隧道工程范文10篇-9游会真人第一品牌

时间:2023-04-10 10:59:03

隧道工程

隧道工程范文篇1

关键词:隧道工程;高风险;风险管理

1隧道工程风险分析

1.1风险来源。因为隧道工程与自然环境之间会产生相互作用,所以在进行隧道工程时,周围的岩土体会引发剧烈的改变;而以现有的技术条件,工程技术人员又无法完全了解到隧址区的地质环境;例如:岩体的非均质各向异性、局部的软弱夹层分布、岩体内部节理密集带位置、围岩突变与裂隙水、涌流通道等。而这些都是隧道工程中,不可预见的因素;虽然在勘察和设计的阶段,可以通过统计学的方法来解决部分问题,但是在工程中仍有存在着许多的不可预见因素,只有在施工时才能发现并处理;尤其是当隧道位于岩土体的介质结构,以及赋存的环境是较为复杂区域时,这种情形格外明显。与此同时,隧道建设与被扰动的地质环境之间,其实是一个双向耦合的动态过程;当地质环境在受隧道工程建设的扰动之后,被扰动的地质环境又会逆向的来影响隧道工程的施工开展;而在隧道开挖之前,很难去对这种动态耦合的过程,进行定性和评价,因为这其中同样也存在着许多不可预见的因素。因此,隧道工程在建设阶段,需要处理大量不能及时辨识而且表征变化非常大的因素;同时在工程的进展中,还会充斥着大量不能被技术人员完全了解的不确定性因素;而这些不确定或变化的因素,就是隧道工程风险的来源。1.2风险分配模式。风险管理在隧道工程里,属于综合质量管理体系中的一个方面。在隧道工程中,风险管理可以理解为连续改善工程质量的过程,它是通过对工程风险的尽早识别和干预处理,来进行工程修正以及技术措施的调整,以此降低或规避隧道工程中的风险。而工程中的残留风险,可以通过系统的监控量测,来予以发现并进行及时的整治。其中,风险管理不仅涉及业主、工程勘察方、设计方、监理、现场监测人员及施工方等;而在某些地区,风险管理还了涉及相关的保险业人士。在风险管理中,对于业主而言,将风险转移至施工方虽然看似是一个不错解决风险的办法,但却不是一个两全其美的解决方法,因为将风险转移到施工方,会严重影响工程安全、质量以及进度,进而也会对业主产生一些不必要的影响,而且从技术层面上来看,让工程各阶段的研究工作在一定的广度、深度上都得以进行,才是风险控制的关键;因此,风险共享才是最科学合理的解决办法。

2隧道工程建设阶段风险管理内容与措施

2.1风险管理内容。隧道工程的风险,存在于隧道工程建设的各个阶段,因此需要对工程细节进行了解。根据对隧道工程的分析,得出隧道工程建设阶段风险管理的具体内容为;盾构进出工作井施工风险、盾构连续推进风险、开挖面有障碍物风险、开挖面失稳风险、明挖基坑失稳风险、隧道上浮风险、盾构隧道小净距掘进风险等。2.2风险管理措施。根据上文对风险管理内容的分析,以下针对性的提出风险管理与控制措施。盾构进出工作井施工的风险管理措施:在推进前,可以通过设置可靠的临时支座,来承受盾构千斤顶的推力;而且,在盾构进出工作井时,还需要实施加固地基等辅助措施;与此同时,在洞口及进洞一定范围内,需要进行冻结加固,以此保证冻结的质量;除此之外,还需保障良好的泥水平衡,以及选择可靠的密封止水装置。盾构连续推进的风险管理措施:除了利用先进的勘测仪器和试验设备,来减少勘测误差,降低其风险;还应采取加强注浆管理、严格控制浆液初凝时间等措施,尤其是在穿越复杂土层时,特别要对掘进速度进行严格的控制,以防止出现吸口堵塞的情况发生。开挖面有障碍物的风险管理措施:可以采用超声波障碍物探测,及时进行障碍物的排查工作;必要时,还可利用钻机,对障碍物进行破除。开挖面失稳的风险管理措施:必须采取合理的泥水管理、切口水压管理、同步注浆管理等,严格控制其推进速度,保持开挖面的平稳。明挖基坑失稳的风险管理措施:首先,需要严格控制围护结构的施工工艺,从而确保围护结构工序质量,其次,严格遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则,选择安全可靠的支挡结构体系、做好预控监控以及预测监测,进行严格的施工。隧道上浮的风险管理措施:在施工期间,不仅要对隧道的轴线进行严格的控制,让盾构沿着设计轴线正确的推进,还要建立良好的泥水平衡、严格控制浆液的参数和配比,加强对隧道纵向变形的监测。盾构隧道小净距掘进的风险管理措施:在盾构掘进前,要仔细分析盾构隧道小净距的工况,然后有针对性的制定预防措施和监测方案,适当降低其推进速度,保持盾构平稳的掘进,以此减小对地层的扰动。

3结语

地质环境中存在的不确定因素,让隧道工程的建设具有较高风险性;因此,对于隧道工程进行相关的风险管理分析,就显得十分的重要;本文关于隧道工程风险管理的研究,主要分析了隧道工程的风险来源以及风险分配模式,提出了在隧道工程的建设阶段的风险管理内容与措施;希望能够为我国的隧道工程风险管理提供有价值的参考。

参考文献

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隧道工程范文篇2

①由于每个地区的具体环境都不相同,所以公路隧道的建设也都需要结合当地的实际情况加以更改,所以在隧道工程开工以前,首先要对施工环境进行考察,做好现场调查研究工作。

②核对设计文件和编制施工组织设计,预测隧道施工可能对地下已设结构物的影响。

③积极了解施工现场的天气、施工材料和运输情况,对施工现场可能会出现的用电问题、水量问题(雨水冲刷)以及材料供应等作好准备。

④对交通运输条件和施工运输便道进行方案比选,合理安排施工工具,现场核对隧道平面、纵面设计等。

⑤对施工地周围的生活供应、医疗条件以及电力通信、劳动力等做好勘察,并测试周围的水源、水质,拟定供水方案。

⑥按照公路隧道施工方案或技术的不同,工程实施前需要预先准备好施工所需要的一系列材料,比如砂石、水泥和钢筋等,还有一些特殊的防水材料或钢材。这些原材料在投入工程使用前都必须经过严格的质量检查和筛选,坚决杜绝使用劣质材料,而符合国家规定的材料也要进行合理堆放,避免施工人员由于材料乱堆放而导致其他事故的发生。

2公路隧道工程施工中的难点和技术

2.1公路隧道建设环节的相关技术

公路隧道在施工时除了要按照隧道施工的技术规范行事以外,还需要对材料的质量进行严格的检测,并围绕新奥法原理来按照“紧封闭、勤测量”的原则来对各种复杂的施工技术问题进行处理。随着科技的进步,隧道施工方法也比较多,比如我国常用的新奥法人工钻爆施工等(台车钻爆和人工钻爆),下面我们就人工钻爆技术进行分析。

2.1.1洞口施工

公路隧道由于地势原因,在洞口施工时很容易出现山体滑坡、失稳等现象,这就要求施工人员在施工时及时勘察地势,并结合实际情况提出合理的进洞位置和加固方案,这样才能在出现滑坡现象时及时采取措施进行防治,避免一些可能对施工人员造成的安全隐患。还有在洞口开挖之前,要及时进行边仰坡的排水工作,检查周边的排水系统是否完好,避免出现水流倒灌的问题。另外,要及时清除基坑中的废物杂物,洞口之上的仰坡坡脚如果有损坏,要及时修补,在监理工程师验收合格之后才能够进行下一步的施工。

2.1.2洞身的施工

完成了洞口开挖之后,先要进行超前支护,才能再进行洞身施工。洞身的施工方法有很多种,比如全段面法、台阶法、眼镜工法和超前支护法等,而如何选择具体的施工方案则要根据具体的围岩情况。

2.1.3初期支护

初期支护是为了加强隧道围岩的自承力,从而形成一个完整的支护体系,是复合式衬砌的重要组成之一,属于早期支护。进行支护时,一定要严格按照规范来施工。在公路隧道建设中,部分围岩的自稳能力极差,根据新奥法原则,需要在软弱破碎的围岩地段及时进行支护,控制围岩的变形和松弛,施工过程中可以通过合理的机械和劳力组织,三台阶开挖和初期支护同时开始,同时完成,形成一个循环的两大步骤。

2.1.4监控测量

监控测量是工程实施过程中的重要内容,细致的监控测量能为施工提供科学、可靠的监测信息,通过信息来反馈具体实际的施工情况,并进一步确保施工质量和施工安全。在这个信息化的时代,具体的数据资料在工程建设中能起到许多重要作用。

2.1.5二次衬砌

二次衬砌不仅对围岩起支护作用,而且还美化了隧道外观,所以衬砌质量必须要达到内实外光的效果,以保证隧道的美观。如果初期支护的围岩变形,且变形速率无减缓迹象,严重超过规范要求,初期支护多处开裂时,必须及时采用临时应急支顶措施,如果因此影响到二次衬砌的质量,就必须对支护类型和参数进行及时调整,做到既能有效控制变形,避免塌方发生,又能保证工程质量。另外,在挑选二次衬砌所用的台车时,要尽量挑选表面平整、接缝严实的大模板或整体式模板台车,必须要满足设计的要求,选择合适的刚度,减少模板变形等问题,这样才能保证衬砌表面的光滑平整,还有就是做好防排水措施,避免渗漏水。

2.2新奥法施工技术

新奥法施工是世界通用的国际工法,在隧道施工时可以根据地段的不同来选择性采用钻爆法施工,实施光面爆破。在具体操作中,要以维护和利用围岩的自承能力作为出发点,尽量减少对围岩的扰动,可以考虑采用“中洞超前,预留光爆层,光爆扩边”的复式开挖法。首先开挖导洞,根据隧道断面尺寸来确定导洞断面大小,钻孔前测量中线和水平线,按画好的炮眼位置和顺序钻孔,装药和填炮泥与一般隧道爆破相类似;然后再二次开挖,根据隧道情况的不同来确定导洞挖掘的深度;最后开挖光爆层,通过复式开挖法让光面爆破痕留存率达到90%以上,使隧道开挖轮廓与设计轮廓更加吻合,降低围岩的扰动,能够很好地体现出新奥法的施工优点。

