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公路隧道工程的地质勘探技术研究论文

篇1:公路隧道工程的地质勘探技术研究论文

公路隧道工程的地质勘探技术研究论文

引言

公路工程的建设需要跨越自然地质条件不同的区域,若公路经过山区或者河流区域时,需要开挖山岭隧道或河底隧道。隧道的开挖技术与该地区的地质环境具有密切联系,为保障隧道工程的安全性,应对需要开挖隧道的地区进行科学的地质勘探,为公路工程的规划、设计及施工提供必要的依据和指导。

一、公路工程隧道地质勘探

(一)隧道工程地质勘探必要性

地质勘探是通过钻探、电探、震探等一系列方法对构成地质条件的各个要素进行测试的一种技术,为煤田开采、石油开采、地下工程的建设等各项工作提供必要的技术参数。隧道是在天然地层中修建的建筑物,隧道工程建设的各个环节,如位置选择、工程设计、施工技术等均与地质条件有紧密关系。以山岭隧道为例,修建山岭隧道时应对岩层地质构造、产状、裂隙发育、风化程度、地层含水量、地层温度、有害气体等各个要素进行地质勘测,以决定隧道的深度、施工工艺及施工技术。对重点隧道工程,除常规的地质勘测外,还应进行区域性的工程地质调查、测绘及试验;若地下水对隧道具有重大影响时,还应进行地下水动态观测,计算隧道涌水量。隧道工程地质勘探工作主要关注的内容为隧道围岩的稳定性、地下水对隧道的影响、地层温度的影响、有害气体的组份、隧道位置及洞口位置的确定等。

(二)隧道工程地质勘探的主要内容

1.可行性研究阶段的勘探

隧道工程的可行性勘探主要目的是了解项目所在地的地质特征、各工程方案的地质条件及其控制工程方案需要的主要地质参数,为工程的路线设计、桥位设计、方案的选择、编制可行性研究报告提供准确的数据支持。这一阶段的探测工作主要是踏勘,对多个可能方案沿路线进行实地调差,对重要工点进行必要的勘探,大致探明地质情况即可。一般需要进行勘探的工点有大桥、隧道、不良地段等。

2.初步勘探阶段

初勘阶段一般以物探为主,物探的测区一般在测绘范围以内,当对物探解释有重要的对比价值或参考价值时,可进行勘测追踪,扩大测绘范围。在测量范围内,应按照物探方法,结合地形条件,对测线的方向、间距、测点的疏密、激发点与接收点的.距离及布置形式进行设定。物探方法较多,对隧道工程进行物探时,可根据隧道深埋和下伏岩体特性,选择合适的物探方法。电火花法、声脉冲轰震器、旁侧扫描声纳可用于水下隧道地质勘探;高分辨率反射法可用于深埋隧道的勘探;磁力、重力测量法则适用于矿体、煤层、采空区、溶洞、断裂等特殊构造的勘探。分离式隧道一般沿隧道轴线纵向布置2-3条物探测线,两洞口横向测线可布置2条,根据隧道长度、地质条件确定测线长度和测点间距;整体式隧道可适当增加纵向和横向测线。地质体或构造类型不同时,应设计2-3条物探测线穿过,每条测线的测点应在3各以上,若地质条件复杂时,可酌情增加测点数目。

3.详细勘探阶段

详细勘探主要是进一步探测初步勘探阶段未查明的地质问题,为后续工程的设计及施工提供必要的补充和校核,这一阶段探测技术仍以物探为主,具体选择方法可根据隧道所在地区的地形、地质条件决定。对山区岩质隧道进行探测时,应先进行地震勘探。进行地震勘探时,可沿隧道轴线布置一条以上的地震测线,以10-20m为间距设置测试点;若在测试过程中发现地质构造,可将测试点数据布置密度增加;两洞口布置横测线,测点距离设置为5m;若在洞口或洞身发现溶洞或其他构造破碎带,可根据具体情况适当增加横测线或测试点。公路为上下行时,对于地质条件简单、岩性单一、无地质构造的短小隧道可作为一条隧道,组织勘探工作外,其余均应作为两条隧道进行单独勘探。勘探方法如下:用声波法对岩体的弹性纵波波速和横向波速进行同时测定,用于计算岩体的弹性特征值;测试岩石试件的弹性波速,以计算岩体的完整性,从而判定围岩的破碎程度;在进行地震勘探时,若发现明显的地质构造或溶洞时,可利用其他方法进行再次勘探,以供验证;采用电探时,可沿隧道轴线设三条测试线,其中两侧的测试线与主测线的间隔距离为20m,测点间距为20m;洞口设置横测线,间距为10-30m;对水下地质进行物探时,应根据水域的水底地形、水体流苏、水体深度等情况决定物探方法的选取,一般可采用多种方法进行综合探测,勘探主线至少为2条,横测线可根据水流方向布设,至少为3天,测点间距应小于陆上物探测点间距。

二、隧道工程地质勘探测试项目

隧道工程地质勘探测试项目主要包括地应力、岩土力学、水文地质、水质分析以及其他综合测试。地应力测试方法多采用水力压裂法,其他方法可作为辅助方法。岩体内部应力状态存在一定的差异性,可利用应力试验,并结合岩体组份的分析及构造分析,对岩体的主应力方向进行确定,岩土的力学试验常用测定标准为《公路工程地质勘察规范》;隧道工程在建设过程中,需要大量的钻探操作,地质勘探孔的设定应考虑水文地质试验孔的设定情况,地质勘探孔终孔可作为后期的水文地质试验的观测孔,若发现钻探孔终孔含有大量地下水,应考虑进行专业的水文地质勘探,以获得水文地质参数。对隧道内的主要含水层取样进行水质分析,看是否满足生活、工程、消防用水的要求,一般测试样品为1-3组。综合测井是配合钻孔,利用声波测井和放射测井的方法,从多个方面获得隧道围岩工程所需的地质、水文等各项参数。

三、总结语

公路隧道工程的施工需要科学的地质勘探,这是为后期工程的设计、施工、运行提供的基础保障。在实际的勘探过程中,应根据具体的地质情况进行勘探方法的选择及变通,确保勘探数据的准确性及有效性。

篇2:公路涵洞及隧道工程施工技术研究论文

公路涵洞及隧道工程施工技术研究论文

1、工程概括

赤水至望谟高速公路黔西至织金段项目主要工程量如下:路基土石方776万m3,路基填筑578万m3,防护及排水工程31.37万m3,涵洞及通道4014.99m/124道,分离式隧道2890m/3座,互通式立体交叉3处,中、小桥662.249m/17座,大桥2567m/8座,特大桥2511.66m/2座(钢构、斜拉桥),沥青混凝土路面75.9万m2。由上可知,工程量较大,并且涉及到的桥梁涵洞工程较大,因此必须要加强对桥梁涵洞工程施工技术的重视,提高工程质量。

2、涵洞施工技术问题

2.1盖板预制及安装

在赤水至望谟高速公路黔西至织金段项目中,公路盖板涵工程在具体施工中,盖板顶层覆土较厚,若在具体施工中,有重型车辆通过,在盖板上容易出现裂缝,最终将会对工程的质量造成不良影响。在预制盖板过程中,在加工主要受力钢筋时,端头的长度和角度都会对其造成一定影响。安装盖板时,底板隔离需要深入到混凝土中,从而最大长度降低钢筋与混凝土自两者之间的摩擦力,进一步降低主要受力钢筋与混凝土之间的摩擦力。

2.2台背填土施工

台背回填是公路涵洞施工中质量控制作为薄弱的一个环节,在具体施工中,如果没有采取合理的措施对施工内容进行处理,导致回填处出现大范围沉降,将会引发严重的路基病害。例如,“吊车”、路面破坏、路基沉陷等。在具体施工过程中,引起台背填土不合理的原因主要有以下几点:

(1)原地面上的台背回填宽度并没有达到台高的两倍,回填材料与填筑材料压缩模量相比,存在较大的差异性。

(2)在回填过程中,分层填筑厚度与规定范围相比超出了标准值,同时由于回填材料的质量存在问题,导致施工中,压实程度无法满足相应的规定要求。

(3)压重时间不足,将会降低路面稳定性,通车之后有可能会导致沉降情况的发生,影响工程后期的使用效果,并且缩短工程的使用寿命。

3、解决涵洞施工的技术问题

3.1盖板涵施工的合理性

盖板涵施工的流程见图1盖板涵的具体施工如下:

