吊架选材、预制、安装及焊接施工都应充分考虑到通风机长期悬空吊挂持续运行的特殊要求，确保通射流风机的长期运行安全。
4.2 消防管道安装施工
隧道消防管道（包括隧道外消防集水井进出水管），总管均采用直径DN200的管材，支管视具体情况选用，消防管道接头处采用沟槽式方式进行连接，其主要安装程序如下：现场测绘，绘制消防管道系统（包括消防栓）加工草图，管材预制，管道支架、吊架预制，支吊架热镀锌处理，支墩混凝土浇注施工，管道、消火栓铺装，设备接口连接，管道吹扫，消防系统试压、调试，系统试运行。
由于隧道内同时施工的分部工程较多，施工空间有限。为了尽量提高施工效率，拓展隧道内施工作业面，可将管道切割加工、配件制作等工序安排在隧道外的相应场地上进行，待隧道内管道支墩、支架等基础设施完工后再将预制管道构件直接运进隧道内安装，但运输过程中应注意防止管道管口等易损部位或构件压槽碰伤。安装消防管道时，应按管道走向顺序依次铺装，并遵循先总管后支管、先大管后小管的基本原则，各总管和支管的三通接口处也均采用沟槽式管接头进行连接处理。消防栓应嵌入隧道侧壁结构内进行安装。
4.3 电气及监控系统安装
隧道内监控系统主要包括有中央控制室内的计算机、网络服务器、控制台、智能火灾探测器、消防报警系统、扬声器、车速测定仪、紧急求救电话、区域性控制器、彩色摄像机及电力监控系统等设备。安装隧道洞顶部位的桥架时，由于隧道顶部沿水平方向存有相对较大的曲率，直接在洞顶放线定位安装桥架具有相当的难度。为了适应隧道洞顶的不同拱度变化，将平台上表面设计成台阶状，平台的宽度设计为大约一半路宽，且在平台立柱上贴了明显的反光警示标识，避免在施工过程中遭遇撞击，提高施工效率。
5 质量控制与管理
5.1 进度控制
隧道机电安装工程的进度控制，其核心任务是根据各项分部分项工程的网络计划按节点进行验收。检查阶段性的施工任务是否切实完成，如未完成则应制定相应的加班赶工方案，以确保后续工序的按期开始。如有需要，还应根据工程的具体情况在施工过程中对施工组织计划进行相应的调整，尽可能提高施工效率。此外，还应加强对大型设备和关键材料采购、设备运行保障、现场施工技术人员保障和后勤保障等方面的控制，消除对项目施工进度影响不利的各种因素。
5.2 质量控制
建立系统的质检员现场巡检制度，安排专职的施工质量质检员在全作业面进行施工巡查，发现问题及时解决。对关键施工部位和某些无法进行事后质量检验的隐蔽工程，质检员要和监理工程师共同进行全过程施工监检。高速公路隧道机电安装工程的交工资料一般应按交通质检部门提供的统一表格填制，质检员应严格监督各施工技术人员及时完成相关交工资料的填报工作，并按照相关质检部门的要求统一组卷、装订，待验收时审查。
5.3 安全控制
在隧道内部施工过程中，施工作业面狭小、光线暗淡且运输车辆较多，为了确保施工人员和机械设备的安全，在施工技术人员的安全帽、安装平台立柱、施工机械轮廓线上的适当部位均贴上明显的反光标识；隧道内施工运输车辆对施工人员的危险性相对较大，施工过程中要采取有效措施防止车辆伤害事故，重点注意检查隧道内的移动安装平台停放位置，应留出足够距离供运输车辆通行。在车辆频繁通行的区域或时段，施工时应安排专职指挥人员临时指挥交通。加强隧道内施工现场的通风、环境和保卫工作，防止毒气中毒或流行疾病的转染。
6 结语
浅谈公路隧道工程的质量控制 篇7
随着我国经济的持续稳定发展, 我国的公路交通事业取得了长足的进步, 运输业的兴旺发达使得公路的覆盖面越来越广, 各类公路隧道的应用越来越多, 规模也越来越大。与水工和铁路隧道相比, 公路隧道具有运营要求高、附属设施多、施工断面大等特点, 这就对施工单位的技术水平提出了更高的要求。因此, 做好公路隧道工程的施工质量控制工作, 不仅是有关人员日常工作中的重点内容, 也成为了确保公路隧道质量、提升公路隧道结构性能、保障过往司机生命财产安全的重要手段。
1 如何做好公路隧道工程的质量控制工作
1.1 隧道开挖阶段的质量控制
与铁路隧道和水工隧道相比, 公路隧道的断面更大, 隧道轮廓对围岩块体的不利切割也相对较多, 这样就对围岩造成了更多的扰动, 同时, 为了满足公路工程的特殊要求, 公路隧道大多采用更为扁平的断面型式, 从而导致隧道拱顶的围岩长期处于非常不利的应力状态。因此, 如果隧道的开挖量不够, 就会对隧道的衬砌厚度和净空造成影响, 从而埋下安全隐患;如果开挖量过多, 则会增加回填工程的工作量和出渣量, 使隧道的预算增加;如果开挖不够规范和平整, 就会对衬砌施工和防水层的设置造成不利影响, 容易产生存水空洞。
根据这些特点, 对于公路隧道开挖阶段的质量控制工作一般从控制断面尺寸、超挖欠挖以及确保开挖断面的规整度两个方向开展。首先, 就是要确保公路隧道断面的开挖工作严格按照设计中要求的有关尺寸进行。如果围岩质地较为松软并且地压力较大, 那么围岩就会发生相当程度的变形, 所以在实际施工中, 还应该将设计要求与作业面的实际情况相结合, 根据实际测量数据预留足够的支撑沉落量和变形量, 以免因变形而造成净空不足的现象。另外, 还要注意根据围岩的类型选择合理的施工工艺和断面开挖方式。一般来说, 公路隧道工程的施工方法都是钻爆法。对于质地较软的围岩应采用预裂爆破, 而对于相对坚硬的围岩则与应采用光面爆破。在使用半断面开挖法时, 要注意控制下半面的用药量及开挖厚度, 以确保拱顶围岩的稳定性。
