二衬隧道工程论文范文

2024-02-10

二衬隧道工程论文范文第1篇

摘要:精益建设思想是铁路隧道施工管理工作革新的主要内容。以现阶段铁路隧道施工管理工作情况为基础,结合近年来精益建设思想特点,了解隧道施工技术的发展过程,明确铁路隧道建设中事故频频出现的原因,分析精益建设思想在铁路隧道施工管理中的作用,依据新时代背景下铁路施工要求,提出基于精益建设思想的铁路隧道施工管理内容。

关键词:精益建设思想;铁路;隧道;施工管理;新时代

1铁路隧道建设工作出现问题的根本原因

随着我国人民生活水平和生活质量不断提升,人们对于出行的要求也越来越高,因此铁路隧道建设事业发展迅速。但随着铁路隧道施工项目的不断增加,一些安全事故也时有发生,这些事故给受害者家庭造成了巨大创伤,同时还给国家和企业带来了经济损失,影响施工进度进而降低人们的出行效率。部分铁路工人在施工过程中安全意识不强,专业能力不足导致工程事故频发。企业施工安全管理制度落实不到位导致极易发生安全事故,设计方案达不到行业标准也会影响整个工程质量和施工进度,进而增加不必要的施工成本,影响铁路建设事业发展。针对目前我国铁路隧道施工的现状,施工单位应当采取适当措施加强铁路安全施工管理,保障工人的人身安全以及工程质量。

2精益建设思想的应用概述

丹麦学者LaurisKoskela在20世纪90年代初期提出了要将制造业已经娴熟的生产原则,也就是精益建设管理思想引用到建筑业中,以此提升建筑而言的管理水平。随后,世界上越来越多的学者、机构和建筑企业都增加了对这方面内容的关注。现阶段IGLC和LCI这两大组织已经成为精益建设思想的重要推广和研究平台。精益建设思想的引用要提供充裕的基础作为保障,且对工程现场和施工企业有要求。下面对精益建设思想对铁路隧道施工工程施工管理的影响进行研究。(1)推广精益建设实现,要先在隧道施工现场构建6S管理形式,包含了整理、整顿、清扫、清洁、素养及安全泪流方面的管理内容,这样有助于施工现场看起来更加简单而直接。通过上述有效建设施工现场,可以提升现工作者的综合素养,以此吸引更多工作者参与到铁路隧道施工中,在施工中严谨管理,是推广精益建设思想的基础。(2)对施工企业的整体环境有极高要求。铁路隧道施工影响着我国铁路事业的发展,具体施工效果直接影响着隧道建设的安全性。施工单位在建设前一定要提出完善的组织结构形式,保障制度层次设计的完善性和合理性,只有这样才能保障企业推广精益建设思想时,可以多反思施工建设过程,明确其中存在的问题,并提出有效的解决方案,确保施工管理水平在精益建设思想的影响下逐渐提升。与此同时,在工作中要与其他部门一起合作,为企业的持续发展提供保障。

3关键技术

3.1三维可视化工程模型

利用BIM三维可视化技术,快速建立隧道工程主体模型、地质模型以及各种施工机具等BIM模型,并利用轻量化技术实现隧道BIM模型轻量化转换。同时,基于BIM技术围绕隧道工程项目质量、安全、效益、工期、环境等重难点方面开展三维虚拟建造和动态模拟分析,如关键施工工艺工法模拟、施工方案优化分析、二维图纸三维可视化等,提高施工工艺交底的质量,增加施工交底的三维可视化效果,克服传统意义上简单的视频交底的弊端,为提高施工质量、优化工期、发现隐蔽问題等提供技术手段。

3.2超前地质预报风险评估信息

利用BIM技术将不同的TSP、超前钻孔等超前地质预报信息与隧道地质BIM模型进行深度融合和仿真模拟,采用颜色、透明度、断层富水的图例、预警标签等技术手段实现隧道开挖掌子面前方各种地质、水文和围岩情况三维可视化显示提醒,为围岩等级变更提供辅助决策和信息留痕,为后期工程实际变更提供有效证据。同时结合隧道地质BIM模型,以隧道围岩等级等地质条件为判断依据自动进行隧道风险等级和风险程度识别(极高、高度、中度和低度),从而实现安全风险评估可视化,对前方隧道开挖进行作业指导,保证隧道开挖的安全。

3.3隧道围岩变形安全信息

研究BIM技术与围岩量测技术深度融合,利用BIM建模软件创建监控量测测点,并赋予相应的编码、位置等属性,通过移动互联和信息集成技术将每个测点的监测数据和预警信息关联到对应的测点模型上。当拱顶下沉等监测数据或安全步距等施工数据超过预先设定的阈值后,自动报警,并在BIM模型中用红色标识出危险区域,从而实现隧道拱顶沉降、周边收敛和净空变化的可视化监控预报警的效果,最终达到根据隧道实际开挖进度动态展示隧道围岩安全状态,更加形象和准确地指导隧道现场施工,确保隧道施工安全的目的。

3.4三维扫描断面质量信息

隧道质量与工程施工的超欠挖和平整度有直接关系。若是超挖,衬砌量增多,则工程费用会因为超挖部分而大大提高,且局部超挖会导致围岩的稳定性得不到保证,进而存在安全隐患;至于欠挖,不仅改变了衬砌质量,还会导致隧道的开挖质量下降,为以后的运营带来极大的安全隐患[11~13]。利用三维激光扫描技术,大面积、高分辨率地快速获取隧道各道工序作业面的三维坐标数据,基于图像处理拼接融合处理技术,获取隧道完整点云数据,进而快速复建出隧道工程三维模型和各种图件数据。通过进一步结合BIM技术生成的隧道理论参考模型进行深度融合和对比分析,实现对隧道开挖、初期支护和二次衬砌的断面超欠挖、中线偏差等精细化计算分析,实现三维可视化的质量控制。

3.5三维可视化进度信息

于BIM技术综合集成施工组织计划和电子施工日志信息,通过填报电子施工日志,生成格式化进度报表,实现基于BIM系统进度计划编制、计划进度预演、形象进度跟踪、进度对比分析等三维可视化分析,动态控制隧道每道工序的安全步距,确保隧道工程进度红线和重要节点精细化管控的目标。