(1)严格依据施工图纸进行基础定位防线,依据工程的实际情况完成对中线、变现、标高的确定。

(2)基坑开挖,严格的依据技术交底、安全进行。如果在基坑开挖过程中采取人工的方式开挖深沟,在对施工环境检后,确认地线无管线后,可以利用挖掘机进行开挖工作,在具体施工过程中要避免超挖现象的出现,同时要确保边坡的`准确性,针对施工中深度超过4m的盖板箱涵基坑,针对边坡需要利用塑料薄膜完成相应的防护。在利用机械开挖接近设计的边坡边界或坑底标高时,应当预留30.0cm的厚度层,采用人工配合的方式进行开挖。堆到基槽边200cm外,需要施工人员注意的是,高度要低于150cm。在工程施工中,做好对支撑和边坡的检查控制工作,施工中所使用的车辆的行走需要远离边坑,避免对工程的质量造成不良影响。

(3)基坑休整。在挖好基坑后,需要对基坑进行休整与抄平处理。

3.2台背回填技术

涵洞工程中,在具体施工中针对量测均匀的涵台的锥坡和台背进行填土作业时,作业运输机械的选择要依据填土的具体厚度而定。如果涵顶填土厚度不大于50cm,在施工中不得应用施工机械或重型车辆,涵顶厚度接近100cm时,不得利用大型机械施工,同时也不得有大型机械行驶,以上内容都是台背回填过程红必须要主要的内容,在赤水至望谟高速公路黔西至织金段项目中施工中,加强对以上内容的注意,可以明显发现工程的质量与类似工程相比有所提高,由此可见注重以上内容对于公路涵洞工程的质量来说意义重大。此外,在台背回填压实过程中,对回台背填料进行分层摊铺,从而确保压实工作能够得到标准。在本次工程具体施工中,当填至设计标准时,继续填,直到超过设计标准20cm后,在进行压实工作,强制沉降回填料。此外,应当在施工情况允许下,尽量延长压重时间,避免通车后发生大幅度沉降,影响工程的后期施工。此外,在涵洞施工过程中还需要做好沉降缝的设置。在具体施工过程中,要依据相关的设计要求,在箱涵涵身中,每隔约9m设施变形缝,但凡是地基填挖交接以及地基土质出现变化时,都需要设置相应的变形缝,一般情况下,变形缝的宽度应当控制在2~3cm。在变形缝内侧镶嵌经受油浸的软木板,厚度通常为2cm,在外层填塞止水密封膏。在具体施工过程中,为了确保整个变形缝不仅呈竖直情况,而且都处于同一平面上,因此立模堵头出必须坚固、稳定,沉降缝的布置见图2。

4、隧道施工技术

结合赤水至望谟高速公路黔西至织金段项目的具体施工情况,对隧道施工技术进行总结,具体内容如下。

4.1明洞施工

在具体施工前,需要做好测绘放样工作,要控制好基槽挖掘力度。在洞挖处,在具体施工过程中可以应用敞口放坡法。对于承载力基底物探工作开展中,对基底的探测可以通过地质雷达进行,同时在对地基进行承载力实验过程中可以利用重型动力触探仪完成[4]。在确定基地承载力能够满足具体的设计要求后,要及时完成仰拱混凝土的浇筑工作,从而确保整个工程的质量能够满足标准,延长工程的施工寿命。

4.2钢支撑技术

在隧道施工过程中,要对工程施工中存在的断面情况进行认真检测。检测挖掘平面的具体情况,如果在具体施工过程中出现了挖掘力度未达到施工标准或过度挖掘的情况,需要对挖掘平面进行再一次处理,从而确保证挖掘面的质量能够得到标准。通过检测在确定挖掘面符合要求后,要尽早完成混凝土的喷射工作,与此同时还需要对钢架的方位进行明确,为日后施工的开展提供强有力的数据支持,促进我国公路隧道工程行业的发展。

5、结语

公路涵洞及隧道工程施工中,应用良好的施工技术对于确保工程的整体质量有着重要意义。因此,在具体施工中不仅要掌握国家对于工程的规范和具体要求,而且还需要在工程实践中不断的对工程施工中涉及到的经验进行积累,从而不断使工程的质量能够得到提高。与此同时,在工程施工的各个环节,需要施工人员的共同努力,从而使公路涵洞及隧道工程的质量能够得到提升,实现社会效益和经济效益的双赢。

篇3:公路桥梁涵洞隧道施工技术研究论文

公路桥梁涵洞隧道施工技术研究论文

摘要:着我国基础设施的普及,交通领域特随之迅速发展,国家对公路桥梁涵洞隧道工程的施工也相应提高了要求,并制定相应的施工标准规范。在公路桥梁涵洞隧道工程的具体施工中,受到许多复杂因素的影响,存在着诸多的质量问题。本文主要就公路桥梁涵洞隧道工程施工的控制和注意事项等进行详细探究,然后对公路桥梁涵洞隧道工程的施工技术应用进行分析,希望通过此次理论研究,能对实际施工水平的提高起到一定的促进作用。

关键词:公路桥梁 涵洞隧道 技术应用

公路桥梁涵洞隧道工程的施工中,会涉及到诸多的应用技术,对这些技术科学的使用,保障工程施工的质量就显得比较重要。工程中,涵洞和公路桥梁的作用是相同的,在施工中就要能从细节出发,在施工技术的应用方面加强重视,通过强化公路桥梁涵洞隧道的施工技术应用研究,对实际工程施工就有着积极意义。

1.公路桥梁涵洞隧道工程施工病害控制和注意事项

1.1公路桥梁涵洞隧道工程施工病害控制

公路桥梁涵洞隧道工程的施工中,会受到诸多层面的因素影响,在施工中存在诸多的质量问题,对此就要能结合实际的病害质量问题,加以针对性的解决。在对公路桥梁涵洞隧道的结构设计过程中,要结合水文资料进行详细的计算,对涵洞的宣泄能力要加强,使得洪水的排泄正常进行。实际的工程施工设计过程中,在结构设计方面还存在着诸多的问题,结构设计没有满足实际的应用标准[1]。在结构设计中,就要按照经验对孔径和形式进行选择,在纵向连接构造方面得以充分重视,不能产生锚口以及沉陷。可通过钢筋混凝土板代替浆砌块石。结合基础抗滑动力作为控制数据,采用简易有效的铺砌方法进行防护。公路桥梁涵洞隧道工程病害控制方面中,对新材料和工艺的应用是比较重要的。

可通过耐磨以及抗压橡胶填塞管节接口的缝隙,对缝隙的密实度要能对保证。这是对工程施工中的裂缝病害控制的重要方法。或者是采用涂玻璃纤维布防水层和钢纤维混凝土保护层这些新材料加以应用,在对这一方法的应用下延伸性能比较好,也有着良好的防水性,对裂缝质量病害也能得到有效控制。

1.2公路桥梁涵洞隧道工程施工注意事项

公路桥梁涵洞隧道工程的施工过程中,要充分注重几个重要的事项,在对工程施工的.设计方案审查方面要加强重视。具体的工程施工中,都要能够和设计方案相结合,保障施工技术手段和设计方案的需求能得到紧密的结合,保障设计方案的有效落实,在对设计方案的审查工作方面要加强重视。

设计方案要和实际的施工状况紧密结合,能充分了解设计方案落实中的一些阻碍因素,针对性的进行解决,保障施工技术的应用效率。公路桥梁涵洞隧道工程施工中,对施工人员的审查工作要得以落实,施工中对各种施工技术手段的应用要加强[2]。在施工人员的审查控制等层面强化实施,保障施工技术人员的施工技术和实际工程的施工要求相契合,对施工技术手段的应用可靠性要能保证。

在施工人员的入场方面加强资质审查的力度,对施工人员的高素质以及能力要能保证,避免存在不合格得人员进入到工程施工场地当中。另外,公路桥梁涵洞隧道的工程施工过程中,在施工质量验收等工作环节要加强重视。为能有效保障施工技术的良好应用,发挥其积极作用,就要在施工后的质量验收工作层面加强重视,对技术应用的效果能及时了解,发现质量问题及时的汇报以及解决,避免造成严重的问题影响。

