隧道工程的优点范文

导语：如何才能写好一篇隧道工程的优点，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词:探地雷达;隧道工程;检测;应用;分析

Abstract: The tunnel is the construction below the mountain ridge， the river course， the channel and the urban ground， for the vehicles， the pedestrian， the running water， the pipeline passes， or serves as the excavation mineral resource， the military installation， the civil air defense facility and so on underground walk and the construction. It can pass through the surface the barrier， and has the reduction line， the air raid defense， easy space of planes merits and so on to adjust temperature and not to occupy a land area. Tunneling examination is a specification is high， moreover the relative danger’s work content， searches the radar to take one kind of new instrumentation， widely was already applied in the tunneling examination， it has the operational safety， the gain data accurately， real， to be advantageous carries and so on characteristics. This article searches radar's to carry on the brief analysis in tunneling examination application.

Key words: searches the radar; tunneling; examination; application; analysis

1探地雷达在隧道工程检测中的工作原理与作用

探地雷达又称地质雷达，是一种新兴的高分辨率物探设备。探地雷达是在20世纪70年代由美国开始组织研发的，80年代后期，伴随电子技术、计算机技术与数据处理技术的高速发展，探地雷达技术才取得了突破性的进展。在国内隧道工程中，探地雷达现已被广泛应用于地质检测等施工环节。

在隧道工程检测中，探地雷达有效应用了现代非侵入性探测技术，即不必将传感器放入隧道检测介质内，就可以安全的在地面与地下进行各种现场数据检测操作。探地雷达由于采用了宽频带、短脉冲和高采样率，其探测分辨率高于其它地球物理探测手段，又由于采用可程序高次叠加和多波形处理等信号恢复技术，大大改善了信噪比和图像显示性能。在隧道工程检测中，探地雷达的工作原理主要是借助探地雷达所产生的高频电磁波，以宽频带短脉冲形式通过天线向地下发射，并在岩层中透射，遇反射目标后返回地面，由接收天线接收。探地雷达具有安全、高效、便于携带等优点，但是它探测的目标距离普遍较短，难以进行较深隧道的检测工作。

探地雷达在隧道工程检测中的应用，其所具有的作用是十分重大的。探地雷达不但可以提高隧道工程检测的安全系数，而且有效保证了隧道工程检测数据的科学性和可靠性，这对于隧道工程的开展和进行都是极其重要的。探地雷达是现代隧道工程检测中所应用的主要科学仪器之一，探地雷达的应用对于推动隧道工程建设和工程建设行业的发展也具有深远意义。隧道工程多是在较深的地下进行施工和操作的，其危险系数自然相对较大，传统的隧道工程检测多是由技术人员深入到隧道深处，这样必然会引起安全隐患和工程事故的发生。探地雷达的运用，技术人员只需掌握和熟悉设备的操作流程，就可以在短时间内获取所需的各项数据，并且可以确保数据的全面性和准确性。随着电子技术和计算机技术的不断发展，探地雷达的探测深度，在复杂条件下的分辨率将会进一步提高，在隧道工程检测中发挥更大的作用。

2探地雷达在隧道工程检测中应用实例

探地雷达在隧道工程检测中应用的范围比较广泛，基本可以保障隧道工程所需各项检测数据的获取。探地雷达在国内隧道工程中的应用已逐渐被重视和发展，探地雷达功能的完善性是其他仪器所无法比拟的。本段将列举探地雷达在隧道工程检测中应用的两个实例，以全面展现探地雷达的功能全面性和应用范围之广。

2.1隧道衬砌结构检测

隧道工程施工中，在加固处理拱顶空洞病害泵送混凝土过程中，往往会因机械设备所造成的压力过大造成衬砌结构的破坏，如不及时进行检测与修复，必然会留下隧道工程施工安全隐患。衬砌结构经常会由于岩体受力断裂而出现小型断裂的现象，由于衬砌结构裂隙内有不同成份、不均匀的填充物，与周边围岩形成电性差异，因此具有采用地球物理探测的基础，而探地雷达则是有效实现衬砌结构检测的主要仪器之一。探地雷达有效应用了现代非侵入性探测技术，通过发射高频的电磁波，以宽频带短脉冲形式获取相应的衬砌结构小型断裂的相关检测数据，并且具有较高的准确性和真实性。如果在隧道衬砌结构的检测中，难以全面掌握小型断裂部分的位置及危害性，必然导致隧道工程在建设或使用过程中出现塌方的现象，其所造成的经济问题和社会危害是难以估量的。隧道工程中对于衬砌结构的检测，关系到隧道工程的施工安全，以及隧道的使用性能等诸多问题，必须引起工程施工单位与监理单位的高度重视。

2.2隧道初衬与围岩间脱空的检测

探地雷达在对隧道初衬与围岩间脱空进行检测时，主要是应用在岩层中透射的原理，遇反射目标后返回地面，由接收天线接收而获取相应的各项数据。如果隧道衬砌无缺陷，隧道初衬结构雷达波形特征，电磁波在地层同一界面中的传播是不断衰减的，然而当进入另一界面时，由于介质介电常数之间存在的差异，因此所产生的反射波也会有所变化，这种反射波的变化不是很强，但是当将其反映在雷达图像中则会观察到明显的不同。探地雷达对隧道初衬与围岩间脱空的检测，对于隧道工程施工工作的安全开展和进行是很重要的。如果隧道初衬围岩间存在脱空的现象，而在工程检测中未能及时的发现，进而制定相应的技术措施和手段，必然会影响到隧道工程施工人员的生命安全，以及整个隧道工程项目的建设进度和工程质量。在隧道工程建设中，在应用探地雷达隧道初衬与围岩间脱空的检测中一定要注意对各项数据的分析和研究，进而制定出完善、合理、科学的施工计划和方案。

3探地雷达应用技术的智能化发展

探地雷达现已被广泛应用于各类隧道工程检测中，其应用技术必须向智能化的方向发展才能符合隧道工程检测不断提出的新标准、严要求。探地雷达应用技术的智能化发展，代表着隧道工程行业技术应用的高水平阶段，是隧道工程行业传统检测技术与现代信息技术完美结合的产物。探地雷达应用技术的智能化是指以隧道工程建设项目为平台，以现代隧道工程技术系统、信息自动化为骨架的隧道工程与信息技术的综合体，是隧道工程技术应用科学发展与全面创新的必经之路。

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［关键词］BIM技术；公路隧道工程设计；应用

引言

BIM技术能够构建出三维可视化模型，帮助设计人员从三维立体的角度对公路隧道工程各部分的结构进行分析和设计。同时，应用BIM技术进行公路隧道工程的设计，数据信息的分析处理也能够变得更加高效，设计人员可以依靠特定的软件对数据信息进行整合和处理，设计工作的效率能够得到极大提高。

1BIM技术概述

BIM技术是一项极为先进的、用于构建三维模型的技术，也被称为是建筑信息模型，在应用BIM技术的过程中需要以工程的各种数据、信息作为基础来进行三维模型的构建，并仿真模拟出工程的真实信息。在工程施工前利用BIM技术可以根据收集到的各项信息对工程内部的结构、设施进行模拟，以数字化的形式体现出来，能够推动后续施工的顺利、高效进行。BIM技术在应用过程中所收集的数据信息之间都是有关联的，工作人员可以随时找到和当前数据信息有关联的部分进行使用，可以利用收集到的数据信息模拟出工程的实况，工程的各种特点也能够直观地体现在三维模型中。在应用BIM技术时，工作人员需要将工程的各项信息输入到系统中，通过各种数字化技术对这些信息进行分类、整合，最终构建一个符合工程实际情况的三维模型。工程的设计人员可以将建筑材料、施工工艺、施工工序等信息输入到系统中，对工程的整个施工过程进行模拟，最终完成工程设计、成本预算等工作。通过在工程施工前利用BIM技术构建工程的信息模型，可以极大提高工程设计的效率和质量，并推动工程施工效率、施工质量的提高。

2在公路隧道工程设计中应用

BIM技术的必要性传统的交通设计行业由于受到设计技术的极大限制，大多采用的是二维设计、平面出图的方法，相关设计人员需要依靠自己所学习到的知识、经验来将工程的三维结构、构思表达在二维平面上，这一过程十分的复杂、困难，对设计人员自身的专业水平、设计经验等有着极高的要求。随着我国经济、社会的不断发展，我国构建的公路交通网络也越来越完善，在许多地形复杂的地区也建设了公路隧道工程。在针对地形复杂的地区开展公路隧道工程的建设时，公路隧道工程设计工作的难度也会得到极大提高，地形复杂地区地势崎岖不平，地质条件等因素也各不相同，如果设计人员仍然采用二维设计、平面出图的方法的话，很容易由于理解错误而出现问题，难以对各项因素进行综合考虑，最终设计的公路隧道工程也就存在着许多的问题，设计的质量得不到有效保证。BIM技术有着信息一致性、信息关联性、模拟性、可协调性、可视化等优点，对于提高工程施工效率、施工质量来说有着极为重要的作用，在建筑行业得到了极为广泛的应用。针对公路隧道设计工作，也可以大力应用BIM技术，利用BIM技术从构建模型、深化设计等不同阶段进行研究和分析，能够有效提高公路隧道设计的工作水平，对于公路隧道工程设计和建设来说有着极为重要的意义。

