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隧道工作思路篇1
(2)“隧道工程”课程与工程实践密不可分。在实际设计与施工中,必须遵循行业内的各种规范和规程。在课堂教学中,也必须将这些规范、规程中的核心内容贯穿于教学过程中。因此,该课程与国家制定的行业规范、规程紧密联系。不同行业的地下工程由于其面临的工程地质条件和研究对象不同,导致其设计理论和施工方法差别很大。在本课程的教学过程中,要坚持以各种行业规范为指导方向。同时由于行业规范众多,如同是隧道设计,高速公路隧道设计依据《公路隧道设计规范》(JTGD70-2004),铁路隧道设计则依据《铁路隧道设计规范》(TB10003-2005),城市交通隧道设计则依据《地铁设计规范》(GB50157-2003),相应的施工规范有公路隧道施工技术规范、铁路隧道施工规范、轨道交通工程施工规范等。因此,该课程在学习过程中要以工程规范为指导方向,掌握隧道设计与施工方面的基本概念、基本原理,又要重视对工程实践经验的积累,授课时不能过度依赖于规范。所以,在教学过程中要以基本理论、基本概念以及基本的设计计算方法作为基石,通过接触工程实例,逐渐掌握乃至以理解工程规范的内容和内涵。
(3)“隧道工程”是一门工程实践学科,是从工程中逐渐发展而来。隧道是一种埋置于地层中的工程建筑物,它是由围岩紧紧包裹的,围岩对隧道结构产生作用,又是主要承载结构之一。围岩与隧道结构存在相互作用,且由于隧道施工过程中遇到的工程地质条件和水文地质条件复杂多变,现有的理论体系还不能较好地解释实际工程问题,当前隧道工程中的许多施工新方法、新技术等不断诞生,但这些都需要从理论上提升对其认识水平。因此,“隧道工程”这门课是一门理论和实践紧密结合的课程,在授课过程中,只有将书本上的理论知识和工程实践紧密结合,方能取得良好的教学效果。
2.“隧道工程”课程存在的问题
(1)教学课时减少与教学内容增多的矛盾。随着隧道工程学科的发展,许多新理论、新方法、新工艺不断涌现,隧道工程课程内容越来越多,而随着高校教育改革的实施,各课程课时精简势在必行,“隧道工程”课时压缩幅度较大,要满足该课程的基本教学内容要求非常紧张,满堂灌现象普遍,学生对该课程内容的掌握和应用难度较大。
(2)课程教学内容的更新与学科发展相比明显滞后。现在隧道工程方面的教材或著作很多,但可作为参考的却为数不多,很多教材或著作知识更新过慢、大同小异。各种教材阐述的重点存在差异,缺乏规范的编写机制,所涵盖的内容也不够完善,尤其隧道的最新施工技术、施工工艺及支护设计理论未能及时更新,大多是泛泛而谈,介绍最新研究成果的内容不多。很多目前应用广泛的新技术在隧道工程教材中并未加入,如光纤监测技术已在隧道工程监控量测中得到较好应用,但在现有的教材中却较少提及。
(3)教学模式比较单一,学生学习积极性差。教学方法或教学模式应紧扣教学大纲,针对不同章节的教学内容,选取合理有效的教学手段,只有这样才能提高本门课的教学质量。现在高校中采用的仍然是传统的注入式教学模式,启发式、讨论式模式较少,学生大多被动接受课程内容,缺乏积极性和主动性知识,加上课外作业过多、负担过重,教学效率很难得到进一步提高,这在一定程度上也影响到高校本科生的专业能力培养。
(4)课堂教学与工程实践脱节严重。“隧道工程”,顾名思义只有与工程紧密联系才能讲好这门课,这就要求授课教师必须做到理论与实践相结合。但由于隧道现场施工时,经常会使用炸药、雷管和一些大型的机械设备,且施工作业面狭窄、洞内环境差,学生的现场安全难以得到保证,很多施工单位也不愿意接受学生去实习或参观。因此,学生只能靠想象,不能对隧道整个施工过程有深刻的理解,难以形成系统的、全面的知识体系。
二、隧道工程案例教改思路
(1)文献检索。利用互联网搜索,查阅国内外隧道工程相关研究及教改最新文献,学习前人的教改思路与经验,了解隧道工程课程教学改革现状与发展趋势,对具有代表性、典型性的工程案例进行收集、整理,然后根据授课内容中的知识点进行类型划分。
(2)现场调研。针对当前隧道工程各种重大灾害,如塌方、失稳、冲击地压、突水突泥等,进行野外调研,获取第一手现场资料。通过平时带领学生实习或参与课题组科研项目的过程中,搜集不同领域的隧道工程案例,如大型水利工程、长大交通隧道工程、深部煤矿工程的文字、图纸、现场照片和录像等相关资料,并运用隧道工程的相关理论对具体工程及灾害进行深入剖析。
(3)课前案例教学准备。对案例进行合理的筛选与设计,首先要将教学内容融入案例之中,将多媒体教学与案例教学相融合;其次根据教学内容和学生特点,选取和设计有针对性的案例,突出关键知识点,拟将工程案例分为课堂引导类、课堂讨论类、课外思考类三类进行分别设计;最后通过对案例进行深入剖析,设置案例思考题,并提出一系列解决方案或思路。
(4)课内案例教学的组织与实施。设计合理的教学过程,通过案例引入、案例分析和讨论、概括总结、布置作业四个环节,调动学生的积极性和创造性,实现工程案例教学的目标,让学生能够通过课堂学习,实现举一反三,触类旁通的效果。
(5)课后案例教学的改进与完善。一方面虚心向教学经验丰富的教师请教、咨询;另一方面积极与学生沟通、交流,探讨工程案例教学效果,认真思考总结各教学环节,找出存在的不足,对案例中所涉及的问题进行必要的补充,从案例的设计和实施方案上不断完善。
(6)典型工程案例库的开发与网上实现。构建隧道工程案例专题库,并基于Web技术实现案例资源信息的整合与共享,建立基于网络的隧道工程案例教学资源平台。将课堂讨论及分析案例在网上予以更新,便于学生对所学知识进行课下复习和及时巩固,通过网络的交互功能,增强学生的学习积极性,提高学习效率和学习质量。
隧道工作思路篇2
Key words: Gas tunnel; Safety management; The main problem; Countermeasure
中图分类号：U456 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）04-0020-02
0引言
隧道工程建设在我国交通事业中占据着相当重要的地位，据有关资料显示[1]，我国在铁路、公路、水利水电等领域已经建成近万座隧道，总长超过7000公里。在遇到穿越煤层或者赋存有瓦斯地区的情况时，该隧道就演变为瓦斯隧道，在瓦斯隧道施工过程中容易发生瓦斯爆炸、瓦斯突出、瓦斯窒息等灾害事故，造成巨大的经济损失和恶劣的社会影响。随着我国交通建设的飞速发展，将会修建更多的瓦斯隧道，瓦斯隧道的安全问题也将日益严峻。本文就我国瓦斯隧道施工的安全管理现状做一浅析并提出一些参考建议。
1基本概念
瓦斯是成煤过程中的一种伴生气体，是以甲烷（CH4）为主的有毒、有害气体的总称，它是一种无色、无味的气体。瓦斯比空气轻，其相对密度0.554，瓦斯有很强的扩散性，扩散速度是空气的1.34倍。隧道内的瓦斯浓度的分布取决于其涌出源的分布和涌出强度。当无瓦斯涌出源时，瓦斯在井巷断面内的分布是均匀的；当有瓦斯涌出源时，在其涌出的侧壁附近会出现瓦斯浓度增高，隧道顶板、冒落区顶部往往积聚高浓度瓦斯。
当瓦斯浓度小于5％时，遇火能燃烧，火焰为蓝色到亮青色，浓度大于16％时，不能直接燃烧，如引到新鲜空气中能缓慢燃烧；当瓦斯浓度在5％～16％时，遇火源便会爆炸，含量在9.5％左右时爆炸最为猛烈[2]。
铁路隧道在勘测或施工过程中，发现隧道内存在瓦斯时，该隧道即应定为瓦斯隧道。瓦斯隧道分为低瓦斯隧道、高瓦斯隧道、瓦斯突出隧道3种，瓦斯隧道的类型按隧道内瓦斯工区的最高级来确定。《铁路瓦斯隧道技术规范》将瓦斯隧道工区分为非瓦斯工区、低瓦斯工区、高瓦斯工区、瓦斯突出工区共4类，根据瓦斯绝对涌出量对低瓦斯工区和高瓦斯工区进行界定[3]，当全工区的瓦斯涌出量小于0.5m3/min时，为低瓦斯工区；大于或等于0.5 m3 /min时，为高瓦斯工区。