2.公路桥梁涵洞隧道工程施工技术应用方法

第一,公路桥梁涵洞隧道测量放线技术应用。公路桥梁涵洞隧道工程的施工中,会应用到诸多的技术,其中测量放线技术就是比较基础性的应用技术。公路桥梁涵洞隧道工程的施工中,保障前期测量放线的准确性,对施工质量才能得以保证。测量放线技术的应用,不只是要选择合理测量设备加以应用,其中有全站仪和自动安平水准仪等测量设备仪器,在具体的测量放线工作中,选择合适的技术加以应用,保障测量放线的准确性,把握好放线的要点内容,只有在这些基础层面得到了加强,才能真正有助于工程施工的质量保障。

第二,公路桥梁涵洞隧道钢筋绑扎处理技术应用。实际的工程施工过程中,对钢筋材料的应用是较为关键的,这也是施工的重点内容。钢筋材料的应用要进行绑扎处理,对钢筋材料的选择也是比较重要的,保障钢筋材料的性能,可通过相应的试验检测来保障钢筋材料的质量。钢筋的绑扎处理过程中,需要进行焊接,这就需要专业人员进行操作,对焊接的环境有效控制,最大化的降低对钢筋焊接的缺陷几率[3]。在对钢筋绑扎的整体结构得到了有效提高后,就能进行下一步的实施。

第三,公路桥梁涵洞隧道基础施工技术应用。公路桥梁涵洞隧道工程的具体施工当中,在基础施工技术的应用方面是比较重要的,这也是对整个工程质量有着直接影响的环节。所以在这一施工中,就要充分重视基础的稳定性。在基础施工中所涉及到的应用技术比较多,在基础结构的开挖方面是施工要点,要保证开挖和实际设计的要求能紧密结合,对开挖的准确性和可靠性得意保证。施工中也要能在地基的结构方面充分重视其承载力,保障基础的安全稳定性能满足实际的工程施工需要。

第四,公路桥梁涵洞隧道混凝土施工技术应用。公路桥梁涵洞隧道工程的施工过程中,对混凝土施工技术的应用是比较关键的,这也是工程施工中必要的应用技术。在混凝土施工中,对混凝土材料的质量控制,以及施工工序的控制等要充分重视,加强质量的审查力度。在对混凝土的浇筑施工方面,注重浇筑的连续性,避免对工程的结构安全稳定造成影响。混凝土施工的养护处理方面也要充分重视,对混凝土施工的养护周期合理控制,避免出现混凝土裂缝质量问题。第五,公路桥梁涵洞隧道模板施工技术应用。具体工程施工当中,在模板施工技术的应用层面也比较重要,要结合模板的材料加以处理,对其稳定性效果要能得意呈现。在模板施工技术中对脚手架和定型钢模的实际应用要加强重视,做好质量审查的工作,对模板的材料和规格尺寸的把握要严格。

在模板的安装应用施工中,可通过合理技术手段实施,如模板吊车吊装,在施工中对精确性要保证,如此就能提高模板施工的质量水平。公路桥梁涵洞隧道工程施工案例:某公路桥梁涵洞隧道工程施工中项目起点与某大道平交,终点桩号ZK15+886.095。全长约1.8km。设有圆管涵88m/4道、箱涵117m/2道、圆管涵倒虹吸62m/1道钢筋混凝土箱涵,本箱涵为过水涵;洞与线路交角90°,涵洞墙身长69m,每隔7—10m设一道沉降缝,进出口形式均为一字进出口。洞身净高3m。洞口采用C30混凝土,洞身垫层采用碎石垫层,洞身采用C30混凝土,基础采用C20混凝土。洞口一字墙采用M7.5浆砌片石砌筑。如在进行混凝土的基础施工过程中,采用商混凝土加以应用,用罐车进行运输,并在途中不断的搅动。在混凝土的浇筑中插入振动器振捣密实。在混凝土的强度达到了2.5MPa之后进行拆模。通过混凝土的基础科学施工方法的应用,就能保障施工的质量。

3.结语

综上所述,公路桥梁涵洞隧道的工程施工过程中,采用科学的方法加以应用,对每个施工环节的质量控制加强重视,就能提高工程施工的效率。通过加强对公路桥梁涵洞隧道工程的理论研究,希望能对实际的工程施工有一定启示作用,从而促进实际施工质量的提升。

参考文献

[1]赵庆湖.浅谈高速公路隧道施工技术要求[J].江西建材.(19)

[2]周金邦.高速公路瓦斯隧道的施工技术探析[J].交通建设与管理.2015(06)

[3]张强.隧道工程施工控制要点分析[J].黑龙江交通科技.(11)

公路隧道工程的地质勘探技术研究论文

篇4:公路隧道工程的研究论文

关于公路隧道工程的研究论文

一、公路隧道常见的质量问题

(1)隧道水害。在公路隧道所出现的一系列质量问题中,隧道渗漏水所造成的危害尤为普遍。隧道水害不仅增加隧道内湿度,降低路面抗滑性能,造成电路短路等

事故,危及运营安全,而且还易引起其他病害。由于隧道渗漏水、积水,将会造成衬砌开裂或使原有裂缝发展变大,加重衬砌裂损;当地下水有侵蚀性时,会使衬砌混凝土遭受侵蚀,并且随着渗漏水的不断发展,侵蚀程度日益加重;在寒冷地区,水是影响隧道围岩冻胀的重要因素,水害严重必然导致冻害严重[1-3]。

(2)衬砌缺陷。衬砌缺陷主要是因为衬砌空洞、厚度、强度、密实度等原因造成的衬砌变形、衬砌移动及衬砌开裂等。作用在隧道衬砌结构上的压力,与隧道围岩的性质、地应力的大小以及施工方法等因素有关。由于受技术和资金条件的限制,一些因素在设计前是难以确定的,所以在隧道衬砌结构设计中常带有一定的盲目性,导致结构强度不够或与围岩压力不协调,造成衬砌结构开裂、破坏。然而,工程上出现的衬砌开裂更多的则是由于施工管理不当(衬砌厚度不足、混凝土强度不够等)造成的。

(3)净空受侵或轴线偏位。因模板强度、刚度不足而出现跑模,或因测量误差过大,出现模板定位偏差过大,都有可能导致隧道净空甚至建筑限界受侵或者出现隧道整体轴线偏位。也有因对已建成隧道的衬砌质量缺陷进行套拱处理而出现限界受侵的情况。

(4)通风不畅。所有的公路隧道均需要通风,不管是自然通风还是人工通风。事实上,当前国内相当数量的公路隧道尤其是中长隧道,通风设施常常形同虚设,一般不开启(多数是为节省运营费用),造成洞内运营环境污浊。而且,国内公路隧道通风设计主要依据现行《公路隧道通风照明设计规范》[4],其中对运营通风之规定应该说较为详尽,但火灾通风仍需进一步探讨从而以规范形式予以认定。

(5)照明不良。我国公路隧道设计虽然都考虑了照明,但迫于运营维护成本的压力,许多隧道有灯具而未照明,而且这种现象相当普遍,甚至某些长度不短的公路隧道根本就没有安装照明灯具。事实上,国内现行相关设计标准及国外一些国家设计标准都规定长度大于100m的公路隧道应设照明。

(6)监控不力。监控包含有施工期间的监控和运营期间的监控。目前对这两方面的监控工作都不同程度存在着一些问题。我国在多座隧道中进行了成套技术的引进,但效果并不甚理想。

二、公路隧道质量检测评价体系的建立

2.1 建立公路隧道质量检测评价体系的原则

(1)系统性。高速公路隧道交通环境评价是一个涵盖多因素、多目标的复杂系统,评价指标体系应力求全面反映各隧道的综合情况,既能反映交通流运行状况,又能正确反映交通流与通风、照明等机电设施的关联特性,以保证评价的全面性和可靠性。

(2)科学性。评价指标体系一定要建立在科学的基础上,指标概念必须明确,并能客观、真实、合理地反映隧道运行环境的内涵。

(3)实用性。评价指标体系应当层次清晰、指标精炼、方法简捷,使之具有实际应用和推广价值。同时,选取的评价指标要有可操作性,指标含义明确易于被理解,指标量化所需资料收集方便,能够用现有方法和模型求解。