对于隧道断差面开挖工整度的检测一般通过目测法进行, 除了要保证围岩光滑无明显爆破裂缝外, 还要对炮眼衔接部位的台阶形误差进行检验, 确保其小于15 cm。对于超欠挖情况的检测除了可以通过传统的尺量方式进行外, 也可以通过对衬砌混凝土的总量和出渣量的比较进行确定。除此之外, 还可以通过隧道激光断面仪对隧道开挖的实际断面进行快速准确的测量, 从而得出精确度较高的隧道超欠挖实际资料, 以便管理人员对施工进行及时有效的指导。
1.2 隧道支护阶段的质量控制
公路隧道在开挖结束后就要立即开展支护工作, 以便更好的限制围岩变形, 从而使其能够更加充分的发挥出自身的承载能力, 提高隧道的整体稳定性。就目前的实际情况来看, 公路隧道工程在施工过程中大多采用锚喷支护的方式, 而在围岩质量较差的地段则可以通过型钢或钢隔栅进行支护。在进行锚喷支护的过程中, 应该对锚杆自身及其安装质量进行检测。其中, 锚杆的自身质量主要包括锚杆所采用材料质量的检测, 如弹性、延展性、抗拉强度等;锚杆规格的检测, 如直径等;以及锚杆的焊接、热锻、车丝等方面的质量检测。而锚杆安装质量的检测则主要包括钻孔深度、孔形、直径、间距、排距、锚杆方向等项目。其中, 对于砂浆饱满程度、拉拔力的测定以及安装间排距的检测是锚杆施工质量控制工作的重点内容。
对于喷射混凝土施工质量的检验主要包括对原材料、喷射厚度和强度的检验, 同时也包括对混凝土、围岩粘接强度等内容的检验。在制取强度检验试块时, 可以通过将混凝土喷入事先准备好的模具或直接从隧道壁上凿出的方式获取。而对混凝土厚度的检验则可以通过凿孔或预先在围岩上设置一定长度的钉子的方式来进行检查。如果在凿孔之后无法对混凝土与围岩进行有效区分, 则可以通过滴入酚酞试液的方式加以辨别, 其中显红色的就是混凝土。对于混凝土与围岩粘接强度的检验既可以通过在围岩上预埋加力板的方法进行, 也可以通过向放置了与围岩相当石块的模具中喷射混凝土的方法进行检验。
1.3 防水系统施工阶段的质量控制
由于汽车并不具有火车那样的稳定性, 因此公路隧道对于防水和排水性的要求要远远高于火车隧道。目前, 大多数公路隧道的排水设计都采用了铺设防水层和排水盲管将渗水集中排出的方式, 但是业界对于排水系统质量的评定标准尚无统一的规范, 对于防水层的检验也大多分为材料质量检验和安装质量检验两个部分。一般来说, 对于隧道防水层的要求主要有寿命长、柔韧性好、耐腐蚀和老化、不易被破坏, 而检验项目则主要包括防水层的厚度、长度和宽度三个方面, 检验方式多为裁定试件后对其进行各类实验室检验。对于防水层安装质量的检验主要包括接头部分质量检验和吊挂施工质量检验。其中, 接头的规格应该满足设计要求, 并采用焊接或粘接的方式牢固的连接在一起, 不得出现空隙、褶皱或气泡。焊缝一般为双焊缝形式, 中间部位要留出空腔以便对其进行充气检查。在拱顶部, 防水板的吊挂固定点间距应该在0.5m～0.7 m的范围内, 而在墙壁处, 这一数值则应在1.0 m～1.2 m的范围内。对于防水层施工质量的检查大多通过目测法来完成, 同时还要注意保证防水层无划破现象。
1.4 衬砌阶段的质量控制
衬砌阶段的质量问题主要是由于围岩发生松动或其它原因所导致的二次衬砌裂缝。在实际施工过程中, 对于裂缝的检查主要通过刻度放大镜和塞尺的方式来观察裂缝的深度和宽度, 并根据实际情况采取相应的措施进行处理。同时, 由于在施工过程中有可能因为衬砌填塞不密实而造成衬砌内部空洞和蜂窝等情况, 所以技术人员除了要进行表面观察之外, 还应该通过采用雷达和超声波探测技术对其内部情况进行检测。需要注意的是, 在使用雷达进行检测时, 要根据所检测位置的实际情况合理调整雷达波的频率, 并根据隧道的断面走向合理设置测线, 以便获得最佳的测量效果。另外, 在公路隧道工程的施工过程中, 隧道拱顶部位的空洞和衬砌不合格的现象相对较多, 在检查过程中应该将这部分作为检测的重点地段。总的来看, 雷达探测的方法能够在很短的时间内检测出裂缝、钢拱架埋设以及衬砌厚度等情况, 但是限于技术水平的发展状况, 其精度在有些时候是无法保证的, 因此在质检过程中还需要进行适当的钻孔检验进行配合。
2 结语
相比较而言, 我国公路隧道工程的起步较晚, 但是在各地积极兴建各类公路工程的大力推动下, 国内的公路施工企业在短时间内获得了长足的发展并引进了国内外相关行业的多项先进技术和设备, 使我国公路隧道工程的施工建设水平得到了很大的提高, 美中不足的就是在公路隧道工程质量检验和控制方面仍然在沿用以往旧的标准和方法, 所以难免会留下一些质量隐患, 严重妨碍了公路隧道工程的整体质量向新的高度迈进。就目前的实际情况来看, 国内已经有很多家公路工程施工企业开始了对隧道质量检验和控制方法的钻研和公关, 并且取得了一定的成果, 这是令人感到鼓舞和欣慰的, 相信在广大技术人员的共同总结、研究和创新的积极推动下, 我国的公路隧道施工行业一定会在不久的将来形成一套科学、完善的质量控制和评价体系, 从而进一步提高公路隧道工程的整体水平。
参考文献
[1]熊广忠.公路施工质量监理实施细则[M].北京:人民交通出版社, 2006.9.
[2]朱汉华, 孙红月, 杨建辉.公路隧道围岩稳定与支护技术[M].北京:科学出版社, 2007.1
[3]李江志.高速公路隧道工程衬砌施工的质量控制[J].山东交通科技, 2007, (4) :68-69, 76.
[4]熊辉.浅析公路隧道施工的质量控制[J].科技资讯, 2010, (4) :39-39.