4信息管理

由于高速铁路隧道工程环境恶劣,户外施工点多面广,隧道内网络环境较差,携带计算机不便,本文研究开发了隧道BIM移动端应用平台。现场作业人员通过手机移动端将现场实际进度、质量、安全等以文字、图片和视频形式与BIM模型自动关联后进行上传、报送和发布,基于移动端工作流程开展进度、质量和安全隐患可视化闭环管理,包括质量安全问题的快速定位、查找隐患、排查整改、提示预警和进度红线查阅等,为日常现场作业管理工作提供高效便捷的辅助手段。

5结语

铁路隧道建设工作非常繁琐且重要,在施工阶段需要各部门构建合作沟通关系,正确面对建设管理中存在的问题,并结合新时代提出的理念精心改革。因此,工作人员要深层探索精益建设思想下的铁路隧道建设工作。在此基础上进行革新工作,一方面要提出全新的管理理念,引用现代化技术优化建设水平,另一方面要增加投资,为部门的沟通和合作提供平台。本文通过了解传统意义上的铁路隧道施工技术,明确认识到当前建设施工存在的问题,并依据分析精益建设思想在铁路隧道建设中的作用,提出了适宜未来铁路隧道建设工作所需的工作方案,此时就需要工作人员在工作中全面落实,构建认真细心的工作态度,以此来面对日益革新的社会环境,从而保障铁路隧道建设工作的有效性和安全性。

参考文献:

[1] 窦厅宝.铁路隧道施工安全隧道管理研究[J].工程技术:全文版,2017(1):82.

[2] 汤宪高,陈文义.铁路隧道工程施工标准化管理手段探讨[J].铁路工程造价管理,2016,26(3):1–5.

[3] 张生伟.铁路隧道工程施工风险管理[J].中国高新技术企业,2015(22):190–191.

(作者单位:中铁十九局集团第一工程有限公司)

二衬隧道工程论文范文第2篇

摘要:随着我国经济的不断发展和人民生活水平的不断提高,城市基建的稳定性以及便捷性要求也在不断提高,桥梁隧道工程作为城市基建工程中的重要组成部分,对于人民的出行质量有着决定性的作用。由于桥梁隧道工程的施工作业会收到诸多因素的影响导致其工程质量难以得到保证,因此,本文针对桥梁隧道工程施工质量控制难点进行下文总结及论述。

关键词:桥梁隧道工程;施工质量;控制难点;方案

引言:由于桥梁隧道工程的施工作业会受到诸多限制,不仅工程本身具备较高的危险性,且施工环境也多在较为险峻的地形之中,因此在实际的桥梁隧道施工工程之中对于工程质量管理来说难度较大。作为城市化建设工程中重要的一项施工工程,其施工质量不仅仅影响到城市化建设的进程,对于人民的出行质量以及社会交通安全都有着极大的影响。由于桥梁隧道工程的质量与施工工艺有着密切的联系,所以提升桥梁隧道工程的施工质量就需要从施工工艺这一方面进行着手,并严格执行施工工艺的技术要求,进而寻找出提升工程质量的有效方案。

一、桥梁隧道工程施工质量的研究意义

桥梁隧道施工工程从结构上来看是一项十分复杂的建筑施工工程,由于桥梁隧道工程的施工现场的环境不尽相同,导致每个桥梁隧道施工的难度以及使用技术各不相同。由此可见,对于桥梁隧道施工的安全管理也需要根据施工地的实际情况以及运用的施工技术而进行和合理选择,使得施工效率以及施工质量得以保证,相关施工单位对于道路工程的投入成本得以最大化的控制。所以,施工安全管理对于整个桥梁隧道工程来说来说是十分必要的。不仅如此,还需要将相关工作进行明确划分以及对专业知识以及经验的掌握等多方面因素,桥梁隧道工程安全管理也需要针对工程施工中可能会存在的各种隐患进行全面考虑以及评估。还需要相关政府部门进行高效健全的桥梁隧道工程施工安全管理体系的建立,以此进一步加强桥梁隧道工程施在我国现代化城市建设的积极作用。

二、桥梁隧道工程施工质量控制难点

(一)裂缝问题

裂缝问题是桥梁隧道施工工程中最为常见的问题,一般情况下都是由于混凝土材料的性能以及使用技术的问题,除此之外,由于桥梁隧道工程的施工环境一般情况下地形以及天气情况较为复杂,这也就意味着桥梁隧道工程的施工质量极有可能会受到外界环境的影响,例如由于某些地区的降雨量过大,导致桥梁隧道工程发生漏水现象,再加上外界复杂的地形影响,使得桥梁隧道的路面以及其他部位都极易发生裂缝现象。不仅如此,由于部分施工人员受到自身技术水平的限制,对于混凝土材料的配比以及使用都有着或多或少的问题,导致桥梁隧道工程的施工质量难以控制。

(二)腐蚀问题

腐蚀问题主要是由于桥梁隧道工程的路面以及其他部位发生裂缝后,内部的钢筋因为暴露在外部环境之中,而受到空气以及水源的侵蚀,从而引发钢筋的腐蚀。由此可见,钢筋腐蚀是会因为上述的桥梁隧道的裂缝问题有着密切关系,由于钢筋在空气以及雨水的侵蚀而发生锈蚀,导致发生锈蚀的钢筋会因为结构变化而导致体积变化,不断向外部膨胀,连带着混凝土结构也会因为钢筋的膨胀而发生体积变化,使得周围的混凝土结构发生挤压,引发桥梁隧道裂缝现象的严重病害,对于桥梁以及隧道的稳定性以及使用寿命有着极为不利的影响。