(4)独立性。高速公路隧道运行环境评价的'指标与指标之间应是相互补充、相互协调的,充分考虑指标之间的相关性,避免指标之间的重复与冲突,实现指标体系的最优化。

2.2 施工质量评价指标的依据

目前,我国在对工程质量评价中,没有统一的评价标准,没有形成一致的评价指标体系,已有的规范只是通过隧道影响因素分析,在初选的隧道交通工程运行指标中,先通过德尔菲法确定重要指标,剔除一些对评价结果无关紧要的指标,再通过指标之间的关联性进行筛选,筛选出主要影响因素,使之条理化形成一套指标体系。针对当前公路隧道建设质量保证体系的缺乏,以及解决此问题的迫切性,笔者在综合我国公路隧道已有建设经验及相关教训的基础上,结合我国国情,通过对公路隧道建筑材料、施工过程及竣工验收各阶段检测内容、检测方法、质量指标的研究,力图建立公路隧道建设质量保证体系的基本框架并将其程序化。相信此研究对推动我国公路隧道建设质量保证体系的统一化、标准化和信息化,从而总体提升我国公路隧道的建设质量,防止和杜绝本不应该出现的质量问题或质量隐患会起到一定作用。

篇5:隧道工程论文

关于隧道工程论文

一、隧道工程防水设计

第一,增加机械保护装置。可以在防水板的内侧或者隧道的边墙,增加机械保护装置。当然,首先要保证这种材料的耐高温、耐穿透能力,如果具备这两方面的能力,可以保证在钢筋操作的过程中,防水板不至于受到损坏,同时还可以减轻防水板的检修负担,使检修引起的防水薄弱环节能够进一步减少。第二,要在中心增加排水盲管。为了使底部富水盲区的水得到降低,可以在底部增加纵向以及环向的排水盲管,采用这种设计,可以避免隧道底部的基石长时间被泡在水里,避免基岩出现翻浆、软化等现象,可以把隧道底部的积水进行排除,避免隧道出现翻浆冒泥或者出现断板的现象。第三,及时进行维护。如果隧道不会有地下水的腐蚀、不会出现冰冻现象,可以对防水板进行调整,可以在二衬的内壁铺设防水板,之所以采用这种设计,目的是便于对防水层进行修理、维护。不过,需要注意的是,在设计时一定要考虑外观、环境等各个方面的因素。第四,延长防水板老化的时间。隧道施工时,材料发生老化是不以人的意志为转移的,因此,要延长材料老化的时间,尽量使防水材料和衬砌混凝土老化的时间保持一致,如此,不仅可以提高隧道工程的施工质量,更能延长隧道的使用年限。第五,加强防水能力。在一般情况下,进行分区防水,是把固定地点的水进行归拢在规定的范围之内,这样,一个区域的防水系统出现问题,不仅会对本区域造成影响,甚至会影响到其他的防水区域,这样会使得出水的`具体位置无法得到判断,因此,当要进行水害处理时,会面临很大的困难。解决这一问题可以在防水系统设置之前,在端头的位置,在一定的距离内设置上环向的防水板,可以把一端连接在系统的防水板之上,而另外一端则处于混凝土里面,同时,在混凝土的两边,可以设置膨胀式的止水条,使端头的防水能力得到加强。

二、隧道工程防水设计质量控制

2.1防水板质量控制

隧道防水设施中,防水是一个很关键的步骤,防水质量会对隧道工程产生直接的影响,所以,一定要做好防水板的质量控制。具体要注意以下几点:第一,设置好防水板。隧道要放置防水板之前,要对岩石的表面喷射混凝土,一般来说,在喷射之后是不平整的,甚至有的地方还会出现歪斜,因此,要先把这些问题处理好,不然,就无法继续进行防水板的设置。即便有时候进行强行放置,也会对防水板的防水质量造成一定的影响,使防水板的防水功能无法得到正常地发挥。因此,防水板在放置之前,首先要对表面进行处理,对于突出的钢筋,更要进行及时地处理,在处理结束之后,再对隧道的表面进行喷射。第二,注重防水板的张挂。在张挂防水板时,一般是采用射钉枪把钉子钉在岩石表面上,不过,在真正进行施工时,由于喷射面很薄弱,或者是因为喷射面不够均匀,使得钉子要钉入时很困难,甚至会进行反弹,对人的生命造成威胁。如果在钉钉子时,钉帽会被弹掉,剩下的钉子又露在外面,尖锐的钉子会破坏防水板,使防水板发挥不出作用。因此,在实际操作时,一般都是先进行打眼,然后以木螺钉来进行代替,把防水板固定在岩石表面上,采用这种方法不仅会节约到成本,还能使施工的安全性得到增强,使防水板能够牢固地悬挂。

2.2保证喷射出的混凝土的质量

混凝土在喷射时,会受到各种因素的影响,因此,为了使材料的防水能力得到有效保证,在进行混凝土喷射时,要注意以下几个问题:第一,在进行喷射之前,首先要对岩石周围的表面进行相关处理。第二,需要喷射的地方如果有出现孔洞,那么,这些孔洞同样要进行喷射。第三,要对突出的钢筋进行处理。在进行喷射之前,岩石周围突出的钢筋要进行及时处理,喷射之后,如果还发现钢筋会突出来,那么,还需要再处理一次,然后再喷射一层混凝土,使钢筋不会露出来。第四,混凝土表面如果喷射结束,更要定期进行保湿、维护,避免混凝土的表面出现干裂,造成裂缝的发生。第五,在搅拌混凝土时,可以在混凝土里面加入一些材料,使材料自身的防水能力得到有效提高。

2.3要遵循防水板的施工顺序

当要进行防水板的张挂时,应该遵循一定的施工原则,一般是遵循由下到上的顺序来进行。首先,要先确定好相关位置,然后再进行相应的连接。这里所说的由下至上的原则,是指当要对防水板进行张挂时,首先要从隧道两边的下面部分开始,再到上面进行张挂,最后在隧道的顶部进行相联合。所谓的先试铺确定位置,是指当要张挂防水板的时候,首先要把防水板露出一部分,当试铺的位置定下来之后,再全部打开防水板,最后再张挂防水板。当要对防水板进行大面积张挂时,一定要避免使防水板出现褶皱现象,出现有缝隙的地方,则要全部接上去。同时,当要购买防水板时,要记得多买一部分,多买这部分是因为,在进行衬砌浇筑的时候,担心万一会出现膨胀现象,会导致防水板的长度不够,因此,多出一点可以有膨胀的空间,利于防水板的悬挂,免得在悬挂时出现膨胀,导致防水板长度不够,给工程的施工带来麻烦。

三、结语

总而言之,隧道工程在进行设计施工时,一定要做好防水设计,使隧道工程的质量可靠进行。对于经常出现的防水设计相关问题,要进行相应的总结,并且寻求解决的措施,以使隧道工程的质量得到保证。

篇6:隧道工程论文

摘要:在进行深埋隧道工程施工过程中,由于洞程较长,洞深埋设较大,地质条件较复杂,在施工时,如果处理措施不当会出现高地温、岩爆、高压涌水等问题。鉴于此,以实际工程为例,对深埋隧道工程主要存在的灾害地质问题进行了分析和探讨,保证了施工的顺利进行,以期为类似工程提供参考与借鉴。

关键词:深埋隧道工程;灾害地质;高压涌水

1工程概况

太行山高速公路邯郸东坡隧道位于武安市岭底村南、七水岭村东、涉县东坡村东北处。隧道为分离式特长隧道,隧道工程总施工长度为3134m。左幅为ZK38+624~ZK41+740,长3116;右幅为K38+642~K41+776。最大埋深为176m。本文以此工程为例,对深埋隧道工程主要灾害地质问题进行分析和探讨。