3BIM技术在公路隧道工程设计中的应用分析

3.1基于BIM技术的协同运作

在公路隧道工程设计中开展基于BIM技术的协同设计，主要包括局域网、广域网两种不同的协同设计方式。局域网的协同设计也可以看作是基于本地模式的协同，不同的设计人员掌握不同专业的设计文件，每一位设计人员都需要将自己掌握的和公路隧道工程有关的数据信息输入到计算机中，构建本专业的三维模型，在完成自己的工作任务后将设计文件通过局域网和其他设计人员进行共享和交流，让其他设计人员了解到自己最新的设计成果。其他设计人员要想对共享来的设计文件进行修改，需要得到设计文件所有者的授权。通过这种模式的协同设计可以确保各个专业设计文件数据的准确性和唯一性，设计文件的数据不会轻易发生改变，最终有效保障了整个公路隧道设计工作的准确性。广域网的协同设计和局域网协同设计的原理、流程大致相同，隶属于各专业的设计人员需要将自己构建的模型文件储存到服务器中，其他设计人员通过网络服务器来对模型文件进行调用和参考。

3.2基于BIM技术的三维隧道设计

设计人员可以利用BIM技术来进行三维隧道设计，通过选取纵断线、平面线并采取标准断面放样融合的方法来创建隧道的三维模型。这种设计方法可以表达出公路隧道工程的设计思路，能够根据创建的三维隧道模型来开展后续的设计工作，但是隧道的部分局部模型无法建模，比如行车通道和主洞的连接部分、紧急停车带等，在三维模型图上的斜井、洞口等构件设计精度也得不到保证，虽然能够表达出整体的设计思路，但是设计的意图无法充分表现出来。为了解决这个问题，切实提高三维隧道模型的精确度，就需要对建模的方法进行更新和完善，设计人员可以利用可视化编程建模软件、三维建模软件来进行隧道的建模。设计人员首先需要将二维设计路线的数据导入到相关的软件中，根据各种数据生成路线的三维文件，将勘测数据导入到软件中，生成三维地形、地质文件，之后再对各种三维文件进行更加细致地处理，通过对不同模块进行拉伸、融合、空间变换，并将不同模块进行组合，可以初步构建出三维隧道模型，之后对细节进行不断修正，不断提高三维隧道模型的精确度，最终隧道各部分都能够进行建模，各构建的设计精度也能够得到保证。

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关键词：喷射混凝土；湿喷；回弹量；厚度；强度；

中图分类号：U238文献标识码： A 文章编号：

随着国家交通基础建设投资力度的加大和人们对环境保护的日益重视，隧道工程建设呈现较大增长趋势。最近几年来，随着国家对行车速度的提升及铁道部对于客运与货运须分开的要求，修建速度达到350km/h的高速铁路成为目前在建铁路中的重点，而从已建成的贵广、京沪以及在建的杭长、长昆线来看，隧道的长度几乎占设计总长度的一半。

由中铁二十局集团承建的沪昆客专杭长湖南段井坡隧道工程属于在建的高速铁路隧道，其特点主要表现在：设计标准高，沉降控制要求严；施工技术难度大和技术含量高；开挖断面大，最高断面方可达154.61m3/m；本文从几个方面对隧道喷射混凝土的施工进行探究 。

一、喷射混凝土在隧道工程初期支护中的作用

目前隧道工程初期支护中普遍采用的是喷射混凝土及喷射纤维素混凝土，喷射方式主要有干喷和湿喷，由于干喷强度达不到设计强度、回弹量大、不环保喷及对施工人员身体危害大的特点，“铁道部120号”文件明确规定，隧道施工必须采取湿喷工艺。

喷射混凝土具有支护及时、强度高、密实性强、操作简单、灵活性大等优点，特别是在软弱围岩地质条件下，配合钢拱架、钢筋网片和系统锚杆作为支护，其优点更为明显。就新奥法原理而言，容许围岩产生变形，同时在围岩变形过程中，通过围岩自稳体系和支护结构对围岩变形进行控制，达到让围岩变形的适度释放而不是彻底释放的目的。在上述过程中，喷射混凝土的作用可分成两个阶段：(1)喷射混凝土施作初期，从材料结构和力学特征，可把喷射混凝土看作柔性结构，为围岩变形的适度释放提供空间；(2)当喷射混凝土具有一定强度后，可把钢拱架、钢筋网片、系统锚杆和喷射混凝土组成的支护体系看作钢性结构，用来控制围岩变形，达到保护和发挥围岩自承能力的效果。当然在所有作用过程中，也应该重视和强调支护体系的韧性概念，目前施工大多采用喷射纤维素混凝土，就是这种概念发展的必然结果。

二、喷射混凝土施工的关键技术

由于隧道干喷存在诸多缺点，井坡隧道工程喷射混凝土施工采取了湿喷工艺。

2.1喷射混凝土的回弹量控制

一般隧道工程的利润主要来自开挖和初期支护的喷射混凝土。如何通过技术改进和加强管理来降低喷射混凝土的回弹量，作者通过对井坡隧道工程喷射混凝土施工情况的分析比较，认为做好以下几点可以将回弹量控制在15％左右。

①分层、分段及分片喷射。分段长度不宜大于6m，分块大小不超过一榀拱架间距或3m×3m（素混凝土地段）；分层喷射时，一次喷射混凝土厚度不小于40mm，后一次喷射应在前一层终凝后进行；复喷混凝土的厚度：拱部为50mm～100mm,边墙为70 mm～150mm。严格按照先墙后拱、先下而上的顺序进行喷射，以减少混凝土因重力而滑动或脱落。②控制喷嘴距离(喷射距离)和角度。喷嘴与喷岩面应尽量垂直，喷射距离在1.5m～2.0m时，混凝土回弹量较小，喷射距离过大或过小都会增加回弹量；喷头长度一般只有0.5～0.6m，可将喷头加长到1.2～1.5m，这样喷射手站在距离喷岩面2.0m左右即可进行喷射；喷射手在喷射时应垂直受喷面做反复缓慢的螺旋形运动，螺旋直径约20～30cm，这样既可以保证混凝土的密实性也可减少回弹量。③严格控制风压。过大的风压会造成喷射速度太快，加大骨料的反弹，从而加大回弹量，但混凝土密实性较好；风压过小，会使喷射力减弱，造成混凝土密实性较差，甚至达不到设计和规范要求。通过实践经验总结，在上中下台阶一起工作的情况下，上台阶风压达到0.7MPa左右，下阶风压达到0.5 MPa左右，回弹量是最小的。④原材料的控制。水泥应选用P.042.5普通硅酸盐水泥；细骨料应选用细度模数大于2.5的坚硬耐久洁净的中砂或者粗砂，其含水率控制在5%～7%；粗骨料选用粒径不大于15mm且连续级配、坚硬耐久的碎石；其他原材料如水分及外加剂等应符合相关规范要求。⑤配合比的控制。配合比的选定应通过实验室内试验和现场试验选取最佳的配合比。水泥优先采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，强度等级不小于32.5Mpa，有抗冻抗渗要求时或钢纤维混凝土不小于42.532.5Mpa；胶骨比宜为1:4～1:5，水胶比宜为0.4～0.5，砂率宜为45%～60%；喷射混凝土塌落度宜为80mm～130mm。配合比及拌制的均匀性每班检查不少于一次。

2.2喷射混凝土厚度的控制

①喷射混凝土的厚度应必须达到设计厚度和规范允许的误差范围。从施工现场的情况看，普遍存在喷射混凝土偏薄或者偏厚（超挖）的现象。偏薄具有一定风险：因为初期支护将会和围岩共同控制围岩变形的释放，保证下道工序施工安全和隧道结构的稳定，是主要受力者。偏厚是由于未严格采用光面爆破设计，造成周边眼及掏槽眼数量不够，爆破效果很差。超挖给施工单位造成很大的经济损失（主要是超方），且造成喷射砼施工时间加长而影响工期，现场实践证明：严格按照光面爆破进行钻爆，是提高经济效益、功效及工期的必然措施。②对局部喷射混凝土过厚的情况，在挂防水板前一定要将突出部分混凝土剔除。这种情况有可能顶破防水板、造成初期支护“侵限”（即初期支护喷射混凝土侵入二衬，造成二衬混凝土厚度达不到设计厚度），更有可能在初期支护和二次衬砌之间形成点接触，造成局部应力集中而导致二次衬砌表面开裂。③喷射混凝土厚度可用凿孔法、埋钉法或者地质雷达法（无损检测）进行检测。无损检测一般对于喷射混凝土表面平整度的要求较高，因此现场一般采用凿孔法、埋钉法进行检测。

2.3喷射混凝土强度检测

井坡隧道属于高速铁路隧道，依据《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10753-2010/J1149-2011）,喷射混凝土强度检测试件的制作方法有三种，分别是：