公路隧道工程进洞施工探讨 篇8
1 隧道进洞施工方案选择原则
隧道洞口工程应严禁大开大挖明挖方案, 在地形较为平坦、地质条件较好的情况下, 积极推广“零开挖”进洞理念, 努力保护了周边生态, 实现高速公路洞口工程与自然环境相和谐, 又较好节约工程造价;在地形复杂、斜交偏压严重的隧道洞口开挖坚持以“最大限度的保护, 最小程度的破坏, 最强力度的恢复”为原则。其隧道进洞施工方案选择前应认真做好以下五点: (1) 施工前对洞口段纵、横断面地面线复测, 调查实际地质情况及周围环境; (2) 认真研究图纸, 与实际复测的地面线、调查实际地质情况及周围环境情况等进行对比、分析后, 找出与图纸存在的差异, 尽可能列出进洞施工的不利因素; (3) 根据纵、横断面地面线复测结果拟确定明、暗交接点位置, 与图纸对比若需调整明、暗交接点位置, 必须提出变更意向, 申请调整明、暗交接点位置变化、截水沟位置变化、边仰坡防护、隧道洞口段前超辅助措施及支护参数等事宜; (4) 结合现场实际情况编制隧道进洞专项施工方案, 组织施工方案评审, 明确隧道进洞施工方案; (5) 洞口与明洞工程施工。明确隧道进洞施工方案→测量放样→保护暗洞上方植被→洞顶截水沟砌筑 (截水沟以内植被禁止砍伐破坏) →洞口开挖 (必须先对地表加固、井点降水等综合治理) →边仰坡及成洞面临时防护 (二衬台车进场) →洞口地表观测→洞口套拱、管棚等辅助进洞措施施工→明洞基础及洞口段路基硬化→明洞模筑衬砌→明洞防排水施工→明洞回填→洞身开挖支护和洞门施工 (洞口地质情况相对较好的隧道, 可先进暗洞, 由内向外施作洞口明洞模筑衬砌) 。
2 工程实例
漳州漳永高速公路光阳隧道右洞起讫桩号YK15+491~YK17+052、左洞起讫桩号ZK15+501~ZK17+052, 隧道进口左右线平面设计线间距为17.16m, 为80km/h分离式双洞隧道, 隧道衬砌结构净空为7.0*10.92米, 限界净宽:10.25m, 净高:5m。
隧道进口端洞口段山坡自然坡为陡坡地段, 山坡坡度大约为30O~42O, 坡体现状整体较稳定, 岩性主要为第四系残坡积土及全风化、强风化花岗岩, 岩体破碎, 松散结构, 局部少量围岩为中风化, 地下水水量中等, 呈点滴状出水。右洞洞口横坡相对较为平缓, 而左洞洞口横坡较陡, 存在偏压现象, 其中隧道左线进口端采用端墙式洞门, 右线进口端削竹式洞门, 左洞进口设置长14m偏压明洞, 右洞进口设置长15m普通明洞。
在光阳隧道进口施工前, 对洞口段纵、横断面地面线进行复测, 调查实际地质情况及周围环境后, 发现实际情况与图纸存在的差异, 经各方讨论优化设计方案如下: (1) 左线进口端采用端墙式洞门改为削竹式洞门, 长14m偏压明洞改为长19m普通明洞, 优化后左右线洞口工程整体协调美观 (见图1) , 同时减少了工程造价; (2) 右线进口端明、暗交接点位置由K15+506调整为K15+503, 明洞长度保持不变, 暗洞增长3米, 明、暗交接点调整后减少边仰坡开挖高度, 保护了周边生态, 实现高速公路洞口工程与自然环境相和谐。
3 隧道进洞施工方法
以往隧道施工中, 为保证洞口有足够的覆盖层厚度使洞口边仰坡产生大范围开挖 (拉槽) , 而漳州漳永高速公路A3合同段隧道工程采用了隧道“零开挖”进洞施工, 遵循“早进晚出”的原则, 根据实际地面线确定明暗洞交接点, 在明暗交接点外不开挖山脚土体的情况, 采用两侧开槽沿纵向方向施作三榀I20b环形钢拱架, 逐渐靠向山体明暗洞交接点使套拱嵌入山体至少30cm左右 (可设为异套拱) , 在钢拱架上预设长管棚导向管 (地质复杂段增设导向管做为备用孔) , 浇注混凝土封闭钢拱架形成套拱衬砌, 再施作超前大管棚作为洞口段超前支护, 管棚施工完毕后, 再进行明洞衬砌及隧道进洞开挖支护施工。
4 光阳隧道出口施工过程中出现的主要问题及防治措施
光阳隧道出口属剥蚀区丘陵地貌, 地表竹林等植被茂盛, 地形起伏变化一般, 山体较圆缓, 天然山体坡度约为25°~30°, 洞口隧道埋深约为2~28m。洞口围岩遇到含有大量孤石的花岗岩残坡积层, 孤石无序堆叠 (见图3) 。同时地下水位较高, 地下水丰富, 对进洞施工造成很大的困难, 使施工过程中出现了下列问题及处理措施:
4.1 成因分析
(1) 在地下水的作用下, 土体吸水后易膨胀、软化, 强度急剧降低自稳性下降, 边仰坡开挖后易失稳坍塌, 且套拱、明洞及隧底地基承载力不足。 (2) 洞口属于浅埋段, 洞顶覆土层薄, 围岩软弱, 自稳能力差在孤石作用下, 洞口及洞内施工时隧顶覆盖层的土体扰动很快影响地表, 地表发生下沉及开裂。从而地表水的渗入和流动加剧了土体的软化流失。 (3) 球状风化孤石周边地层松散, 在安装长管棚钢管时, 土体内孤石易移动下沉产生管棚孔位偏离, 导致钢管顶进的长度不足。 (4) 由于花岗岩残积土富水饱和, 管棚、地表等注浆加固达不到要求。
4.2 防治措施
(1) 排水措施, 山体设井点降水和山体平孔排水, 同时做好洞顶边仰坡地表水的排放措施。 (2) 在做好排水措施的情况下, 对洞口段围岩采用地表注浆预加固措施。 (3) 在套拱施工时, 增设管棚导向管备用孔, 当管棚钢管无法顶进时, 可利用备用孔进行重新施工。并适当加大管棚钻孔孔径, 便于钢管安装。 (4) 为仰制边仰坡的位移变形, 先实施明洞再进洞施工, 同时地基承载力不足采用钢管注浆处理。
5 结语
通过漳州漳永高速公路A3合同段隧道工程进洞施工, 得到以下几点经验: (1) 准确的地质勘察资料是科学选择合理进洞方案的基础 (2) 对进洞施工方案的比选, 要结合工程实际, 因地制宜; (3) 施工过程中要加强观察、监测, 发现方案不合理及时调整, 确保隧道进洞施工安全, 以免影响工期; (4) 严格按照规范施工, 谨防由于工程施工引发崩塌、滑坡等新的地质灾害; (5) 对特殊地质情况应选择有施工过类似工程的作业人员及管理人员极为重要。
摘要：山区地形、地质复杂多变对隧道进洞施工造成难度极为突出, 隧道洞口实际地质情况、地形地貌与设计阶段提供的资料差异会经常遇到, 本文结合漳州漳永高速公路A3合同段隧道工程进洞施工实例, 介绍了进洞施工方案的选择、施工过程出现的问题及防治措施。
关键词：隧道进洞,施工方法,成因分析,防治措施
参考文献
[1]JTC F60-2009公路隧道施工技术规范.