2目前瓦斯隧道施工安全管理现状
我国在上个世纪瓦斯隧道修建的较少，对瓦斯缺乏了解，重视程度不够，也没有对瓦斯隧道合理界定标准、检测方法、预防手段等施工安全技术及相应对策方面的研究进行系统的总结和整理。在20世纪90年代之前，铁路部门有关瓦斯的规定分散在设计规范、施工规范等之中，内容深度不够，且有些内容有不一致的地方，而使得我国铁路瓦斯隧道施工安全管理一直处于无章可循的境地。随着我国第一个完整的瓦斯隧道工程技术标准——《铁路瓦斯隧道技术规范》于2002年7月1日颁布实施后，整体来说，我国瓦斯隧道施工安全管理有了很大的进步和提高，但是经过我们认真的分析，发现目前瓦斯隧道施工安全管理中还存在以下问题：
2.1思想上重视程度不高，管理上松懈
虽然大多数施工单位都针对瓦斯问题编制了专项施工方案、成立了组织机构、完善了管理制度，但是仍有一些单位对瓦斯灾害思想上重视不够，在实际组织施工过程中，基本上是按照一般非瓦斯隧道进行的。一些领导为了节约控制成本，在该投入的地方投入不够或者没有投入，从而为瓦斯灾害事故的发生埋下了隐患。2005年12月22日，四川省都江堰至汶川高速公路董家山右线隧道发生特别重大瓦斯爆炸事故，造成44人死亡，11人受伤，直接经济损失2035万元，事故主要原因是领导思想上不够高度重视，在该次事故发生之前就已经发生过瓦斯燃烧现象，当被上级领导检查到所使用防爆用电设备方面、瓦斯浓度检测方面、安装瓦斯自动断电仪方面、风筒等劳动安全设施以及通风系统的设置和运行方面都不符合规定时，仍未能认真整改[4,5]。
2.2超前地质预测预报工作不到位
针对具体工程地质环境，准确预报前方地质情况事关瓦斯隧道施工的安全、质量、工期，是隧道施工的首项工序。超前地质预报工作相当重要，它可以让我们提前预知工作面前方岩体情况以及赋存瓦斯情况，来很好地指导我们采取更加合理的措施。然而在实际施工中，很多单位没能很好地做好这项工作，更有甚者根本就没有做这项工作，他们认为这项工作浪费时间又没用，那么可想而知，就为瓦斯隧道的施工带来了不安全因素，当遇到前方存在瓦斯富集的地质情况时，开挖后容易发生瓦斯涌出异常，将会发生瓦斯灾害事故。
2.3通风工作做的不够
根据国内外工程事故统计，隧道瓦斯灾害事故主要为瓦斯爆炸。瓦斯爆炸需要一定的瓦斯浓度、一定温度的引燃源、足够的氧，三者缺一不可。从控制瓦斯浓度的角度，通过有效的通风手段驱散、稀释瓦斯，将其控制在爆炸下限内，即使出现少数高温火花等引燃源，也不会导致瓦斯爆炸，是最有效的防止瓦斯爆炸的技术措施。然而很多单位为了节约成本，不惜在瓦斯隧道通风上大做文章，往往将风机调为低档，通风稀释瓦斯效果较差。在安设风筒时也有存在不顺畅的现象，这样就增加了通风阻力。并且风筒的一些部位受到放炮震动飞石的破坏也没能及时修补，增加了漏风，如此一来，真正送达掌子面的风量就很难达到要求。
2.4应急救援体系不完善
据了解，有一些施工单位虽然编制了应急救援预案，但在实际工作安排上却没能按照预案来做，比如大多数单位没有给进洞工作人员配备隔离式自救器，当发生瓦斯突出或瓦斯爆炸后，涌出高浓度的瓦斯可致人员窒息而亡。从国内外事故教训来看，不少遇难者当时如果佩戴自救器是完全可以避免死亡的。美国1950-1973年事故统计中，由于火灾和瓦斯事故死亡的728人中，就有140人死于无自救器。我国在 1978-1979 年内的6起大事故中也有81％的人死于无自救器；很多单位也没有落实好“一管两包”等救援物资。
3对瓦斯隧道安全管理的一些建议
针对瓦斯隧道施工安全管理中存在的主要问题，既要着眼长远，寻求治本之策，建立健全安全生产长效机制，实现瓦斯隧道施工安全管理的长治久安，又要立足当前，采取有力的应对措施，扭转瓦斯隧道施工安全管理的严峻局面。我们认为要进一步加强和改进瓦斯隧道施工安全管理，应重点做好以下几方面工作。
3.1统一思想，提高认识，加强组织领导，明确职责，落实管理责任制
对于施工企业来说，安全始终是永恒的主题，没有安全保证，发展就无从谈起，从某种意义上讲，事故是企业最大的成本，安全也是竞争力。加强瓦斯隧道施工安全管理工作，必须坚决执行“一把手”责任制。领导重视，是抓好瓦斯隧道施工安全管理的可靠保障。进一步强化“安全第一”指导思想，强化安全工作责任意识，强化安全目标责任制度，强化安全工作的约束、激励机制。把安全工作提到讲政治的高度去认识、去管理，把安全工作作为领导的第一责任、职工的第一福利来抓。树立安全生产的紧迫感、责任感和危机感，切实从思想上、工作上、行动上把安全工作放在第一位。
3.2加强超前地质预报工作
施工单位要将超前地质预报纳入施工工序，做到先探测后施工、不探测不施工的原则，综合地质分析法、物理探测法和钻孔探测法等超前预报方法所得结果，对掌子面前方地质做出综合分析预报，并在开挖后进行系统总结，以提高后续洞段的地质预报准确率。建立一个地质信息系统，通过各种方法收集地质信息，输入信息处理系统，进行综合分析、判断，并将处理结果反馈给施工现场，及时调整施工方法和参数。然后从施工过程中获取新的地质信息，更新地质信息系统，经处理后，再一次反馈给施工现场，如此往复。通过地质信息系统的及时、准确预报，为信息化施工提供决策依据。
3.3加强通风管理工作
在瓦斯隧道的施工过程中，施工通风直接影响到隧道内的瓦斯浓度，因此，通风工作已成为瓦斯隧道施工的关键。通风效果的好坏，通风系统设计是前提，管理是关键。为保持良好的通风效果，必须加强管理，健全管理制度，建立专门的通风管理机构，负责通风设备、通风管道的日常使用、检查、维修、保养等工作，以及协调有关部门做好通风效果的检测、试验与记录等，以确保通风效果和施工安全。
3.4落实好应急救援工作
做好应急救援工作，我们认为应该做好以下工作：一是要制定切合实际情况的应急救援预案；二是要成立专业救援队伍；三是设置避难硐室；四是要完善应急物资；五是要加强应急演练。
3.5加强科研工作力度
目前瓦斯隧道的安全技术主要是参照煤矿的现有技术成果，但是毕竟隧道情况和煤矿还是有所不同，因此，我们认为应该加大在瓦斯隧道方面进行专门的研究。一是要加大对高校的基础理论研究的科技投入；二是要重点支持科研院所等研究机构进行科技创新和技术服务等工作；三是要促进施工企业进行科技成果的应用推广和技术革新。形成三层科技发展创新工作机制。
3.6配备先进的安全装备
要真正的搞好瓦斯隧道安全管理，就要有先进的安全装备，以夯实基础。瓦斯隧道在生产活动过程中，应该依靠科技进步，提高瓦斯隧道安全技术水平，采用新设备、新技术、新工艺、应用现代化科学管理理论和方法，按照安全生产的规律，从先进技术和科学管理上来防止事故发生，达到安全生产的目的。
3.7加强对职工的培训工作
加强培训，提高职工的技术水平，充分发挥好人的主观能动性，减少人的不安全行为。努力提高职工的技术素质、操作技能和工程意识，并不断进行政治思想教育、安全知识教育和专业知识教育。
4结语
瓦斯隧道施工安全管理是个复杂的系统工程，面临的问题相当严峻，应当引起政府和社会的高度重视。我们应该牢固树立科学发展观，坚持以人为本，积极推行综合安全治理，全面加强安全工作，实现瓦斯隧道安全生产再上一个新台阶。
参考文献：
[1] 唐小兵，许模. 我国瓦斯隧道建设现状综述[J]. 人民长江，2011，（3）：30
[2] 王庆国. 浅谈瓦斯隧道揭煤防突的措施[J]. 四川建筑，2008，（5）：186
隧道工作思路篇3
1隧道防排水设计施工现状