①喷大板切割法。将混凝土喷射在45*35*12cm（可制成6块）或45*20*12cm（可制成3块）的模型内，当混凝土达到一定强度后，加工成10*10*10cm的立方体试件，在标准条件下养护至28d进行试验（精确至0.1Mpa）。其优点是可以进行标准试验，而且是在现场制模、养护，基本能反映现场喷射混凝土的强度。缺点是制模时，混凝土回弹量较大，较难操作；并且需要切割，增加了工作量。②凿方切割法。当对采用喷大板切割法检测的强度有怀疑时，可采用凿方切割法。凿方切割法应在已喷好的经14d左右养护的支护上，用凿岩机打密排钻孔，取出长35cm、宽15cm的混凝土块，加工成10*10*10cm的立方体试件，在标准条件下养护至28d进行试验（精确至0.1Mpa）。其优点是：由于试块直接取自现场结构物，因此该实验能直接反映现场喷射混凝土的强度。其缺点是工作量大、检测成本高、耗时费力，而且对现场结构造成较大破坏；另外，在取样及加工过程中，有可能对混凝土试块造成不利影响。③钻孔取芯法。当对采用喷大板切割法检测的强度有怀疑时，可采用钻孔取芯法。钻孔取芯法应在具有28d强度的支护上，用钻孔取芯机钻取并加工成长10cm、直径10cm的圆柱体进行试验（精确至0.1Mpa）。其比起前两种检测方法来更加直观、准确、可靠。但是其缺点也比较大：费用高，费时较长，且对混凝土造成局部损伤，因而大量的钻芯取样往往受到限制。

通过优缺点的比较，作者认为喷大板切割法制作的试块接近喷射混凝土的真实情况，且成本低、速度快、可靠性好，尽管需要切割，但作为工程质量控制手段，是有必要的。目前作者所在单位对于喷射混凝土强度的检测本着经济适用原则全部采用了这种检测方法。三、对喷射混凝土在隧道工程施工中的几点建议

①重视混凝土的喷射方式，积极推广湿喷技术的运用。②加强喷射混凝土配合比的调整和控制，骨料尽量采用连续级配。③做好光面爆破设计，保证光面爆破质量。④大力推广喷大板切割法的试验检测方法对喷射混凝土强度进行检测。⑤采用湿喷方式时，要加强对现场施工人员的劳动保护。

四、结语

在全国公路、铁路及高速铁路迅速发展、路网等级不断提高和环境保护意识日益加强的今天，隧道工程施工更要理论结合实际，各道工序步步为营，质量层层把关，消除隐患，保证施工顺利进行和效益不断增长。

参考文献:

[1]易萍丽.现代隧道设计与施工.北京:中国铁道出版社,1997

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【关键词】隧道工程；施工技术；新奥法；挪威法；掘进机法；

随着现代支护理论的建立和完善，促使了新奥法、挪威法、浅埋暗挖法等更具科学性的隧道施工技术相继出现，与此同时，先进的机械施工技术也随之不断发展，掘进机法、盾构机法以及沉管法的适应性应用，为实现隧道工程施工的全机械化作业奠定了坚实基础，极大地提高了隧道施工速度，确保了施工安全性和施工质量。现阶段，隧道施工技术已经广泛被应用于铁路、公路、电力、矿山、河道和海峡穿越等工程建设中，随着隧道施工技术的不断丰富，应在充分了解隧道施工技术特点的情况下，结合隧道工程施工要求合理选择施工技术。

1 新奥法施工技术特点

1.1 新奥法概述

新奥法是新奥地利隧道施工技术的简称。现阶段，新奥法已经成为我国隧道工程施工的主导方法，也被称之为锚喷构筑法。新奥法适用于硬岩或软岩隧道施工，但是在中硬至硬岩隧道建设中却存在着一些问题，如维修难度大、建设成本高、开挖量大等。新奥法是以最大限度发挥围岩自承作用为理论基础，利用开挖面的空间约束作用和围岩的自承能力，将锚杆加固、喷射混凝土、测量技术作为三大支柱技术，对围岩进行加固处理，从而达到约束围岩变形、松弛的目的。同时，新奥法通过对支护和围岩的测量和监控，从而可以为指导工程设计施工提供准确依据。将新奥法运用于岩石地层施工中，可采用全断面一次开挖或分步开挖的方法，运用锚喷支护和锚喷支护复合衬砌，并根据工程的实际情况也可以做二次衬砌；将新奥法运用于土质地层施工中，通常情况下先对地层加固后，再进行开挖支护和衬砌，如遇有地下水的状况，必须采取降水措施后方可允许施工。

1.2 新奥法施工技术特点

1.2.1 隧道最基本的稳定部分是围岩，新奥法力求减少对围岩的扰动，尽可能地维护围岩体原有的强度性，可降低30%左右的支护成本。

1.2.2 为了使衬砌与支护紧密贴合于围岩，并且保持薄、柔的特性，新奥法可采用喷射混凝土、锚杆、钢支撑、钢筋网等支护方法进行围岩加固，有效地避免因受弯曲而发生破坏现象，确保了隧道施工的安全性。

1.2.3 在施工的全过程中对围岩的特性和随时间的变化进行监控测量，并依据围岩位移变形速率、分类、自稳时间等信息确定合理的支护参数。对隧道施工状态进行严格监视，一旦出现围岩和支护结构变形情况，便会及时采取措施予以解决，从而在根本上消除了施工安全隐患。

1.2.4 新奥法施工技术由于其具备地面干扰小、投资成本相对较小、施工经验成熟、工程质量较高等优点，已经广泛被应用于城市地铁、矿山巷道、山岭隧道等地下隧道工程施工中。

2 挪威法施工技术特点

2.1 挪威法概述

挪威法在建设理念方面与新奥法有诸多相似之处，均将岩体自身的承载作用作为基础理论，而支护只作为加固岩体的辅助手段。挪威法施工技术具有建设成本低、施工快捷、维修方便等特点，被证实是一种高效的隧道施工技术，特别是在中硬至硬岩隧道建设中显示出无可替代的优越性，已经在西方国家得到广泛应用。挪威法特别重视爆破后的地质观测工作，由工程师对撑子面以其附近的地质情况进行观测，计算出岩石质量Q值，并依据观测结果和Q值，对支护结构进行合理设计，真正做到了信息化施工和动态监测施工。挪威法施工技术特色不仅体现在Q值法的应用上，还包括离散单元法、风险分享系统以及其他施工管理技术的应用。

2.2 挪威法施工技术特点

2.2.1 挪威法特别强调施工前的两次地质勘探工作，占据工程总投资的3~5%。由于挪威法减少了超前地质预报环节，所以减少了原型观测工作量，无须进行二次衬砌，可降低工程建设成本的20~30%。

2.2.2 挪威法中采用了钢纤维混凝土和自立式锚杆支护方法，可以达到快速安全施工和化简施工工序的目的。

2.2.3 由于挪威法施工技术无须二次衬砌，所以在防水板出现漏水状况时可以进行局部修补，有利于降低维修费用和维修难度，且不影响隧道工程的正常施工进度。

3 掘进机法施工技术特点

3.1 掘进机法概述

掘进机法又称TMB法，是利用特制的大型切削设备，将电动机作为主轴旋转的驱动力，使刀盘贴近岩壁，通过利用盘型滚刀对岩石进行破碎，从而使隧道断面一次成型。当前，掘进机法在实际操作中，由于其理论基础、制造工艺和机械设计尚处于发展和完善阶段，所以还需要不断地进行改良。在我国的隧道施工技术中，改良全断面岩石掘进机施工技术已经成为重要任务。

3.2 掘进机法施工技术特点

3.2.1 一般情况下，掘进机法的开挖断面呈圆形，具有极强的承压稳定性。由于该技术能够使隧道切削成型，所以消除了爆破法的危险因素，极大地减少了岩体松动、冒顶的安全隐患，降低了支护工作强度。同时，在对土质和软弱地层施工时，适宜选用护盾式掘进机，以提高隧道施工的安全性。

3.2.2 掘进法在均质岩层隧道施工中的掘进速度较快，为钻眼爆破法掘进速度的2~2.5倍。同时，掘进法开挖的断面平整，消除了爆破应力，无须在硬岩中进行临时支护，或者在软岩或中硬岩中采用钢圈梁、喷锚、钢丝网进行简易支护即可，可以有效地减少清理作业量和混凝土用量，能够降低总成本20~30%。

3.2.3 掘进机法对破碎产生的粒度均匀的岩渣和土屑可由皮带运输机排除，使运输工序简便易行，不影响掘进速度。

3.2.4 掘进机法采用集中控制操作，为实现自动化操作和远距离操作奠定了基础。

4 盾构法施工技术特点

4.1 盾构法概述

盾构法是指利用盾构器械在破碎岩层或软质地基中进行隧道开挖、衬砌等隧道建设的全机械化作业施工技术。盾构法施工技术在隧道施工中的应用主要是通过盾构管片和外壳支撑岩体结构，以达到防止隧道内壁坍塌的目的，并用切削装置在开挖作业前方进行土体开挖，用千斤顶设备在开挖作业后方进行加压顶进，与此同时拼装混凝土管片，从而完成隧道结构的建设工作。