公路隧道工程 篇9
临吉高速公路是山西省境内的一条高速公路施工工程项目, 于2009年8月开始施工建设, 目前已建成投入使用。该高速公路工程项目在施工建设中采用双向四车道高速公路标准进行施工建设, 工程全线共有17条隧道。该高速公路工程项目在进行施工建设过程中, 全线工程施工具有以下特点:一是地形、地貌、地质条件极为复杂, 有滑坡、采空区、压煤区、断裂带、湿陷性黄土等诸多不良地段, 处治难度大;二是沿线沟壑纵横, 桥梁隧道比例高, 施工难度大;三是部分隧道穿越高瓦斯采空区, 施工安全风险高;四是路线约5.5公里穿越国家级重点文物柿子滩旧石器文化遗址, 文物保护任务艰巨;五是线内施工用料缺乏, 取水、用电困难, 路线内走廊带狭窄, 交通运输困难, 施工条件差。本文将对该工程中的相关施工技术方法进行分析与探讨。
二、临吉高速公路隧道工程锚杆支护施工技术分析
在临吉高速公路工程项目的隧道工程初期的支护施工中, 主要运用的支护施工技术一般为锚杆支护施工技术, 这种施工技术在工程支护施工中的运用非常广泛。结合临吉高速公路工程项目中的滑坡、断裂带、采煤区等特殊地形、地貌特征, 在进行高速公路隧道的开挖以及后期施工中也需要使用相关支护技术, 进行支护施工, 以保证工程施工安全。
(一) 超前小导管施工
在临吉高速公路建设项目中运用锚杆支护施工技术对隧道进行初期支护施工中, 超前小导管施工阶段主要包括制管施工、钻孔施工以及导管安装和注浆施工等施工内容。首先, 在进行超前小导管的制管施工操作时, 一般将小导管的外直径设置为50毫米, 小导管管壁厚度设置在5毫米左右, 然后使用热轧无缝钢管加工工艺加工成一定长度的钢管, 并将钢管的一端设置成锥头, 另一端与钢箍进行焊接, 并预留一定的止浆段, 在最后进行灌浆施工时运用。在进行超前小导管的制管施工过程中, 还需要在已经制成的小导管上设置注浆孔, 注浆孔径根据施工需要进行设置。其次, 需要根据隧道施工设计, 以紧邻着开挖面的钢支撑部分作为支点进行注浆孔的钻孔施工, 钻孔大小根据施工要求进行。最后, 在清理钻孔时, 使用超前小导管, 通过牛角泵进行水泥浆注浆施工, 注浆时通常保持一定压力, 并在15分钟左右停止。超前小导管施工工序工艺流程, 详见下图。
(二) 系统锚杆支护施工
在对临吉高速公路工程项目的隧道工程初期支护施工时, 锚杆支护施工技术中使用的锚杆主要有两种, 这是根据临吉高速公路隧道工程支护施工内容不同、隧道支护施工要求不同而确定的。在临吉高速公路隧道工程的中导洞以及进出口支护施工中, 使用的是22毫米的螺纹钢砂浆锚杆;而在左右洞支护施工中使用的是25毫米的中空注浆锚杆。临吉高速公路隧道初期锚杆支护施工中, 对于支护使用的锚杆长度进行设计时, 按照锚杆加丝扣长度进行设计, 并且在进行初喷砼施工后, 对锚杆支护位置进行标注, 使用风动凿岩机以垂直岩层的角度进行钻孔支护, 在进行锚杆支护时, 要对钻孔进行清理。在进行系统锚杆支护时使用的注浆压力以及锚杆支护维护方法等, 严格地按照设计支护要求进行了选择。
(三) 锚杆支护中的钢拱架施工
临吉高速公路隧道初期的锚杆支护施工中, 对于锚杆支护所需要的钢拱架是在施工现场进行制作的, 其制作是通过对钢拱架模具进行设置后, 再使用专用的机械设备完成制作的。钢拱架制作过程中的连接接头通常根据钢拱架施工内容的不同, 可以使用不同类型的接头方式进行连接处理。
在使用钢拱架对于临吉高速公路隧道工程进行施工时, 首先对于钢拱架以及钢拱架的施工位置进行测量标注。对于钢拱架施工中开挖施工超出设计范围较大的地方, 进行补砌, 以保证隧道工程中钢拱架的施工牢固性。钢拱架施工架口朝向隧道的中心方向的, 钢拱架的脚部位置需要使用适合型号的锚杆进行支护。
三、临吉高速公路隧道开挖施工运用技术分析
对于临吉高速公路隧道洞身开挖施工运用技术的分析, 主要从隧道洞身的中导洞以及左右洞开挖施工中, 分别进行分析论述。
首先, 临吉高速公路工程项目隧道工程的中导洞开挖施工前, 需要在隧道的初期支护施工结束后进行, 中导洞的开挖根据测量的中导洞开挖轮廓线进行挖土施工, 在结束中导洞初喷砼施工后使用钢拱架进行支护, 使其与初喷砼施工形成洞口棚架结构, 然后根据锚杆支护以及注浆施工方法, 在进行注浆施工后继续进行中导洞的开挖施工。需要注意的是, 在进行中导洞开挖施工中, 分为两个台阶进行, 在上台阶开挖施工结束后, 要及时进行支护, 再进行下台阶的开挖施工。其次, 对于隧道工程中的左右洞开挖施工, 在隧道的中墙初喷砼硬度达到一定的标准后, 进行开挖施工。对于隧道左右洞的开挖也分为两个台阶进行, 在上台阶开挖施工中, 先挖环形导坑部分, 然后进行中槽部分的开挖施工;在进行下台阶的开挖施工中, 则是先进行中槽部分的开挖, 开挖要严格按照施工设计要求进行, 保证隧道开挖施工的质量与安全。临吉高速公路隧道施工中, 喷射混凝土采用湿喷技术, 复喷方式, 第一次喷射封面, 支立格栅, 挂网后再复喷, 并埋入检测喷射混凝土厚度的标识钢筋, 以检查喷设混凝土的厚度。临吉高速公路隧道喷射混凝土配合比设计, 见下表。