目前公路隧道防排水主要采用“以排为主”的设计模式，但这种设计模式会破坏地下水的原有平衡，导致一系列的生态环境问题，不规范的排水造成地表干裂，植被枯死，进而风化成不毛之地；而排水过程中，又会形成地下空洞并引发地表塌陷，不仅破坏环境，还给隧道本身的运营安全带来隐患。
隧道防排水设计的主要内容包括涌水地段的注浆堵水设计(帷幕注浆和裂隙围岩注浆),复合式衬砌的防水层设计(防水材料、缓冲材料的选择,铺挂和连接),衬砌混凝土自身的防水设计,细部构造防水设计,排水系统设计等。由于在地下工程防水的机理问题上还有待深入探讨,怎样进行可控制、可维护的防排水仍是一大难题,导致很多盲目性。另一方面,防排水设计是受隧道所处地理位置、水文地质情况直接影响的,在不同地区、同一地区的不同地段,甚至同一隧道的不同位置防排水的设计可能会千差万别,很多设计做的还不够,最终导致隧道防水的失败。
防排水的施工通常利用简易铺挂台架和小型机具手工作业,机械化程度低；防排水设施的施工质量直接与施工人员的素质密切联系,同时质量检验大多靠充气检验和肉眼观察的方式进行,检验的可靠性低。
2.隧道防排水设计、施工要点
2.1 隧道防排水设计要点
针对公路隧道进行防排水设计时要选用合理的防水体系，适宜的防线设计参数和严格的混凝土抗渗等级，更要根据隧址区的地质水文条件，确定保证生态植被良好的设计水位。应该充分理解防排水设计意图和设计目的，根据排、堵、截、引相结合的设计思路，并结合以往排水施工的经验和教训，除按设计布置排水设施外，还在地下水多的地方增设排水设施，同时认真按设计做好三道防水屏障，使水顺利排到洞外。
2.2隧道防排水施工要点
初期支护时通过“引、截、排”相结合作好第一道防线，根据开挖时围岩的实际涌水情况施作相应的引、排措施；并根据涌水及喷锚情况进行适当的处理，使初期支护形成永久性地下水排水设施。通过初砌柔性防水和背面排水工程的设置，形成防排水第二道防线。二次衬砌前，先对初期支护喷锚混凝土表面的锚杆和钢筋网断头及凹凸不平的部位进行修凿、喷补，使混凝土表面平顺，符合铺挂柔性防水的要求。安装LDRE放水板时，根据喷射混凝土面的平顺程度在每两个加固点都留有一定的富余量，保证衬砌时防水板与射混凝土面密贴。
3防排水新工艺、新思路
3.1 加强围岩注浆堵水
若洞内围岩存在各种渗水、涌水，应首选封堵，不能堵或封堵不经济时在考虑排水。在隧道富水地段，除局部小的出水点可以不考虑外，其余应尽量采用注浆对地下水进行封堵。这种措施既有利于隧道施工，对围岩本身也是一种加固措施。主要包括两个内容：（1）隔离地下水与防水板、衬砌的接触,提高围岩的抗渗性。在渗流水量较大或达到一定标准的区段,采用注浆方法可以填充围岩中的裂隙,堵塞渗流通路,最终使地下水在围岩之外寻求通路,以建立新的平衡,使地下水水位得以恢复并长期保持。注浆至少使围岩的抗渗能力增加,渗流水量减少,从而减轻对当地地下水的影响。（2）注浆是较锚喷更为积极主动的加固围岩的措施。围岩经过注浆,岩层中的裂隙被浆材充填,浆材固化后变成了岩块之间的胶结材料,从而使围岩的力学性质得到改善,抵御地压的能力增加,减小作用在衬砌结构上的永久荷载。在某种程度上,注浆加固围岩较锚喷加固围岩更为积极主动。
3.2 防排水新工艺简介
新型防水卷材铺设装置的工作原理：自动行走的铺设作业台车上设置有与隧道断面相似的仿轮廓面铺设轨道，以液压马达作为动力的铺设装置沿铺设轨道行走的同时使防水卷材沿隧道轮廓面环向展开，后辐射状的伸缩支撑油缸进行有效支撑，从而实现防水卷材的机械化自动铺设和支撑。工人在作业平台上进行固定或焊接，结束后缩回支撑油缸。新型防水卷材铺设装置工业性试验在沪昆铁路湖南段梨子坪隧道出口进行。工业性试验按照隧道边墙—拱顶—边墙铺设顺序，采用新型防水卷材铺设装置铺设土工布和防水板铺设，减少了人员投入，节约了人工成本，大大降低了工人劳动强度，安全性能高，同时又提高了铺设的效率和质量，具有良好的社会经济效益。
同时国际上有瑞士伯尔尼-奥尔康之间的干线的厄恩茨堡隧道双线隧道，采用2m宽聚烯塑料薄膜防水，敷设是采用了自动铺设机和热焊特殊工艺，取得了良好的防水效果。
3.3降低人为因素对隧道防水质量的影响
尽管隧道防排水施工机械在不断进步，但是半机械化水平的现状依然严峻；在防排水设计施工过程中，设计施工人员的影响不可忽略。为做好公路隧道防排水工作，必须克服以往施工中存在重主体轻防水的思想，定期对干部职工进行岗位技能培训交流，并进行思想质量意识教育、提高全员质量意识，实行逐级岗位责任制，并认真落实“三检”制，严格过程控制，消除质量隐患。
4结论
本文结合环保问题，提出要以生态植被良好的设计水位为依据，进行防排水设计构造人与自然和谐的工程环境；并根据目前公路隧道防排水现状，提出设计施工中应注意的要点；根据国内外施工最新进展，详细介绍半自动防水设备的原理，并对人的核心理念进行阐述，以达到今后的工程实践中人，材料，机械、环境达到和谐统一。
5参考文献
[1] 王成等主编．隧道工程[M]．北京：人民交通出版社，2009．
[2] 关宝树.隧道工程施工[M]．北京：人民交通出版社，2008.
[3] 覃仁辉、王成等主编．隧道工程[M]．重庆：重庆大学出版社，2011．
[4] 周廷玲，朱维全．隧道防排水施工技术[D]．北京：中交一公局威海公司，2012.
隧道工作思路篇4
Keywords: traffic engineering; Tunnel; Facilities configuration; design
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1 概述
为了搞好公路隧道交通工程的设计，首先必须明确公路隧道交通工程设计的“指导思想和原则”，确定公路隧道交通工程分级与设施配置的标准。
1.1 公路隧道交通工程设计的指导思想和原则
公路隧道交通工程是公路及公路路段交通工程的重要组成部分，是发挥公路经济效益，保障隧道内车辆行车安全必不可少的配套设施，也是公路现代化智能化的标志之一。
按照我国的国情，公路隧道交通工程的设计，应贯彻“坚持以人为本，树立全面协调可持续发展的科学观”，强调“六个坚持，六个树立”的设计新理念。即“坚持以人为本，树立安全至上的理念；坚持人与自然相和谐，树立尊重自然保护环境的理念；坚持可持续发展，树立节约资源的理念；坚持安全第一，树立公众满意的理念；坚持合理选用标准，树立设计创作的理念；坚持系统论的思想，树立全寿命周期成本的理念”。
公路隧道交通工程的设计，应遵循“保障安全，提供服务，利于管理”的总原则，依据公路的功能、等级、交通量及隧道长度等确定规模和标准，满足安全实用、质量可靠、经济合理、技术先进的要求，充分体现以人为本，安全第一，服务为基础，环保经济和便于管理等要求，从而达到“安全，环保，舒适，和谐”的总目标。
1.2 公路隧道交通工程分级
公路隧道交通工程分级是根据隧道长度和设计年度隧道单洞平均日交通量两个因素划分为A、B、C、D四级，具体见图1。
图1 隧道交通工程分级示意图
1.3 隧道交通工程设施配置标准
隧道交通工程设施配置遵循以下原则：
根据隧道交通工程分级，设施采用前期配置、后期视技术发展和交通量增长情况逐步完善；长度1 km以上的公路隧道各类设施的配置规模应根据预测交通量进行总体规划设计，并据此一次性征用土地和实施基础工程、地下管线及预留预埋工程等。隧道交通工程设施配置标准见《公路隧道交通工程设计规范})JTG／TD71—2004附表。
2 隧道交通工程的设计
2.1 标志、标线设计
(1)设计原则
1)根据隧道交通工程分级以及沿线标志、标线设计状况，确定标志、标线的规模。