4.2 盾构法施工技术特点

4.2.1 盾构法较为适用于软土基段施工，由于其可以同时进行掘进、出渣、拼装土衬砌块等工序，从而极大地提高了施工速度，保证了隧道建设质量。

4.2.2 盾构法在进行土层开挖和衬砌支护时，可以利用盾构掩护作用极大地保证了施工的安全性，尤其是在水深流急、河床不稳定、河道狭窄等地质条件下运用盾构法施工技术具有明显的优越性。

4.2.3 盾构法对主要施工工序采用循环作业方式，并且实现了全机械化作业，使得施工操作简便易行，降低了施工人员的劳动强度，特别适用于松软含水层条件下的隧道工程建设。

5 沉管法施工技术特点

5.1 沉管法概述

沉管法是预制管段沉放法的简称，属于水底隧道建设的一种施工技术。沉管法通过预制隧道管段，将其托运至隧道设计位置，利用管段加载作用使其下沉至预先挖好的水底沟槽内，待管段逐节沉放完毕后，用水力压接法将彼此相邻两段管段进行连接，最后拆除封闭墙，形成完整的隧道。沉管法适用于水底隧道工程施工，已经成为水底隧道的主要施工方法。

5.2 沉管法施工技术特点

5.2.1 沉管法由于其使用预制管段，且管段较长、接缝少，易于做好防水措施，减少漏水隐患，保证混凝土施工质量。

5.2.2 因预制管段等一系列施工工序无须在现场进行作业，可以极大地减低工程投资成本，提高隧道现场施工速度。

5.2.3 沉管法除了少量水下作业之外，基本上无须地下作业，所以此施工技术不受深水作业限制，提高了隧道施工的安全性。

6 结论：

总而言之，在隧道施工前选择合适的施工技术和施工工艺是顺利进行隧道工程建设的关键。隧道工程施工应根据地质的变化情况来选定一套经济、科学、快速、合理的施工机械化作业方法，从而确保安全、高效、有序地推进隧道工程建设进度，提高整体工程质量。

参考文献

[1]杨际洲.邱兴友.隧道工程施工技术方案比选方法的探讨[A].中国铁道学会铁路长大隧道设计施工技术研讨会[C].2004.

[2]李艳明.浅谈双连拱隧道施工技术与施工方法[J].赤峰学院学报(自然科学版).2010(5).

[3]刘传.浅谈我国铁路隧道施工技术的现状及发展趋势[J].城市建设.2011(2).

[4]李明.软弱破碎围岩隧道施工技术[J].中国高新技术企业.2010(9).

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【关键词】隧道工程；高压富水；深埋技术；作用研究

本次研究采取了多种施工技术解决施工难题，用到的主要技术有索囊封灌浆、超前帷幕注浆、择机封堵等等，最大限度的封堵了此工程的高压大流量地下水，采取了相关的模拟实验，切实的解决了岩石防止爆破等防御措施，有效的防止了灾害的发生。本次隧道工程的顺利修建完成，总结得到了一套完全适用于当前隧道工程建设使用的高压富水地层深埋的施工工艺和施工技术，对国内未来隧道工程的建设具有重大的推动作用。

1.主要研究内容和技术路线

研究内容：（1）高压大流量地下水处理技术；（2）隧道超前地质预报技术；（3）特长深埋隧道高速施工技术；（4）隧道施工的检测技术等等。

技术路线。在前期进行大量的实验研究，采取室内实验、理论分析、现场实验以及现场检测等手段，开展相关的课题研究，同时将经验和理论与实际相联系，进而逐渐形成一套具有实用性的高压富水地层深埋特长隧道综合施工工艺和施工技术。

2.施工方法、方案和设备选型配套

2.1施工方案

先进行探测然后再进行挖掘，并且采用钻爆的施工方法，采取无轨运输的处理方式。

2.2施工方法

该研究隧道具有很多特殊的特点，具体有安全隐患多、可以施工面积不大、工期短、施工压力大等诸多显著性特点，采取的施工策略对施工设备的选择具有很高的要求。（1）实行三臂液压太车钻孔，直接掏空嘈。（2）采用挖掘机从顶部动工，选择侧部装卸的机器处理土石方，选择超大型泥土运输车进行运输。（3）衬砌混凝土。选择超长液压台车作为混凝土的输送工具，混凝土直接通过输送泵进入隧道内，采取插入式振捣施工，在处理水沟时，采取小块钢板作为模板进行施工，而路面的混凝土则采取人工处理，在摊平以后实行振捣，并且混凝土需要在运输车内搅拌完成以后直接输送到需要地。（4）施工通风。在施工恰当的位置安设大功率通风设备进行通风。（5）隧道内的地质预测。采用先进的地质分析、先进雷达、探孔等技术手段对隧道内的地质情况进行播报。（6）地下水的处理。严格实行限量排放，以堵为主的处理原则，采用多种注浆方法进行注浆。

3.收货的主要经验

（1）在合同管理中，首次将超前地质预报写入合同内容当中，在预防复杂地质隧道施工安全、预测超前地质预报等方面有效的完善了制度。

（2）在本次特长隧道的施工中，采取了钻爆破的方法进行，并且是利用无轨模式进行运输，这样有助于快速高效的使用机械化开展工作。

（3）选择合适的时机对地下水进行封堵，采取有效的灌浆方式，切实有效的提升了工程的施工进度。

（4）在两个隧道洞的处于一个平导情况下，在特长隧道中，采取无轨运输方式有助于隧道内的通风，能在必要的情况下改变施工组织或者改变施工方法，在这二者之间可以根据实际需要进行灵活的变换，可以在最短的时间内继续开工等诸多优点。

（5）在选择添加剂材料时，基本上是以超细沸石粉为主，能大大的提升混凝土的凝固度，提升混凝土的强度和硬度。在借用一些必要的工具的时候，能有效的处理好喷射混凝土的施工，在岩石爆破施工段中，有既快速的进行喷护，同时又能保障施工的安全性，有助于提升施工的安全性能。

（6）为了能有效的解决一些特殊地质的爆破技术困难，采取深孔大直径分段进行爆破的模式，有利于克服这一技术性难题。

（7）苗干的设计需要精心的设计，必须设立在必要的两个点之间，在进行施工观测时，可以多利用苗干应力作为计算的出发点，这一技术在未来十分值得推广。

（8）在解决地下水径向封堵以及隧道内施工的通风问题方面，引入计算气体力学分析具有重要的突出意义，这一分析技术的引入，极大的解决了这两个施工难题。

（9）使用带有净化装置的或者带有低污染装置的设备的内燃设备，对于完善通风具有重要作用，如果隧道内较为潮湿，那么隧道在选择成型工具时，不宜挑选全电脑台车，而是使用半电脑台车较为合适，这样做一方面既提升了施工的安全性，保障了施工人员的生命财产安全，另一方面也有助于提升混凝土的浇筑质量，保障工程的安全性，进而保障了工程的综合质量。

（10）新技术。1）新材料。微纤维、超细沸石粉、膜袋等新材料的引入和实用。2）新工艺。在钻孔工艺方面，实用了电脑台车全自动钻孔工艺，以及相关的混凝土快速建筑安全施工工艺等等多种较为先进的施工工艺。3）新设备。大型的高压灌浆系统、先进的预报系统、大型的通风射流风机等等。

4.结论

在本次特长隧道施工中采取高压富水地层超深埋技术的应用过程中，重点通过了室内实验，理论分析、现场实验以及现场检测等多种手段，切实有效的解决了特长隧道施工中的通风问题、岩石爆破防治问题、高压涌水处治问题等许多核心的技术难题。取得了一系列的富有成果的关键性技术，并且这些技术在特长隧道施工中是直接转化为了生产力，通过这些技术的不断投入使用，整个隧道工程的建设速度快速提升，工程质量逐步提高，工期也如期的得以完成。总的来说，本次作用研究的成果是十分显著的，总结出了一套实用性很强的高压富水地层超深埋特长隧道综合施工工艺和施工技术，在推动未来国内的隧道施工方面和改进隧道施工方式方面具有重要作用。

5.总结

综上所述，众所周知，特长隧道的施工难度是十分高的，困扰着许多的施工企业。在国内建设事业蓬勃发展的大环境下，不断的创新隧道的施工技术和施工工艺，开展各种技术性难题实验，有助于解决当前隧道施工的技术性难题和未来发展所面临的困境，为未来隧道施工的顺利完成打下坚实基础。

【参考文献】

[1]卿三惠，杨家松，黄世红.高压富水地层超深埋特长隧道施工技术研究[J].铁道工程学报，2009，01：86-91.

[2]任文峰.高水压隧道应力场―位移场―渗流场耦合理论及注浆防水研究[D].中南大学，2013.

[3]毛正君.脆弱生态区隧道群施工期地下水运移特征及环境效应研究[D].长安大学，2013.