2深埋隧道中的高地温难题

深埋地下隧道的工程中,地质问题是需要进行探索和研究的关键领域,最先要通过预测天然地温,一旦地温超过30℃一般将其称之为高地温。高地温不仅会恶化深埋隧道作业的环境,还会严重降低工人的劳动生产率,甚至会对现场施工人员的生命造成极大危害。此外,对深埋隧道施工材料选取的难度也相应增加[1]。然而,地温值是随着地下工程埋深在不断变化的,但地下工程的最大埋深和地温值的增加关系不是呈线性的,因为造成这种深埋隧道中的高地温问题的原因主要是地下水活动以及近期岩浆活动中放射性生热元素含量较高等。

3深埋隧道与岩爆的高地应力问题

在深埋地下隧道的工程中,其中一个突出的地质难题就是岩爆问题。地下隧道工程埋得越深,其地应力就会越高。深埋隧道工程和近地表工程的不同之处除了具有较高的水平构造应力外,最主要取决于围岩出现的高地应力。它不仅在硐侧壁引起高压应力,还导致硐顶部出现高拉应力,这样会导致硐室围岩不稳定,埋下隐患。由于高地应力的存在,一些黏性土含量较高,而硬岩含量较低的围岩就会产生被塑性挤出的可能。高地应力不断释放,地下隧洞就会发生变形,往往会出现隧洞短时间内突然变小的异常现象。就好比从掌子面距离正洞30m开始,洞身变形的长度有40m,起初的支架保护结构破坏就会非常严重,通过测量计算,隧洞拱顶的下沉在10~20cm之间,隧洞的拱脚和边墙也出现不同程度的挤压和移位,甚至还有混凝土开裂的情况[2]。这时就需设计一套科学有效、刚柔结合、综合治理的施工方案。为克制高地应力,考虑使用约1万根超长锚杆,要求总长超过11×104m,把地下隧洞中的断面改成环形成拱,做到先柔后刚、先放后抗的设计要求。岩爆受影响的原因有地震爆破,也有相邻岩爆或机械等外因动力的振动,但其中影响岩爆的最基本原因是岩石的结构特征。经过大量的数据分析发现,岩石颗粒排列呈定向排列还是随机排列,岩石是胶结连接还是结晶连接,是钙质胶结还是硅质胶结,这最终关系着岩爆烈度的强弱。例如:(1)随机排列的花岗岩、闪长岩等岩石的岩爆烈度,会比片麻岩、花岗片麻岩、糜棱岩等具有定向排列的围岩颗粒更强一些;(2)结晶连接的深层岩浆岩石中的岩爆烈度比胶结连接的沉积岩强;(3)具有硅质胶结岩石的天生桥二级水电站引水隧洞比关村坝的隧道中钙质胶结岩石的爆烈度强。

4深埋隧道中的高压涌水难题

深埋地下隧道的施工过程中,除了高地温以外,涌水问题也成为隧道运营中亟待解决的又一难题。由于地质条件复杂,隧道通过的地段会挖掘出很多水流量大的地质单元,一般就会出现涌水量大或水头压力高的情况。地下水水压在深部岩体中极高时,就会导致岩体水力劈裂。这就说明在高水头压力的作用下,在岩体的突水点附近,岩体断续裂隙、裂缝是朝着某个方向的,受网状交织的构造裂隙影响,经过融合后发生扩展的裂隙、空隙最终张裂开来。随着隧道深部岩体涌水量越来越大,地下水水压越来越高,会导致深埋隧道工程围岩水力劈裂。一旦出现水力劈裂的情况,就会迅速连通裂隙,空隙的张裂程度就会越来越大,涌水的渗透力会越来越强。再加上动水压力的影响,裂隙会再扩展,而使在裂隙面上的充填物发生剪切变形和位移。不论是在深埋隧道工程中还是在浅埋隧道中,容易发生的地质灾害主要表现为断层破碎带,岩体不整合接触面和结构不利组合段造成的塌方、地震,还有瓦斯爆炸、有害气体以及溶岩塌陷、泥屑流等[3]。其中,瓦斯爆炸主要指甲烷CH4在相对封闭的煤系构造地层中,由冲击波的产生、剧烈的氧化作用而导致的爆破,其灾害性极强。

5基岩裂隙水

5.1基岩裂隙水的含义

只有储存在坚硬岩石裂隙中的非可溶性地下水,才被统一归纳在基岩裂隙水的传统范畴中,根据含水介质的基础特征,可以将地下水分为空隙、裂隙、岩溶3种,但并非在地下水、岩石以及岩石中的空隙这3者之中产生对应关系。贮水空隙系统具有双重空隙介质,在地下水勘探中,关于贮水空隙类型还探索到了新的领域。基岩裂隙水主要存在于受符合地质构造条件的属坚硬或半坚硬的岩石所控制的以裂隙为主的贮水空间,是具有运动、富集规律的地下水。不管是溶蚀裂隙地下水在可溶性岩石中的部分,还是孔隙裂隙水中的半坚硬岩石,都属于基岩裂隙水,而它与其他类型地下水的基本区别,关键在于是不是受地质构造因素的严格控制。岩石含水的裂隙有成岩裂、构造裂和风化裂,主要是依照它的成因来划分的。如果非要与风化裂隙水和成岩裂隙水作比较,那么水源集中、水量较大的必定是构造裂隙。

5.2基岩裂隙水的特点

由于主控因素作用,不同的蓄水构造中分布、富集基岩裂隙水的基本规律和决定主控的因素也基本相同,具有独特的分布和运动规律。我国基岩裂隙水富集的基本特色理论就是蓄水构造系统,其主要特点如下。(1)基岩裂隙水具有复杂多样的埋藏和分布形态。将储存、运移基岩裂隙水的空间和通道,叫做岩石裂隙。基岩裂隙的大小和基岩裂隙的形状,以及控制埋藏和分布裂隙发育带的产状,都是受地质构造、地层岩性、地貌条件等影响的。埋藏、分布不均匀的基岩裂隙水,大多具有不规则的含水层、多种多样形态、分布呈带状的特点[4]。比如用脆性和塑性这两种地层做比较,会产生较强的赋水性。若裂隙发育在褶皱构造中,像褶皱轴、转折、背斜倾伏等处,富水段的形成就会比较容易,而压性断裂破碎带中的赋水性是比较差的。(2)复杂的基岩裂隙水中,由于储存空间中不均匀的介质,埋深程度不同的同一含水层,其地下水的运动状态也各有不同。对于岩石中所要形成和分布的空隙,最基础的因素是地质构造,主要表现在:岩石裂隙的发育和裂隙水的储存都是受地质构造和地层岩性所影响,其中,基岩裂隙水的运动规律也被地质构造所牵制。由于地下水面的不同,即便是在基岩相同的裂缝水中,也是有时而出现无压水,时而出现承压水的情况[5]。层流、管道流、紊流、明渠流水是在岩石裂隙、溶洞的特殊形态作用下形成水运动的不同状态,因此,基岩裂隙水的不均一性以及强烈的方向感,是导致裂隙岩体的透水复杂多样、不具有规律性的根本原因。

6结论

在深埋地下隧道的工程中,比较突出的几大地质难题包括高地应力及岩爆问题、高压涌水突水问题、高地温问题等。此外,还有像地震震害、瓦斯有害气体爆炸以及涌水突泥、围岩塌方、岩溶塌陷、泥屑流等。于是,在这个复杂的、系统的深埋隧道工程中,关于灾害地质的研究,对隧道工程能否顺利开展是关键的一步,在隧道工程施工前应按照隧道工程的各方面具体情况,采取有效、有针对性的防御措施。

参考文献:

[1]重庆交通科研设计院.公路隧道设计规范:JTGD70—[S].北京:人民交通出版社,2004.

[2]上海市隧道工程轨道交通设计研究院,清华大学.隧道工程防水技术规范:CECS370—[S].北京:中国计划出版社,2014

[3]孙赤.锦屏二级深埋隧道大理岩段突水破坏机理研究[D].成都:成都理工大学,2014.

[4]王洪新.土压平衡盾构刀盘开口率选型及其对地层适应性研究[J].土木工程学报,(3):88-92.

[5]武力,屈福政,孙伟,等.基于离散元的土压平衡盾构密封舱压力分析[J].岩土工程学报,2010,32(1):18-23.