2)满足简洁明了、可视性好的要求；旨在加强驾驶员在公路隧道内安全行车的意识。
(2)主要标志、标线
包括隧道标志、限高标志、紧急电话指示标志、消防设备指示标志，行车、行人横洞指示标志，紧急停车带标志、疏散指示标志和道路标线、轮廓标、诱导标以及突起路标。
2.2 交通监控设施
交通监控设施主要包括交通监测、交通控制及诱导设施等。
(1)设计原则
以交通安全为原则，尽可能避免二次事故；从实用性、可靠性、可维护性方面进行系统设计；依据隧道交通工程的分级确定其配置标准。
(2)主要交通监测设施
1)车辆检测器：主要用于自动监测隧道内的交通参数，为制定交通控制方案提供依据。
2)摄像机：主要用于监视隧道内的交通运行状况，并对交通事故以及火灾报警信息给以确认，为中央控制室值班人员处理交通事故提供最直接、最直观的依据。
3)视频监视控制设备：主要包括监视器、录像设备、视频切换矩阵和视频分配器等。视频监控设备主要用于显示、存储、控制隧道现场视频信息，便于值班人员管理、指挥隧道交通。
(3)交通控制及诱导设施
为保证车辆安全行驶，提高通行能力，在公路隧道设置交通检测控制与诱导设施。
交通控制及诱导设施主要包括交通信号灯、车道指示器、可变信息标志、可变限速标志以及交通区域控制单元等外场设备。
2.3 通风与照明控制设施
通风与照明控制设施主要包括环境检测及通风控制设施、亮度检测及照明控制设施。
(1)设计原则
以交通安全为原则，合理节约能源；依据交通工程分级确定通风和照明控制方案。
(2)主要设施
通风控制设施必须具备正常工况条件和火灾工况条件的通风控制功能；通风环境检测设施包括一氧化碳检测器(CO)、能见度检测器(VI)和风速风向检测器(WS)。
照明控制设施包括亮度检测器和照明设备，具备正常照明条件下和应急照明条件下的照明及控制功能。
2.4 紧急呼叫设施
紧急呼叫设施是在隧道出现交通异常或行车事故情况下，为事故现场和控制室之间提供通讯联络。紧急呼叫设施包括紧急电话和有线广播设施。
2.5 火灾报警、消防与避难设施
(1)设计指导思想
1)根据交通工程分级，确定设施规模；火灾报警设施设计注重火灾检测的准确性、实时性。
2)消防与避难设施设计以逃生及自救为主、灭火及救援为辅。
(2)主要设施
1)火灾报警设施包括火灾探测器、手动报警按钮以及火灾报警控制器。火灾探测器的探测范围覆盖整个隧道；火灾报警控制器提供报警信息输出接口。
2)消防设施主要包括灭火器、消火栓、固定式水成膜泡沫灭火装置、隧道消防给水及管道；消防设施布置间距根据保护半径来确定，一般不大于50 m，水枪的充实水柱不小于10 m，每支水枪的流量不小于5 L／s；固定式水成膜泡沫灭火系统的泡沫液浓度3％，喷射时间不小于22 min；隧道消防给水应满足消火栓、水成膜泡沫灭火装置所需最低水压和水量的要求。
3)避难设施包括人行横洞和行车横洞。
2.6 供配电设施
供配电设施主要包括供电和配电两部分。
隧道工作思路篇5
隧道工程施工是交通工程建设和铁路建设的一个重要组成部分,在道路施工建设中有着重大的意义。隧道工程一般工程量比较大、施工条件恶劣、工作集中等特点,而且隧道工程施工具有很高的风险,对于技术条件的要求非常高,同时还具有很多不确定因素的存在。是一种特殊的工程建设项目。隧道工程因其缩短里程、受高程影响较小的优点,受到了相关行业的欢迎。随着科学技术的发展,隧道工程被越来越广泛的运用,这就需要我们更加重视隧道施工中的一些问题。
1 隧道施工中的常见问题
1.1 隧道施工设计过程中的问题
在隧道设计中存在一些问题。这种问题主要有以下几点。
(1)隧道施工设计缺乏针对施工组织设计所采用的模板方式。现在的隧道施工设计中,一般都是对技术的规范进行复制,很少有针对具体工程情况进行的具有针对性的方案设计,并没有起到很好的施工指导作用。
(2)我国很多建筑施工项目,缺乏对施工设计这一环节的重视,隧道工程中同样也存在这样的现象。很多施工单位为了施工进度的提升,很少注意施工的经济效益,只是把施工设计当做一种技术管理手段,而忽略了施工设计的其他作用,导致了很多施工项目的成本过高,经济效益很低。
1.2 隧道施工中的机械设备方面的问题
隧道施工过程中很大程度上都是依赖机械设备来提高施工效率的。施工机械不但是施工能力的体现,还对施工过程中的施工技术水平起着很大的作用,很大程度上反映着施工的技术水平。所以,施工机械设备的开发和选择,直接影响着隧道工程的施工质量。
我们对两种传统设备进行问题分析。
(1)凿岩设备。
凿岩设备的问题主要是其使用成本过高,而且一次性的投入成本很大。旧液压台车使用的保证率太低而且不稳定,使用过程中的耗费非常大,而且对于施工进度也无法保证。虽然进口的液压台车可以降低劳动强度,改善劳动环境,但是很多隧道工程中,都难以承受起其成本的投入,给工程施工造成困扰,虽然我们的廉价劳动力充足,但是这种设备带来的成本,还是让我们无法承受。
(2)手持风钻的多功能台架。
手持风钻的多功能台架其科技含量水平低,配套设施也不足,而且施工速度缓慢,不适合现代隧道的施工要求。而且使用这种设备,工人的劳动环境及其恶劣,劳动强度非常大,对施工人员的身体健康造成很大影响,所以,这种设备的使用前途堪忧。
1.3 隧道施工中的管理问题
目前,科学管理方法的应用和研究已经成为公认的第一生产力要素的重要组成部分,通过科学的管理对生产力的影响要素进行统一、有效的调配,在现代社会大生产中的作用十分明显,要提高效率就必须提高先进技术的使用比率,并且扩大这类技术的功用。在当前的隧道工程施工中存在的最大问题就是工程效益问题。与此同时,隧道施工对生态环境的破坏也非常严重,环境保护措施落实不到位,也是隧道施工中的重要问题之一。
2 解决隧道施工中问题的方法
2.1 优化隧道施工的设计思路
引进新的施工设计思路,充分运用系统化的观念和手段,对于隧道工程施工项目中的大中型项目建设的施工设计,要有目的性的去收集、整理,并且多组织经验交流的活动,集思广益,使大家得到学习。对于交流经验,要进行分析和系统化整理,然后再进行,完善施工设计人员的体制。对于设计质量的实施进行逐项的计划。并且把计划内容与施工设计工作相结合,确立执行措施,确保设计内容的有力实施。利用现代化的信息传输系统,对施工设计进行模块化管理,并对施工经验进行分析、整理、总结、归纳,以此来优化设计思路和设计方法,从而减少无效的工作,确保施工内容的有序化,同时提高施工的社会和经济效益。
2.2 选用合适的设备
在施工设备选择的问题上,对一些不适应现代工程要求的设备要及时的更新换代。比如液压凿岩台车的改进问题,可以改为液压传动的机理,同时加大研究力量,做到设备的国产化,从而减少设备的购买成本。使设备在外界冲击力的条件下,提高受力状况,增加设备使用的可靠性,延长设备的使用时间,降低使用成本。至于手持风钻多功能台架,其科技含量较低,市场利用前景也较低,不能满足隧道施工的各项要求,须进行设备更新换代。
2.3 优化管理方法,提高效率、保护环境
改进施工管理方法,对有效的所有施工资源进行合理配置,统一使用,以减少施工周期、提高设备利用率、提高生产率、降低施工成本,同时提高环境保护措施,降低环境破坏程度,做好环境保护和恢复工作,实现工程的最佳社会效益、经济效益以及环境效益。
3 结语
随着隧道数量的不断增加,隧道工程中的问题也不断的暴露出来,我们要正视出现的问题,分析问题,找出应对的方法,只有这样,我们才能更好的保证和提高隧道施工的质量和效益。
参考文献
[1] 鲁甲杰.某高速公路长大隧道施工及质量控制技术[J].科技创新导报,2010(19).
[2] 冯旭.雪峰山特长隧道施工管理技术[J].科技创新导报,2009(21).