(三)防排水问题

防排水问题也是桥梁隧道工程之中的常见问题,对于工程施工质量控制来说也是极为重要的一项,防水以及排水的施工环节对于整个桥梁隧道工程的质量有着重要作用,就目前来看,桥梁隧道工程的施工工程中的防水排水工程都是使用高分子防水卷材材料,以此作为其中的防水层,并根据桥梁隧道工程的实际情况,将其进行多个方向的铺设,除此之外,还需要进行排水管道的安置,以此将桥梁隧道能够具备自动排水的功能。但是就目前来看,由于防水层的材质以及施工工艺的使用水平等诸多问题,导致桥梁隧道工程中的路面以及洞壁会出现渗水现象,导致桥梁隧道工程的质量下降。

(四)铺装层问题

铺装层作为桥梁隧道工程中重要的施工环节,虽说就整个桥梁隧道施工工程的工作量来看占比较少,但是铺装层的施工质量也是不容忽视,然而在实际的施工过程中,由于其施工作业量不多,往往会受到施工人员的不重视,导致在铺装层施工完毕后,桥梁隧道工程在使用中经常会出现铺装层脱落的现象,虽说在我国桥梁隧道工程的施工技术还在不断完善,但是对于铺装层的质量管理还只是浮于表面。桥梁隧道工程作为一项系统性极强的工程,对于铺装层质量的把控对于桥梁隧道工程的质量提升也有着极大的积极作用。

三、桥梁隧道工程施工质量控制方案

(一)裂缝问题的防治

裂缝问题的出现不仅会导致桥梁隧道的美观受到影响,严重情况下也会使得钢筋以及混凝土等多个方面的问题,从而引发一系列的质量问题。所以在进行裂缝处理时应该根据不同的情况进行不同的施工技术。对于路面得铺装层的裂缝需要进行加固,对于长期受到摩擦以及腐蚀的部位需要进行着重处理。如果发生脱落时,需要对于发生脱皮的部位进行及时修复,而对于已经漏出钢筋的部位就需要进行检查,必要时可以需要拆除,并加以新的混凝土进行灌注。不仅如此,还需要对裂缝问题进行预防,这就需要在进行施工作业时对混凝土的性能以及使用技术进行严格把控,以此将裂缝发生的可能性降至最低。

(二)腐蚀问题的防治

对于腐蚀问题的防治来说,一般情况下都是针对于钢筋的防护工作,就目前的钢筋防护工作来看,作为常见的方式就是钢筋涂层方式,虽说钢筋涂层的技术难度不高,但是其中的施工技术需要严格按照步骤进行,第一是对钢筋的基底进行涂层处理,并在钢筋使用前需要对钢筋材料进行全面检查,以防钢筋出现锈蚀现象,第二是对钢筋进行二次涂层,并在运输过程中保证运输环境的干燥,以防钢筋因运输过程中的环境影响而发生腐蚀。而如果钢筋已经发生锈蚀,就需要及时进行除锈并重新进行涂层处理,保证钢筋的功能性。

(三)防排水问题的防治

首先,施工人员需要对防排水材料进行严格挑选,由于桥梁隧道环境以及地质较为复杂,所以不仅要保障防排水材料的坚固性,也需要具备一定的耐腐蚀性,保证防排水材料能够在面对强酸或者强碱环境下能够维持结构以及性能的稳定。其次,在防排水材料的安装过程中一定要谨慎,由于防排水材料安装对于桥梁隧道工程的稳定性有着极为重要的作用,所以一般情况下都是使用焊接或者粘连技术进行安装工作。

(四)铺装层问题的防治

铺装层需要具备较强的承载能力,尤其是现在私家车以及其他车辆数量不断增多的情况下,对于铺装层的强度要求也越来越高。所以在进行铺装层施工时,施工人员需要结合桥梁隧道工程的实际情况进行铺装层材料的合理选择,从铺装层厚度,弹性以及刚性等指标方面进行合理设定。

四、结语

综上所述,桥梁隧道工程作为城市化建设中的重要组成部分,其中的施工质量控制难点较多,对此,本文针对于桥梁隧道工程施工质量控制难点进行论述,并提出了相应的解决方案,从裂缝,钢筋腐蚀,防排水施工以及鋪装层四个方面进行论述,以供参考。

参考文献

[1]唐于欣.浅议桥梁隧道工程施工质量控制难点及技术对策[J].城市建筑,2021,18(03):181-183. 2021.03.53.

[2]田海洋.桥梁隧道工程施工质量控制难点及解决办法[J].中国地名,2020(04):75.

[3]黄俊杰.桥梁隧道工程施工质量控制难点及解决方法[J].居舍,2020(07):132.

作者简介:刘宇(1978-),男,汉族,籍贯:辽宁省大石桥市,大学本科,高级工程师,工作单位:辽宁省路桥建设集团有限公司, 研究方向:道路与桥梁工程

二衬隧道工程论文范文第3篇

摘要:在社会不断发展和进步的背景下,我国市政工程的建设数量逐步增多,隧道设计对于市政工程后期平稳运行具有重要影响,设计施工单位应对此予以高度重视。着眼于市政隧道设计实际情况,阐述市政隧道设计问题,针对问题表现、产生原因,对市政隧道设计解决措施及展望展开探讨,希望可以对业内起到一定参考作用。

关键词:市政隧道;设计;问题对策

引言

城市隧道作为交叉口的重要解决方案越来越受到城市建设的重视,针对市政隧道工程设计中的关键问题,结针对市政隧道施工中出现的一些问题,提出了解决办法,取得良好的经济和社会效益。

1隧道设计现状问题

1.1技术应用不佳

在市政隧道设计与施工过程中,技术应用效果不佳的问题普遍存在。在设计方面,问题主要表现为隧道平面线形设计不合理、纵面线形设计不合理、洞内外线形衔接不充分、建筑限界与净空断面设计不合理、洞门设计不合理、防排水设计不合理、衬砌设计不合理等,在施工方面,主要表现为隧道施工方法选择不佳、开挖方法应用不规范、缺乏超前支护等。之所以产生此类问题,主要原因是隧道地质勘察不全面、隧道围岩分级考量不周、施工人员流动性大、施工队伍素质水平不足等。