完成喷射混凝土后, 隧道基本实现干燥。局部有渗流处, 采用插管补注浆, 和插管接排水盲管固定引至侧沟排走。
同时, 临吉高速公路隧道施工过程中采取了防止隧道衬砌开裂的技术措施。在混凝土中采用双掺技术 (即掺粉煤灰和减水剂) 是降低水化热和防渗防裂的有效措施。粉煤灰可以填充混凝土中的空隙, 降低孔隙率, 提高混凝土的密实性。在保证设计强度、防水和施工工艺要求的前提下, 减小单位体积混凝土的水泥用量, 降低水化热, 避免或减轻混凝土的收缩开裂, 适量掺入有补偿收缩性能的外加剂。同时灌注过程中控制施工环境温度和内外温差。在喷射混凝土中掺加微纤维, 提高初期支护的抗裂性能。
临吉高速公路工程的开挖施工中, 特别注意了开挖施工中特殊地段地形的开挖施工, 避免采煤区瓦斯层等对于施工安全的影响, 结合施工环境选择合适的开挖方式。
四、临吉高速公路隧道工程二次衬砌施工技术分析
临吉高速公路项目隧道工程施工时, 二次衬砌施工主要是隧道中隔墙的衬砌施工和隧道左右洞的二次衬砌施工。在进行隧道的这两个部分二次衬砌施工中, 根据施工结构部分的不同, 具体运用的施工工艺也不相同。首先, 在进行隧道的中隔墙衬砌施工中, 主要是按照中隔墙衬砌基础开挖, 按照模板支护以及衬砌施工的施工步骤进行衬砌施工, 在进行模板支护施工时, 主要使用外拉内顶方法进行模板加固支护施工。而在进行隧道工程左右洞二次衬砌施工时, 则是在对左右洞的地基进行防水施工后, 使用钢筋砼浇筑的方法进行隧道左右洞的衬砌施工, 以保证左右洞衬砌施工质量。在使用钢筋砼浇筑技术进行隧道左右洞的二次衬砌施工时, 需要对钢筋砼的浇筑施工进行捣固处理, 以保证衬砌结构牢固。混凝土强度达到8.0MPa以上方可拆模, 拆模后及时养护, 养护时间不能少于14天, 防止开裂。
五、结语
公路隧道工程 篇10
基础型钢要与土建配合施工, 按设计规定的标高固定, 进行水平度校正, 并用镀锌扁钢与接地网相接, 接点不应少于两处。基础型钢的水平度误差≤1/1000, 全长总误差≤5mm。
二、高压配电柜、仪表盘的安装
⑴高压配电柜、仪表盘的安装必须在室内装饰工程和室内地坪完成之后进行;⑵柜、盘安装必须牢固, 连接紧密, 并与地面垂直, 其误差不大于柜高的1.5/1000, 盘面间接缝小于2mm;⑶配电柜、仪表盘、控制柜必须有良好的接地;⑷柜、盘应尽量装在非震动场所, 如有较大震动, 应提请甲方与设计单位联系选用防震的电气元件及仪表单元;⑸柜、盘的电源进线及母线的连接要按规范及国际通行的相色标示, 相序正确一致, 在低压双投电源柜中要保证进线电源的对应性;⑹母线安装符合GBJl49-90技术标准;⑺二次回路的检查、送电及功能测试时应按原理图、元件布置图、接线图进行初审, 合格后检查电气回路, 信号回路接线牢固可靠, 并进行送电前的绝缘电阻测试检查, 必须达到5MΩ以上, 然后按前后调试的顺序分段、分路试通及测试每路的功能。
三、动力、照明配电箱的安装
⑴落地式动力柜应牢固安装在槽钢基础上, 有基础型钢的柜可直接安装在砼基础上, 用螺栓、金属膨胀螺栓固定, 并做好可靠的接地, 安装位置尺寸按图纸要求, 进出线管应在基础内高出地面10cm左右;⑵暗装照明配电箱安装前, 应将箱门、箱底板、衬板及元件拆下保管好, 将箱体嵌入墙体装平, 进出线管要顺进箱体上、下侧, 露出5mm以下, 安装牢固, 接地可靠, 安装箱体垂直偏差不应大于3mm, 等穿线完毕后, 再将各零件装上进行接线。
四、电气管线的施工
⑴电缆保护管按设计要求采用镀锌管或HBB玻璃钢管。镀锌管之间连接采用丝接, 接头处跨焊或螺接导体作接地保护, 管子与灯头盒、接线盒之间应加钠子或保护圈连接, 连接处也应用导体跨接。玻璃钢管要用承插连接并加密封圈, 另敷设接地扁钢作接地体;⑵电缆沟内玻璃钢电缆保护管应架设在管垫上, 浇注细石混凝土保护, 浇砼时, 不得引起玻璃钢保护管的损坏和移位;⑶镀锌管电缆保护管应与本系统的相应接地网可靠接地, 接地电阻小于4Ω。保护管的弯曲半径必须按规范要求制作, 弯曲半径≥6D。⑷管内穿线不应超过管子内总截面积的40%, 管内导线应不得有接头, 钢管管口应加套保护圈, 穿线前应先清除管内杂物, 以免损伤导线绝缘层和芯线。电缆穿管必须用人工拖拉, 并用导辊导向减阻, 杜绝用机械设备强制牵挂电缆, 以免引起电缆变形和断裂;⑸埋地或埋砼管伸入手井孔的长度必须符合设计要求和施工规范要求, 并在地面上加设电缆桩指示电缆方位和走向。
五、电缆支架、桥架及线槽的配制安装