隧道工作思路篇6
隧道施工是和工程实践有密切联系的课程,教师讲课时,常常感到抽象,不好讲,学生也不太容易理解,而现代教学手段――电视教学生动、形象、感染力强,可以加深学生对所学知识的理解和记忆,提高教学效果;可以突破时间和空间的限制,在短时间内表现大量的事物和现象,有利于缩短学时;可以使抽象的概念形象化,表现人们感觉所不及的事物和现象,丰富教学内容,开阔知识领域。是一种视听结合,声色并茂的教学手段。伟大的文学家鲁迅先生早在1932年就曾预言“用活动电影来教学生,一定比教员的讲义好,将来恐怕要变成这样的”。所以,电视教学具有很大实用价值。
随着我国国民经济、基础设施建设的发展,隧道工程在公路、铁路、矿山、国防、水利水电、城市地下工程建设中得到广泛应用,我们深感隧道工程作为一门实用工程学科,生产实践教学环节举足轻重,只有让学生在生产第一线多看、多干、多想,才能培养出适合当前迅猛发展的隧道工程建设事业需要的合格人才。但由于目前实习经费相对紧缺,给学生参加生产实习带来一定困难。
为了更好地解决这一难题,经过充分论证,长安大学公路学院和教育技术与网络中心决定成立教学研究课题组,经过几年的努力和实践,终于完成了电视教学片《隧道施工》DVD的研制工作。使学生通过观看电视片来弥补生产实践教学环节上存在的不足,这样既节约了资金又达到了教学目的,也起到了事半功倍的作用,并收到良好的教学效果。同时,也为当前隧道施工技术的发展过程留下了最真实而又宝贵的历史记录。
1 研究目的和内容
电视教学片《隧道施工》是为配合隧道工程专业“隧道施工”课程理论教学所研制。其主要目的是通过多媒体教学方法配合理论教学,系统全面地表现施工的全过程,增强学生对隧道施工技术的感性认识。
主要研究内容包括:
(1)隧道施工方法:介绍隧道工程的特点、隧道施工方法及其选择、新奥法施工原理、新奥法施工方法如全断面法、台阶法(长、短、超短台阶)、分部开挖法(单侧壁导坑、双侧壁导坑)等。
(2)隧道施工技术:介绍掘进技术、支护技术、辅助施工技术、监控量测技术、支护防排水技术等。
(3)隧道施工组织设计:介绍施工准备、施工组织设计、方案选定、场地布置等。
(4)隧道施工管理:介绍计划、技术、质量、经济、安全管理等
2 影片结构和创意
2.1 片头创意
(1)采用倒计时数字与隧道图片相结合的方式,使观众很快进入规定的内容及情景。
(2)从空中鸟瞰的山区实景进入模拟的三维隧道空间,真实的再现了隧道工程所处的环境,使观众对隧道工程有初步直观的感受。
(3)采用四种不同的三维隧道变形和星空背景相结合的方式,喻示隧道工程的复杂、多样,它们象繁星闪烁镶嵌在浩瀚的夜空之中。
(4)最后推出三维立体字“隧道工程”并配入相应音乐以衬托整体构思,取得了良好的效果。
2.2 影片结构与主题思想
影片结构:全片从结构上共分为四部分:(一)隧道施工方法、(二)隧道施工技术、(三)隧道施工组织、(四)隧道施工管理。全片时间长度为100多分钟,共分为上、中、下三集,每集30余分钟。
上集主要从隧道工程施工的特点、隧道施工方法及其选择、新奥法施工原理、新奥法施工方法等方面进行介绍,以使收看者对隧道工程的施工方法和工程全貌有一个较全面地了解。
中集主要介绍隧道施工技术:包括隧道掘进技术、支护技术、辅助施工技术、监控量测技术、支护防排水技术等。
下集主要介绍两方面内容,一是隧道施工的组织设计:包括隧道施工准备、施工组织设计、方案选定、场地布置等;二是隧道施工管理:包括隧道施工的计划、技术、质量、经济、安全管理等。
主题思想:本片主要想通过电视教学的现代化手段,将隧道工程的施工方法、施工技术、施工的组织管理等枯燥难懂的技术知识以生动、直观的方法,化难为简、改抽象为形象、以收到更好的教学效果。
2.3 素材
素材主要取自隧道施工现场拍摄的第一手珍贵资料,拍摄历时五年。足迹从秦岭、巴山到黄河、长江,从南到北、自西向东,先后拍摄了数十条隧道施工的主要工序。其中有世界规模第一、长度第二的秦岭终南山特长公路隧道,也有隧道数量之多的北海至内蒙大通道间的陕北段隧道群。
(1)以各种类型、不同方法的隧道施工现场为主,并且收集了国内外隧道施工的图片,此外,还根据不同隧道的结构特点,采用三维动画和平面动画技术,能够真实、生动、形象反映目前隧道施工技术的现状。
(2)本片充分利用了电视制作中的各种技术手段,除了努力突出教育性、科学性、技术性等方面以外,在音乐及美术设计、艺术性方面也有突出特色。
3 研究过程
3.1 剧本的编写
项目确定后,1998年11月,我们即着手剧本的编写,先编写电视教学片《隧道施工》解说词,几易其稿,最终又根据拍摄要求经过多次修改后完成了分镜头剧本。
通过对本片的前期准备和案头工作,使我们深深体会到,编写电视教学片剧本不但需要熟悉影视制作的工艺、技术和规律,更需要隧道工程专业技术人员与电视电影技术人员密切合作才能较好地完成这项工作。
3.2 有关图像资料的收集以及隧道施工现场拍摄
从1998年,我们就开始收集、购买有关隧道工程的录像片20余盒、图片资料300多幅;并收集了大量的文字、照片、图表、音乐资料。同时,深入隧道施工现场,对数十条隧道进行了实地拍摄,完成拍摄素材带20余盒(每盒60分钟),共计1200分钟素材。为编制好本片奠定了很好的基础。
隧道施工的拍摄环境很艰苦,条件很差,照明也有困难。由于条件限制,有时为拍摄一个工序,往往要守候到半夜。常常由于道路泥泞,汽车轮陷,而不得不推车。有时由于道路不通,不得不身背设备绕路而行或爬山越岭。在拍摄过程中,吃了上顿没下顿的事时常发生。但无论是严寒酷暑,还是黑夜白昼,研制组克服了种种困难,圆满完成了前期的现场拍摄任务。
3.3 后期制作
以现场实拍的图像素材为主,进行多次剪辑、修改,添加了大量的三维动画、平面动画及图片,精心进行片头、片花设计,精心配乐并邀请电台专业人员配音。
2003年10月最终完成后期制作,经有关专家和学生观看后,按提出的意见和建议,对电视片作了多次进一步修改,使其更加完善。并于2004年11月交由人民交通音像电子出版社出版,向全国发行。
4 实践效果
电视教学片《隧道施工》DVD研制完成后,随即投入试教学实践,通过两年的使用,收到了很好的教学效果。为了更好地了解影片在教学实践活动中的真实反映,更好地了解行内专家对影片的评价,我们分别采用了专家审议法和调查统计法对其进行了评议。
4.1 邀请隧道工程学科的专家对该片的科学内容和制作技术质量进行专项审议
邀请了包括中国科学院院士、中国工程院院士在内的八位国内隧道工程学科著名专家对电视教学片《隧道施工》DVD,从科学性、教育性、技术性、艺术性等方面进行了审议,他们认为:该教学片结构完整,内容深入;技术规范,取材得当;逻辑清晰,语言精炼。准确地实现了隧道施工教学目的和教学片构思意图,具有真实、生动、形象的特点。同时他们也提出的一些宝贵意见和建议。按这些意见,我们对教学片进行了进一步修改和完善。
4.2 综合评议
2004～2007年连续四年,将该片用于长安大学隧道工程、桥梁工程、道路工程专业的教学。并采用调查表对其科学性、教育性、表现手法、制作和播放质量作综合性调查。被调查者基本情况见表1,科学性调查结果见表2,教育性调查结果见表3,技术性调查结果见表4,艺术性调查结果见表5。由调查结果可见,其教学效果非常显著。
5 结束语
通过对本项目的研制,我们认为:
(1)现代化电视教学手段对于解决工程技术类课程的难点教学可以收到非常好的教学效果,这种方法能很好的促进教学改革,值得认真坚持、提倡和发扬。
(2)要想制作一部好的,成功的工程技术类电视材教必须有工程专业技术人员和影视技术人员的密切配合,本片的就是一个很好的例证。
(3)丰富的现场拍摄资料,精良的三维动画和平面动画制作技术、细致的前期准备、较高水平的拍摄和制作技术以及对全片教育性、科学性、技术性、艺术性的把握是电视教学片取得成功的有力保证;
(4)项目研制成功后的教学实践活动,效果检验、教学实际调查、专家审议和综合评议是检验电视教学片教学效果和完善其研制质量的有效手段。
(5)目前,随着我国交通运输事业的发展,需要修筑大量的隧道,相应地需要培养大量具有专业知识隧道工程技术人才。由于本片具有真实、生动、形象、趣味性强的特点,能够增强学生对隧道施工的感性认识,以及从业人员对整个施工过程的了解,使其受到有效的施工技术培训和施工安全教育,其中项目管理部分内容对地下工程的安全作业和环境保护教育有着普遍的教育意义;同时也可满足各个层级人员知识和技能的需求。因而,该片出版发行以来,已被国内多所大专院校、职业学校和多家施工单位、管理单位使用,涉及的行业有公路、铁路、矿山、国防、水利水电、城市地下工程等。
参考文献
[1] 周君达.教学电影编导浅论[M].河南教育(增刊),1979.