1.2结构问题

对于城市隧道技术而言,水平面和垂直面的设计应以线路走向为基础,并应考虑两端的实际连接作为运输功能。另外,考虑到隧道建设的难度和投资成本,对城市快速路隧道施工方案的选择与设计要在施工时间和工程造价之间找到一个平衡点。结合同类隧道工程的经验,本研究假设隧道结构尺寸小、通畅,既能解决隧道的使用问题,又具有较高的经济开发成本和较低的施工难度。做好市政隧道的施工,不仅要考虑结构强度,在结构方案的框架中也要考虑到市政隧道的运营质量,在保证结构稳定性和结构可靠性的前提下,取得良好的经济和社会效益。

2市政隧道工程设计对策

2.1市政隧道工程结构类型的选择

就市政隧道工程而言,设计平纵面的时候,需要基于路线走向,同时还要考虑两端接线实际,将交通功能实现。并且还要结合隧道施工的难度以及投资造价等因素,综合考虑隧道的设置于结构类型的选择。隧道位于主城区快速路,隧道进出口两侧均直接连接桥梁。因用地存在局限性,需解决两侧接线问题,并且在施工难度、施工周期与工程造价三者之间找到一个平衡点。如果使用结构受力复杂、造价较高的连拱隧道,有着较大的施工难度和较长的周期,更存在中墙渗漏水等突出问题。若采用用分离式隧道模式,虽然有着明确的结构受力,也会降低工程的造价以及施工难度。但相应用地范围会急剧增大,这对于该隧道而言,显然是不可行的。就小净距隧道结构型式而言,与连拱隧道相比不仅施工难度相对较小,工程造价也较低,相对于分离式隧道,其用地也节约了,施工进度加快了。在围岩较为完整的区域,其有着无与伦比的优势。结合相似情况的建成隧道工程经验,在本次研究中,采用了小净距隧道结构形式,可以解决隧道用地的问题同时具有较为经济的工程造价以及较低的施工难度。

2.2加强对材料的把控

市政隧道建設耗资巨大,如果这些材料的质量有问题,那么市政隧道的安全就得不到保证。尤其是路面铺装,现阶段我国大部分市政路面都需要铺装沥青,而沥青一般需要与砂石、石灰等原料混合后才能投入铺装工作。因此,为确保沥青原料及市政的整体质量,施工单位必须重视原料采购环节,严格审查原料供应商的资质条件,选择质量可靠的原材料。施工前,施工单位还应派专业检测人员对施工原料进行详细检测,将检测出的各种参数与采购单上的进行对比,确认无误后,方可允许原材料进入施工现场。此外,施工单位还应做好原材料的贮存,加强原材料管理,确保其符合市政隧道施工的要求。

2.3隧道设计方案完善化

为让市政隧道工程施工得以顺利开展,市政隧道设计方案应朝着完善化趋势进一步发展,在线形设计方面,市政隧道设计单位应做好平面线形、纵面线形、洞内外线形衔接设计工作,保证平面线形尽可能使用较大半径曲线或直线,不采用设超高平曲线与设加宽平曲线,如果有限制条件,可使用超高曲线,限制超高值在4.0%以内;考量运营通风、行车安全、排水要求、施工效率确认隧道纵面线形,保证隧道内最小纵坡在0.3%以上,短、中隧道纵坡在3%以内,长、特长隧道最大纵坡在2.5%以内,如果长、特长隧道存在地下水发育情况,可使用人字坡。在建筑限界设计工作中,设计单位应充分考量汽车行驶安全性、舒适性,留出行驶空间,与此同时,还应分析市政设施、车道空间关系,避免有部件侵入限界内,例如,在我国石羊岭市政隧道设计中,设计单位就针对市政等级,科学设计了行车道宽度、左侧向宽度、右侧向宽度与人行道宽度、建筑限界净宽及净高,保证了汽车行驶安全。在隧道净空断面设计中,设计单位应确保其可以让隧道建筑限界得到满足,同时还应考量隧道洞内排水需要、路面需要、装饰需要,让隧道内消防、照明、通风、监控、管理设施安装具有充足空间,与此同时,还应考量施工方法、围岩变形造成影响,预留富裕量,保证断面尺寸、形式具有经济性、安全性、合理性。

2.4横断面设计要点

在隧道工程设计中一般采用是矩形横断面设计,采用这种设计是为了满足道路建筑的限制要求,能够保障机动车在行驶的过程中具有高度的安全性和舒适性,更要保证隧道设计能够实现交通的防灾要求。在具体的实施要点中,需要注意车行道路缘带宽度,检修道,隧道净高等相关设计要求。车行道需要根据功能进行定位,路缘带的宽度要对应速度标准进行选择。检修道的设计需要结合隧道的装修进行设置,宽度多数设计为0.5-0.75米。左侧和右侧留有的余款不同,基本数值为0.25米。较短的隧道,特长或者中长的隧道,可以选择0.5米,或者是可以延长到0.75米,以保证隧道边墙不能给驾驶员造成心里的压力。在隧道净高的设计上,最小的健康值为4.5米。主干路快速路需要严格执行这一标准。

2.5纵断面设计

隧道纵断面设计中隧道埋深、结构尺寸、覆土厚度、行车净空等都是设计要点。这些设计内容都需要根据交叉隧道工程需求和要求,以及结合原隧道实际情况及调查资料进行设计。设计工作即要满足《城市道路路线设计规范》中的要求,同时也需要符合城市建设的地理性特征。纵断面设计中,就坡度设计而言,纵向坡度设计一定要符合交通舒适、交通安全的需求。

结语

随着隧道建设的快速发展,一方面缩短了隧道的施工时间,同时,隧道施工检测也在朝着制度化、法制化的发展方向,信息技术在隧道设计中得到了广泛的应用。要解决城市隧道施工方案中的重要问题,必须采取有效对策,抓好整个工程的组织工作,把施工和质量全过程做好。

参考文献

[1]刘尚各,彭文波,刘继国,郭锐,刘夏临,谢全敏.公路隧道施工风险评估方法及其应用研究[J].现代隧道技术,2020,57(S1):241-246.

[2]田伟,王文星.公路隧道设计阶段风险评估中的问题与对策[J].公路与汽运,2020(01):134-138.