2.3施工过程中的难点管理

2.3.1施工进度问题

由于公路隧道工程的复杂性,很容易出现一些突发的危险问题,所以为了能够确保工程能够在工期内完成,必须做好相应的管理工作。在施工过程中,必须严格按照执行公司所制定的各种管理制度,将责任落实到个人头上,在设计工程方案时,要对工期做好科学合理的安排,对施工团队和现场的管理人员做好相应的专业培训工作。

2.3.2对工程质量的检查

如果将劣质的材料投入工程使用,会造成非常大的安全隐患,因此必须要加强对施工整个过程的质量监督和管理,需要监督部门建立和完善质量监督管理体系,将责任落实到个人头上,严格按照质量验收制度的规范来对工程质量进行监督和检测,发现问题,必须要严查,这样才能大大减少工程质量问题。

3结束语

隧道工程范文篇3

关键词:隧道工程;成本控制;财务管理

强化企业财务管理是隧道工程建设的关键管理项目,必须落实工程成本控制系统,以便更科学地管理隧道工程。项目隧道工程中缺乏对于成本控制和财务管理的相关机制,对隧道工程施工进度和工程质量产生了严重的影响。经过理论研究,并根据工程的实际情况,对工程成本控制和财务管理的重要性进行了相应的分析,可以得出在项目实施过程中应该遵守相应的原则。同时,按照实际的隧道工程情况,对工程的造价较高的原因进行了分析,并建立相应的成本控制制度,以此来保证隧道工程能够顺利进行;在对隧道工程成本实施控制时,提出了能够有效提升经济效益的方式,并对工程的资历运转规律进行了分析,进一步对隧道工程成本控制与财务管理的重要意义进行了阐述。

1隧道工程材料费成本控制

近年来,我国的社会经济得到了快速发展,但是也引起了通货膨胀和物价上涨;材料成本在工程投资中所占的比例也显著提高,隧道工程材料成本占工程总成本的50%~60%。由此可见,材料成本控制是隧道成本控制的关键部分。隧道工程中的材料控制也是工程成败的要点,为了控制材料的成本,材料的使用需要形成一个闭环。(1)在物资采购、运输和逆向运输过程中,应该将浪费做到最小化。实施签名制度及三联签字领用的体系,将接受人工资和建筑材料的损失相关联,从而提高职工的责任感。(2)材料应用环节中或多或少存在一定的浪费,降低浪费是能够有效控制材料成本的重要内容。在工程的单项流程中使用材料承包的方式,在项目运行中对不可控的材料进行承包。

2隧道工程机械费的控制

隧道项目工程中机械成本控制主要分为自有和租赁两种机械。施工单位应该充分利用自己的机器,在出租机器时需要支付额外的利润,在没有资金的情况下工程应尽量使用自己的机器。控制自有机械成本要考虑的主要因素包括合理使用、避免闲置、及时维修保养、采购性价比较高的建筑设备,在设备经济寿命结束时进行更换新设备。在资金周转困难、使用时间较短、工作量小的情况下,可以考虑设备外包;租赁机械设备的成本控制原则主要是尽量缩短使用时间和费用,可以多比较选择最好的机器;并且需要考虑的因素包括租金、机械条件、生产能力、运输成本和便利程度、使用和时间及违约风险等。

3施工方案与最佳进度的控制

在隧道工程中施工方案是成本控制的关键内容,在进行施工以前应该制定科学的施工方案,施工过程中应该对其不断优化并严格执行,以保证工程施工质量,确保工期,使施工按计划有序实施,以此来降低工程成本。隧道工程因受到工作面的影响,不可以进行大面积的施工,但是又拥有同样的特性,能够形成流水线,尤其是在隧道较长的工程中。由于每一个隧道口的固定投入不能够随着进度的改变而改变,因此如果进度较慢将会导致浪费的现象,进度较快甚至会出现安全质量的问题,就必须加强投入的力度。对于每个项目而言,找到最经济的计划是最理想的。最简单、最有效的方法是运用“盈亏平衡点”分析法求出月损益。通俗而言,工程必须实现不间断装配、连续平衡生产,避免空转。

4固定资产和高成本设备

在实施项目工程的过程中,隧道工程具有很高价值的固定资产,还会有一定的磨损,其中,工程中具有较多的大型设备,因高强度应用而损坏,其本身的价值就会造成项目成本的增加,导致项目管理中的资金预算出现变化。基于此,企业项目在施工过程中,应该不断加强固定资产的管理与核算,根据项目需要购买固定资产,购买后的所有固定资产都应该由企业进行统一的分配和利用,项目工程固定资产具有一定的使用权力,但是没有管理权力,这样才能够良好保护隧道工程固定资产。

5施工材料

每一个项目完成以后,特别是隧道工程项目建设,必须依靠大量的建筑材料来实施,来对工程建设项目单位进行负责。工程建设过程中所需要的材料应该根据工程的进度和建筑材料浪费来实施有计划性的采购。建筑单位应该做好监管的工作,保护建筑材料,建筑材料每次使用都应该记录和统计,从而保证工程能够顺利进行。

6管理工程成本

成本管理主要是指企业在进行工程建设的过程中,对各种项目成本预算、分析、决策和控制等行为进行科学化的管理总成。成本管理是由工程施工中成本的规划、计算、控制和业绩评价等方面形成的。成本管理是企业发展过程中重要的管理内容,它具有科学、合理、全面的特点,能够有效保证工程项目降低造价,强化经济核算,不断优化企业管理内容,促进企业整体管理质量得到大幅度提升。此外,科学的成本管理制度能够有效激发施工人员的工作效率,在保证工程质量的基础上,对施工过程中各项环节实施科学化的管理,以此来落实用最少的资源获取最大成果。项目的建设和实施离不开施工单位,施工单位的资质决定了项目的整体质量和工程进度,优秀的施工单位能够利用良好的组织能力,并按照工程的需求来下达任务,一次有效降低工程造价,是良好的保证工程造价的根本条件。

7领导决策控制成本

项目经理是一个工程的决策者,对于工程的成败具有重要的影响。能力强大的项目经理能够凭借自己的人格魅力来挽留人才,建造强大的团队,可以在工程建设过程中处理各种难题,有效节约项目成本,增加企业的经济效益。优秀、强大的施工单位,应该不断提升施工人员的工作积极性,为施工人员规划美好的未来,使其能够积极投入工作。不管哪项事业,都必须依靠工作人员来进行,建筑单位应该做到以人为本,对每一位施工人员都给予充分的关心,使得员工能够和企业一条心,为企业的生产发展提供最大的力量,提高企业的收益。

8加强成本控制核算

在隧道工程项目建设过程中,具有资金消耗、流动较大的特点,想要完成优秀的项目必须依靠大量的资金支持。隧道工程企业在接手隧道项目之后,应该对项目成果实行预算,从项目的实际角度出发,针对隧道项目工程建立资金使用规则和项目成本计划表,以此来有效控制项目成本,并对成本进行考核和分析。对成本进行拆分,将每一个精确的指标放到每一个项目团队中,调查不合理的地方。为了提高全体员工在项目建设中的成本控制意识,有必要从明确的项目成本控制入手,但不仅局限于企业内部财务单位的工作,也要引起全体员工进行关注。同时,建筑单位还应该建立有效的内部控制体系,规范项目管理,让企业日常生产和管理能够实现最大的合理化,而且应该不断提升财务人员的素质,企业也应该为项目管理和跟踪检查工作实施具体的审计,以保证项目最终能够为企业带来效益。

9工程索赔

索赔的出现也会造成工程造价发生一定的改变,索赔管理是工程造价控制的重要组成部分。在施工过程中,发生业主违反合同约定,不能按时交付现场并提供图纸;根据合同规定将水电线路接入指定地点施工;施工内部和外部环境的不断变化,比如技术、经济、政治、法律等各方面的环境不断变化,都会导致项目计划的实施过程和实际情况中出现索赔的现象。索赔是建筑活动中的一种普遍现象,是现代工程中不能规避的现象。索赔的主要目的是保护利益和挽回经济损失;为了能够确保索赔工作可以顺利进行,应严格遵守正确的原则和立场,根据索赔程序认真及时地实行索赔,最大程度降低成本,增加经济收入。

10现场签证

现场签证主要是指在施工过程中发生了一些问题,需要施工负责人进行现场审批的过程。在实际施工工作中进行现场签证是工程施工工作中一项经常出现的工作,但是现场签证并不规范,造成较多的工程造价管理失去控制。基于此,施工单位应该谨慎看待工程签证,尽量降低资金浪费,对施工现场的签证管理进行严格控制,并从以下方面来进行:(1)工作批量签证应该尽力做到足够详细,不模糊不笼统,应该非常准确。(2)严格按照实事求是的原则,在工程建设中实际是多少就签多少,不能因其他因素进行修改。(3)签证的范围一定是要正确的,并且内容完整。(4)企业应该不断强化现场跟踪,只有是需要签证的工作,在费用产生前后,施工人员应该对现场情况进行相应的勘察。

11加强施工合同管理

在和业主签订相关合同的时候,应该保证合同的内容清晰完整、并且用词严谨、准确,合同中相关条款细致、严密,尽量做到完美无缺,才能有效保证合同得到相应的使用和管理,促使工程顺利进行。工程合同的签订应该和招标文件的要求达成一致和连续。在项目工程的开展过程中保护自身的合法权益,在合同实施中,要有专人进行监查,必须规避违法违规现象发生。在施工合同的使用过程中,应该进行严格的把关,对于工程中不符合合同规则和条例的举动应该进行抵制,这样才能够良好地保证合同的使用;并对价差实施相应的调整。

12结束语

施工单位应该严格遵守项目成本管理的基本原则,确保项目工程能够统筹管理,这样才能有效保证各程序能够不断规范,促进责任和权利进行有效结合;严格遵守项目成本管理的原则是能够保证项目工程顺利完成的重要依据,按照工程的实际情况,对项目工程的预算成本和实际成本两者之间的联系实施相应的对比,并对出现误差的原因进行分析和研究。为了能够确保隧道项目工程的预算成本能够和隧道工程的实际成本尽量匹配,施工单位应该对项目中每一个环节资金使用情况进行对比,才能找出根本原因,对各部门之间的衔接问题,进行指导。