隧道工作思路篇7
自1908年我国自行修建的第一座越岭铁路隧道开始，我国步入隧道建设原始积累阶段，但是半个世纪来处于动荡历史时期一直无所进步。直到新中国成立后铁路建设进入了新的发展时期，我国隧道建设也有了显著的技术进步和突破，经历了五十年代的起步阶段、六七十年代的稳步发展、八十年代的创新突破、九十年代的接轨世界，进入新世纪以来隧道建设领跑全球、世界领先。我国的隧道产业是伴随着新中国的成长发展壮大、伴随着我国铁路发展跨越而发展的，它既是展示我国国民经济发展的窗口，更是体现我国铁路和基础建设发展的缩影。在隧道建设历程中，隧道产业体现的是厚德载物、无限拓展的特质，体现的是忠于国家、奉献社会的品质，体现的是攻坚克难、创造明天的勇气，体现的是穿越时空、沟通未来的情怀。这正是我国隧道施工企业的核心管理理念元素，是隧文化理念体系的核心单元。中铁隧道股份源于战火纷飞的年代，作为隧道建设的国家队，完整经历和见证了隧道产业的发展过程，加之丰富的隧道建设实践，也就形成了隧产业、隧品质、隧文化完善的理念体系。当然理念体系的内涵也是随着产业的发展、时代的进步而不断丰富完善的，这样才有顽强的生命力和感召力。
2、隧文化的品牌体系伴随着我国隧道的科技进步。
新中国第一代隧道建设，以人工和小型机械凿岩、装载为主，临时支护采用原木支架和扇形支撑，隧道施工基本无通风。第二代隧道建设，普遍采用了带风动支架的凿岩机、风动或电动装载机、混凝土搅拌机、空压机和通风机等，支护方面采用了锚杆喷射混凝土技术，这是隧道施工技术的重要里程碑。1964年重点加强西南大三线建设，川黔、贵昆、成昆三线全面复工，迎来了隧道建设的大发展。作为我国隧道修建史的一个里程碑，衡广铁路复线的大瑶山双线隧道是这一时期最典型的代表，隧道全长14295米，于1987年建成。这是我国20世纪最长的双线铁路隧道，名列世界第十。大瑶山隧道实现了大断面施工，并逐渐成为我国长大隧道的修建模式。进入90年代中期，我国隧道修建技术达到了新的水平，已与世界接轨。这一时期的标志性工程是位于西康铁路的秦岭隧道，全长18460米，采用了目前最先进的全断面隧道掘进机技术。一位外国隧道专家得知秦岭隧道的贯通后感慨地说：就隧道修建的技术进步，中国用20年的时间走完了发达国家50年甚至100年走完的路程。从大瑶山隧道让国外专家震惊，到秦岭隧道让世界感叹，中国隧道品牌一鸣惊人。20世纪，以终南山隧道、乌鞘岭隧道为代表的长大公铁隧道如雨后春笋，以武汉长江、厦门翔安为代表的穿江越海隧道横空出世，以辽宁大伙房输水隧洞为代表的水工隧道将中国隧道走近百公里时代。近几年，中国高铁迅猛发展，以隧道修建技术为核心支撑的高铁技术世界领先，创树了中国隧道技术的领先品牌优势。
3、隧文化的CIS体系来源于我国隧道的管理进步。
我国隧道建设主力企业，基本都是在战争的炮火硝烟中诞生的。新中国成立后军队集体转业，历经了计划经济建设时期全过程，相当长一段时期内实行的是计划体制、事业体制。改革开发以后全面走向市场，自我发展。90年代初将工程对改制为工程公司，独立核算、自负盈亏。90年度中期推行项目法管理，20世纪初实行现代企业改制和改革。隧道产业的CIS体系历经了军队、事业到企业的转变。作为隧道施工的旗舰中铁隧道股份有限公司，在建立现代企业制度之时，就贴出了“穿越时空隧道、沟通美好未来”具有特殊的个性标签。在内部管理进步和CIS体系整合过程中，明晰了核心产品构成，即长大隧道、穿江越海、市政地铁、水工水利；也明晰了核心竞争力构成，即复杂隧道施工技术、盾构TBM及配套技术、穿江越海技术。近几年建设了一批优秀的工程品牌，其中广深港高铁狮子洋隧道获得国际项目管理大奖，这是中国隧道建设管理水平迈上国际领先水平的见证。随着管理的进步和产品产业结构的完善，公司形成了“隧贯山河、道行天下”的个性深刻标识。
二、 “隧文化”的内涵提升
1、提升隧文化的哲学内涵。
德国哲学家康德《实践理性批判》中有这样一句震撼心灵的话。有两种东西，对他们的思考越深沉和持久，他们在心灵中唤起的神奇和敬畏就会日新月异，不断增长，这就是头上的星空和心中的道德定律。作为隧道施工企业毫无疑问的要尊重自然规律和科学、开放协作的社会氛围和以人为本，只有这样企业才能做大做强，行业才能更有魅力。通过上述对行业历史和员工群体的深刻了解和认知，隧道特色文化的内涵应该基本可以总结为：产品本身厚德载物表现出博大的情怀，无线延伸却表现出自强不息的精神；隧道工人默默无私奉献，建设新交通网络和现代生活；隧道施工企业掌握着行业最尖端科技和最前沿信息。以中铁隧道股份有限公司为例，公司树立了一座又一座隧道丰碑，建设了众多世界工程领域的著名隧道，它们朴实无华，厚重无语，没有大桥的璀璨外表，也没有高楼的挺拔身姿，却在现代交通、现代生活中越来越发挥着不可替代的作用。它厚德载物表现出博大的情怀，它无线延伸表现出自强不息的精神。隧道工人是一个特殊的建筑工人群体，长年奋战在与世隔绝的深山，或者见不到阳光的城市地面以下，看不见的艰难险阻，道不出的生死攸关，隧道工人却把自己的青春、光和热默默无私奉献给隧道事业，只为建设新的交通网络，打造现代生活。公司开创了我国隧道施工史上的五个里程碑，在隧道的机械化施工、TBM盾构施工、穿江越海等不同的历史时期都走在时代前沿、走在同行前列，始终掌握着我国隧道和地下工程施工的最尖端科技和最前沿信息。也就是说，在社会主义核心价值体系的构架下，隧道施工企业要更加清晰并深刻践行自身的核心价值构成：一是穿山甲品质，从行业特点、员工特质中体现的“厚德载物、自强不息”的品质；二是老黄牛精神，从传承优秀、攻坚克难中体现的“无私奉献、坚韧顽强”的精神；三是领头羊追求，从市场搏击、科技创新中体现的“勇于引领、无限开拓”的追求。
2、提升隧文化的践行保障。
隧道工作思路篇8
Key words： Four-lane highway tunnel；mechanics；new Austrian method
中图分类号：U455 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）02-0097-02
0 引言
随着经济的发展，车流量日益增加的社会需求，采用双车道公路隧道的理论进行设计、施工，已不能符合实际需求。因此目前国内的公路隧道施工逐渐倾向于采用四车道公路隧道的施工，同扁平率较大的单洞双线公路隧道的施工不同，四车道公路隧道的大断面隧道，横断面的跨度较双车道增加了一倍，如还按照双车道隧道施工的高跨比即扁平率来设计，工程造价会有大幅提升，因此我们只能以降低扁平率的方式来降低成本。因为扁平率的降低，会造成对围岩稳定度以及隧道结构稳定性的极大影响，尤其在以自重应力场为主的情况下对扁平结构影响会更大，必然由此带来更多新的技术问题。
对四车道公路隧道施工中的力学体系进行深入研究越来越显得重要。同时此课题的研究也适合我国基础建设的设计与施工实际需求，从而使四车道隧道施工达到经济合理、安全快速的施工要求。
1 国外四车道隧道施工现状分析
国外如瑞典、奥地利、挪威、日本以及韩国在四车道公路隧道领域的建设中处于世界先进水平，其中又以韩国最为熟练和先进。新奥法设计与施工技术、围岩动态分析技术、中隔壁法、TBM法和双侧壁导坑超前法等技术在大跨度扁坦公路隧道施工中被广泛应用。
韩国现有的11座四车道大跨度公路隧道全是采用的新奥法（NATM法），在设计、施工上根据实际地质，采用土力学和岩力学中的数值分析方法进行计算。结合新奥法基本原理和要求，在实际施工期，在洞室内部进行严格的监控测量。具体工作有拱周边变形监测、围岩变形监测、拱顶下沉监测、锚杆轴力和锚固力的测定以及喷射混凝土与围岩间接触应力的测定等一系列内容。