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公路畅通是国民经济快速发展的重要命脉，具有灵活方便和安全稳定的优点，发挥着其它运输工具不可替代的作用。根据我国的国情，随着国家大规模基础设施建设的投入，大力发展公路运输业是今后交通发展的重要支撑，公路隧道是公路结构的重要组成部分，在公路工程建设中起着至关重要的作用，公路隧道建设将进入一个前所未有的高峰期。

公路隧道具有隧道长、断面大、地质条件复杂等特点，隧道掘进面前方洞口的不良地层条件极易引起隧道塌方[1-2]。在复杂的地质条件下修建公路隧道，由于无法准确了解要修隧道地质情况，给隧道的设计者和施工者带来了很大的挑战性，会遇到破碎、断层、岩溶等不良地质而导致的塌方、突泥、岩爆和涌水等工程安全事故，这些事故一旦发生，轻则延缓施工进度，重则会导致生命伤亡，会造成巨大的经济损失[3]。隧道发生地质灾害的原因是多方面的，有地质因素、人为因素，也有管理体制的缺陷。本文由收集整理由于隧道工程前方施工是一个看不见的隐性工程，不能对前方存在的安全隐患做出准确的判断，因而可以说不良地质是隧道灾害发生的主要因素，针对公路隧道不良地质灾害发生规律的认识和防治对策的研究迫在眉睫。本文结合目前隧道工程建设中出现的问题和研究现状，对公路隧道工程施工中的不良地质灾害做了较为深入的研究，并在此基础上提出自己的一些意见和看法，希望能从设计上减少公路隧道施工不良地质灾害的发生，对公路隧道建设进有一定指导作用。

一、公路隧道施工不良地质灾害对策研究现状

公路隧道地下工程的复杂性和不可预见性可能出现的不良地质灾害给隧道施工和设计带来很大的困难，已引起了研究者的高度重视，学者们对这些不良地质灾害从不同方面进行了大量的研究工作，并取得了一定成果[4]。

国外德国、瑞士和日本等发达国家对隧道地质灾害研究较早，隧道施工在公路建设中是不可缺少的工序，采用技术手段、方法进行分析和预测是非常重要的。垂直地震剖面法（tvsp）是上世纪九十年代开发较早的分析技术，已在很多隧道地质灾害预测中应用应取得了认可[5]。2001年瑞士安伯格测量技术公司开发的tsp超前预报技术在该领域是较为先进的隧道不良地质灾害预报技术设备，该设备具有分辨率高、探测距离远、全方位三维探测等优点，对隧道前方不良地形、溶洞、富水带和淤泥等地质做很好的探测和判断，在欧洲和亚洲等国家已得到广泛应用[6]。

我国公路隧道施工不良地质灾害对策研究开始于二十世纪五十年代，但真正在隧道施工预测中发挥作用在七十年代首次对断层地质塌方的成功预报。八十年代以来，在京广线大瑶山隧道、西康秦岭隧道和大秦军都山隧道等隧道施工中，进行了不良地质灾害的对策预报研究工作，积累了很好的经验。通过大量实验研究和实践工作，研究者提出地质灾害对策预报以长度和可能发生灾害点的数目计算较好。例如在南昆米花岭隧道、渝怀圆梁山隧道等隧道不良灾害的预报中成功率明显提高，但在开凿好的隧道内也有泥石流、涌水和涌沙等出现，造成了很大的人员伤亡和经济损失。因此，在隧道施工中对不良地质灾害对策的研究非常重要也十分必要。

目前，隧道中各种不良地质灾害对策的预报方法得到了快速发展，预报手段也逐步完善，相应的对策手段在我国很多大型隧道工程探测中应用也日益广泛，预报的准确度和成功率也日益提高，取得了很多的成功经验，但预报对策的可靠性还有待提高。总之，在不断提高隧道地质灾害预报可靠性和准确性的基础上，不断开拓新领域，发展新技术将成为今后隧道不良地质灾害研究中的重点。

二、公路隧道施工中不良地质灾害特点和存在的问题

公路隧道工程是一项隐形复杂的地质工程，所处的地域地形不同，面临着各种复杂的地质条件。节理裂隙程度的差异、水文地质条件和地质构造的不同，都直接影响到隧道的设计方案和结构，而岩爆、瓦斯、断层、塌方、涌水和岩溶等不良地质问题更直接威胁到隧道的施工安全。

岩爆是隧道岩石工程中围岩体承受不了过度的应力而导致的突然破坏，同时伴有岩体中应变能的突然释放，是一种岩石破裂过程中的失稳现象。它往往造成开挖隧道工作面的严重破坏和设备损坏，甚至人员伤亡，已成为岩石隧道地下工程领域的世界性难题。轻微的岩爆仅剥落隧道上部的岩片，不产生弹射现象。严重会导致4.6级的地震，轻的持续几天，严重的持续几个月。二十世纪五十年代美国纽约市的饮水隧道发生的岩爆是最早的记录，我国最早的岩爆是1993年发生在抚顺的胜利煤矿。

断层是隧道施工中常见的不良地质灾害，它是地壳岩层因受力达到一定强度而发生的破裂现象，并沿隧道破裂面有明显相对移动的区域。断层也常常是岩溶地区溶洞水和地下暗河等地质灾害的发生场所，也是造成隧道塌方、变形和涌水等隧道施工地质灾害的主要原因之一。断层对隧道研究者来说特别重要，因为断层的突然发生常常是导致其它地质灾害的主要原因；他们相信对隧道断层机制进行深入研究，能越准确的预报其它不良地质灾害，甚至采取措施控制这些灾害。

我国岩溶地区分布广泛，类型较多，在世界上是岩溶地区分布最广的国家之一。在岩溶地区修建公路隧道，突泥、涌水等已成为很严重的地质灾害。岩溶常常导致开挖隧道周边变形，会导致隧道掉块、落实和塌方等，直接危害施工人员和机械设备的安全。隧道施工岩溶的危害，已引起国内外研究者的广泛关注，研究者正在从岩溶的预防和治理方面进行深入的研究。

隧道涌水是仅次于塌方较为严重的地质灾害，主要包括大型溶洞、断层、暗河和煤系地层中的采空区矿山积水等。1988年以前，我国修建的公路隧道中一半以上都出现了涌水现象，严重影响了公路运输的正常运行。公路隧道中最大的难题在于对地下水的处理，因此，对于出现涌水的隧道，重要的是要治水。

塌方是隧道施工中常见的不良地质灾害，由于地压等的作用，使围岩产生裂缝或破坏，或围岩内层理和节理等发生松弛剥离，导致岩石、泥土大规模坍落的现象。塌方多伴随片帮和冒顶，一般是由于地质因素、设计因素和施工因素等多方面因素引起的，造成的危害较大且不易治理。地质因素主要起决定性的，只有加强施工地质区域详细探测和深入研究，才能从根本上防治和避免塌方不良地质因数造成的事故。目前国内外研究者对隧道塌方都进行了全面而深入的研究，我国在黄土隧道和连拱隧道等隧道施工中对出现塌方的及时应对处理方面进行了很多的研究。

通过对常见的不良地质灾害岩爆、断层、涌水、岩溶和塌方等在隧道施工中出现的原因和特点的分析探讨，认为对隧道施工过程中各种不良地质灾害的整理归类，采用实验室模拟研究，建立公路隧道不良地质灾害对策管理系统，采取及时的应对措施，才能取得良好的效果。

三、公路隧道施工中不良地质灾害应采取的应对措施

公路隧道不良地质灾害是在自然或人为因素的作用下造成的，对人类生命财产、环境造成破坏和损失。作为科学技术研究人员，我们可用科学的技术手段对常见的地质灾害应事先加以预防和做好准备，对出现的地质灾害事故应及时的手段进行分析和处理，尽量减少灾害造成的损失。那么，公路隧道工程人员如何采取应对措施，预防和减少不良地质灾害的发生，我认为可从以下几个方面做起。

首先，做好公路隧道的详细调查和勘测工作，对可能出现的不良地质灾害进行预测，做好应对准备工作。公路隧道施工之前，详细勘察该地段的地质岩层详细情况，尤其是岩爆、断层、塌方、涌水和岩溶状态，事先估计将会遇到出现的部位。另外，对这些发生的地质灾害，还要做好这些不良地质灾害的危险性评估，对它们的危害程度进行调查和分析，包括灾害活动强度或规模、灾害活动频次、灾害分布密度和灾害危害强度等。评估成果根据评估级别送报国土资源行政主管部门认定，并与有关部门商讨提出防治这些地质灾害措施与建议，做出公路隧道建设场地适宜性评价结论。

其次，施工单位人员要做好公路隧道的建设质量问题，避免和减少因人为因素造成的不良地质灾害发生。当前我国公路隧道工程的质量让人堪忧，虽然在公路隧道的数量上取得了很好的成绩，但在质量上面很多都是不过关的。主要体现在公路隧道施工中虽然制定了非常详细的作业流程以及质量标准，但由于在施工中有利可图，往往导致隧道的建设质量不达标，甚至出现一些豆腐渣工程，建好之后未经使用或使用很短就必须整修，这种现象在我国已修建的公路隧道中很常见，主要是由于建设中隧道的质量管理出现了问题。