[3]欧阳娜.高速公路运营隧道安全现状与对策分析[J].公路交通科技(应用技术版),2016,12(11):148-150.

[4]欧阳娜.公路隧道设计与施工的现状问题探讨及展望[J].黑龙江交通科技,2020,43(05):131-132.

[5]张良.公路隧道设计及施工工艺分析[J].工程建设与设计,2019(05):169-171.

二衬隧道工程论文范文第4篇

摘要:黄土是第四纪干旱半干旱特定地区形成的具有特定物质组成和微观结构的特殊土,其强度偏低,承载力低,部分还具有湿陷性。塌方与湿陷作为黄土隧道最常见的地质灾害,受到围岩类别,隧道埋深,地质环境、施工方法、衬砌等综合因素的影响。总之,黄土隧道对水异常敏感,围岩含水量增高后其强度显著降低,湿陷现象表现突出,此外集中降雨还可以形成洪流、冲刷地表,带走大量黄土,改变盖层地形地貌,形成冲沟、塌穴等积水坑洞,引起渗水塌方、河谷下切,从而威胁洞身安全。因此必须采取有效措施防治黄土隧道工程中的地质灾害。

关键字 黄土隧道;湿陷;塌方;灾害防治

1 黄土的工程特性对隧道工程的影响

1.1 黄土的湿陷性

湿陷黄土【1】在自重压力或外力荷载压力不变时,受水浸湿后结构迅速破坏,产生急骤显著附加下沉,从而引起地面的变形和建筑物破坏;湿陷性由湿陷系数、自重湿陷量、总湿陷量等指标【2】表征,宏观表现为浸水后沉降量显著增大。我国湿陷性黄土的分布面积约占全国黄土分布面积的60%左右,大部分分布在黄河中游地区的关中、陕北、宁夏、豫西、陇东及陇中的黄土高原地区,面积达27万km2。黄土的疏松多孔结构,尤其是结构性孔隙是黄土湿陷性的必要条件;黄土中的不抗水粒间胶结是黄土湿陷性的充分条件;遇水浸泡后黄土胶结削弱强度降低,并且其削弱程度随水量的大小成比例变化,极易产生湿陷、呈饱和流塑状态,从而减弱甚至丧失承载和自稳能力。这是黄土湿陷性的本质。

1.2 黄土的击实性

黄土击实性是指黄土在一定外力冲击作用下密度、含水量、强度等物理力学性质随冲击强度而变化的特性。一般冲击强度大时密度增大、含水量降低、强度提高。改变击实功,最优含水量和最大干密度也发生变化,击实功大能客服更大的摩擦阻力,所以最大干容重增大而最优含水量降低。

黄土的孔隙率在50%左右,按照孔隙的大小、形状、数量以及连通性等方面,黄土中的孔隙被分为微孔隙、小孔隙、中孔隙和大孔隙【3】。其中,微孔隙形成于胶结物中,杂乱分布,连通性差,透水性弱,主要是胶结物孔隙;小孔隙均为粒间孔隙,小孔隙由骨架颗粒相互穿插,紧密排列组成,又称为镶嵌孔隙,含少量胶结物孔隙;小孔隙和微孔隙在黄土沉积时形成,由骨架颗粒群形成的架空孔隙,数量较多,对骨架颗粒的稳定起着主要作用;中孔隙由骨架颗粒相互支架构成,数量多,为颗粒的变位提供了空间,连通性好,透水性强,是黄土产生震陷的主要原因,又称为支架孔隙;而大孔隙主要在黄土沉积后成岩过程中由生物作用形成,呈管状或不规则状,数量少,主要是黄土中次生的根洞、虫孔、鼠穴、节理【4】和裂隙以及溶蚀孔洞。

2黄土隧道地质灾害的主要类型

黄土隧道工程地质灾害的两个基本类型是自然导致的灾害和人为作用导致的灾害。自然致灾主要是黄土的工程特性和地质环境引起;人为致灾主要是施工方法和支护衬砌导致的。

2.1塌方

由于黄土是垂直节理【4】发育的,彼此在水平方向的连接力较弱。在干燥时,黄土的强度较高,衬砌受力较小;遇水后黄土强度随之降低,这时极易引起衬砌的受力不均匀,并且由于隧道表层黄土厚度分布多不均匀,从而在黄土梁去隧道易成偏心压力,成为偏压隧道,造成塌方等地质灾害。由于各种因素,神延铁路隧道发生过24次大塌方,小塌方不计其数【5】。

另外,黄土隧道坍落时从围岩开始变形,一般会经历弹性变形、塑形变形、松动、坍落等过程。在隧道开挖和支护时,由多种因素的影响,围岩整体的力学性质和稳定状态发生变化,隧道塌方也就随之而来。

2.2湿陷

研究表明粘粒含量及赋存状态是影响黄土湿陷性的主要因素,在一定压力作用下黄土受水浸湿后模量降低,由此导致明显附加沉降,隧道覆盖层产生湿陷引起土体局部不稳、应力集中。

离石黄土一般不具湿陷性,原因主要是离石黄土湿度较大,含水量较高;粘粒含量增多,因此黄土隧道湿陷性的危害集中在浅埋地段和洞口段。已有工程表明马兰黄土具轻微自重湿陷,湿陷深度仅在数米之内,故除了洞口段和特浅埋地段外,黄土隧道可不考虑湿陷性。如神延线的二郎山隧道最浅处只有4m,两侧均是黄土梁,构成集水区,湿陷后形成陷室、盲沟,若不采取措施,长期作用会切穿“浅层”,最后导致塌方冒顶。

3黄土隧道工程地质灾害的防治措施

3.1加强防排水工作

黄土隧道在施工过程中水的危害是极大的。隧道塌方、表覆层滑塌等地质灾害的发生均不同程度地受到水的作用。由此可见,黄土隧道防治的首要对象就是水。

隧道开挖后,加强洞内防排水工作,如果水量较大可在初期支护背后布设软式透水管【6】将水集中排出,避免围岩受水浸泡,而使变形加剧。隧道洞内,顺坡排水时,采用仰拱超前的方法,同时完成洞内排水沟,形成排水系统;逆坡排水时,下部开挖设集水井,疏通周围汇水通道,用水泵排出洞外。隧道出现大面积淋水或者成股状水流涌出时,采用引流管,直接引入集水井。洞顶覆盖层的渗水是洞内集水的主要途径,可适当改变表层地貌形状,以利于雨水的疏散;夯填陷穴等天然集水坑,疏导地表水,减小其渗流量。