2 国内四车道施工现状分析
过去，我国公路隧道主要为二车道或三车道，这也是由我国实际情况所决定的：①国内岩石的物理力学特性及隧道工程地质条件相当复杂；②国内在大跨度扁坦公路隧道施工上千差万别，没有统一的勘查规范；③行业内极少有关于大跨度公路隧道施工力学、施工方法、断面结构和支护衬砌工艺等研究的学术成果。
而国内的四车道公路隧道多数处于规划和建设中。1990年通车的沈大高速全长375公里，是国内双向四车道开创新纪元，被称为“神州第一路”。不过现在也因日益增加的车流量而不堪重负。2003年2月21日，国务院所批“十五”期间重点改扩建项目，由交通部确定的“高速公路改扩建示范工程”的沈大高速开始全线封闭改扩建，从双向四车道改为双向八车道。这就充分暴露了我们在实际的设计和施工过程中，缺乏超前意识，以静止的观点规划高速公路建设，结果不断的重复投资和重复建设，造成资金和原材料等资源的浪费。
3 现行隧道工程设计与施工方法分析与研究
传统的隧道设计是基于经验设计方法的“荷载一结构”模式，而在理论上更为完善、合理的“岩体一结构”模式中，围岩不但是荷载，而且也是结构，在分析过程中要重视结构与围岩的共同作用，以及围岩的自承能力，体现了新奥法的理念与精髓。在实际隧道和地下工程施工中，关键的问题是开挖和支护两个工序。
在施工力学行为上，四车道公路隧道施工与两车道公路隧道有着明显的区别，不仅跨度大于断面扁平，且在自重应力场作用下，围岩开挖后拱部岩体向洞内变形导致两侧岩体向外挤压，使边墙部位产生拉应力区。水平收敛远远小于拱顶下沉，尤其在边墙位移小，部分位移甚至向外发生膨胀。拱顶下沉是四车道隧道中围岩稳定判据的关键因素。位移随着开挖呈台阶式增加，而历时曲线则总体呈S形，用Hill函数拟合其拟合程度最好。
3.1 大跨度公路隧道分部开挖施工力学分析 岩体在初始应力状态（自重及参与构造应力状态等）下处于一定的平衡状态。当洞室开挖之后，由于工程力的作用破坏了原先的初始状态，使洞室周围一定范围内的缘由岩体受到影响。从洞室开挖始，原先的初始状态被工程力的作用破坏，洞室周围的原有岩体受到影响，在影响范围内的那部分岩体即称之为围岩。围岩的稳定性是指在保持施工中洞室结构形成的暴露面尺寸和形状的性质。
通常围岩丧失稳定性有如下三种形式：①上部岩层重量引发应力集中区的岩石被破坏；②在自重力作用下崩落岩石形成冒落；③岩石表面因塑性变形形成无明显破坏的大幅度位移。
因隧道的纵向长度远大于横断面尺寸，所以围岩中应力分布可以视为平面问题，除位于隧道两端围岩可能同时产生沿纵轴方向的变形外，其余各处的围岩都只会产生沿横断面方向的变形。因此，隧道围岩的应力分布问题为平面应变问题。
3.2 新奥法中支护与围岩共同作用施工的力学分析 围岩在自身平衡过成长的变形、破裂使支护结构因受压力并变形，因此围岩性态及其变化对支护的作用有重要影响。另外，支护的刚度和强度抑制岩体变形和破裂的发展，同时，也影响了支护自身的受力。因此，支护与围岩形成一个共同体；共同体的耦合作用和互为影响的情况，形成“围岩—支护”的共同作用。所以，在新奥法中，支护结构的设计原理其实就是柔性支护和围岩体共同变形、破坏的塑性和弹性理论。
隧道开挖后，引起一定范围内围岩应力重分布，并有局部地层残余应力的释放。一定范围内围岩发生位移并形成松弛，从而恶化围岩的物理力学性质，引发薄弱处隧道围岩发生局部破坏。随着破坏的扩大，从而造成整个隧道的坍塌。给予围岩内缘的支护力的大小，直接决定围岩体中的塑性区的大小。若危岩体中塑性区变大，则围岩对支护的变形压力越小。而原岩一次压力越大，塑性的半径也就会越大，围岩强度性质由两个指标反映——内摩擦角值和粘结力越小，岩体强度则越低，塑性半径就越大。以上是新奥法柔性支护理论的出发点，在隧道设计、施工工程中采取支护措施时需要积极利用。由此使支护受到的变形压力尽可能的小，并相应的降低支护工程量和工程造价。
3.3 锚喷支护作用施工的力学分析 以喷射混凝土、锚杆、钢筋网喷射混凝土等结构组合起来的形式称之为锚喷形式。实际工程实践说明相较于以往的现浇混凝土衬砌，锚喷支护更为优越。锚喷结构能及时、有效的支护和控制围岩变形，防止岩块坠落或坍塌，发挥围岩自承能力，所以锚喷支护更为优越和合理。锚喷支护能大量的节省混凝土、劳动力、原材料等，提高工程施工效率，工程造价相较于现浇混凝土衬砌可降低400%，并有利于施工机械化，进一步改善劳动条件。
锚喷支护以其良好的物理力学性能，是一种符合岩体力学原理的积极支护方法。能及时支护加固围岩，并与围岩密贴，封闭岩体的张性裂隙和节理，加固围岩结构面，有效的发挥和利用岩块间的镶嵌、咬合和自锁作用，从而提高岩体自身的强度、自承能力和整体性。锚喷支护结构柔性好，与围岩构成共同承载体系，共同变形。能在变形过程中调整围岩应力，抑制变形发展，避免坍塌，并能抑制大的松散压力出现。
不过，到目前为止，锚喷支护仍需发展和不断完善，从作用机理的探讨到设计、施工方法研究等方面，都有待科学技术工作者的进一步成就，以实现理论和实际的融合。
3.4 结合新奥法隧道设计施工的基本思想和岩石力学分析 在岩石力学基本原理和新奥法隧道设计施工的基本思想的指导下，本文利用大型有限元分析软件ANSYS对沈大高速公路韩家岭四车道公路隧道的施工开挖方法及未按稳定进行了有限元模拟分析，取得了一定的成果。
3.4.1 就严格意义上来说，现行规范无法指导设计四车道公路隧道的设计、施工，忽略了围岩本身亦是结构这一关键特性，只能指导设计15m以内跨度的公路隧道工程。用有限元分析软件ANSYS分析软件对几种常用的施工方法施工过程进行相关的有限元模拟分析，即能解决上述问题。大量的实际计算分析结果表明：隧道设计，考虑围岩不能仅作荷载，它同时也是结构，应意识到围岩与结构共同作用的重要性，考虑其自承能力，以更为完善、合理的“岩体—结构”模式取代基于经验设计方法的传统“荷载—结构”模式。
3.4.2 新奥法从理论上计算出在施工开挖各部时围岩与支护结构式各个点的应力应变情况能随时及时的判断支护结构、围岩在开挖后的稳定性，使设计更为安全可靠、经济合理，杜绝施工阶段险情的发生。
3.4.3 通过实际有限元的分析结果，我们能知道，隧道分部开挖，是有其科学依据的。同时，如果分部过细过多，则会造成增加对围岩体的扰动，延长扰动时间，违反了控制围岩与支护结构稳定性的初衷，适得其反。因而分部最好不要超过六部，在时间上，也最好采用左右对称开挖，效果更为显著。
对于四车道公路隧道，由于断面特别大，施工方法宜采用中隔壁法（CD工法）、中隔壁交叉台阶法（CRD工法）、双侧壁导坑法（眼镜法）。加速施工法即尽快形成一次支护封闭断面的做法，是防止变形、坍塌的关键步骤。从塑性区分布上来看，施工中采用长锚杆稳定地层并加固围岩的做法，既不经济，又不能加快施工进度。下导坑超前台阶法由于分部过细过多，致使围岩收到严重的扰动，与新奥法的基本思想相悖，无法有效控制支护结构与围岩稳定性，施工过程又复杂，支护工艺要求高，工程造价就更高了。
4 结束语
本文没有对涉及沿途流变分析动力进行分析，随着理论技术水平的提高，和计算机技术的不断深入与发展，公路隧道及地下工程的动力稳定性分析也将具有更深远的研究意义。我们通常所做的数值分析工作仅是通过有限的几种常用方法进行二维平面问题的模拟，而公路隧道及地下工程的开挖在实际中其实是一个复杂的三维时间—空间的问题，施工开挖的的方法也还有许多值得研究探讨和提高。如何利用大型三维有限元模型进行大跨度公路隧道及地下工程的施工力学效应数值模拟分析，仍将是未来一个值得研究的课题。
参考资料：
[1]《公路隧道设计规范》（JTJ026-90）.北京，人民交通出版社，1990.