篇7:隧道工程论文

高速公路隧道机电消防系统对于整个高速公路的正常运行有着非常重要的意义,一旦隧道机电消防系统出现问题,很可能造成火灾隐患等,影响高速公路上的行人和财产安全,因此,在高速公路快速发展的社会背景之下,我们一定要对高速公路隧道机电消防系统工程予以足够的重视,通过其具体实现等来确立相关的工程建设标准,最终达到促进高速公路隧道工程科学建设、安全运营的目的。

1、高速公路隧道机电消防系统工程建设的原则

1.1高速公路隧道机电消防工程要能够实现对火灾的检测、发现、报警和消灭四个方面的内容,避免对火灾的检测失灵、发现失败、报警缺失以及消灭不力而造成的人和物的损失。

1.2高速公路隧道机电消防工程要以机电自动化实现为主,人力配合为辅。高速公路隧道一般都离市区等较远,相关运行以及监控人员等很难对其进行现场管理,因此,就需要高速公路隧道机电消防工程实现高度的自动化运行,将火灾隐患降到最小。

1.3高速公路隧道机电消防工程要坚持因地制宜原则。隧道消防机电设备的选择、机电工程的布置、用水系统的设置等要根据当地的实际环境来因地制宜地选择,以能够实现最佳地消防效果为最主要目的。

1.4高速公路隧道机电消防工程要坚持易维护的原则。高速公路隧道机电消防系统的维护也是工程建设时需要考虑的一个重要内容,因为只有及时进行有效的维护,隧道机电消防系统才能够保持在最佳的运行状态,才能够及时发现消防问题并进行处理等,因此,高速公路隧道机电消防工程要坚持易维护的原则以保障消防系统的运行效果。

2、高速公路隧道机电消防系统工程的建设实现

2.1高速公路隧道消防水的设置。消防水的设置一般可以通过在隧道顶部设立消防水池和设置水井的方式来实现,这两种消防水的来源各有优势,可以根据具体环境来做选择。对于有自来水通过的地区,可以通过设置消防水池的方式来保障隧道内消防水的供应,对于无自来水通过的地区,可以通过挖掘水井的方式来为隧道供应消防水。

2.2高速公路隧道消防管道的设置。消防管道的布置应该根据隧道所在地的实际情况考虑防冻问题,以使消防管道能够在恶劣的环境下实现正常使用,避免因为消防水出现问题而导致消防隐患。消防管道的布置必须要设置于检修道上,这样,在后期的维护过程中,就能够实现对消防管道中存在问题的及时发现和弥补,避免消防管道出现漏水等问题影响后续的使用。

2.3高速公路隧道消防水泵设置。消防水泵的设置应该坚持使用与备用相结合,并且对使用中和备用的水泵都要进行妥善检查,以确保其都能够随时正常使用。消防水泵应该融自动与手动一体,日常进行自动控制,自动控制不灵或者出现异常情况时切换至手动控制。监控中心要实现对水泵运行状况的实时监控和记录,包括其开启、运行、停止以及低频巡检过程,对于任何一个环节出现监控异常的,要及时进行问题排查,以保障水泵处于正常运行状态。同时,实现对消防水池水位的实时监测,水位等于或低于最低线时,自动供水保障水位处于最低线和最高线之间,以满足消防用水的需求。

2.4高速公路隧道消防洞的设置。高速公路隧道消防洞应该根据隧道的实际情况进行合理布置,每个消防洞都应该配置消防栓以及灭火器,以供隧道的使用者在发生火灾时使用。同时,消防洞的间距应该根据消防隧道的长度以及消防难度等来进行合理设置,确保在发生火灾时消防系统的使用人员能够及时地找到并且方便地使用消防工具对火灾进行控制。

2.5高速公路隧道消防火灾检测系统和报警系统的设置。在当前火灾检测技术快速发展的背景之下,火灾检测系统主要是基于火灾发生之后产生的烟、光和热等来判断火灾发生的,同时还有一种能够根据现场的图像判断火灾是否发生的系统。两种系统在判断火灾发生的准确性上区别不大,所以在高速公路隧道消防系统中可以根据实际需求和预算状况等自主选择和安装火灾检测系统,实现对火灾的智能检测。火灾检测之后,需要及时进行自动的报警,如此,才能够实现对火灾的及时有效的控制,避免人力物力的损失和浪费。火灾报警系统与火灾检测系统相连,火灾检测系统一旦检测到火灾的发生,就需要将火灾的具体情形自动地报告给监控室,以方便监控室能够根据实际情况安排消防。同时,火灾报警系统还需要与隧道外显示屏相连接,以警告过往车辆不再进入隧道内并且自动协助灭火等。这样,就实现了隧道内火灾和报警的一体化设置,有效地减轻火灾造成的损失。

3、结语

高速公路隧道机电消防系统是一个从消防水的布置、消防水管道设置、消防水泵的自动运行、消防洞的合理设置到消防问题的检查与预警融为一体的完整系统。这个系统需要在设置之初就进行周密的考虑和合理的布置,以使安装完成的消防系统能够在日常实现自动运行,并且能够方便维护人员进行有效地检修;在产生消防问题时,机电消防系统能够及时地发现存在的问题,并且对问题进行合理的评估、记录以及及时上报,这样就能够保证消防问题的及时解决;消防预警系统则需要在实现消防问题上报之后及时向过往的车辆发生预警,以使其不要再进入到隧道之内、及时躲避、在必要的时候给予协助等。这样,高速公路隧道机电消防工程就能够实现标准化运营,及时发现消防隐患,将消防损失减少到最小。

篇8:隧道工程论文

1、隧道机电工程养护管理

通常情况下,做好机电工程的养护管理,是非常重要的,需要隧道管理部门的重视。这里针对北环快速路隧道机电工程的养护管理进行简要分析。

1.1存在的问题

由于地下隧道内部环境等因素的影响,机电设备在使用过程中,经常出现各种各样的问题,主要表现在:

(1)电源切换问题:在隧道机电工程中,为了确保各种机电设备的正常工作,设置有两套电源系统,一套负责隧道内部负荷,另外一套则为备用,以避免突然断电对于隧道安全的影响。不过,在该供电方案中,并没有考虑到切换时间的长短问题,一旦断电,即使是正常切换,断电时间仍然超过1分钟,影响隧道的运营安全。

(2)照明故障:隧道照明系统中,主要依靠交流接触器控制空气开关的开合,实现照明设备的开启和关闭。但是在使用过程中,发现其中存在的一些照明故障,一是频繁法操作导致的线路不均匀热胀冷缩,容易形成短路;二是在光源达到使用寿命后,其光效会有所降低,造成灯具内镇流器、触发器烧毁,严重时可能会引发短路事故;三是电缆绝缘性能差,甚至存在着线路裸露,与配线管搭接短路的情况。

(3)控制回路异常:控制回路异常表现在两个方面,一是PLC控制器断电故障,导致合闸信号无法及时发出,照明回路难以有效接通;二是终端负荷控制回路接收不到合闸控制信号,影响其有效动作。

1.2方法和措施

针对上述问题,做好机电工程日常养护管理工作,是非常必要的。这里从养护模式以及预防性养护措施两个方面,对该隧道机电工程养护管理进行简要分析。

(1)养护模式:在该隧道中,机电系统涵盖了照明系统、通风系统、火灾检测报警与消防系统、通信系统、供配电系统等多个方面,机电系统集成化程度非常高。在这样的前提下,养护管理人员必须具备较高的专业技术水平和综合素质。但是实际上,在隧道机电工程养护管理方面,并没有专业的管理人才,一般都需要经过长期的积累,依靠管理人员自主提升。如果管理人员专业素质偏低或者缺乏相应的实践经验,则必然会影响机电系统维修的及时性和有效性,甚至可能会影响隧道的安全稳定运行。针对这样的问题,机电养护部门应该充分重视起来,一方面,应该对在职人员进行专业培训,提升其专业素质,另一方面,是在社会中大力招收专业技术人才,不断充实管理队伍。同时,在机电工程养护管理中,可以采用“自主+协作”的模式,在自主管理的基础上,实现养护管理工作的外包,借助专业企业的技术力量,对隧道机电系统运行中可能存在的故障隐患进行排查和处理,避免和减少故障的发生,保证机电系统的正常运行。需要注意的是,在对专业维修单位进行选择时,应该充分考虑其资质、技术力量、服务信誉和实践经验等,同时应用招投标的方式,对相关费用进行控制。而在自主养护管理过程中,应该结合养护任务,现场设立维护班组,配备具备丰富专业知识和实践经验的养护管理人员,结合专业工具,确保养护管理工作的快速有序开展。在北环快速路隧道中,机电工程养护管理的流程包括制定养护计划、现场养护维修、交工验收以及后续跟踪评价。通过这种养护管理模式,不仅在很大程度上缩短了问题处理的时间,降低了隧道运营风险,同时也在一定程度上实现了对隧道运营成本的控制,提高了养护管理工作的整体水平。