参考文献:

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隧道工程范文篇4

[关键词]隧道建设;地质预报;信息化技术:发展方向

改革开放以来,我国的经济取得了飞速发展。在交通建设、水电工程、能源矿山以及其他领域的发展建设中,都涉及到了隧道工程建设。而我国幅员辽阔,地质差异悬殊,使隧道建设规模和难度都大幅度增加。在隧道工程建设中,首先要解决的一个困难就是了解隧道所处地质条件。因为山高洞长、地形复杂、不良地质、以及隐蔽性等因素,使人们很难准确预测隧道沿线的地质情况。而这一结果,却对隧道工程建设的顺利进行起到关键性的作用。地质条件了解的越详尽,越能保证隧道工程建设的安全进行,更能保证建设人员的人身安全。

1隧道工程地质预报的发展历程

从20世纪70年代开始,建设人员就开始注重隧道工程地质预报。最先使用的方法有超前导洞法、超前钻探法。但这两种方法的时间周期长,作业成本高,逐渐被无损地球物理超前探测技术所代替。地球物理超前探测技术又分为电磁类、直流电法类、地震发射类等类别。而在目前隧道工程建设中,使用的最多的是钻爆法,这种方法在技术上进展较大,但还存在一些关键问题需要技术人员攻克。另一种处于起步阶段的技术是tbm环境超前地质预报技术,这种技术因为tbm机械占满隧道空间,而使其难以被使用在地质预报中。

2隧道工程地质预报当前的进展

2.1钻爆法超前地质预报动技术的进展。钻爆法超前地质预报技术包括多种类别,主要有:超前钻探类、地震反射类、电磁类和其他方法,虽然类型众多,但都是以地质介质的某一种性质差异为物理基础的,如地质的导电性质、弹性性质等。每一种方法都有其各自己的适用范围,有其优缺点,但这些预报方法都是基于对地质资料的分析整理,综合判断的基础上进行的。主要的分析工具和方法有:收集隧道所处地段的地质资料、详细调查地表特性、隧道内复杂地质编写记录、数码照相,素描或者仪器成像、涌水量的预测、超前炮孔等,将这些方法所获取的结果加以对比、论证、合理推断,就可以对隧道施工所处地段的工程水文地质情况有了一个比较详尽的了解,为超前地质预报方案的制定提供依据和指导[1]。超前导洞法是超前钻探类的一种,它能得到比较大的断面,有利于更加全面的展示出隧洞前方的地质情况,能较准确地推断出不良地质体在主洞里有分布情况,但这种方法耗费的时间周期长,成本代价较高。为了节约费用,一般在实践工作中如果有并行的数条隧洞,工程人员只需选择其中的一条来进行超前探洞。超前水平钻孔法也是超前钻探类的一种,它的原理与超前导洞法的大致相同,区别是它用钻探设备向隧洞前方进行钻探,它的优点是速度快,效率高,能揭露出前方地层的多种性质,如地层岩性、地下水、岩溶、夹层以及岩石强度等,是最直接有效的地质预报方法之一,在工程实践中被广泛地使用。但它的缺点是因为钻探面积小,有可能导致不良地质的漏报。地震反射法对具有弹性差异的不良地质有较为敏感的响应,但对地质中是否含水却无法辨识。这种方法的主要观测方式分为直线类观测、空间观测和极小偏移距地震观测,像tsp技术和负视速度法属于直线观测方式。tsp技术的优点是对规模较大的不良地质体,特别是对断层、破碎岩体等与隧道轴线接近垂直的界面有很好的探测效果,缺点是定位不准确,探测结果不可靠。空间观测方式主要有trt技术和tst技术,这两种方法有利于获得速度分布结果,可以提高定位的准确性,但其占用的空间较大,耗费的时间较长。陆地声纳法属于极小偏移距地震波法,这种方法发出的地震波能量较为集中,适用于中小规模的溶洞探测和与轴线小角度相交的不良地质体。近年来,地震波也被尝试地用于含水体地质的预报。瞬变电磁法可以对含水体进行识别和定位,采用不接地回线向探测面前方发身一次场,由低阻目标感应涡流产生二次场,通过测量分析二次场随时间的变化来达到超前地质探测的目的。目前采用的是二维探测,三维探测将是未来的发展趋势。为了解决不良地质的复杂性和多解性,获得更加准确的预报信息,技术人员尝试将多种超前预报技术相互结合,相互补充,对各种结果进行相互验证。这是未来需要技术人员不断探索研究的。2.2tbm隧道超前地质预报技术的进展。一般情况下,tbm机械都配备一台快速超前地质钻机。由于tbm机械结构的限制,使探测存在很大的盲区。为了解决这个问题,国外技术人员利用已有钻孔,实施雷达成像探测,可以比较好的识别出不良地质体中的裂隙、溶洞、破碎岩等情况。tbm技术在我国还处于系统研究,如何改善相关技术种类较小的现状,提高定量化水平和精度,都是未来主要的研究方向。

3信息化技术在隧道工程建设中的使用和未来发展方向

信息化技术对隧道施工来说越来越重要,计算机具有强大的运算功能,可以对各种探测技术进行分析处理,也可以对隧道施工进行实时监控,对施工过程进行有效管理。也可以开发集计量、实验、管理为一体的信息化管理平台,以系统数据库为基础,整合各种信息,还可以设置异常预警等功能,对隧道施工提供了很大的帮助。近年来,大数据技术大力发展,也被尝试应用于隧道工程建设方面。tbm技术在隧道工程中使用时的安全因素,除了不良地质这一因素外,还与其选型和操控参数有关,大数据技术可以对大规模数据进行分析处理,对选型和操控参数的选择,应用大数据技术兴许是可行的。除了大数据技术,智慧隧道就更加先进,依靠强大的互联网技术,利用智能化传感器、gps、无线射频技术,形成物联网,可以对物理隧道、施工人员及设备做到全面感知,这将是未来的发展方向。

4结束语

隧道工程建设地质预报及信息化技术还有很长的路要走,还有很多关键技术需要解决,这就需要我们的技术人员夜以继日,孜孜不倦地去研究、去实践。未来的隧道工程建设,在技术上一定会的新的突破,质量和效率也会有质的提高。

参考文献

隧道工程范文篇5

关键词:明挖法隧道;深基坑;脱落;基层;丁基预铺;防水卷材;热风焊接

1常规预铺高分子防水卷材在明挖法隧道工程中应用的问题

近年来,作为工程建筑业十项新技术之一的地下工程预铺反粘防水技术得到了广泛应用。预铺反粘法是指将覆有高分子自粘胶层的高分子防水卷材空铺在基面上,然后浇筑结构混凝土,使混凝土浆料与卷材胶膜层紧密结合的施工方法。预铺反粘可有效防止卷材破损后渗入的水在结构层与防水层之间流窜,大大减少了渗漏隐患,单层使用即可达到一级设防标准,是一种性价比较高的防水工程新技术。预铺反粘法可以应用于地下工程底板和没有施工空间的地下结构侧墙(外防内贴)。对采用垂直开挖法,选用地下连续墙、smw工法桩、重力式挡墙等围护结构的明挖法隧道,底板和侧墙都可采用预铺反粘防水设计。目前,常规预铺高分子防水卷材应用于明挖法隧道工程中影响防水质量的问题主要有两类。

1.1预铺高分子防水卷材挂不住

侧墙基面(喷锚工艺)不平整时,高分子防水卷材往往无法有效附着在侧壁上,只能采取打钉条的方式硬挂,这就导致有两个问题:1)喷锚面强度不够,常规水泥钢钉又太短,打入喷锚面之后,轻轻晃几下就脱离了,即使是换成金属膨胀螺栓也无明显改善。常规预铺高分子防水卷材(hdpe)的自重再加上材质偏硬,经常会造成工人在挂卷材时就发生卷材脱落现象为解决这个问题,会使用比较细的400mm长的螺纹钢,穿透卷材与喷锚层,插入围护体的更深层,以得到更好的固定效果和悬挑力。但这会碰坏闭合的防水体系,留下了渗漏隐患,或者说是体系薄弱点。2)即使高分子防水卷材硬挂成功,通过验收,但在后续工序(混凝土浇筑)时,混凝土浆料自上向下的冲击力仍然会因为卷材无法与基面有效附着,而无法获得有效支撑,卷材在模内脱落。这种脱落既不容易发现,又不容易挽回与维修。这是目前影响明挖法隧道工程防水质量的主要原因,也是导致常规预铺高分子防水卷材在明挖法隧道工程深基坑防水项目中口碑不佳的主要原因。喷锚面不平整,个别坑洼处达到约200mm的高差,无法提供有效支撑。喷锚面强度不足,个别部位质地疏松、夹渣,钢钉压条无法有效固定,都会造成卷材在膜内脱落。

1.2预铺高分子防水卷材搭接边粘不牢

目前明挖法隧道应用最广的预铺高分子卷材的主材为hdpe,即高密度聚乙烯。它的材质比较硬,可焊性较差,搭接多采用自粘搭接。在阴阳角等节点位置和搭接边因不服帖和应力无法有效释放,容易出现翘边脱粘现象。预铺高分子卷材结构见图1,阴阳角等节点部位与搭接边处翘边、脱粘见图2。另外,在潮湿基面或雨季施工时,搭接边热熔胶在泡水后粘结性能会降低,也会引起卷材搭接边脱粘。搭接边因泡水导致粘接效果下降见图3。