3.2及时合理的衬砌

黄土隧道衬砌支护尤显重要,这是由黄土自身的特殊性所决定的。

黄土隧道开挖后,围岩几乎不经历弹性阶段而直接进入塑形阶段,围岩力学指标随塑性区的形成和发展而不断降低;另一方面黄土隧道侧压力较大且遇水增长,因此喷锚支护应及时合理阻止塑性区的进一步扩大,即允许有一定的塑形变形。衬砌时尽量避免使用型钢钢架等刚度大的支护体系,而使用钢筋格栅、添加钢纤维或使用改性混凝土等柔性较大的支护结构体系,以避免过分地约束变形发展,造成围岩稳定的假象。

对松软或含水量较高的地层地段,可设置超前锚杆、小导管、灌注浆【6】等方法预加固围岩。利用小导管注浆形成超前支护,作为隧道穿越软弱地层的一种辅助工法,已有不少成功实例。而将小导管注浆法用于穿越塌体可以说是一种带有尝试性的先例。应该说,两者的基本思路是一致的----都是通过小导管注浆加固地层,形成伞状的承载拱,保护隧道的掘进。值得注意的是,一般情况下塌体比未扰动的软弱地层松动过程度大,施工的风险性也大,所以施工人员需要特别谨慎,作业时需要特别认真。

4结语

黄土是西北地区所特有的土体,其表现出的特殊工程特性,对工程结构物危害大,特别是在黄土隧道修建过程中,塌方和湿陷是两种最常见的地质灾害。黄土地层中的水对隧道的影响举足轻重,围岩中水的作用是黄土隧道设计、施工时的重点研究内容和关注对象。因此,加强防排水以及及时合理衬砌是黄土隧道施工过程中预防地质灾害的有效措施。

参考文献

【1】关文章.湿陷性黄土的工程性能新篇【M】.西安:西安交通大学出版社。1992

【2】蒋明镜,沈珠江,赵魁芝等.结构性黄土湿陷性指标室内测定方法的探讨【J】.水利水运科学研究。1999,(1):65~70

【3】白铭学,张苏民.高烈度地震时黄土地层的液化移动【J】.工程勘察。1990(6):

二衬隧道工程论文范文第5篇

摘 要:测量技术在隧道工程施工中占据着重要地位,加强测量技术的应用,能有效保证隧道工程施工质量。由此,本文以某隧道工程为例,首先分析隧道工程施工测量的特点,然后阐述隧道贯通的测量误差,最后提出隧道洞外控制测量和洞内控制测量的有效方式,以期为隧道工程测量提供借鉴。

关键词:隧道工程;隧道施工;测量技术

随着技术的进步,各种新型的测量技术逐步被应用于隧道工程建设中,突破了传统测量方式的局限性。新型测量技术的应用,不易受到各方面因素的干扰,有效提升了测量结果的准确性,保障了隧道工程建设的顺利进行。

1 工程概述

以某隧道工程为例,该隧道工程全长14.085 km,进口里程与出口里程分别为DK239+915、DK254+000。隧道为双线隧道,在此隧道工程项目中,Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩分别为5 630 m(39.97%)、7 720 m(54.81%)、735 m(5.22%)。在整个隧道工程中,处理隧道进口段与隧道出口段的有关区段位于曲线上,其余的地段都为直线,其曲线段包含了隧道进口DK240+608.872~DK241+664.568段,该段处于半径在R=2.8 km的左偏曲线上,还包含了隧道出口DK251+808.465~DK254+000段,该段处于半径在R=3 km的左偏曲线上。

本隧道工程主要包含了正洞与辅助坑道,辅助坑道包含一道斜井、进口、出口、平导。在此隧道工程中,为了保证工程在合同规定的工期范围内顺利交付,需要在工程施工中有效进行工程排水、通风、工程场地等的相关布局,设置进口、斜井与出口三个工区加以施工。

2 隧道工程施工测量的特点

2.1 隧道施工的特殊环境对控制点布设的特殊要求

隧道工程施工中需要充分考虑施工环境的特殊性,保护隧道工程区域内岩石结构的稳定性与安全性[1-2]。隧道工程测量技术的应用过程中,需要充分结合隧道特殊的地理环境,科学地进行有关控制点的布设,以提升测量结果有效性,保证测量精度,使测量结果可以为隧道工程施工提供重要的数据参考。

2.2 测量方式受开挖方式影响

隧道工程施工中,测量方式常常受到开挖方式的影响。隧道开挖应用最普遍的方式是全断面开挖法与先导坑后扩大成型法。从开挖效果来看,全断面开挖可以实现一次成型,而先导坑后扩大的开挖方式使得在开挖过程中就实现了逐步成型,为隧道工程纠偏等预留了一定的空间。对于不同的开挖方式,所采用的测量方式也存在一定差异,在全断面开挖方式下,必须保证测量能一步完成,而先导坑后扩大的开挖方式要求在测量时可以遵循先粗后精的测量原则。

2.3 洞内分级控制

隧道工程施工中,中线点的测量结果直接影响隧道洞穴内的衬砌施工等,因此,在测量过程中需要重视中线点的控制。在隧道洞穴内形成分级控制系统,实现洞穴控制点对中线点的控制,正视中线点控制掘进的临时中线点,保障隧道施工的顺利进行。