(2)预防性养护管理:对于隧道机电工程而言,其养护管理一般可以分为日常巡查、定期检查、特殊检查以及预防性维护、故障处理等。日常巡查和维护一般只是针对机电设备的运行环境、设备外观等进行检查,对于设备内部存在的故障和隐患,则无从知晓。因此,需要应用预防性检查和试验的方式,确保机电工程养护管理的有效性和可靠性。对于机电设备而言,在长期的运行过程中,会逐步出现老化问题,导致设备技术性能的降低。而即使部分设备处于间歇性运行或者长期停运状态,同样会受到温度、湿度、灰尘等因素的影响,出现劣化,影响其使用性能。针对上述问题,可以通过预防性试验,对设备的机械性能和绝缘性能进行分析和判定,能够及时发现设备中存在的故障隐患,预防故障的发生。通常来讲,电气设备预防性试验包括三个方面的内容,即电力设备的检修和绝缘试验,以及继电保护装置的调校。根据试验得出的结果,可以明确设备所处的状态,继而分清轻重缓急,对设备进行依次更新和维修,保证设备的正常运行。

2、结语

总而言之,在隧道工程飞速增加的背景下,做好隧道机电系统的养护管理工作,是非常必要的,能够及时发现机电设备运行中存在的各种问题和隐患,并采取针对性的措施对其进行解决,从而保证隧道的安全稳定运行。本文以北环快速路隧道为例,对其机电工程的养护管理进行了分析和讨论,希望可以为相关工程的管理提供必要的参考依据。

篇9:隧道工程论文

摘 要:结合工程概况,介绍了工程设计技术及创新要点,通过对结构受力、现场情况的分析和研究,对基坑和主体结构的设计进行了阐述,工程实践表明,收到了良好的施工效果,可为以后的同类工程提供数据和经验。

关键词:明挖隧道,基坑,主体结构,配筋设计

1 工程概况

本明挖隧道工程呈南北走向,隧道两端与盾构段相连。地理位置在广州市番禺区榄塘村和东沙村一带,地形开阔平坦,多为果园、农田、菜地、水塘。起讫里程为:YDK21+887~YDK23+278,隧道长1391m,存车线长264m,隧道单线总长3046m,总建筑面积约17800m2。

本工程采用明挖隧道法施工,隧道埋深在3.0m~7.0m之间。线路最大纵坡10‰,最小纵坡2‰。线间距为7.789m→5.0m→11.864m变化。本工程线路变化频繁,隧道附属设施较多。

2 工程设计技术及创新要点

1)地铁区间隧道与新光快速路工程结合建设,减少工程投资。由于待建设的新光快速路是番禺区南北走向60m宽的城市快速主干道,地铁三号线汉市区间隧道沿此道路,地铁工程充分利用新光路的红线范围作为工程用地和施工用地。这样两项工程同用一块地,地铁工程节约施工用地约2.8万m2,并实行统一征地减少较多征地、借地的繁琐过程,争取施工工期。在地铁隧道施工完毕后按路基要求及标高回填土方,减少了路基施工对隧道结构造成的影响。线路设计时结合路面标高,合理调整隧道纵剖面设计,考虑隧道覆土控制在2.5m~4.5m之间,有效地控制外荷载,使主体结构断面更合理,降低工程造价。

2)隧道基坑采用放坡大开挖,部分采用搅拌桩加固或土钉支护,取得了良好的经济效益。隧道所经之地多为果园、农田、菜地、鱼塘,基坑边只有少量三层、四层的民房,且地铁区间隧道与新光快速路合建,因此给放坡开挖提供了充足的施工用地。在基坑南端地段受用地、邻近构筑物的影响采用了土钉墙支护。此方

案比同等条件下采用1.0m钻孔桩加内支撑围护减少工程投资约980万元。

3)区间线路复杂,隧道附属结构多。由于从汉溪站到市桥站区间总长为6km多,行车速度为100km/h~120km/h,除长1.3km明挖段,其余均为盾构法隧道。明挖段中部左线外侧设置了约260m长的临时存车线,在存车线起、终点处设置了左右线单渡线,还有地铁区间必要的附属结构:轨排井、联络通道、水泵房、废水池、风机房、跟随所等。

4)首次采用土建结构断面扩大、渐变作卸压,解决减弱压力变化率,满足了运营要求,提高了乘坐的舒适度。由于单渡线及存车线设置,出现多个左右线互通的大断面,通风系统模拟计算显示,若不对压力突变的地点进行特别处理,列车高速通过中间风井时车头的最高压力变化率将达到990Pa,车尾的压力变化率也将达到640Pa,这已经大大超出了标准要求,压力变化率过高将导致乘客耳膜产生刺痛不适感觉。通过分析压力变化率,在存在压力突变的隧道段对卸压方案进行比较。综合运营、经济、施工各方面的优缺点,采用在突变点后100m隧道段断面扩大、渐变的卸压方案,即结构断面的净宽度及净高度沿隧道纵向渐变,此方案增加土建设计及施工难度,但运营安全性较高,将为以后的地铁运营节省成本。行车速度不受影响,为今后类似工程提供了可借鉴的范例。

5)为满足隧道功能要求,隧道主体结构断面变化频繁、复杂多样,按形式、尺寸等共分有15种断面。分别对每种断面进行断面设计、配筋设计,针对隧道不同地段,满足隧道限界、功能要求的前提下精心设计,设计最经济的结构断面,控制工程量。

6)本着“安全、实用、经济、高效”的原则,遵循以人为本,技术创新的设计理念,利用广州地铁总公司丰富的建设与运营经验,指导本工程的设计和建设。本项目土建工程承包合同价为6129万元,隧道单线总长为3046.71m,单线延米为2.012万元。

3 基坑设计

本明挖段所经之地均为农田、果园,地势开阔而平坦。施工期间对地面沉降要求不严,基坑采用分级放坡开挖方案。

1)设计标准:基坑侧壁安全等级为二级,重要性系数取1.0基坑边坡抗倾覆稳定系数不小于1.3,抗滑移系数不小于1.3;基坑边坡最大水平位移不大于0.4%H,且不大于50mm;地面最大沉降不大于0.3%H(H为基坑深度)。荷载取值:水土自重及附加荷载;地面超载为20kN/m2。砂性土采用水土分算,其余土层采用水土合算。

2)隧道基坑深为9m~15m,1∶1分三级放坡,每一坡高控制在5.0m之内。坡面用纵横间距2.5m的16钢钎钉挂网距250mm的6.5钢筋网,喷射100mm厚的C15混凝土护面,并设纵横间距2.5m的50泄水管。

3)对于软弱土层边坡地段,在基坑开挖前,采用纵横间距为1m的500搅拌桩,预先加固地层。同时对地下水发育地段用相互咬合150mm的500搅拌桩作止水帷幕,边坡用纵横间距1m

的500搅拌桩加固地层,坡脚打45(t=4)@500,L=2m的钢管桩一排,以保证基坑边坡的安全。

4)对特殊地段:端头盾构井及施工用地受限制的边坡采用了土钉墙支护,8m~12m长纵横间距1.5m的28钢筋锚杆,土钉墙坡为65°~75°,坡面挂网、喷混凝土。

5)采用《理正深基坑支护结构设计软件F-SPW》进行局部抗拉设计、整体稳定设计、土钉设计。基坑计算结果见表1~表3。

4 主体结构设计

本明挖段主体结构均为箱形框架结构,有单箱、双箱、三箱、四箱、五箱5种形式,按其结构尺寸大小分,结构断面共有15种之多,并且有不少的断面在宽度及高度上沿其长度方向还是不断有所变化的。