2工程应用中的9游会真人第一品牌的解决方案

为提升明挖法隧道工程的防水质量,保障防水效果,需要采取措施来克服“挂不住”与“贴不牢”的问题。加强基面验收措施和采用可焊接丁基预铺tpo高分子防水卷材可解决上述问题。解决“挂不住”问题要抓住两点:一是要加强对基面验收的要求,也就是要对喷锚作业完成面的质量提升有所要求。目前在喷锚支护质量与验收的标准中,对厚度、强度、工艺有比较明确的要求和专项检查措施,但对平整度的要求仍然偏低。如剔除尖突部位并用砂浆压实、找平,凹凸部位不大于50mm,基面阴阳角处理成圆角或钝角,圆弧半径不小于100mm等。即便如此,还是有不少工程达不到该标准,在现阶段可与建设方共同协商,就基面验收检查批次(如500m2检查15~20个点,每个点为1m2,超过10个点不合格则需进行整改)达成可执行共识。二是要注意减轻高分子预铺防水卷材的自重,在方案设计阶段应选用不超过1.5mm的产品,在减轻自重的基础上,更容易释放应力,与基面的贴合度会更好。解决“贴不牢”问题应该要做好产品材质的升级换代,用tpo替代hdpe,用焊接替代粘接。丁基预铺tpo高分子防水卷材结构见图4。tpo防水卷材是一种新的环保型高分子防水材料,既具有橡胶的耐侯、耐臭氧、耐久性性能,又具有聚烯烃的可焊接性,而且安全、环保、寿命长,物理性能优异。相对于同样厚度的hdpe片材,tpo片材更柔软,更方便节点的处理,部分性能明显优于hdpe。hdpe和h类tpo性能对比见表1。丁基橡胶是由异丁烯和异戊二烯发生聚合反应形成的聚合物,是一种气体都很难穿透的材料,目前已广泛应用于密封防水,如轮胎内胎、注射器活塞、车窗密封条、止水带、密封胶带等。丁基橡胶作为与混凝土进行满粘的胶层时,可有效增强粘接能力,提升防窜水能力和显著改善胶层耐水和耐候性。预铺混凝土试件泡水试验见图5。采用tpo片材和丁基胶层构成的丁基预铺tpo防水卷材可以提升明挖法隧道工程的防水质量;同时,还在于其使用热风焊接工艺替代粘接工艺。预铺反粘卷材在立面固定时,是在搭接边位置距卷材边缘10~20mm内,每隔400~600mm进行机械固定,并保证固定位置被卷材完全覆盖。丁基预铺tpo卷材焊接时,采用自动爬行焊机或手持焊枪热风焊接搭接边,焊缝宽度≥25mm。长边搭接时边宽80mm,短边焊接搭接时采用对接法搭接,在2幅丁基预铺tpo防水卷材底部附一道均质tpo卷材,宽度150mm,厚度1.1mm,保证每边与卷材搭接75mm。丁基预铺tpo防水卷材在搭接完成后需在搭接缝处额外粘结一道120mm宽丁基砂面盖口条。tpo热风焊接与常规hdpe粘接搭接边试验数据对比见表2。热风焊接无明火,安全性能优越。其焊接设备具有体积小、重量轻,电子温控精度高、焊接操作简便经济,焊接速度连续可调的特点;同时,焊接设备可持续保持均衡的焊接压力和速度,保证焊缝均匀牢固可靠;焊接效果具有强度高、抗撕裂、无渗漏,施工效率高的特点、可有效避免因漏焊、虚焊、烤焦产生的渗漏隐患。

3推荐防水设计

对采用垂直开挖法施工,围护结构选用地下连续墙、smw工法桩、重力式挡墙的明挖法隧道,推荐采用的防水设计方案见表3。

4结语

隧道工程范文篇6

(2)它基本上是一预制结构。

最终将安装在河流或运河底部位置的隧道管段是在其它地方以非常接近工厂条件的方式筑造的,这种条件在现场和工地是不大可能达到的。施工规划上的优点和将管段制造与工地准备分开进行在后勤上的优点是显而易见的,还有极易于实现有效的质量控制的优点。

隧道工点在环境上的影响同样也大大少于隧道完全都在现场施工的情况;如像空间的需求和施工运输,这两个问题就大大的缓和。

当然,这些优点的先决条件是有现成的可用于管段制造的适宜工地。它必须满足一系列有关环境影响的条件。在如荷兰这类人口密集的国家里,要找到合适的工地很不容易,而且很显然,一旦选定一可用位置,可多次使用就相当引人。因此,隧道施工的总体规划是一个供讨论的普通主题。

两端的地下结构一座新隧道连结到原来既有的地下结构中去,往往实际上是取代一既有的跨越水域的设施,如轮渡或桥梁。它也可为一既有隧道或桥梁的补充设施。无论决定建造一新隧道的理由如何,它的位置将在很大程度上受到既有地下结构布置的制约,而且其施工设计也要满足现有交通运输只受最小程度干扰的要求。这就意味着设计人员在隧道位置方面很少有选择的机会,因而不得不根据这一既定位置的条件和要求来修改隧道设计。

这一情形主要影响连接隧道本身的引道部分。然而,因为引道由穿过含水地层的分段组成,就有可能要求用新的措施以控制引道建造基坑排水影响的范围。

引道沉埋隧道几乎总是位于沉积地带,在那里,隧道引道降到地下水位以下。在其完成时,它们是不透水的结构,周围的地下水不能渗入,存在的仅是单纯结构性质的环境影响。

然而在施工期间,环境问题则起着重要的作用。为了建造起结构物,必须开挖一施工基坑直至地下水位以下若干米的深处,传统施工方法要求在施工期中持续不断把水排干。除非采取进一步的措施,否则排水势必降低周围地区的水位,而且会导致一系列不希望的后果。沉陷将发生,周围楼房和建筑物的基础将受到影响,而且甚至深桩基础也将受到沉陷土体经磨擦传递至桩上的额外向下荷载。由于沉陷而堤坝高程下沉,而且农业地区的排水水位将会受到影响。

还有可能造成一种性质完全不同的环境问题:施工区域内的泥土可能被污染。在这种情况下,施工基坑的开挖就要求格外注意,而且如有可能,就要采用诸如将泥土与水混合后经管道水力输送的特别方法。还必须有一个经批准能容纳被污染泥土的地方。

必须采取若干措施以防止由于抽、排水而造成被污染泥土迅速分布到大面积地面上。

在技术上,总是可能消除这些各种各样的影响。然而,由于做起来极为复杂而且会花费大量资金和时间,因此,目前倾向于寻找尽最大可能在水下建造引道和隧道进口的方法。最理想的是,排空施工基坑中的水应该是一排干整个引道又完全不影响周围地下水位的单项作业。

明显的结论就是尽可能将施工基坑设计成最终产品的一部分。

引道边墙可设计成像有不透水芯墙的堤坝,其形式有泥浆墙、塑料板围幕或是常见的钢钣桩墙。对最后一种形式(钢钣桩墙)(通过使用重型断面板桩和土锚)增加其挡土的功能,就可节省有价值的空间,而且可容易地达到在水下与不透水底板的连接。

底板可以用水下混凝土建成。这种方法已发展到能控制其高程和表面平整,以致达到在引道完全排干以后,只需要较少的修整工作。

另一种方法是采用不透水的塑料板材,加镇重安放于水下以盖住基坑底部和边坡。在荷兰,这种方法不仅用于隧道的引道,而且用于公络的凹槽段。

使用大面积的塑料板材,以泥土作镇重安放到水下,用在一主要公路交叉口起到了长期的良好效果,它表明此技术已经推广使用。不久,荷兰的隧道引道可能会向人们展示有茂盛的绿色边坡,从而取代了灰色的混凝土竖墙。

引道也可在别处预制并以浮运构件的形式安装。此种方法只需用疏浚船开挖沟槽而完全不必排水。不过目前还没有能充分处理浮力作用和基础问题的适宜设计。

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管段制造上述对地下水与引道开挖之间的关系的讨论大部分都可以同样的方式应用于制造管段临时场地的开挖。昂贵的解决办法给工程带来不合理的负担。而且,这个制造管段的场地必须多次被附近的开阔水域淹没并打开以使预制成的隧道管段运至船坞处以便为另一些管段让出地方。很少会有足够大的地方可供一次制造所有的管段。

总之,由于选择制造管段船坞的位置不像选择隧道引道的位置那样要严格地用功能要求来决定,故选择制造管段船坞的位置具有可以灵活的优点。因此,制造船坞也就可以允许使用传统的排水法,如果由于上面列出的理由认为不允许使用传统的排水法时,而船坞又不得不与周围地下水分隔开时,这种地方使用不透水塑料板法由于其费用低就具有明显的优点。

另一种不影响周围地下水位的排水方法是"抽水回灌法"此法乃将渗入基坑的水用泵排出,又用泵将这些水通过过滤井管回灌到水的来源区。只要渗透速度不是太大而且可保持大致是个常数,这个排、灌时闭路循环就可以保持。这个新的措施,现在正用在荷兰的一个扩大的引道施工坑,由于这个基坑又要作为制造管段的船坞故加以扩大。基槽的建造沉埋隧道的构槽是用疏浚法开挖的。在本文中,我们只强调用疏浚法开挖基槽的要求能达到极高的精确度,而且这个要求将决定最适合这一工作设备的类型。鉴于严格的定位容差,最好采用锚定疏浚船或在定位桩上的疏浚设备。不过,由于它们不能自由移动,就可能成为船只航运的障碍。

假如在浚挖区域有水流或浪潮的影响,浚挖的基槽就会成为水流携带或沿河底推移的沉积物的积存处。如果基槽开挖后长期不放置管段,就会很快形成淤积。在上述情况下,基槽开挖和隧道管段安装两工序的相隔时间必须越短越好,因而对这两道工序的安排都需格外准确,可以采用一种专门的设备于安装管段之前清理基槽。在荷兰,这种操作目前已发展到用在东斯格尔迪特(easternscheldt)防风暴海浪堤坝的墩柱安装中达到很高精度。

疏浚搅起了河底沉积物,造成在一定时间一定区域的河水浑浊。最终这些成为悬浮的细颗粒物质会散开并重新逐渐沉淀下来。尽管这一过程对环境的影响有限,而且无害,但在一定范围内还是日益受到强烈的抨击。

如果要浚挖的泥土是已被污染的,事情就更为复杂化,因为在这种条件下,浚挖作业就会使污染扩散。现在浚挖技术已发展到通过使用一种专门的汲泥头来消除这一影响。采用从浮船上下悬帘幕将浚挖区域与周围完全隔开的方法也可减少污染扩散。

在这一方面的进一步发展目前大家都注意到,在荷兰大部分水道底部都含有被污染的沉积物已很明显,因而浚挖这些泥土必然要承担一些特别的环境要求。

当前,这些要求尚未统一形成,而是针对每一具体工程提出不同的要求。希望这种拖延关键技术发展的混乱局面能迅速得以解决。

根据污染的类型和程度,可将被污染泥土分为1~4类。对于浚挖泥土(包括浚挖过程中的工艺用水)的弃置都按分类受到严格的限制;尤其是3和4类泥土都必须与外界隔绝,而且在可能的情况下加以净化。