3 隧道贯通的测量误差

3.1 隧道贯通误差及其对隧道贯通的影响

隧道贯通测量是隧道工程测量的重点。贯通测量误差主要是在相向两条隧道的开挖中心上,贯通面里程的中线点不重合的情况下两点之间的空间距离。贯通测量误差包含平面误差与高程误差两种形式。在水平面中进行平面误差分解,可以获得测量中所包含的横向贯通误差与纵向贯通误差。其中,横向贯通误差与隧道的线路方向紧密相关,如果其超过了正常范围,会加大隧道几何变形发生的概率,最终使得在工程施工中相关洞内设施被拆毁重建,对隧道工程施工的进度与成本管理极为不利;纵向贯通误差引发的最直接的后果是隧道线路设计坡度、中线长度等与工程设计要求不相符。高程误差直接影响着隧道线路的坡度。这些误差的限制值如表1所示。隧道贯通误差是由洞外平面控制测量等造成的,控制测量对贯通精度的影响存在一定的限制值,如表2所示。

3.2 贯通误差的估算

贯通误差的估算主要是由控制网的形式所决定的,导线测量误差对贯通误差有着极为重要的影响。在有关误差计算上,需要严格遵循相关計算方式,根据相关误差参数,计算最终的贯通误差值。

4 隧道洞外控制测量

本文研究的隧道工程的直线与曲线隧道分别长1 km和0.5 km,因此,在此情况下,必须进行隧道平面控制测量。

4.1 洞外平面控制测量

洞外平面控制测量主要包含直线隧道与曲线隧道两种。其中,直线隧道测量主要是为了获得引测进洞的方位与精准点的平面方位等隧道参数;而曲线隧道测量除了要获得与直线隧道测量一样的参数外,还要获得一些其他工程指标。洞外平面控制测量方式主要包含以下几种。

4.1.1 中线法。中线测量先将洞内线路中线点的平面位置测设于地面,经检核确认该段中线与两端相邻线路中线能够正确衔接后,方可以此作为依据,进行引测进洞和洞内中线测设[3]。

4.1.2 精密导线法。在利用精密导线法进行测量的过程中,为保证测量结果的精确性,导线点应沿着两端洞口科学布设。具体来说,应根据隧道的长度和辅助坑道的数量及分布情况,并结合地形条件和仪器测程选择导线点位置。对于导线,其最短边长不应小于300 m,相邻边长的比不应小于1∶3,并尽量采用长边,以减小测角误差对导线横向误差的影响。导线的水平角一般采用方向观测法。当水平角只有两个方向时,可按奇数和偶数测回分别观测导线的左角和右角,以检查出测角仪器的带动误差, 数据处理时可以较大程度 地消除此项误差的影响[4]。

4.1.3 三角网法。三角网法在洞外控制测量中也发挥着重要作用。在实际应用中,在隧道洞外布设单三角锁。对于曲线隧道,三角点必须严格沿隧道两个洞口的连线方向进行布设,以有效避免边长误差对隧道横向贯通所产生的不利影响;对于直线隧道,三角点需要沿着线路中线布设。

4.2 洞外高程控制测量

隧道洞外的高程测量控制也是隧道工程中的测量重点,其直接影响隧道工程的施工质量。在隧道洞外高程控制测量中,首先要确定起测高程值,以隧道洞口附近的某个线路定测点高程值作为起测高程值,而隧道另一端口定测点高程值作为高程闭合点。当高程闭合以后,需要根据工程要求对高程差值设置断高,使在隧道工程测量中有相对统一的高程体系,使隧道工程测量中高程控制测量误差可以在相对合理范围内。在隧道高程控制测量中,水准测量、光电测距三角高程测量等方式的应用较为普遍。

5 隧道洞内控制测量

5.1 洞内平面控制测量

在洞内平面测量过程中,有关测量人员需要注意以下问题:如果测量时发现工程中存在平面导坑,那么要尽量使用横向通道,使正洞的导线与平行导坑的单导线可以实现联测,从而为后期的工程测量奠定基础。为提高测量精度,必须在洞内建立多边形主副导线环、闭合导线等。如果在测量过程中需要新增控制点,必须在已有导线点基础上分析新增点布设的科学性与可行性。在隧道洞内测量过程中,必须实施多次测量,将测量误差控制在合理范围内,使测量结果能为工程施工提供重要参考。此外,工作人员要尽量选择在地基稳固、受其他因素干扰小的区域设置导线点,提高测量误差[5]。

5.2 洞内高程控制测量

隧道洞穴高程控制测量过程中,需要将海拔高度从井眼高度控制点进行传递,使之逐步传递到隧道洞穴内。在进行高程控制测量时,可将高程控制点布设在导线点,也可以设置于隧道顶板、侧壁上,各个高程控制点的距离应该保持在200~500 m;同时,根据测量等级来选择测量方式,将测量干扰控制在合理范围内。

隧道工程施工难度大,测量技术对工程施工的顺利进行起着重要作用;因此,工程单位在隧道工程施工中,需要结合工程特点,严格进行测量方式的选择,尽量减小测量误差,保证测量精度,提高测量结果的有效性,使测量结果可以为隧道工程建设提供重要参考,从而保证隧道工程建设的整体质量。

参考文献:

[1]李宗平,张永涛,杨钊,等.三维激光扫描技术在隧道变形与断面检测中的应用研究[J].隧道建设,2017(3):336-341.

[2]张赛.隧道工程施工中的测量技术应用[J].建材发展导向,2017(12):249-250.

[3]刘鹏,宋曙光,周昆,等.柔性测量技术在特大断面隧道试验中的应用[J].山东建筑大学学报,2018(6):75-78.

[4]赵映友.GPS测绘在隧道施工中的应用新探[J].智能城市,2019(11):68-69.

[5]宋健.控制测量技术在复杂地形特长大山岭隧道施工中的应用[J].佳木斯职业学院学報,2018(1):477-479.