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一、喷射混凝土在隧道工程复合支护中的作用目前隧道工程复合支护中普遍采用的是喷射混凝土或喷射钢纤维混凝土，喷射方式主要有和湿喷。喷射混凝土具有支护及时、强度高、密实性强、操作简单、灵活性大等优点，特别是在软弱围岩地质条件下，配合钢拱架和系统锚杆作为联合支护，其优点更为明显。就新奥法原理而言，容许围岩产生变形，同时在围岩变形过程中，通过围岩自承体系和支护结构对围岩变形进行控制，达到让围岩变形的适度释放而不是彻底释放的目的。在上述过程中，喷射混凝土的作用可分成两个阶段：(1)喷射混凝土施作初期，从材料结构和力学特征，可把喷射混凝土看作柔性结构，为围岩变形的适度释放提供空间；(2)当喷射混凝土具有一定强度后，可把钢拱架、系统锚杆和喷射混凝土组成的支护体系看作钢性结构，用来控制围岩变形，达到保护和发挥围岩自承能力的效果。当然在所有作用过程中，也应该重视和强调支护体系的韧性概念，目前施工大多采用喷射钢纤维混凝土，就是这种概念发展的必然结果。

二、喷射混凝土施工的关键技术(一)喷射混凝土的回弹量控制目前隧道工程喷射混凝土施工，为保护环境和维护工人健康。大多采用，其回弹量普遍较大，平均在30％以上，损失较大。一般隧道工程的利润主要来自开挖和初期支护的喷射混凝土。如何通过技术改进和加强管理来降低喷射混凝土的回弹量，笔者通过对多座隧道工程、多个施工队伍施工情况的分析比较，认为做好以下几点可以将回弹量控制在15％～24％的范围。(1)分段分块喷射。分段长度不超过6m，分块大小不超过2m×2m，严格接先墙后拱、先下后上的顺序进行喷射，以减少混凝土因重力而滑动或脱落。1．计算：Ap=2.5AL(1)式中：p——增加的风压值，N/cm2；L——输料管增加的长度，m。喷射混凝土的水压一般控制在稍高于风压即可，施工现场可以按水压高于输料管风压10～15N/cm2进行控制，其目的是为了保证高压水能够从喷枪混合室(喷头处)内壁小孔高速射出，把拌合料迅速拌合均匀。喷射料的水灰比控制是比较困难的。熟练的喷射手通过喷射混凝土表面的光滑度可判定水灰比的大小。理论上讲，0.45～0.50的水灰比对喷射混凝土的回弹量和质量是有利的。2．控制喷嘴距离(喷射距离)和角度。喷射距离在0.6～1.2m时，混凝土回弹量较小，喷射距离过大或过小都会增加回弹量。喷头长度一般只有0.5～0.6m，喷射手因存在骨料反弹的恐惧心理，要将喷射距离控制在0.6～1.2m较困难。解·11·任小平：隧道工程喷射混凝土施工的探讨决的办法可将喷头加长到1.2～1.5m，这样喷射手站在距离喷岩面2.0m左右即可进行喷射。喷嘴与喷岩面应尽量垂直，并偏向刚喷射部位(倾斜角控制在10°内)，这样不仅回弹量少，而且喷射效果和质量更好。3．严格控制风压、水压和水灰比。过大的风压会造成喷射速度太快，加大骨料的反弹，从而加大回弹量，但混凝土密实性较好；风压过小，会使喷射力减弱，造成混凝土密实性较差，甚至达不到设计和规范要求。总结实践经验，当输料管长度为20m时，合适的风压为100～130N/cm2。4．控制一次喷层厚度和分层喷射的间隔时间。(二)喷射混凝土厚度的控制1．喷射混凝土的厚度应达到设计厚度和规范允许的误差范围。从施工现场的情况看，个别隧道存在喷射混凝土普遍偏薄的现象，这是有风险的。因为初期支护将会和围岩共同控制同岩变形的释放，保证下道工序施工安全和隧道结构的稳定，是主要受力者。若喷射混凝土出现裂缝，原则上也应及时进行补喷和采取其他补强措施，以控制围岩变形在适度范畴，而不是任其释放。有人说，“初期支护喷层厚度不够，可以利用二次衬砌混凝土进行补充”，这种说法只是从隧道总体结构尺寸满足了要求，但从新奥法施工原理和结构受力机理而言，却是一大误区。2．在有钢拱架作为初期支护的情况下，往往出现钢拱架处喷层厚，两钢拱架间喷层薄，形成纵向波浪型。这种情况将会产生如下后果：(1)在围岩变形较大或局部存在松动围岩时，可能由于喷层厚度不够，无法提供足够抗力而导致喷层出现裂缝甚至掉块；(2)在铺设防水板后浇筑二次衬砌混凝土时，容易将防水板挤破，也可能在初期支护和二次衬砌间形成空洞区。要解决这个问题，重点应放在喷射过程中，要求喷射手在全断面螺旋喷射完成后，及时对钢拱架间进行补喷；或者在挂防水板前对喷射混凝土表面进行检查，严重不够的必须及时进行补喷，否则二次衬砌混凝土浇筑后再通过打孔(或预埋钢管)注浆填充来处理两层间的空洞，不仅费时费工，而且还会破坏防水板，造成漏水现象。3．对局部喷射混凝土过厚的情况，在挂防水板前一定要将突出部分混凝土剔除。因为这种情况有可能顶破防水板，更有可能在初期支护和二次衬砌之间形成点接触，造成局部应力集中而导致二次衬砌表面开裂。(三)喷射混凝土强度检测

目前对喷射混凝土强度试验的方法大多利用拌和料进行人工浇筑立方体试块，部分直接向试模内喷射混凝土进行试块制作。实际上，这两种试块的制作方法并不能反映喷射混凝土的真实情况，试验结果也不能确切地反映现场喷射混凝土的强度。这种差异的原因在于现场喷射的混凝土受喷射力的作用影响大，且受喷面与试模面完全不同。目前混凝土强度检测的方法有模筑试块法、“回弹一超声”综合法、气压射钉枪法和切割钻芯法等。笔者认为切割钻芯法制作的试块接近喷射混凝土的真实情况，尽管比较费事，但作为工程质量控制手段，是有必要的。当然，施工现场也可通过操作简单、方便的“回弹一超声”综合法和气压射钉枪法，加大采集样本数据数量，以便更加准确地反映喷射混凝土的平均强度水平和离异性信息。关于切割钻芯试块的强度可用式(2)进行计算：R=K1·K2·Rc(2)Rc——切割钻芯圆柱体(50mm×100mm)试块的单轴抗压强度；K1——现场取样条件系数，可取0.85；K2——圆柱体试块形状系数，可取0.80。

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《公路隧道工程》是道桥专业的专业课程。我国高等级公路的发展，公路隧道得到长足发展，截止到2010年底，全国公路隧道为7384处、512.26万米，比“十五”末增加4495处、359.55万米。其中，特长隧道265处、113.80万米，长隧道1218处、202.08万米。“十一五”期内，秦岭终南山隧道、厦门翔安海底隧道等重大工程相继建成。因此公路建设中对隧道专业人才的需要日益增加，道桥专业《公路隧道工程》的教学工作突显重要。

隧道工程的优点是: 缩短线路长度，减少能耗；节约土地；有利于环境保护。缺点是：工艺复杂，造价高；施工周期长；施工环境与条件差。由于地质因素不确定导致隧道施工时常发生各种事故，如围岩失稳、透水、瓦斯爆炸、高地应力等；同时隧道施工中广泛采用新奥法施工时使用炸药爆炸碎岩有相当大的危险性。这些因素都危害着施工人员的身体健康。所以在《隧道工程》教学中很难突出实训教学环节，学生得不到实践教学训练，限制了学生施工能力的培养。

虚拟现实技术是随着计算机技术发展而出现的一种新的综合技术，它恰好能弥补《隧道工程》教学中实训环节的不足。

2、虚拟现实技术及其在《隧道工程》课程教学中的应用

上世纪八十年代，杰伦・拉尼尔提出了"虚拟现实"VR（Virtual Reality）的观点，目的在于建立一种新的用户界面，使用户可以置身于计算机所表示的三维空间资料库环境中，并可以通过眼、手、耳或特殊的空间三维装置在这个环境中"环游"，创造出一种"亲临其境"的感觉。这项技术提出之后在科学界和工程界首先得到关注的技术，此项技术的发展不仅为人机交互发展做出了巨大贡献，更为各种大型工程数据的整理和分析提供了一种新的途径，它实现了工程数据的可视化。

虚拟现实技术涉及计算机图形学、人机交互技术、传感器技术、人工智能等领域，它用计算机生成逼真的三维视听感觉，使人作为参与者通过各种传感装置，对计算机虚拟世界进行体验和交互作用。当用户有运动时，计算机可以进行复杂的运算，将三维影像传回大脑产生现实感。该技术集成了计算机图形学、人工智能、传感技术、显示技术、云计算处理等技术的发展成果，是一种由计算机技术辅助生成的高技术模拟系统。

虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式，具有多感知性、沉浸性、交互性、构想性及安全性等特点，使使用者能沉浸其中，形成具有交互效能多维化的信息环境。

在《隧道工程》课程教学中，教师利用虚拟现实技术有效地整合项目工程的信息并加以集成，形成虚拟实训课程，实现课程的可视化、智能化并能交互运行。教师将三维模型、设备材料源、场地布置等施工要素结合起来，并在虚拟课程中加入各项工序的先后顺序，使学生对隧道施工工艺有整体认识并能，同时又确保了学生的人身安全；按时间模拟施工进度，可以对工期进行比较精确的计算和控制，有助于人、材、物的统筹和调度，实现了对建筑施工的交互式可视化和信息化管理。