在鹿特丹地区,已建成了一座储放这些固体废物以及其它有害物质的中心堆集场。此外,第4类浚挖弃土被放在临时的较小的堆集点,待其被净化后再转放至别的隔离存放处。在没有这类设施的地方,就必须按浚挖工程建立这种堆放点。这一措施很明显需要做大量的工作。

管段的运输和安装疏浚工作和对航运的阻碍都是管段运输和安装带来的环境问题。要打开管段制船坞和加深船坞与安装点之间航道的浅水域就需要浚挖作业。前面有关浚挖的一些论述也适用这一情况。

安装工序中有一特殊的方面有可能涉及隧道基槽的最后清理。为了使清理和安装两工序间隔时间缩至最短,在管段安放到其最终位置底部回填砂之前已成功地采用了射水法清理隧道管段基底。用强力射水把要清除的最后一层沉积物冲成悬浮物,随后被水流带走。

在管段离开制造船坞,锚泊在临时码头和离开临时码头,浮运至安装点以及安装期间都有可能阻碍航运。只有最后一道工序才会造成航运在短期内临时完全中断或部分中断。

在这个方面,一座沉埋隧道穿过一条河流与穿过一条运河存在着差别。在后一种情况下,由于没有水流影响,就使得在沉放和安装用可更好地控制管段。这种控制上的有利,就允许沉埋管段隧道采用更长管段单元,但这必须有足够大的制造船坞。

所以在荷兰,以往绝大多数沉埋隧道的管段单元长度都在100~150m之间变化,在跨越阿姆斯特丹和海域间北海运河的赫姆隧道(hemtunnel)工程中还用了长达268m的管段单元。使用较长的管段单元减少了安装作业的次数,从而也就减缓了对航运的阻碍。

对于沉埋管段隧道工程来说,妨碍航运似乎很适合定为一环境问题,但并不是一个重大问题。

回填这道工序包括用砂回填管段基底部,回填塞槽,以及必要时于管段顶部建造一冲刷防护层。

回填材料必须是未被污染的。作业船在隧道上面施工时将干扰航运。不过,通过用安装在隧道管段内的设备进行部分作业,就能减少这类麻烦,譬如经穿过隧道底部的孔口泵送砂、水混合物来回填等。这一系统已在荷兰成功地应用过。

运营和维修涉及隧道运营的主要环境问题是通风。

隧道工程范文篇7

在隧道工程机电系统中,供电系统的设计,不仅可以提高系统的稳定性,而且保证了调度工作的有效进行。因此,在设计时,一、要全面考虑到外界干扰、系统自身运行状况等,采取有效措施,避免和消除这些不利因素,二、考虑到工程的成本问题,提高系统运行的经济性;三、要尽量选择节能设备,采用现代先进技术和材料,保证系统运行的可行性。一般情况下,都安装一个环境检测器,自动控制系统运行的时间和方式,既延长了设备的使用寿命,而且,还要符合了绿色工程理念。交通控制系统主要通过监测系统所反映的相关信息,对隧道的车辆运行情况进行有效的调度,为此,需要根据使用目的以及用户要求,采用科学的设计原理,实现对汽车调度管理与监控。在实际应用过程中,系统设施具体的布置情况如下:一、在离隧道井口50米处的右侧方向,设置一套交通信号灯;二、在隧道出入内,每隔550米设置一套车道指示器;三、在行车方向的右侧,设置紧急停车标志,左侧设置横道标志。

隧道工程机电系统的开发和利用,实现了对隧道工程机电设备的现代化数据管理和实时动态管理。隧道工程机电系统作为一个综合系统,包括了控制、电气、电子、照明以及通信、交通、配电等多个子系统,在这些子系统之间,主要利用通信网形成有效的链接,同时,整个综合系统以计算机为主要的控制系统,结合数据通信,构建远程网络,既方便于管理,而且有利于实现各个网络之间的信息共享。,在隧道工程机电系统中,系统结构和模块功能主要就是收集并且整理相关信息,通过机电装置结合管理系统,将所得到的数据与控制指标进行有效对比,从而得出合理的决策,与此同时,在整个工作过程中,还可以对对整个控制情况进行深入全面的分析,探讨每一个步骤和环节,从中发现相关的特征和规律,有利于进行针对性处理。,中心控制系统主要包括计算机、彩色图形显示器以及交通信息显示器等,整个控制系统的连接方式呈现分布式管理,主要是通过快速以太网作为主线,将计算机中心系统与外场的各个设备有效的连接起来,在进行数据传统时,主要通过载波系统来完成。这种网络连接方式最大的优点就是实效性强、稳定性高、传波速度快、架构简单、便于沟通,更为重要的是还可以避免外来通信所造成的干扰。但是,在运行系统的过程中,一定掌握相关设备的控制以及图像的浏览等情况。在隧道工程机电系统中,中心控制系统作为整个系统的核心系统,还具备其他的功能,大体主要概括为以下几点:报表打印、信息查询、设备信息数据管理、系统管理、信息的采集和编辑、信息查询与报表打印模块、信息等等。首先,信息采集。在隧道工程机电系统中,按照信息的性质划分,其主要可以分类三种类型,即图像、数据和语音,而在选择信息采集方法时,则要以信息的特点为依据,同时,利用传感器,将数据信息输出。其次,数据处理。在进行数据处理时,需要将系统调整为最佳运行状态,针对装置的运行情况进行分析,全面了解系统管理现状,但是在系统中,不可避免地会出现一些隐蔽的、难以处理的情况和问题,为此,需要相关人员进行实际的测量,得到相关的参数,从而做出合理的判断,在必要时,还要结合相关的数学理论,来完成推测和判断。在隧道工程机电系统中,系统控制策略也是保证系统运行的一个重要环节,需要在系统运行中,结合相关参数,改善装置的运行效果,控制机电设备的稳定性,确保整个系统处于良好的运行状态,从而来实现科学有效的控制。

总而言之,隧道工程机电系统的设计要结合工程需要,采用现代先进设计理念和技术,提高系统运行的稳定性和运行效率,采取有效措施,加强对道路装备的保护,使其免受伤害,充分发挥隧道工程机电系统在道路设施控制与管理中的辅助功能,全面实现现代化管理。

本文作者:林迟鸣宋建波工作单位:中海网络科技股份有限公司

隧道工程范文篇8

时间:2009年7月24日上午

地点:市政府后一楼常务会议室

主持:*

参加人员:*

议定事项:

7月24日上午,省政协副主席、市长*主持召开市政府常务会议,专题研究*公路隧道工程特许经营权协议相关问题,现将议定事项纪要如下:

一、会议指出,省政府已于2006年对该特许经营项目予以批复,三年来有关宏观政策和具体规定是否有调整变化,由市发改委牵头与有关部门进行衔接,确保该项目符合国家和省、市有关政策规定。

二、关于项目设计,要把握好三个方面:一是由姚国庆同志负责,就该区域道路的整体设计与建设问题和省交通运输厅等部门进行沟通,明确省政府主管部门对该路段的设计思路和实施步骤;二是立足于工作实际,在保证规范、安全、通畅的前提下,该项目设计暂不做大的调整;三是考虑长远发展的需要,在设计上提前为双隧道四车道的建设规模预留好空间。

三、关于签约主体,按照有关规定由红古区政府有关部门或市政府有关部门作为签约主体进行签约,市发改委牵头协调。

隧道工程范文篇9

关键词:道路桥梁工程实例

一、采用成熟的先进技术

西方传媒和学术著作都称欧洲隧道为人类工程史上的一个伟业。这不仅因为它总长踞世界之冠,为它投入了巨额资金,而且工程量宏大,从欧洲隧道中挖出的土石方计750多万立方米,相当3座埃及大金字塔的体积;隧道衬砌中用的钢材,仅法国一边就相当于3座埃弗尔铁塔,更重要的是它成功地解决了许多工程技术上的难题。它在技术上的方针是要求可靠、先进。可靠与先进之间不总是统一的,所以它几乎‘排除了为隧道工程进行专门的创新设计的可能性’,而是‘采取经过试验的成熟技术’,‘在各个部分精心选取欧美不同国家的标准设计,以确保其高质量和可靠性’。将成熟的先进技术在复杂的工程中成功地加以综合应用,本身就是一种创造,这样做大大减小了工程风险。这种技术方针和观念,在我国对高、新技术的呼声十分高涨和普遍的情况下是有借鉴意义的。如何在权衡技术的先进性与可靠性以及资金、时间的限制之间,找到一个合适的‘度’,是各种项目决策中值得认真研究的。

在欧洲隧道的建设中比较突出的工程技术成就如下(当然不限于这些):

1.充分的地质工作和正确的判断

地质钻探工作从58年做到87年,重要的钻孔达94个。浅层勘探在海底以下150m之内,考虑隧道布置的范围;深层勘探在海底以下800m之内,主要为评价地震风险提供数据。海底钻探曾采用大型北海石油钻机,每个钻孔平均费用约为50万英镑。勘探发现海底有一层泥灰质白垩岩(chalkmarl),厚度约30m,饱和容重约23kn/m3,抗压强度6~9mpa,变形模量800~1600mpa,蠕变系数φ=1.5,渗透系数(1~2)×10-7m/s。该岩层抗渗性好,硬度不大,裂隙也较少,易于掘进,隧道线路就布置在它的下部,距海底25~40m。由于岩层的起伏,而隧道要求一定的运行坡度,所以隧道轴线在平面和立面上均呈平坦的w形。工程专家们认为,充分的地质资料和正确的判断,使欧洲隧道找到了理想的岩层。

2.精心、合理的安全设计

海底隧道的规划设计把施工和运行安全放在极重要的地位。之所以不采用一条大跨度双线铁路共用隧洞,是为了减小海底施工的风险和提高运行、维护的可靠性。在两条单线铁路洞之间是后勤服务洞,每间距375m设置直径为3.3m的横向通道与两个主洞连接,连接处有防火撤离门。后勤服务洞的主要功能是在隧道全长范围内提供正常维护和紧急撤离的通道。在接到命令后,它可在90分钟内将全部人员从隧道和列车中撤到地面。它还是向主洞提供新鲜空气的通道,并保持其气压始终高于主洞,使主洞中的烟气在任何情况下都不能侵入后勤服务洞。后勤服务洞在施工期是领先掘进的,这为主洞的掘进提供了详尽的地质资料,对保证安全施工有重要意义。此外,隧道的运输、供电、照明、供水、冷却、排水、通风、通讯、防火等系统都充分考虑了紧急备用的要求。