二衬隧道工程论文范文第6篇

可以预见,从隧道一线到日后的“隧道N线”,足将两岸的车站、码头、机场、主要的娱乐场所、商场、学校等串成“线路共同体”,满足不同乘客的出行诉求。

记者很喜欢郭兰英演唱的《我的祖国》,旋律优美,歌词质朴,情感动人。而听的次数多了,不免就在心里改了个《我的家乡》的版本:一条大江波浪平 / 风吹芳草香两岸 / 我家就在岸边住 / 听惯了摆渡船的汽笛声 / 看惯了“百万雄师过大江”……

上海人的生活,就永远无法摆脱“黄浦江”这三个字。它亦母亦友,教养了城市的子民;它蜿蜒流淌,划分了浦东和浦西。岁月悠悠,星河漫漫,勤劳勇敢的上海人如何飞越浦江,抵达彼岸?渡口的喧嚣声犹在耳,波浪下的隧道已然启动。1971年6月,上海(亦是中国)第一条水底公路隧道——打浦路隧道通车。1980年10月,第一条越江公交线路——隧道专线,成为了连接浦东和浦西的“第一车”。

而今,隧道专线更名为隧道一线。至于魔都旧往渡江记忆,或成渐被世人淡忘的传奇——终究,古今多少事,都付笑谈中啊。
极大方便了往返两岸市民

据上海史志记载,明清时期,黄浦江边即有渡口,江面上漂着舢板、划子。1911年1月5日,上海第一班轮渡从当年的浦西铜人码头(现南京东路外滩附近)起航,开往浦东的东沟,标志着轮渡正式成为越江“神器”。

刚开始的时候,轮渡发展缓慢,直到上世纪50年代,大上海全力建设社会主义工商业城市,浦东的大型工厂和工人新村陆续拔地而起,黄浦江的水上交通便更为忙碌了。上海轮渡开始作为市内交通和公用事业的重要组成部分,发展迅速,开辟了很多新的航线,渡轮的硬件也不断更新。至上世纪80年代,黄浦江上共有对江客渡航线22条,对江车渡航线5条,日平均客运量100多万人次。

为改善、提升浦东、浦西的交通问题,上海准备筹建隧道和大桥。1971年6月建成通车的打浦路隧道,由浦西引导段、江中段及浦东引导段三部分构成,全长2761米。浦西引导段进出口在中山南一路打浦路口;浦东引导段进出口在耀华路。

打浦路隧道的问世,突破了轮渡为唯一过江办法的桎梏。1980年10月1日,在市民的殷切盼望下,上海市公交公司汽车五场开辟了第一条黄浦江隧道公交线——隧道专线,结束了上海“无过江专线公交”的历史。隧道专线的开通,较大程度方便了需每日往返浦东、浦西的市民。机动车从隧道过江,五六分钟搞定,缩短两岸时空距离,浦东、浦西似从未如此紧密相贴。

资料显示,原来的隧道专线起点站为浦东上南路,终点站为浦西打浦桥,中途停靠两个站:从浦东开出往打浦桥方向,中途停中山南一路站、斜土路站;从浦西开出往浦东方向,停斜土路站、南洋中学站,全线长6.22公里,实行全日行驶。那时候,隧道专线所使用的专线月票,价格为7.50元,由上海公交公司月票发售处浦东陆家嘴第五月票分售处发售,凭单位证明集体购买。

现在,隧道专线已改为隧道一线,而隧道一线的越江段,是打浦路瞿溪路至耀华路历城路,服务三林世博家园、昌里地区、南码头地区居民前往打浦桥方向的出行需求。市民李老伯表示,线路高峰最小间隔是5分钟;除了穿梭巴士以外,“隧道一线是所有进入三林世博家园当中班次最给力的。”

在打浦路隧道里驰骋纵横,感觉确实爽——眼睛一闭一睁,好像就从浦东新区哧溜滑到黄浦区了,谁说过江难?隧道一线帮助上海人实现了某种“瞬间转移大法”,赞。
隧道给力,条条专线通东西

一生二,二生三,三生万物。既然有了隧道一线,何愁二线、三线会姗姗来迟?

1988年12月29日,上海第二条越江隧道延安东路隧道建成通车。当天,在浦东杨家宅,延安东路隧道进口,临近市民像过节一般涌来参加隧道通车典礼。两辆披挂彩球的隧道三线车静候着,车上挤满首批乘客。

不久,隧道四线、六线也相继开通。

隧道四线由浦东潍坊新村开往广东路外滩,沿途走向从浦东崂山东路起,经张杨路、浦东南路、陆家嘴路、隧道、延安东路、福建中路、福州路至中山东一路广东路口。隧道六线刚刚开线的时候,全程只有 6 站,后从泾东新村延伸到了金杨新村,利于浦东洋泾地区的市民出行,也拉近了浦东泾东新村和金杨新村的市民至市中心人民广场的距离。

乘上隧道专线车,浦东居民一刻钟可抵达南京路,购物游乐愈加便捷。同时,安置隧道工程动迁居民的潍坊新村,也因为拥有隧道三线、隧道四线终点站一时大出风头。其后,上海人渡江的腳步并未停歇——1990年4月30日,公交无轨电车隧道五线通行。隧道五线起点站为淡水路,终点站为沈家弄路,是世界上第一条在水底隧道中通行的无轨电车线路(1994年线路有延伸,中途加站点;又因延安东路隧道复线施工之故,1996年8月31日头班车起改为汽车行驶)。1991年6月28日,隧道夜宵线开通,该线穿越延安东路隧道,形成公交过江线路的24小时全天候服务。2004年9月,复兴东路隧道启用;同年10月3日,国庆假期中,775路、789路、980路、隧道五线、机场六线、451路共6条公交线路驶入。

眼下,上海已拥有14条横贯东西的越江隧道(不包括外滩观光隧道、西藏路电力隧道),加上轮渡、大桥、地铁的“助攻”,黄浦江设置的“隔断结界”早变成了通途,过江非但易如反掌,而且又快又安全。可以预见,从隧道一线到日后的“隧道N线”,足将两岸的车站、码头、机场、主要的娱乐场所、商场、学校等串成“线路共同体”,满足不同乘客的出行诉求。

退休的周阿姨回忆:“最老早乘摆渡,哎哟人多得要死,一挤,心里就急呀。后来有了隧道一线,感觉过江速度马上快了好几倍。到现在,地铁什么的就更便当了,谁还把过个黄浦江当回事?上海交通的发展,日新月异,厉害的。”

未来,连接浦西与浦东的“纽带”,会多上加多,好上加好。

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