教师利用虚拟现实软件建立周围场景、混凝土结构及施工设备等的三维模型，在虚拟的遂道教学环境中形成基于计算机的具有交互功能的仿真系统，让交互系统中的模型具有可操作性能，并对虚拟系统中的模型进行虚拟施工与安装，同时根据学生虚拟的结果，可以对学生的学习情况进行评价，达到优化教学的目的。同时，教师运用虚拟现实技术可以根据特定遂道条件，结合气体的运动规律，模拟隧道工程发生火灾时有害气体或汽车尾气的消散分布情况，结合隧道通风设备系统运行情况，检验通风系统能否满足隧道正常营运要求。而这些特殊情况要学生进行实际实验是不可能的，通过学生对虚拟现实软件的学习，极大的提高了学生的能力。再次，虚拟现实软件的出现降低了真实实验室的建设成本，减少实践环节长期存在的消耗大量人力物力、能源以及实验场地不足等问题，同时还解决了新技术新设备的出现就必须更新现有实验设备器材的问题，对于创建节约型社会起着积极作用。

3、结语

虚拟现实技术是一门崭新的综合的计算机技术，它涉及到图像处理、三维动画、人机交互等方面，已经越来越多地应用于教育、科研、施工、游戏娱乐等领域。应用虚拟现实技术可以解决现有的实验实训设备已相对陈旧，难以培养出现有工程施工单位所需要的应用型人才；另外，利用虚拟现实技术建设成虚拟实验室，可以教师进步，教师不仅要掌握本专业知识，还要掌握先进的计算机技术使得教师的教学更上一层楼，加快课程建设的步伐。最后，虚拟现实技术的应用可以节约资源，确保安全。其发展前景非常美好。

参考文献

[1]谭恒松;胡晨辉;虚拟现实技术在课堂教学中的应用研究[J].福建电脑,2011,(07).

[2]朱毅. 网络虚拟现实技术在实验教学中的运用[J]. 三峡论坛(三峡文学.理论版),2011,(4).

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【关键词】黄土隧道；施工工艺；质量控制

1 前言

在我国，黄土的分布范围较为广泛，具体集中于东北、华北以及西北等广大地区。近些年来，黄土隧道在铁路、公路等工程建设中的施工份额日益增长,其的设计及施工难度较为复杂[1]。我国的黄土隧道具有独特的特征,比如易于塌方、预注浆的难度大、遭水易于湿陷以及锚杆失效等，加上黄土隧道的造价较高,隧道连拱以及间距修建的经验甚少等,这些均严重阻碍了黄土隧道的大规模发展。对此，在黄土隧道的施工过程中，应采取有效可行的施工工艺，并做好施工过程的质量控制，以确保黄土隧道工程的正常使用。

2 黄土隧道工程的施工工艺

2.1 新奥法的施工

对于尚未风化或者胶结良好的红色泥岩区，由于围岩具有良好的承受能力，对此，可选用新奥的施工方法。选用单侧壁的导坑法加以施工双车道的隧道断面．而对于紧急停车带的三车道大断面隧道，可选用双侧壁的导坑法施工。其中，单侧壁的导坑方法，具有较好的安全性，能显著防止隧道支护与围岩的变形，并且施工的进程快[2]。其的施工程序有：安装导坑上方的预期支护设施、为导坑上方的中壁、洞壁装设钢拱架、开挖导坑下方、为导坑下方的中壁、洞壁、仰拱底部等装设钢拱架、设置纵横向的排水管以及中心水沟等。或者安设初期支护以及装设钢拱架后，安装纵横向的排水管，拆除导坑下方中壁的临时支护。而双侧壁的导坑方法，则具有施工安全、施工进程慢、支护费用高的特点，对此，应采取相应措施，以有效预防前期支护的变形。双侧壁导坑法的施工程序为：首先，开挖导坑，并安设导坑临时壁墙及洞壁的钢拱架，开挖下导坑并安设下导坑临时壁墙、洞壁及仰拱底部的钢拱架，设置纵横向的排水管。其次，开挖上导坑，安设上导坑临时壁墙、洞壁的钢拱架。开挖下导坑，安设下导坑临时壁墙、洞壁及仰拱底部的钢拱架，设置纵横向的排水管。

2.2 台阶法的施工

依据不同性质的黄土以及泥岩，遵循“管超前、强支撑、短进尺、勤量测 、紧封闭”的原则，采用台阶分部的开挖方法以及侧壁的导坑法进行施工，尽量做好各程序的密切衔接，以保证黄土隧道前期支护结构的安全及稳定，从而有效减少地质条件对隧道断面及前期支护的施工影响，减免地表与隧道的下沉量。其中，先拱后墙的双侧壁导坑台阶法，适用于含水量低但稳定性好的黄土岩段，具有施工进程快、安全性好的优点，能有效实现防水层以及二次衬砌的平行作业[3]。其的施工程序为：首先，完成洞内小导管或者洞口长管棚的施工后，开挖拱顶及上台阶的小导坑，并安设支撑拱架，装设锁脚锚管，并架设衬砌拱架。其次，开挖中槽及马口，安设侧墙与局部仰拱的拱架．设上锁脚锚管，并设置纵横向的排水管。再次，浇筑隧道侧墙与局部仰拱的混凝土，开挖马口，并安设侧墙以及局部仰拱的拱架，装设锁脚锚管以及纵横向的排水管。最后，浇筑局部仰拱与侧墙的混凝土，密封仰拱的拱架。而对于先墙后拱的双侧壁导坑台阶法，则适用于饱和软弱的黄土或者软弱风化的泥岩段，具有变形控制效果好、施工进度慢、造价高的特点。其的施工程序为：装设拱部初期的管棚，施工双侧壁的导坑，并架设仰拱以及侧墙的钢架。其次，设置锁脚锚管以及纵横向的排水管，并架设导坑的临时拱架等。

3 黄土隧道施工工艺的质量控制要点

3.1 黄土隧道开挖及支护前期的质量控制

在开挖黄土隧道的过程中，应按照规定要求，合理设计黄土隧道的断面，将二次衬砌的设计轮廓线作为施工的标准，合理放大预留的变形量、施工误差以及测量误差等。实际的变形量不宜超出预留的变形量，以免前期支护进入二次衬砌的混凝土中。或者防止由于预留的变形量过大，而导致二次衬砌的厚度增大、回填增加等。开挖时,采取相应的措施，加以提高围岩的承受能力。禁止超量开挖，关于超挖的部分，采用同等强度的喷射混凝土加以回填。与此同时，禁止欠挖，以确保围岩的完整[4]。开挖隧底时，宁愿超挖，切勿欠挖，以免隧道基础的深度不足，而影响黄土隧道结构的整体受力情况。此外，开挖时，清除虚碴、积水，确保工程结构与围岩的密切结合。

3.2 锚杆施工的质量控制

锚杆作为隧道施工工程的重要施工设备，有助于维护隧道围岩的稳定及安全，是确保工程施工安全的主要支护方法。隧道工程竣工后，锚杆能有效发挥应有的支护作用。对此，在隧道施工工程的过程中，应加强控制锚杆的类型、锚杆的长度、锚杆的垫板以及锚杆的布置情况等方面。结合黄土隧道工程的施工特点，采取干钻的方法进行钻孔。选取湿钻时，应具备合理有效的排水对策，禁止拱脚浸泡。隧道钻孔的深度，应符合设计施工的要求。钻孔完毕后，利用空气或者水清理钻孔，直到孔口返气以及返水为止。选取直顺且无油污的杆体进行安装，确保注浆的饱满，防止锚固力受到影响。当水泥的浆体强度高达9MPa后，开始安装垫板，并拧紧螺母。

3.2 架立钢拱架过程的质量控制

首先，控制好钢拱架架立的质量控制，具体内容主要有：钢拱架的横向尺寸、标高、间距、垂直度、螺栓的连接以及各单元连接部位的虚碴与散物处理等。安装各个洞口的钢拱架时，按照标准要求，控制好钢拱架的宽度、标高以及尺寸等。架立后，技术监理员应对其进行多次核对,以保证各项数据符合标准[5]。其次，钢拱架应和隧道的围岩密切贴近，若无法密切相贴，应按照标准要求，采用高标号的混凝土进行填塞浇实,其的点数单侧必须大于或者等于各个接触点,以保证钢拱架的整体受力。控制好掌子面周围的钢拱架，其外露的距离不得超过两米。其次，各钢架间的纵向连接筋，应设置在拱架的内缘。最后，按照施工要求，控制好连接筋的环向长度与间距,以便其和下一个钢架的密切连接。与此同时，安装纵向的钢拱架时，应严格控制其的间距误差，不得超过4厘米。

4 结束语

总而言之,黄土隧道施工工程的质量控制，是一项全方位、全过程的施工工程,需要各施工部门以及各岗位的团结协作,重点掌握每一道施工程序以及施工要点，按照规范要求进行施工，以确保隧道施工工程的施工质量，从而保证黄土隧道工程的顺利完工。