3.较好地解决了某些特殊的工程技术问题

列车在很长的隧洞中高速行驶时会产生压差和空气动力阻抗。特别是欧洲隧道列车的阻塞比(列车与隧道断面之比)很高,如果没有卸压管,列车的驱动力需要增加很多。为此隧道沿线每250m设一个2m直径的卸压管,从后勤服务洞的顶上跨过,把两个铁路主洞连接起来。在设计阶段对卸压管的作用做了许多模型研究,使其有较好的空气动力效应,并避免在管中产生气流冲击。

铁路隧道和列车要承受车辆震动的长期反复荷载。为此铁道路轨采用了一种称作‘松那飞’(sonneville)的系统。一系列连续焊接的铁轨下面设弹性减振装置,使车辆在轨道上行驶非常平稳。该系统的部件要经过多种性能测试,包括经历1000万次荷载周期的疲劳试验,以确保系统的可靠性。

该隧道还采用一种由铁路控制中心操纵的‘司机台信号系统’(cabsignal)。这种信号不是在机车外面或轨道旁边,而是显示在司机台的屏幕上。一旦司机对信号没有作出反应,自动列车保护装置就会使列车减速,直到停止,保证列车安全行驶。

长隧洞掘进时的通风往往是施工中的一个难题。欧洲隧道对空气循环的途径和风机的布置都作了详细的规划和研究。不仅设置通风管,而且也利用隧洞本身作为通风通道,使开挖面的风量达到13.5m3/s,符合社会保障与安全组织和地下工程协会规定的通风标准。

4.掘进机发挥重要作用

隧道施工的主要设备是隧道掘进机(tunnelboringmachines),具有不同的型号、尺寸和性能,出自欧洲、北美和日本的不同厂家。它们从英国海岸的莎士比亚崖和法国海岸的桑洁滩两个掘进基地开始,分别沿三条隧洞的两个方向开挖,共有12个开挖面,其中6个面向陆地方向掘进,另6个面向海峡方向掘进。开敞式掘进机适用于透水性较小的地层;封闭式掘进机适用于透水性较强的地层,其掘进头能承受11bar(1巴=0.9869标准大气压)的静水压力。最大的一台掘进机直径8.78m,全长约250m,重达1200t,(合同运行寿命2万小时),价值超过1000万英镑。它能完成掘进、钢筋砼衬砌块的安装、灌浆以及施工轨道敷设等一连串工序,实际就象一条自动化作业线。最高掘进纪录为428m/周,英国一边的6台掘进机平均掘进速度为150m/周。整个掘进工作按计划完成,只用了三年半时间。由于欧洲隧道工程每延误一天工期,仅贷款利息就要支付约200万英镑,因而施工速度至关重要。当工期对经济效益有重大影响而掘进工作面又受限制的情况下,采用隧道掘进机能发挥很好的作用。

二、欧洲一体化进程的产物和推动力

在英、法两国之间穿过海峡建立固定通道的想法,可以追溯到19世纪初的拿破仑一世时代。今天欧洲隧道竣工,尽管在工程技术上取得了重大的成功,然而‘200年来对是否建造英吉利海峡隧道的决策始终不是取决于科技方面,而是取决于围绕这个计划的政治环境’。长期以来英国方面反对建设海峡隧道的主要原因是考虑到军事上的风险,他们希望利用海峡作为抵御来自欧洲大陆军事入侵的天然屏障。随着国际局势的变化,上述顾虑逐渐消退。后来,英国加入了欧洲共同体,预期会有一个统一的欧洲市场,因而在英国和欧洲大陆之间建立更为方便、快捷的通道成了显而易见的需求。在1972-1992年的20年间,跨越英吉利海峡的客、货运交通量实际上增长了1倍。1992年英国与欧洲大陆的贸易占全部对外贸易的60%。

本世纪70年代以来,建设英吉利海峡隧道的决策主要受到欧洲一体化进程的影响。1987年12月隧道工程得以破土动工,是由于当时英、法两国政府对欧洲一体化都持比较积极的态度。英国首相、保守党领袖撒切尔夫人,支持把1975年曾被工党政府下令停止的隧道工程重新提上议事日程。‘法国总统密特朗则把这项工程视为国家强大的象征’。这次欧洲隧道得以竣工建成,两国首脑的推动,排除各种障碍,起了至关重要的作用。也就在欧洲隧道举行正式通车仪式的前一年(1993年秋),包括英、法在内的欧共体十二国签订了马斯切克条约,并将欧共体改名为欧洲联盟(europeanunion)。从欧盟有关国家政府的观点来看,还有两个因素与隧道建设有关:一是运输政策,即通过建设高速铁路网,以利于节约能源和保护环境。这将大大扩展海峡隧道的影响范围和增加它的长期效益。二是地区政策,英、法两国希望通过隧道带动海峡两岸地区的繁荣。现在隧道连接地区(transmanchregion)已成为一个专门名称,包括英国的kent和法国的nord-pasdecalais地区;后来把比利时的一些地区也包括进来,称作欧洲专区(euroregion)。通过地区性的合作,一个称作tdp(transfrontierdevelopmentprogram)的金融发展计划已经起动。这些‘从政治角度看显然有重大意义,对欧盟的发展,欧洲单一市场的形成和国际经济、文化合作交流,都会有重大促进。’但近期还不大可能对经济产生直接的重大影响。

实际上近20年来欧洲隧道项目的演变既是欧洲一体化进程的产物,又是它的一个推动力,两者相辅相成,几乎是平行发展的。如果有朝一日我们考虑台湾隧道问题时,则也必然要与祖国和和平统一的大业紧密联系再一起。

三、项目的特点和成败的关键

1.高度重视环境影响

在建造英吉利海峡铁路隧道的决策中有一个举足轻重的影响因素,就是‘欧洲委员会制订了一个长期的运输战略’,即发展电气化铁路网以减小汽车对环境的污染。‘欧洲铁路委员会还提出了2000年欧洲高速铁路系统的建议’,在这个计划中欧洲隧道的一端连接英国的各大城市,另一端连接包括法国、比利时、瑞士、荷兰、西班牙、意大利等国在内的大陆铁路网。这样欧洲隧道的影响和效应就大大超出了英吉利海峡两岸地区的范围。尽管人们对欧洲高速铁路系统的计划能否在2000年实现还存有疑虑,不过这至少说明欧洲的老牌工业化国家在大型基础设施的规划和决策中,已把汽车对环境的污染问题放到了一个十分重要的地位。对于刚刚起步准备大力发展汽车工业的中国,在研究决策汽车工业和建设铁路网的优先次序和投资比例时,也应把环境影响作为一个重要因素考虑进去?

欧洲隧道在建设过程中,终端车站施工尽量避免因开挖附近的土地而影响当地环境。铁路经过村庄的地段都做了遮档视线和隔音的屏障,以保护居民生活。车站以及周围进行了绿化,种上草皮。施工期间有专人对环境进行监测,并由公共关系部门和环保部门共同处理环境问题的投诉,如道路泥泞、尘土、噪音等。车站的建筑高度都不超过四层,创造与环境协调的建筑风格。英国国家环境研究院甚至还在施工之前对车站附近蝴蝶的数量进行了统计调查,结果证明施工没有对其数量产生影响。

2.利用私人资本建设大型基础设施的尝试

建造英吉利海峡通道,财务问题成了实施的关键。1981年9月11日英国首相撒切尔和法国总统密特朗在伦敦举行首脑会读后宣布,这个通道必须由私人部门来出资建设和经营。1985年3月2日法、英两国政府发出对海峡通道工程出资、建设和经营的招标邀请。此后收到过四种不同方案的投标。1986年1月两国政府宣布选中ctg-fm(channeltunnelgroup-francemanches.a.)提出的双洞铁路隧道方案。ctg-fm是一个由两国建筑公司、金融机构、运输企业、工程公司和其它专业机构联合的商业集团。它在1985年已分为两个组成部分,一个是tml(transmanchelink)联营体,负责施工、安装、测试和移交运行,作为总承包商;另一个是欧洲隧道公司(eurotunnel),负责运行和经营,作为业主。1986年3月英、法政府与欧洲隧道公司正式签订协议,授权该公司建设和经营欧洲隧道55年,后来延长到65年,从1987年算起。到期后,该隧道归还两国政府的联合业主。协议还规定两国政府将为欧洲隧道公司提供必要的基础设施,并且该公司有权执行自己的商业政策,包括收费定价。

1994年5月6日英、法两国首脑参加了欧洲隧道正式开通仪式。撒切尔首相把它‘看作私人部门有能力建设这样大规模工程的标志’,认为是政府‘树立的一个样板项目,来引导私人企业投资基础设施建设’;担人们对这一点是有疑议的。某些著作中的基调观点,是整体上肯定,也指出它存在的问题,认为“这个工程比任何其它工程都明显地表现了‘自由市场’投资于交通基础设施项目的成功。主要是私人企业按市场方式运作和政府部门的行政管理难以协调。

对这个‘样板’项目持否定态度的也大有人在。由于这个工程的预算从1987年估计的48亿英镑,上升到建成时的106亿英镑;全面营运的时间从原来计划的1993年初,推迟到1995年,使欧洲隧道公司的财务状况极端困难,自然大大损害了这个‘样板’的形象。有专家估计隧道公司至少每年要亏损2亿英镑,资金流肯定会出现负值,公司将不得不寻求新的贷款,然而谁会愿意再贷款呢?