⑴组装桥架要平直, 水平误差不大于5mm, 中心偏差不大于5mm, 安装牢固, 配件齐全, 所有螺栓要拧紧;⑵桥架的固定支架按设计要求施工;⑶桥架、支架选用M12的金属膨胀螺栓固定, 最好选用厂家配套的定型产品;⑷安装桥架时, 桥架盖板先拆下分别保管, 待电缆敷设后再统一装上;⑸线槽应安装牢固, 横平竖直, 避免与其他设备相碰。⑹洞外重型电缆桥架安装于跨越河谷及立交处, 安装牢固可靠是洞外重型电缆桥架安装的重点之一。
六、电缆敷设
⑴先编制敷设计划, 列出电缆清单, 准备好必要的机具、材料, 如悬架、起重机具、挂牌等, 垂直桥架敷设电缆时, 还需搭好脚手架, 并应配备好通讯工具;⑵核对电缆型号规格, 检查电缆绝缘, 并收藏好合格证。⑶巳埋地和埋砼保护管内敷设电缆时, 必须要待有一定的强度后进行, 穿电缆前要先清理沟内杂物和毛刺;⑷根据电缆重量、长度、走向确定施工人员和机具, 敷设时要统一指挥, 确保施工安全;⑸同一沟内或同一桥架支架内敷设电缆应遵循先下层后上层、先里面后外面的次序, 有序进行;⑹电缆外表绝缘层应完好, 无机械损伤和扭曲现象, 绝缘电阻在5MΩ以上。⑺电缆敷设时应及时编挂标号牌, 电缆排列应做到横成行、竖成列, 引出方向和余量一致, 相互间距一致, 力求电缆排列整齐美观, 便于维护;⑻电缆敷设时必须留有一定的余量, 余量长度按规范规定, 并做好盘条标记。电缆的最小弯曲半径必须≥10D的规范规定, 控缆尽量避免有中间接头;⑼电缆头的制作必须整齐牢固, 并进行搪锡处理。
七、防雷与接地
⑴防雷与接地施工时要与土建施工密切配合, 根据地理环境和土质条件合理选择接地体的埋设位置和数量, 确保接地系统的可靠性。如果接地电阻超标应补接地极或采取降阻技术措施;⑵防雷采用避雷针或避雷塔, 并在电路上串接过电压保护器。避雷针、塔的安装必须符合设计图纸的要求并安装牢固, 具有良好接地;⑶接地线采用镀锌扁钢或利用电缆保护镀锌管, 接地体采用镀锌角钢。扁钢的搭接长度为10cm和焊接方法应符合规范要求, 角钢的长度和打入深度应符合设计和规范要求。
八、电器设备及灯具的安装
⑴灯具安装用的支座吊钩、预埋件、金属膨胀螺栓须敷设牢固, 在吊架、桥架上安装的灯具应有可靠支撑, 电器设备的接地 (接零) 措施和其它安全要求必须符合施工规范规定要求;⑵电器设备及其支架安装牢固、端正、位置正确。暗插座、开关的盖板应紧贴墙面, 四周无缝隙, 灯具及其控制开关工作应正常。⑶照明配电箱的位置正确、部件齐全、箱体开孔合适, 切口整齐;零线经汇流排连接, 无绞接现象:箱体油漆完好, 箱盖开闭灵活。箱内接线整齐, 回路编号齐全、正确。⑷隧道照明灯具应按设计要求调整投射角。⑸高杆灯安装应先按设计要求和灯具生产厂要求制作砼基础, 组装完成后一次吊装就位固定, 高杆灯应是有良好的防雷接地措施。
总之, 随着高速公路机电工程建设、管理营运模式的变革, 高速公路隧道机电工程的施工将进一步加强, 从而逐步达到高速公路机电工程的高水平。
参考文献
[1]郑建中, 李诚.高速公路隧道照明建设及营运浅论[J].智能建筑电气技术.2012 (05)
公路隧道的开挖与支护方法 篇11
【关键词】公路隧道；隧道开挖；支护方法技术
0.引言
隧道是处于复杂地质条件下的建筑工程，施工开挖隧道主要受天然形成的地质条件及人工开挖支护方式两方面的影响。天然地质条件包括地应力、地质物理参数、地下水、地质断层等因素，同时人工开挖方式、支护方式及支护时间不同，对隧道施工带来的影响也不尽相同。由于隧道所处的地质环境不同，其围岩稳定特性也不同，因此应采用的支护方式和开挖方式也就不一样。
1.喷锚构筑法的内涵
喷锚构筑法常用于大断面开挖，用以减少对围岩的扰动，通常采用光面爆破法或大中型机械进行掘进。初期支护参数要据量测数据提示的围岩动态发展趋势来确定，为了增强围岩稳定性，控制围岩的松弛变形，需要对围岩的自承载能力进行加固。初期常用锚杆和喷射混凝土等柔性构件组合加固，该加固方式初期支护适应性强，工艺较复杂，对围岩的动态量测要求较高，随着挖掘的加深可增加双层小导管注浆支护，初期支护和围岩共同构成隧道的复合式承载结构体系。
1.1喷锚暗挖构筑法的施工方案
喷锚暗挖洞体要严格执行“管超前”“严注浆”“短开挖”“强支护”“快封闭”“勤量测”的十八字方针。当洞体开挖面比较稳定时，施工顺序是：开挖→柔性衬混凝土浇筑→施工量测（位移、应力等量测） →锚杆施工→防水施工→二衬混凝土浇筑。
1.2 喷锚构筑法的主要特点
喷锚构筑法能有效地支护围岩，同时又允许围岩变形。锚喷支护可以应用于破碎岩体、弱胶结的砂和石砾以及不稳定的砾岩。也适用于微裂隙的，但很少有粘土的岩体、强风化的岩石、刚塑性的粘土泥质灰岩和泥质灰岩体。喷锚构筑法是先施工薄壁辅助混凝土做衬砌，监测变形过程，待变形稳定后才可修筑永久性支护，通过测量围岩和支护变形动态，控制隧道的稳定性。
2.隧道开挖
隧道开挖的基本原则是在保证围岩稳定或减少对围岩的扰动的前提条件下，选择恰当的开挖方法和掘进方式，并应尽量提高掘进速度。即在选择开挖方法和掘进方式时，一方面应考虑隧道围岩地质条件及其变化情况，并能保持围岩稳定的方法和方式，另一方面应考虑隧道范围内岩体的坚硬程度，选择能快速掘进，并能减少对围岩的扰动的方法和方式。