4.1 主体结构按平面框架进行受力分析、配筋设计主体结构断面汇总见表4。

4.2 主体结构的防水

结构防水设计所遵循原则:“以防为主、防排截堵相结合、因地制宜、综合治理。”明挖区间的隧道结构防水等级为二级;风机房、配电房的防水等级为一级。以结构自防水为重点,附加外防水层为辅,特别要处理好施工缝、变形缝的防水问题。

结构顶板及边墙采用自粘性改性沥青防水卷材、底板采用EVA防水卷材全外包防水。主体结构沿纵向长度每间隔12m左右设环向施工缝,每间隔60m左右设变形缝。

5 结语

广州市轨道交通三号线汉溪站—市桥站区间明挖段隧道工程于20xx年5月16日开工,于20xx年1月31日完工,总工期为626d,于20xx年顺利通过工程验收,并顺利移交建设单位,现广州三号线地铁已投入运营。

本明挖隧道设计主要根据工程的实际情况、场地条件和工程特点及难点等方面进行具体分析,遵循以人为本,技术创新的设计理念,对主体结构、基坑方案等方面进行合理的分析和设计,满足了工程的需要;在施工中,以信息化技术进行指导,克服了地质条件复杂、场地低洼、雨季施工、工期要求紧等不利因素,最终取得了成功,而且节省了建设成本,加快了建设速度,并为以后的地铁运营节省了成本。

参考文献:

[1]施仲衡.地下铁道设计与施工[M].西安:陕西科学技术出版社,.

[2]DBJ/T15-20-97,建筑基坑支护工程技术规程[S].

[3]GJB02-98,广州地区建筑基坑支护技术规定[S].

篇10:隧道工程论文

摘要:随着我国综合国力的提升,各个领域均得到了良好的发展,尤其在不断推进城市化、城镇化发展后,人们的生活水平有了更大的飞跃,这与我国基础建设得以优化方面也有着密切关系,道路建设即为其中一种。随着道路建设范围的不断加大,桥梁隧道工程数量也有所增加,此类工程与普通道路桥梁工程有所不同,施工难点也更多。本文通过查阅相关资料,简要介绍了道路桥梁隧道工程施工中的难点,并提出了行之有效的改进措施。

关键词:道路桥梁;隧道工程;施工难点;改进措施

1前言

建筑行业是我国几大行业之一,其发展状况直接关系到我国的经济发展、社会发展,而道路桥梁工程便是其主要内容之一,在工程建设不断发展的情况下,我国出现了越来越多的隧道工程,这主要是因为城市空间变得越来越少,交通压力却越来越大,为了改善此问题我国将施工范围逐渐扩大到地下工程,但隧道工程自身具有一定的安全隐患,且施工难度较大,如何保证安全施工、施工质量也成为了建设难点。

2道路桥梁隧道工程施工中的难点

2.1铺装层脱落

通过对隧道工程的研究可以发现,很多工程中均会出现不同程度的铺装层脱落问题,而一旦出现此问题势必会影响到工程质量,并且要对其进行补救,如此一来会耗费更多的人力、物力和资金。导致发生此问题的原因如下:一,施工中没有对此方面提起重视,忽略了施工细节,施工人员往往更加注重工程外观质量;二,在施工过程中没有严格按照施工规范开展工作,甚至有简化施工工序、偷工减料的情况出现,从而引起的松散、裂缝、脱落问题较为普遍[1]。

2.2钢筋生锈

隧道工程中钢筋的使用量是非常大的,对钢筋的性能也有一定要求,然而实际工程中钢筋锈蚀现象长期未得到改善,导致钢筋在后续使用中的性能有所下降,从而影响到整个工程质量,这主要是因为施工单位已经施工人员缺乏保护钢筋的意识和行为,如在对钢筋进行涂层的过程中操作不规范,或是将未经过涂层的钢筋投入使用中,使得钢筋容易受到外界腐蚀物质的影响;而有些施工企业事先对钢筋进行了涂层,但在运输以及储藏环节中没能好好保护钢筋,使得其受到磕碰、撞击,由此也会导致钢筋涂层脱落,严重时会影响到钢筋功能结构。

2.3混凝土裂缝

混凝土一直是建筑工程中的重要原料,而此方面容易出现的问题则是裂缝,原因在于:一,混凝土原料质量不佳,导致在应用中出现问题;二,施工人员在进行混凝土制作的过程中方式有误,导致混凝土强度与工程要求不相符;三,对混凝土进行浇筑时没能够很好的控制浇筑时间;四,浇筑完成后未对混凝土进行管护,使得其很多部分被暴露在外面,或是没有及时对其进行补水、降温,从而导致内外温差过大,从而产生裂缝[2]。

2.4防排水问题

防排水施工具有一定的专业性和综合性,需要根据实际工程情况来开展工作,尤其是材料的选择,目前来看,我国很多防排水系统中应用较为普遍的材料是高分子防水放卷材,选定材料后将其顺着隧道壁环、纵、横三个方向来铺设排水管,如此一来就可以达到将渗水引流到纵向排水管内再集中排除的目的。然而施工环境的复杂性、材料自身质量问题以及其他因素的影响,导致防排水施工质量并未尽如人意。

3道路桥梁隧道工程施工的改进措施

3.1做好塌方预防工作

鉴于隧道工程环境的特殊性,使得在施工中也有可能导致塌方事故,而若要避免或减少此种情况发生,则要做好前期工作,如将施工路段的地质情况充分掌握,并进行分析,提前做好水文预报工作;在稳定性差的岩层施工时,要事先做好防护支架,一旦发生异常应立即将工人撤出;另外,隧道工程中往往需要进行爆破,此种情况更容易发生安全问题甚至是塌方,应严格控制药量,并减少对周围岩体的扰动。

3.2做好钢筋生锈预防工作

钢筋方面则是应做好涂层工作,在正式进行涂层之前,相关人员应对钢筋进行清洁,避免有杂物存在于钢筋表面,并将涂料准备停当,涂层时应严格按照施工规范进行,涂层后做好后期养护,在对钢筋进行运输和储存时也要做好防护措施,避免在此阶段使钢筋涂层凋落[3]。

3.3做好裂缝预防工作

权衡利弊后对于裂缝问题最佳的解决方式是对其进行预防,因为即使在发生裂缝后对其进行补救,也很难使其恢复到正常功能状态,且耗时耗力,具体的预防措施如下:一,在采购原材料、原材料进入现场的过程中做好材料质量管控工作,一旦发现不符合应用规范的应立即处理;二,注重浇筑环节和后期养护工作,如在浇筑时应根据工程要求、混凝土情况来合理调整浇筑时间;三,振捣时应实现均均振捣,且要适当加大振捣强度;四,控制混凝土的内外温度差。

3.4做好隧道工程给排水工作

此方面工作往往可以从如下几个方面着手:一,控制原材料质量。目前市场上拥有很多符合施工要求的管子,但并不是所有种类的管子均适合隧道工程,且质量好坏不一,为了避免因原材料质量而引发相关问题,有条件的施工团队应尽量选择品牌商家进行合作,或是优先选择抗施工破坏性能强、耐老化性能好的材料;二,优化安装工艺。我国的安装艺术近年来也有所提升,而在此方面的安装方式通常为焊接、粘连两种,此两种方式可以有效减少裂缝和空隙,在安装时要保证接头强度需大于同质材料,避免气泡的出现[4]。

4总结

综上所述,研究道路桥梁隧道工程施工中难点及改进方面的内容具有十分重要的意义,因为它直接关系到道路桥梁隧道工程的质量,社会发展、经济发展等多个方面。如何更好地提升施工质量也成为了关键问题,近年来我国在此方面不断加大资金、技术以及人才方面的支持,且小有成就,但随着工程复杂程度的不断加大,也使得工程施工中出现了新的问题和难点,因此相关机构和人员应加强此方面的研究。

参考文献:

[1]赖学辉.浅谈公路工程桥梁隧道施工安全评估监控技术[J].通讯世界,20xx(24):228~229.

[2]赵志芹.预应力在道路桥梁施工中出现的问题及改进措施[J].科技创新导报,20xx(18):80.

[3]李波.道路与桥梁过渡段的施工质量控制策略[J].科技展望,20xx(1):40.

[4]冯若谦.小议隧道施工工程技术管理工作的重要性[J].科技与企业,20xx,09:63.

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