据该公司的一位高层经理透露,1995年该公司的营业收入约3亿英镑。仅为预测值的60%。不过这位经理解释说,这是因为95年隧道还没有正常运行,平均每月隧道的客运量仅100万人次,预期今后每年有5%的增长。这位经理本人也是隧道公司的一个股东,他说他是在为儿孙们投资。

从政府角度看,利用私人资本建设欧洲隧道的尝试是基本成功的。英国政府已计划就连接欧洲隧道终端与伦敦之间的铁路,与私人公司签订一个新的期限为999年的建造和经营特许合同。然而,从私人资本的角度如何评价,最终将取决于欧洲隧道公司能否在今后几年内渡过它的财务危机。

3.项目管理——以合作和协调克服分歧和对抗

隧道公司高层管理人员认为,‘工程技术问题相对来说解决得比较顺利,主要教训来自组织机构、合同和财务方面’。该项目涉及众多的‘干系人’(stakeholders)和‘当事人’(parties),包括英、法两国和当地政府的有关部门,欧、美、日本等220家贷款银行,70多万个股东,许多建筑公司和供货厂商,管理的复杂性给合作和协调带来了困难。

合同是合作的基础。掘进工程采用的目标费用合同(targetcostcontract)是比较合理的,因而掘进工程基本上按计划完成。隧道列车的采购采用成本加酬金合同(costplusfeecontract),由于无激励因素带来较多延误和超支。固定设备工程采用总价合同(lumpsumcontract)并不是一个好办法。由于欧洲隧道是以设计、施工总包方式和快速推进(fast-track)方法建设的,在签订合同时还没有详细的设计,这就在合同执行过程中潜伏了分歧、争议和索赔。因而,总价合同决不意味着固定价!合同各方的对抗曾经引起欧洲隧道的多次危机。例如,1989年总承包商(tml)的费用增加,导致了90年初业主(欧洲隧道公司)的资金告罄。于是银行财团、业主合成包商各方产生了尖锐的矛盾,几乎到了项目吹台的边缘,经过艰难的谈判,各方才接受了一个拆衷办法,英、法两国以政府机构名义参与贷款来代替政府的直接支持,从而暂时渡过了这次危机。

如果中国要想建造台湾海峡隧道,也必然会面临海峡两岸、国内、国际等多方面的复杂关系。认真研究,签好协议,建立并保持良好的合作关系,将是至关重要的。

4.项目‘孵化’是项目成败的一个关键

项目孵化是指从提出项目设想到论证、立项和组建主办机构的过程。欧洲隧道经历和面临的危机,其原因可追溯到它的孵化期。

项目在论证阶段曾聘请多方面的独立咨询的交通专家进行预测。普遍认为92年之后的15-20年内跨海峡的交通需求可能会翻一番。91年英、法、比利时之间的跨海峡旅客市场已达到3130万人次(包括飞机、水路和火车轮渡)。预测2003年会达到5830万人次,其中3930万将通过隧道旅行。单实际情况表明当初对效益的预测偏于乐观。

欧洲隧道在组织结构上有明显缺陷。参加过隧道建设的人也认为:如果现在开始干的话,不能让发起人(指英法隧道集团ctg-fm)又作为建设方,允许自己的九游会国际的合作伙伴(指总承包商tml和牵头银行)与他们自己(指欧洲隧道公司)签订合同。隧道公司财务主说:‘财务上最致命的教训是必须有一个强硬的、独立的业主,来对建设和贷款问题进行谈判。’承包商tml是一个庞大的集团,一家总包,削弱了投标的竞争性,也是导致造价高昂的一个因素。捕捉立项时机是项目孵化的核心内容。欧洲隧道立项再过去至少被放弃或中断了26次,这次是不是最佳的时机呢?有人说:如果70年代隧道工程不中断,造价不会象现在那样高昂,财务上的困难会小得多。这种说法有待推敲。不过欧洲隧道几起几伏的演变至少说明重要项目的论证不能只进行一次;昨天不可行的,今天也许变成可行,错过机遇,明天又可能成为不可行;这需要保持一个小组,进行长期的可行性预测和跟踪,捕捉立项的最佳时机。

尽管欧洲隧道在孵化期带来某些先天不足,目前项目业主又负债累累,但它的银行财团负责人摩登仍宣称‘这个赌注的结果要看本世纪末欧洲隧道的所有权掌握在谁的手里。’他认为能够在下世纪初度过平衡点(breakevenpoint),开始盈利。

对英吉利海峡隧道工程做全面评价,目前还为时过早。不过回顾一下世界上以往一些大型土木工程的建造历史,也许不无好处。‘苏彝士和巴拿马运河的实际费用都超过预算50倍以上。再近一点,连接日本本土和北部岛屿北海道的seikan单洞铁路隧道24年才建成,比原计划整整超过了14年。相比之下欧洲隧道的命运就算不错的了。无论如何这些伟大的工程都在地球上发挥着重大的作用。

四、台湾海峡隧道的构想

英吉利海峡隧道激发了人们更多的想象。白令海峡隧道、直布罗陀海峡隧道都已开始了方案研究和论证。中国人能不能在21世纪有自己的台湾海峡隧道呢?

1.愿望和需求

密切台湾和中国大陆的联系是海峡两岸以及海内外炎黄子孙长期的共同愿望。建设台湾海峡隧道必将促进海峡两岸的来往,有利于中华民族的共同繁荣和富强。

目前台湾资本在大陆的投资已初具规模,95年投资额达60亿美元。海峡两岸经济互补、互利,共同繁荣的前景是乐观的。台湾的经济辐射自然会带动福建的发展。隧道两端地区会成为新的经济增长点。台湾海峡经济区与长江三角洲、珠江三角洲连成一个高效的交通网,必将促进地区和整个中国经济的增长。预计该海峡隧道的交通需求将是巨大的。台湾2100万人口,即使每年有1/3到大陆探亲、观光一次,往返就是1400万人次。中国12亿人口,即使在60年内每人到祖国宝岛旅游一次,每年往返就是4000万人次。如果考虑大陆民工可能去台湾做劳务,以及商务与国际旅客,估计每年会达到6000万人次,这将近是目前跨英吉利海峡客运总量的2倍。自然,还会有其它货运业务。

2.地理与线路

台湾海峡最窄的地段是从福建福州市附近的平潭到台湾台北市附近的新竹,直线距离约120km,海峡深度普遍在80m之内。计及隧道在两岸的延伸总长可能达150km。这条线路的两端均靠近台湾和福建的政治、经济、文化中心。此外,从福建的厦门经金门、膨湖到台湾的台南以北,也是一个可供选择的方案。好处是中间有几个岛屿,不过线路要长得多。

3.困难和问题

显然,最大的困难是台湾海峡两岸的长期阻隔。然而,加强海峡两岸的联系,建立贸易和通讯关系,密切科技与文化的交流,毕竟是历史的潮流。建设海峡隧道正好提供了一种合作极好机会。台湾海峡地层处于较新的地质活动年代,而且地震比较频繁。这需要对其工程地质作充分的勘测和论证。台湾海峡隧道很长,约为欧洲隧道的3倍,在通风设计、施工掘进方面也会提出一些需要专门研究的工程技术问题。

建造如此宏大的工程,按目前价格就可能需要数千亿人民币。台湾海峡两岸近十多年来经济增长率均较高。预期到2010年,中国大陆和台湾的国内生产总值有望达到英、法两国当前的总和。那时中国会有更强的经济实力。不过筹集巨额资金仍将是一个难题。是否借鉴欧洲隧道的做法,采用建设—经营—转让(bot)方式,发行股票,向国际金融市场筹资等,都需要做深入的研究。

4.准备和时机

隧道工程范文篇10

关键词:隧道工程;区域特征;涌水突泥;水文地质;工程措施

1工程概况

桃山隧道位于福建省境内,为单线隧道,全长5598m,出口里程为dk2 788,最大埋深270m。本次涌水突泥段位于桃山隧道dk1 720处。该处掌子面埋深约146m,围岩级别为ⅴ级,施工方法为台阶法开挖。补充勘察段落为dk0 160~dk1 720。

2区域特征

2.1地形地貌。测区位于戴云山西侧,属中低山地貌。测区山脉走向总体呈北东—南西向,地面高程在420~720m。区内最高峰为位于线位以西北2km的虎臂崎,高程1197m,最低点在长溪坝一带,海拔高程430m,相对高差100~500m,最大高差达600m。区内山脉属条形中~低山,具构造剥蚀地貌特点。山坡地形坡度15~45°,沟谷见泉水出露,形成水沟。2.2地质特征。测区上覆地层为第四系全新统人工填土(q4ml)角砾土,坡洪积(q4dl pl)软土;下伏基岩为三叠系下统溪口组(t1x)砂岩及晚白垩世石牌前单元(k2s)花岗岩岩脉。突水涌泥段下伏基岩为三叠系下统溪口组(t1x)砂岩,青灰色,细粒结构,层状构造。该层夹有灰岩,局部夹砂质页岩,差异风化严重,区域内有花岗板岩岩脉侵入。全风化带原岩结构清晰可辨,取芯呈硬塑土柱状,局部夹少量风化残块,厚2~15m;强风化带岩石风化剧烈,多见有铁锈,岩石不新鲜,质软,锤击易碎,取芯破碎,以碎块状为主,厚20~80m;弱风化带节理裂隙较发育,多呈闭合状,岩石新鲜,质硬,锤击不易碎,呈短柱、长柱状及碎块状(图1、2所示)。

3地质构造

隧道与里程dk1 490~dk1 540大角度穿越该断层,夹角约60°。该断层属于政和-大埔断裂带,属新华夏系构造,走向s-n,倾向东,倾角60~80°,为一压扭性断裂,岩石破碎,羽状裂隙发育,具构造角砾岩、片理化、脉岩充填,两侧岩层揉皱强烈,断层及影响带宽度20~70m。受该断层影响,隧区内岩体破碎,差异风化较大,断层两盘地层分别为三叠系溪口组砂岩,断层带附近岩层蚀变严重,断层对隧道影响较大。