参考文献

[1]许立春,洪伟国.黄土隧道施工质量控制要点[J].科技信息.2010(27)

[2]王宁.黄土隧道施工过程中的质量控制[J].中国高新技术企业.2008(09)

[3]聂双成.对黄土隧道关键环节控制的认识[J].公路交通科技(应用技术版).2008(09)

篇10

关键词：隧道工程；控制爆破；技术；应用

中图分类号：U45 文献标识码： A

引言

隧道爆破阶段是隧道施工建设中的关键环节之一，对其控制的程度和隧道的建设质量有着密不可分的联系，因此加强控制爆破施工不仅直接影响到施工安全，另外爆破工作将对工程的进度起到一定程度的制约。在工程经济效益和管理效果方面也或大或小的受到隧道爆破工作的影响。

一、控制爆破技术的概述

1、控制爆破的理论

控制爆破就是根据工程和爆破环境、规模等条件，通过各种技术，严格控制爆炸过程和对介质的破碎过程，使爆破达到预期的效果，保证爆破的方向、噪音等在合理的控制范围内，我们对这种爆破效果和爆破危害的双重控制的爆破，称之为控制爆破。

2、控制爆破技术的种类

控制爆破技术主要有：

2.1微差爆破

微差爆破就是利用毫秒延时雷管达到延时爆破的爆破技术。它的主要优点就是可以降低爆破地震效益所导致的冲击作用；实现岩石碎块的均匀度，使得爆破岩石碎片集中化，便于清理；降低爆破次数、提高爆破效果。

2.2挤压爆破

挤压爆破技术就是在爆区自由面前方人为预留岩渣，以此提高炸药能量的利用率和改变破碎质量。它的主要优点就是增加了工时的利用率，降低了爆破频率；通过挤压爆破可以使岩石在挤压过程中发生二次冲击，提高了岩石破碎率，降低了二次爆破的工作量。

2.3光面爆破

就是在开挖的岩石中保证其表面光滑而且不受明显破坏的爆破技术。光面爆破技术可以有效的保护开挖岩体的稳定性，降低施工成本。光面爆破的原理就是采取在开挖岩体表面布置密集的小直径炮眼，在这些炮眼中不耦合装药或者部分孔不装，同时起爆形成平整的光面。

2.4预裂爆破

人为开挖制造一条裂缝，这条裂缝是保留围岩与爆区的分裂线，有效的保护围岩，降低爆破地震危害的控制爆破技术。预裂爆破的炮孔直径一般越小，孔痕率就会越高，对爆破的效果就会产生巨大的影响。

3、隧道控制爆破技术的重要性

在我国经济水平不断提高的大前提下，城市的基础设施得到了不断的建设和完善，各种类型的工程建设纷纷涌现，特别是城市道路和公路工程的建设和发展势头尤为地迅猛，这些道路和公路工程的建设促进了我国交通事业的腾飞，使得我国的交通事业进入了一个新的发展阶段。众所周知，公路、铁路、地铁和轻轨等道路和公路工程的建设都伴随着地下工程和隧道工程的施工，而其地下或隧道工程在施工过程中也会伴有着开挖阶段和过程，在开挖的过程中必须运用到爆破技术，由于城市中的隧道在特点上普遍具有地表建筑物密集、埋深较浅的特点，这给其爆破施工带来了施工安全隐患，为了使隧道工程在施工上具有安全可靠性，了解和掌握隧道的控制爆破技术是必要的，只有掌握了这一技术，才能更好地保证隧道工程施工的安全可靠性，进而保障施工人员的生命财产安全不受威胁，并充分发挥隧道工程的社会效益和经济效益，从更大的方面来说，可以推动我国经济健康向上地发展，并促进我国各方面事业的可持续发展，使得我国的可持续发展战略早日实现。

二、爆破控制施工要点

1、提高钻孔技术水平

钻孔技能对隧道超欠挖作用的重要影响要素为四周炮孔的外插角、开口位置以及钻空深度。依据专业经验，不停地提高其钻孔技术水平。

2、解决好爆破技术参数的恰当匹配

从现在统计的隧道爆破手段、形式、爆炸参数研究来看。爆炸技能参数的恰当匹配是特别关键的。爆炸设计为隧道开挖的重要技术，在做爆炸设计时当参考隧道断面大小、围岩等级以及机械设备等来综合考虑。

3、地质条件是客观条件，它是获得爆破参数的基本依据

爆破设计一般是参考经验、类比和现场实验设计，但地质条件为随掘进而逐渐变化的，其中，围岩节理裂隙的变化最关键。在施工时期，参考开挖面对围岩来观测描叙，还要对围岩的节理裂隙状况作出预测，快速调整爆炸参数和施工手法或选取局部内移炮眼、局部空孔不装药、局部调整起爆顺序等措施。

4、组织管理工作的强化

完善的施工体系以及系统的质量确保质量是隧道施工的根本保障，经过全面性的管理和监督对钻爆工作以及爆炸设计予以控制，经过对有关技能人员的培训，提高质量。树立相应的职责准则，依据施工质量予以奖惩。另外，经过制定严厉的工作规章以及评价规范，对各项工作的完整状况予以查看。树立起及时的信息反馈体系，确保地道的超挖以及欠挖信息现场人员可以及时了解，用以调整施工过程或者是施工的工艺办法，最大程度的控制超挖以及欠挖值。另外，对施工地址预报予以重视，准确将未施工区域的状况及时探明，并跟着围岩条件对钻爆参数进行调整。经过合理的施工工艺以及施工办法的使用，到达预期的爆破效果。

二、隧道控制爆破技术应用

1、工程概况

某隧道位于重庆市某县某镇，隧道穿越山脉为中低山地貌，基于高石河隧道地形比较复杂，隧道开挖面积要达到100m2，因此根据施工现场的环境以及施工设备可以采取上、下台阶法开挖，选择2#的岩石乳化炸药，钻孔的直径为42mm，采取并联分段毫秒导爆管。上断面开挖44m2，下断面开挖56m2，它们都采取水平炮孔开挖方式。

2、爆破参数的确定

根据以往的工作经验以及爆破原理，本工程沟槽采取楔形沟槽法，炮孔则采取掏槽眼、辅助眼、周边眼等多种布孔的方式，并且利用不同段别的毫秒雷管实现对光面控制爆破。

3、炮孔的数量以及炮孔直径

根据工程的实际环境以及岩石的坚硬程度，并且结合爆破技术的原理，来确定在工程的掌子面确定炮孔的数量，一般我们在确定炮孔数量时选择的公式是：

根据公式我们可以准确的计算出该工程的炮孔数量应该为150个，其中

N――炮孔的数量（个）；

s――掘进断面积（m2）；

f――岩石坚固性系数

4、装药量的计算及分配。装药量的多少对爆破效果会产生重要的影响，药量不足与过多都会影响工程的质量，因此要合理的确定具体的装药容量，合理的药量要根据炸药的性能和质量等多方面进行确定，但是由于施工环境具有很多的不可计算的因素，因此我们在确定炸药容量时多根据以下公式进行计算：

Q=qV。

在公式中：

Q――爆破循环需要的炸药量；

q――爆破每立方米所需要的炸药的消耗量（kg/m3）；

V――一个循环近尺所爆落岩石的总体积，即V=IS，m3。

三、爆破施工设计

1、上台阶施工设计

炮眼布置。炮眼的布置要严格按照控制爆破震动原理进行布置，首先从距底板的50cm处开始，沿隧道的中心线两侧对称布置4对垂直楔形掏槽孔，它们的排列顺序是：头排的辅助孔与掏槽孔的距离要保持40cm，中间辅助孔的距离也为40cm，最外排的辅助孔与边墙的距离为85cm左右；在隧道的拱部布置4排崩落孔，他们之间的排距为60cm，最外层的崩落孔与隧道边界要保持65-80cm的相距距离；周边的炮孔要与开挖边界保持20cm，并且炮孔钻眼要向外倾斜5°左右，底板孔直接布置在底部边界上，并且向下倾斜10°左右进行钻孔，并且要保持孔距之间达到85cm。图1上半台阶炮示意图：

2、下台阶施工设计

炮孔布置。下断面横截面上应该布置3排主爆孔，其中3个头排爆孔的抵抗线为1.1m，随后再布置2排主爆孔，其间距为0.8m左右，并且要保证每排要布置4个炮孔，孔距的间距为1.0m，同样两侧的边墙也要布置4个周边孔，孔距为0.7m。装药结构与单孔装药量。下端面的装药结构与上断面的装药结构是相同的，除了底板孔使用单卷的重量为200g的乳化炸药外，其余都是用单卷为150g的2#的岩石炸药。各炮孔的单孔装药量。图2下半台阶炮孔示意图所示：

结束语

总之，我们在进行隧道施工前要准确的制定准确的爆破施工方案，并且准确的按照施工环境以及施工设备等计算炸药的使用量以及炮孔的布置数量以及位置等，以此实现爆破效果达到预期的目的。

参考文献

[1]吴海清.对隧道控制爆破技术问题的探讨[J].建材与装饰，2008，（1）.