隧道开挖方法实际上是指开挖成形方法。按开挖隧道的横断面分部情形来分，开挖方法可分为全断面开挖法、台阶开挖法、留核心土台阶开挖法、分部开挖法等。台阶开挖法，一般是将设计断面分上半断面和下半断面两次开挖成型，也有采用台阶上部弧形导坑超前开挖的。台阶法适用于III，IV级围岩且含软弱夹层带或节理发育地段。根据围岩的破碎程度，台阶法又可分为长台阶法、短台阶法、超短台阶法。由台阶法变化而来，上台阶超前倍洞跨，主要应用在采用短台阶法开挖遇到土质、涌水、掌子面坍塌等段落。特点是施工调整不大，在遇到短距离围岩变化时可优先采用，能较快提高施工的安全性，但工序增多，进尺较短（一般不超过1m）。分部开挖法是将隧道断面分部开挖逐步成型，且一般将某部超前开挖，故可称为导坑超前开挖法。常用的有上下导坑超前开挖法、上导坑超前开挖法、单（双）侧壁导坑超前开挖法等。
光面爆破在隧道工程中的应用己经十分广泛，它不仅能提高隧道的掘进速度，科学有效的控制爆破还能避免超欠挖，保证后期支护效果。光面爆破的实质就是在隧道掘进设计断面的轮廓线上布置加密的周边眼，减小药包直径，减少装药量，采用低密度和低爆速的炸药，以控制炸药爆破能量及其作用，降低爆炸冲击波的峰值作用，削减它在岩石中引起的应力波强度，避免在炮孔周围产生压碎区，而使爆破作用集中到需要爆落的一侧岩体上，减弱对原岩体的破坏作用。
3.支护方法
3.1喷射混凝土
向洞室内表面围岩喷射混凝土，能使被裂隙分割的岩块体粘接起来，保持岩块体的咬合和镶嵌作用，通过提高岩块体的粘接力和摩擦力来有效的防止围岩松动，并避免或缓和了应力集中现象的发生，而且给围岩表面以抗力和剪力，使围岩处于有利于稳定的三轴应力状态，并通过喷混凝土层自身的结构刚度，来阻止不稳定体的坍塌。喷射混凝土自身有一定的刚度，能够抵抗岩土体的坍塌，并且往往和其它支护方法共同作用，承受支护结构的受压变形，因此喷射混凝土支护方法是现代隧道施工最常用的方法之一。
3.2锚杆支护
在岩土体中打入锚杆，能约束岩土体的变形，并通过向围岩施加压力，使原来处于二轴应力状态的洞室内表面的围岩保持三轴应力状态，从而阻止了围岩体刚度的恶化，尤其是松动区内围岩的刚度。通过在岩土体中的系统锚杆的作用，在岩土体中形成了被约束变形的岩土体加固圈，形成了能够承受外部荷载的岩土体承载拱，与岩土体共同承受外部荷载，增强了岩土体的稳定性。
3.3挂钢筋网
钢筋网通常是与锚杆连接在一起使用的，由于锚杆布设有一定的间距，而锚杆约束作用之间的岩土体就非常薄弱，易发生坍落，为此在锚杆之间用钢筋网连接，可以使松散的岩土块体处于三轴应力状态中，保持稳定作用。同时锚杆之间相互连接，减小了由于单个锚杆失效，造成局部坍落的可能性。
3.4钢支撑
钢支撑是利用支撑结构自身的刚度来稳定岩土体，控制岩土体的变形，一般在工作面开挖完成后，按设计间距立刻安装，这样能够充分发挥钢支撑的作用，稳定岩土体。钢支撑主要用于岩土体自身稳定性极差的地层，通常有兩种形式，一种是用钢筋制作的格栅钢架结构，另一种是用型钢制作的工字钢支撑。并且钢支撑经常与喷射混凝土、锚杆、钢筋网同时使用，以确保岩土体的稳定。
3.5注浆导管超前支护
超前注浆导管在超前支护方法上其作用类似于超前锚杆，纵向支撑松散的岩体，在隧道开挖的开挖轮廓线施做，由后部的钢支撑和前方未开挖部分岩土体支撑起中间部分的岩土体，起纵向梁作用。同时由于通过对导管内注浆和砂浆锚杆注浆，浆液将进入岩土体的裂隙中，形成刚度较大的土层加固圈，提高了岩土体的稳定性。这种方法对于裂隙发育的块状岩体效果为佳，超前注浆导管的对岩土体的注浆加固作用较超前锚杆效果要突出。由于向岩土体内注入了浆液，填补了岩土体中裂隙，不但提高了岩上体的力学性能指标，同时起到了防水的作用，地下水往往会降低围岩等级，不易使岩体失稳，发生坍塌，因此，这种方法对于含水地层的支护加固效果尤其显著。
3.6管棚超前支护
管棚施工方法主要用于岩土体的成拱效果极差的岩土体地层，这种地层由于地层自重，产生较大的岩土体侧向压力，隧道内会发生纵向的坍塌，引起前于地层自重，产生较大的岩土体侧向压力，隧道内会发生纵向的坍塌，引起前方地层的陷落。为确保进洞的安全，首先在洞口部位施工管棚，采用直径较大的钢管超前布置在开挖的外轮廓线，超前的距离较大，形成纵向钢梁的作用，可以有效的减小由于岩土体自重产生的侧向压力，稳定前方地层。
4.结束语
总之，隧道施工主要包括开挖和支护两大部分。开挖是隧道施工的龙头，是隧道主要控制方法，开挖符合要求，支护才有一个顺利的保证基础。变被动支护为主动支护，以达到堵水、引水、排水、防止渗漏。隧道洞口采取恰当的施工工艺，发挥超前支护作用，增加了施工安全性，具有显著的经济效益和社会效益。■
【参考文献】
[1]耿峦峰.单拱四车道公路隧道全断面开挖力学特性分析[J].山西建筑，2009.04.