4水文地质特征

4.1水文地质特征。(1)地表水。测区地表水主要进出口及洞身沟槽内的沟水,主要由大气降水补给。(2)地下水。地下水主要类型有第四系孔隙潜水、基岩裂隙水和构造裂隙水。孔隙潜水。主要赋存于隧道表层的冲沟、地表及隧道出口的第四系冲洪积、残坡积层中,仅局部冲沟中心的砂、卵石为强透水层。该类地下主要水分隧道的表层,面积小,富水性一般都较差,水量较贫乏。排泄条件较好,加之土层分布范围小,水量较小。主要受大气降水和基岩裂隙水补给。基岩裂隙水和构造裂隙水。测区碎屑岩地层主要为三叠系下统溪口组(t1x)砂岩夹泥岩,断层破碎带节理裂隙发育,地下水主要受大气降水渗入式的补给,并赋存于空隙和裂隙网络中,富水性较强,蓄水性好,构造裂隙导水性好,含水岩层发育,地层中砂岩中夹泥页岩层,泥岩岩质较软,裂隙闭合性好,局部泥质充填,透水性差,为相对隔水层,下部砂岩层中的裂隙水由于泥岩隔水层的存在易形成承压水。裂隙水随地形条件由高向低处径流,于地形低洼处汇集和排出地表。构造对地下水的控制。测区内分布有断层,砂岩、泥岩接触带也为强富水区。根据岩性、地貌、构造因素可分为2个富水带。①断层富水带。该区位于隧道与里程dk1 490~dk1 540大角度穿越,主要岩性为砂岩。区内岩体受构造影响节理发育,产状凌乱,岩体破碎,为地下水的富集创造了条件。该区属富水区。②砂岩与泥岩、页岩接触带。测区为三叠系地层,岩性以砂岩为主,夹泥岩、灰岩和页岩,砂岩属透水层,泥岩、页岩相对隔水,砂岩与泥岩、页岩接触带属强富水区。4.2dk1 720处水文地质特征。dk1 720处位于带状或囊状节理密集带。区内岩体受构造和不均匀风化影响,节理裂隙发育,岩体破碎,地表水易沿着节理和裂隙下渗,赋存于裂隙中。该区属富水区。地下水水位埋深24m,该段节理裂隙发育,洞身段相对富水,主要为静储量,透水性较好,地下水补给来源主要为降雨入渗,受降雨影响较大。隧道内地下水流速12~15m/min,流量70~100m3/h,水温15℃。4.3地下水的动态特征。本段为低山地貌,地势起伏较大,且构造发育、泥岩和页岩隔水等原因导致区域地下水位不稳定。陡坡及山崖地带地下水埋藏较深,山间沟槽地势低洼地带为隧道区域地下水径流排泄出口,地下水埋深浅,局部地段可以平沟心,受降雨及泥页岩隔水的影响比较大,地下水水位变化幅度较大(图3、4所示)。4.4隧道涌水量预测。经对隧址区水文地质条件的调查、结合区域水文地质资料的综合分析,大气降水、地表水的直接入渗是地下水的主要补给来源。隧道穿越不同含水岩系,地下水位不一,地下水渗透性亦存在一定差异。因此,本次根据隧址区地形地貌、地层岩性、构造及水文地质条件等进行隧道涌水量预算。隧道涌水量采取降水入渗系数法和地下径流模数法分别进行计算。(1)降雨入渗系数法[1]。采用基于水均衡原理的降雨入渗系数法来预测计算隧道的涌水量。依据《铁路工程水文地质勘察规范》(tb10049—2014)中式e.1.2计算正常涌水量qs,计算公式如下:qs=2.74α•w•a(其中a=b•l)式中:qs为隧道正常涌水量(m3/d);α为降水入渗系数,依据隧道进出口段的地形地貌特征、植被的发育状况,砂岩取值为0.18;w为年降水量(mm),(据当地气象资料,多年平均降水量取值为1550mm);a为隧道通过含水体地段的集水面积(km2),取值6.3km2;l为隧道通过含水体地段的长度(km);b为隧道涌水地段l长度内对两侧的影响宽度(km)。dk0 160~dk2 720段计算结果:qs=4820m3/d。q最大=9640m3/d(最大涌水量主要考虑丰水期,在非可熔岩地区,最大涌水量取正常涌水量2倍)。(2)地下径流模数法。计算公式如下:q=86.4•m•a(其中m=q‘/f)式中:q为流量(m3/d);m为地下径流模数(l/(s•km2)),取值9;a为隧道通过含水体地段的集水面积(km2),取值6.3km2;q‘为地下水补给的河流或下降泉的流量(m3/d),宜采用枯水期流量计算;f为相应于q‘的地表流域面积(km2)。dk0 160~dk2 720段计算结果:qs=4900m3/d。q最大=9800m3/d(最大涌水量主要考虑丰水期,在非可熔岩地区,最大涌水量取正常涌水量2倍)。(3)地下水动力学法[2]。即按不同地段水文地质特征,选取不同的水文地质经验参数,将隧道各段视为无隔水底板,选用相关公式进行分段涌水量计算。影响半径采用库萨金公式:r=2s姨kh涌水量采用柯斯嘉科夫公式(按双侧进水考虑):q=2akbhlnr-lnr(其中a=π2 hr)式中:k为渗透系数(m/d)(结合水文试验,经综合分析选取合理的k值,取值0.025m/d);b为隧道通过含水层的长度(m)(里程段dk0 160~dk2 720,长度为1560m);h为静止水位至隧道底的深度(m)(根据现场水位实测,h取值为90m);r为隧道排水影响半径(m);r为隧道宽度的一半(m)(r=4m);s为隧道水位降低35(m)。结合水文试验,经综合分析选取合理的k值,式中参数r和a计算如下:r=2s姨kh=2×35×姨0.025×90=105ma=π2 hr=π2 90105=2.43经综合比较计算,推荐dk0 160~dk2 720段隧道涌水量:qs=5200m3/d,q最大=10400m3/d(最大涌水量主要考虑丰水期,在非可熔岩地区,最大涌水量取正常涌水量2倍)。隧道穿越区地下水分布受构造、岩性控制,水文地质边界条件较为复杂,实际涌水量可能与预测值有一定偏差。

5工程地质条件评价

dk0 160~dk1 720(图5、6)段属低山区,地形起伏较大,局部较陡,相对高差较大,为100~500m,下伏基岩为三叠系下统溪口组(t1x)砂岩,偶夹泥岩、页岩。本段受断层影响,节理裂隙发育,岩体破碎,全、强风化层厚90~160m。地下水受降水入渗补给,2019年6月中旬至8月底降雨充沛,降雨时间较长,降雨量较大,地下水水位较高。经本次dk1 634.5m(图7、8所示)左11m处(距离涌水突泥处85.5m处)补充钻孔揭示隧道洞身为弱风化砂岩,围岩较涌水突泥段变好。

6涌水突泥工程地质分析

桃山隧道出口段位于虎臂崎分水岭东侧,中低山地貌,西高东低,西侧最高峰虎臂崎高程1197m,东侧三明市均溪高程335m,相对高差较大,为100~500m,中部较为平缓,有利于降水入渗补给地下水,出口段处于地下水径流区,径流途径较短,水量较大。根据气象资料,2019年6月中旬至8月底降雨充沛,降雨时间较长,降雨量较大,地下水受地表水补给充足,地下水水位较高。隧道出口段地层为三叠系下统溪口组(t1x)砂岩,偶夹灰岩、泥岩和页岩,地层单斜,产状n4°~8°w/20~33°ne。隧道洞身断层,为压扭性断裂,属于政和-大埔断裂带。隧道出口外沟槽里发育水尾断层,为张扭性断裂,都属新华夏系构造。受断层和水尾断层构造的挤压扭曲,在相邻断层间产生微褶曲,岩体在受到压应力和剪应力作用下,产生大量近似于垂直交叉的节理面和裂隙面,形成节理裂隙网络。隧址区地表降水较丰富,地表水下渗进入节理裂隙网络并赋存于其中,粉砂岩和胶结较差的砂岩在水和空气作用下易于软化,风化成散体状、砂土状岩体,成为富水层;钙质和硅质胶结砂岩不易风化,呈碎裂状岩体,由于地层中砂岩的颗粒大小、胶结成分、胶结程度和分布不同,隧址区差异风化较为严重。地下水主要受大气降水渗入式的补给,并赋存于空隙和裂隙网络中,富水性较强,蓄水性好,构造裂隙导水性好,含水岩层发育,地层中砂岩夹泥页岩层,泥页岩岩质较软,裂隙闭合性好,局部泥质充填,透水性差,为相对隔水层,下部砂岩层中的裂隙水由于泥岩隔水层的存在易形成承压水。裂隙水随地形条件由高向低处径流,于地形低洼处汇集和排出地表。在隧址区形成断层富水带、带状或囊状节理密集带富水带和砂岩与泥岩、页岩接触带富水带。由于前期降雨充沛,地下水补给充足,隧道内呈淋雨状和线流状出水,流速12~15m/min,流量70~100m3/h,水温约15℃。桃山隧道dk1 720掌子面处围岩为砂岩夹页岩,由于差异风化,存在全、强风化砂岩,受断层构造影响,围岩整体较破碎,呈碎块状夹散体状。地下水赋存于砂岩裂隙网络和带状或囊状节理密集带中,近期降雨充分补给地下水,地下水水头差较大。开挖后掌子面处初始地下水水量较大,呈淋雨状和线流状出水,围岩岩体在地下水作用下易软化崩解,在隧道开挖后形成临空面时形成坍塌和突水突泥。

7工程措施建议

(1)隧道地表塌陷区及时作好整平,防止降雨积水于塌陷坑内,做好截水天沟等排水工程。(2)由于地下水水量较大,且极易造成岩体软化,建议增加洞内排水措施。(3)洞身为砂岩夹泥页岩,质软,节理发育,开挖过程中,拱部易产生掉块、坍塌等,应加强隧顶超前支护措施,确保工程及施工安全。隧道底部泥岩遇水易软化,特别是反坡地段尤为突出,建议设计加强隧底处理。(4)隧址区内软质岩主要为对隔水层岩组三叠系下统溪口组(t1x)中的泥岩、泥质粉砂岩、页岩,岩体破碎,极易软化,隧道施工时加强超前支护、及时衬砌,防止再次塌方冒顶及影响山坡稳定性。(5)dk1 490~dk1 540为断层破碎带、dk1 540~dk1 720为断层影响带,易发生突水涌泥,施工中应加强超前地质预报,做好超前地质钻探。(6)隧道施工会对隧道顶部地下水进行疏干,对居民生产、生活造成影响,应采取相应堵水措施。8结束语桃山隧道dk0 160~dk1 720发生涌水突泥,主要影响因素是洞身岩石风化差异较大,岩体破碎,地下水水量较大,且极易造成岩体软化,在施工过程中应做好超前地质预报,加强洞内排水,加强超前支护、及时衬砌,确保安全通过涌水突泥段。

参考文献

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