公路隧道工程 篇12
1.1 研究背景
2008年下半年以来, 我省高速公路发展又进入一个新的春天。与此同时, 繁重的工程建设任务以及工程本身的高危险性, 使高速公路建设安全的风险进一步加大, 处于事故的易发期和多发期, 安全生产形势不容乐观。据《全国交通建设领域安全形势年度报告》统计, 2005年至2008年连续四年, 桥隧工程安全生产事故的事故起数和死亡人数均占全年事故总量的一半以上, 甚至达到70%以上。详细情况如表1所示。
1.2 研究目的
隧道与其他工程项目相比, 由于具有隐蔽性、复杂性和不确定性等突出的特点, 施工风险很大。隧道的施工阶段安全风险问题已经成为了亟待解决的问题。借助风险分析和评估理论是有效手段。风险评估可以对这些不确定因素进行分析, 将不可预见的风险因素转化为定量的指标, 帮助完成最后的决策, 以达到安全、经济、高效的管理目标。风险评估研究的最终目的是为各类决策者的决策提供依据, 从决策者的角度来说, 其价值可以体现在决策者决策时信心的增强、对工程进展情况的掌控以及对资金流向的有效控制上。对决策者来说, 风险评估能够把决策变得简单化、准确化以及专业化。在施工阶段, 主要是对施工过程中可能存在的施工保障性安全风险进行评估, 明确风险源, 避免采取风险大的施工方案, 制定、完善风险控制措施和预案。
1.3 研究意义
有效进行施工阶段的风险源辨识、安全风险分析及风险评估, 提出针对性的措施建议, 以提高施工的安全管理水平, 确保工程自身、工程施工及其周边环境的安全性和可靠性, 从源头上规避、减少和控制结构损伤、工程事故的风险, 为工程施工过程中可能发生的风险事件的预防和规避提供一定的参考依据。
2 隧道施工阶段安全风险评估体系
2.1 风险分析的基本理论
(1) 风险的定义
国际隧道协会将风险定义为:“灾害事故对人身安全及健康可能造成损害的概率”。针对隧道与地下工程, 指在项目正常施工和运营为目标的行动过程中, 如果某项活动存在足以导致承险体系统发生各类直接或间接损失的可能性, 那么就称这项活动存在风险, 而这项活动所引发的后果就称为风险事故。
(2) 风险的本质
工程项目风险分析中, 风险具有下述的三个性质:
①损害性, 即风险无论对于个人或团体都意味着会有不利后果。工程项目风险研究的目的是如何降低事故发生率, 使工程项目在预期轨道上运行。
②不确定性, 即风险发生不利后果无论在空间、时间、强度以及是否发生都具有很强的不确定性。
③复杂性, 由于风险因素之间的相互作用, 相互影响, 使得一个风险系统变得异常庞大和复杂, 有时很难用精确的概率分布或状态方程来表达, 此时, 就不得不对问题进行适当的简化, 并借助模糊数学等工具进行分析。
2.2 风险评估的方法
定性评估方法是运用归纳与演绎、分析与综合以及抽象与概括等手段, 认识事物本质, 揭示内在规律, 从而获得评估结果的方法。
定量评估方法是对对象的数值特征参数关系与敏感性进行分析从而认识事物本质, 揭示内在规律, 从而获得评估结果的方法。
本次研究采用了工程类比法, 结合地质条件总结分析该类隧道发生风险的原因、结果等。根据原因、结果以及相似工程施工措施, 提出合理的风险控制措施和本质。采用层次分析法对隧道重大安全风险事件响应风险源进行重要度排序, 为施工采取相应措施提供参考。
2.3 风险评估的流程
风险评估的步骤包括:风险辨识、重要度排序、风险控制及应急救援预案, 风险评估的流程如图1所示。
2.4 风险水平定级
隧道安全风险等级, 应根据风险发生概率和风险损失等级共同确定, 不同等级风险需采用不同的风险控制措施, 不同等级风险接收准则见表4。
3 隧道施工阶段安全风险评估实例
以庄盖高速公路戴峪岭2号隧道为例, 介绍隧道工程施工阶段风险评估的实际操作过程。评估主要内容及结论:
(1) 通过对戴峪岭2号隧道地勘资料、设计资料等分析, 得到戴峪岭2号隧道施工阶段存在的重大安全风险事件有:突水涌泥、洞口失稳、塌方等。
(2) 结合工程类比法, 通过对戴峪岭2号隧道施工阶段重大安全风险事故的分段评估, 详细分析了隧道各区段风险事故风险源及风险等级, 并对各风险事件的风险源进行了重要度排序, 结合模糊综合评价结果, 提出了针对性的控制措施。
3.1 风险评估过程
隧道塌方是隧道施工中最为常见、比较典型的一种事故。以此为例, 风险评估过程如下:
(1) 戴峪岭2号隧道从不同区段辨识塌方风险源:
① 不良地质段塌方
② 洞口段塌方
②V级围岩段塌方
③IV级围岩段塌方
④III级围岩段塌方
(2) 隧道通过不良地质段, 发生塌方风险事故, 主要风险因素如图2:
(3) 不良地质段塌方风险源重要度排序
这里以隧道通过不良地质段发生塌方为例, 采用层次分析法, 求出风险源重要度排序的结果。
第一步:建立层级结构模型
第二步:构造判断矩阵 (表5)
第三步:一致性检验 (表6)
CI= (λmax-n) / (n-1) = (8.832-8) / (8-1) = 0.119
CR= CI/RI= 0.119/1.41<0.1, 满足一致性检验
第四步:风险源重要度排序结果
不良地质段塌方风险源重要度排序:不良地质段>雨季渗水>二衬施作时机>初期支护未及时封闭>超前支护不到位>监控量测不到位>台阶预留核心土法开挖>光面爆破
(4) 洞口段塌方风险辨识
(5) 洞口段塌方风险源重要度排序
浅埋及松散体>爆破震动过大>二衬施作时机>超前支护不到位>初期支护未及时封闭>监控量测不到位>台阶预留核心土法开挖。
3.2 戴峪岭2号隧道风险评估结论
针对洞口段、断层破碎带段以及 V、IV、III级围岩段不同情况下发生塌方事故的风险因素进行了分析, 并提出了不同区段的塌方风险控制措施。建议:
(1) 施工工法的转化应尽量保守;
(2) 雨季大量地下水会通过断层破碎带下渗, 地下水影响比较大的围岩段, 采用帷幕注浆加抗水压结构;
(3) 制订有针对性的地质超前预报和现场监控量测计划, 确保施工阶段安全;
(4) 加强辅助施工措施, 锁脚锚杆等关键辅助施工工法应到位。
4 结语
在目前风险评估研究的工程实践中, 工程安全风险评估技术的实施步骤、研究内容、研究方法等都在得到初步应用和实践检验, 这些特点使工程安全风险评估技术的可操作性在依托工程中得到证实, 提高了风险评估技术的实用性与针对性, 使用风险评估理论、方法研究持续得到深化。
风险评估属于公路桥隧安全的新鲜概念, 这种方式在工程界也正逐步地得到认可, 相对于目前起步阶段, 想要出色地完成一个风险评估项目并不容易, 从理论的角度来讲, 我们希望完美, 从便于实施来讲, 我们希望简洁, 这本身就很难界定, 但只要道路正确, 前途肯定是光明的, 相信通过工程实践中对操作环节和程序的进一步验证, 公路桥梁工程建设安全风险评估技术必能开花结果, 成为一个实用工具。
摘要：以辽宁庄盖高速公路戴峪岭2号隧道为工程背景, 提出了采用类比法与层次分析法相结合的公路隧道施工风险识别方法。在风险分析的基础上, 对风险源进行重要度排序, 并确定隧道施工阶段的风险等级, 为施工及管理各方决策提供参考依据, 以便有针对性地研究制定公路隧道施工风险控制措施及预案。