[2]《工程岩体分类标准》（GB-50218-94）.北京，中国计划出版社，1995.
隧道工作思路篇9
一、注重路桥隧道工程设计中检测
（一）隧道工程设计检测存在问题
现目前，我国隧道工程设计中检测方面仍然存在一些问题，需要进行改进和优化，以提高路桥工程设计的科学性和合理性，隧道工程设计检测存在问题具体如下：①缺乏创新检测技术。现目前，我国隧道工程设计检测对重点工程项目较为注重，导致隧道工程各个具体项目的检测技术存在“参差不齐”现象，这对隧道工程设计检测技术的全面发展不利，同时也不符合隧道工程设计检测技术科学发展观的要求。隧道工程出现的一些质量问题，在一定程度上是由于工作人员忽视了细节项目的检测，缺乏创新检测技术造成的。②隧道工程设计检测工作人员专业技术水平不高。隧道工程设计检测技术是一样技术要求和对检测人员整体素质要求都较高的工作。隧道工程设计检测人员应当具备较强的专业技术水平，同时具备较强的责任心和认真负责的工作态度，以适应高标准的隧道工程设计检测工作，保证隧道工程设计检测工作的顺利开展。然而现目前，我国隧道工程设计检测人员的专业技术水平仍然有待提高。③隧道工程设计检测缺乏科学的管理。科学的隧道工程设计检测管理在路桥隧道工程的设计中占有重要地位。隧道工程设计检测在实际的应用中往往会与实际情况背离，这就需要在隧道工程设计检测工作中进行科学管理，适时对隧道工程设计检测进行调整和修改，然而现目前我国隧道工程设计检测仍然缺乏科学的管理。
（二）创新技术在隧道工程设计检测中应用
为了有效提高路桥隧道工程设计的科学性和合理性，应当注重创新技术在隧道工程设计检测中应用。现目前，隧道工程设计检测中的创新技术主要以下几种：①GPS技术在隧道工程设计检测的应用。为了保证隧道工程设计检测达到毫米级的精度，可以在隧道工程设计检测中应用采用载波相位差分技术的GPS技术。GPS技术在隧道工程设计检测中的应用能够有效解决传统传统三角锁导线法误差大的问题。同时GPS技术不需要点与点间的透视，便能实现铺设很长的GPS点来构成三角锁以保持保持长距离线路坐标控制的一致性。②探地雷达技术的应用。现目前，探地雷达技术广泛应用在隧道工程设计检测中，探地雷达技术的应用标志着隧道工程设计检测技术也进入高水平阶段。探地雷达技术在隧道工程设计检测中的应用，为隧道工程技术人员与施工人员提供了一个更为安全、方便以及稳定的地下施工环境，同时进一步增强隧道工程建设高效、经济以及节能的新时期特点。③数字测绘技术的应用。数字测绘技术在隧道工程设计检测中的应用，推动了大比例尺测绘技术向数字化和信息化的发展。传统设计成图方法都是脑力劳动和体力劳动向结合的工作，并需要进行室内数据处理和绘图工作，不仅成图周期相对较长，而且产品也较为单一，难以适应隧道工程设计检测的需要。随着科技的不断发展，电子经纬仪、全站仪的应用以及GEOMAP系统不断应用在隧道工程设计检测中，把野外数据采集的先进设备与微机及数控绘图仪三者结合起来，形成一个从野外或室内数据采集、数据处理、图形编辑和绘图的自动测图系统，大幅度提供了隧道工程设计检测的质量和效率。
二、注重隧道工程防排水设计
（一）隧道工程设计中防排水存在的问题
现目前，我国隧道工程设计在防排水方面仍然存在一些问题，在一定程度上影响了我国路桥隧道工程设计的科学性和合理，隧道工程设计中存在的防排水问题主要有以下几方面：①规范中“以排为主”的隧道工程防水设计思想，在一定程度上破坏了结构与围岩密实共同作用，隧道壁长期被水流冲刷淘蚀，导致衬砌背后出现松软和空洞，使得结构受围岩的约束不一致而出现开裂现象，从而加深了隧道渗漏水的病害。②隧道工程设计中忽略了隧道底结构化设计。传统隧道设计思想认为，一般只在软弱破碎围岩或膨胀围岩地段中设置仰拱，其上回填铺筑路面结构和其他情况则可以直接铺底，修筑路面。然而，以上两种情况在裂隙发育的富水地层然仍然可能出现路面翻浆冒泥和冒水现象，其主要原因是修筑在地层中的隧道其底部受到的围岩压力不小于甚至大于拱部所受围岩压力，隧底仰拱设置不合理和隧底全部填充均会出现开裂现象，在遇积水和车载作导致隧道路面出现冒水或翻浆冒现象，严重影响我国路桥隧道工程的质量。
（二）隧道工程设计中防排水改进措施
现目前，我国隧道工程设计在防排水方面仍然存在一些问题，因此，为了提供路桥工程隧道工程设计的科学性和合理性，应当优化隧道工程的防排水设计，具体可以采取以下措施来对隧道工程设计中防排水进行优化：①更新设计概念。路桥工程隧道设计中防排水设计并非孤立的，隧道工程设计中防排设计和结构受力设计、安全防灾设计、通风设计以及维修设计等相关设计有着紧密联系，同时隧道工程设计中防排水又是影响隧道工程耐久性的一个重要因素。因此，在进行隧道工程防排水设计时，应当注重隧道工程设计中防排水的重要性，转变传统的经济型设计理念，采用安全型、耐久型隧道防排水设计理念。②调整和增补隧道设计的有关规定。防排水问题在技术规范中仍然存在一些不合理、不规范之处。如：现目前流行的设计规范在隧道防水设计要求方面的规定相对简单，只是笼统规定了防水等级，规定混凝土应当满足抗渗要求，寒冷地区冻害地段和严寒地区所采用混凝土的抗渗标号不宜低于S6，其余地区不宜低于S4，这便造成了不同设计单位在确定不同水文地质下的防水等级的定量确定。规定中“以排为主”的防水设计理念有强调排水较防水截水和堵水更为重要的含义。在处理实际中隧道内围岩的各种渗水和漏水时，首先选择的应是封堵，在无法进行封堵或封堵成本较高时，再采用排水方式来进行排水。在进行排水设计时，应当充分考虑到排水时携带流沙对围岩稳定和排水通畅的影响，同时注重尽量保持原有地下水的平衡，避免出现地下水资源流失现象。
三、结束语
随着我国经济的不断发展，推动了我国交通运输业的发展，各种高速公路和铁路运输得到了快速发展，为了缩短穿越地貌，路桥工程修建了各种隧道工程。为了有效提高路桥隧道工程设计的科学性和合理性，在路桥工程设计时应当注重隧道工程设计检测和隧道防排水设计，保证路桥隧道工程的质量。
参考资料
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[2]熊祥雪，郑小艳.建设隧道工程设计案例库探讨[J].四川建筑，2012，32（2）：287-288.
[3]罗立娜.广明高速公路祈福隧道主体结构工程设计[J].广东公路交通，2012，（1）：31-34.
隧道工作思路篇10
1 公路隧道的施工监控量测及超前地质预报技术应用
对于公路隧道的监控量测主要能够帮助施工队伍收集岩溶地区的地质信息，找出该隧道工程的位置是否存在岩溶地貌，加强了对隧道施工的监控，保障了工程不会因为岩溶的渗透和涌水而造成地基不稳，促使工程坍塌。
所谓的超前地质预报技术是指在公路建设当中隧道工程中通过红外线、机械钻探等多种形式测量出地质的具体情况，使隧道工程的超前预报，避免了隧道工程因为涌水而出现坍塌。
2 监控量测与地质预报的工作环境
在公路工程当中，隧道的修建需要经常性的进行量测，而且量测的环境比较艰苦，需要花费的时间也比较长。一般来说，对于隧道的量测通常会与隧道的施工同时间进行，在量测的过程中找出适合于隧道工程的施工方式以及可操作性。量测工作就是为了找出适合隧道施工的位置，确保隧道工程不会由于岩溶地质而出现大量的渗水。监控量测监督了隧道施工的施工过程，确保工程质量的可靠性，有效的减少公路交通事故，并确保了施工人员的生命安全。而超前地质预报技术也将在该种环境下展开。隧道施工难免会出现空气中大量灰尘而周边环境较为嘈杂的情况。但超前地质预报能够有效的帮助施工人员监督工程周边的自然生态环境，了解施工过程中是否会出现涌水现象造成工程坍塌，确保了工程的牢固性和稳定性。
3 监控量测与地质预报的工作现状
在进行监控量测的工作时，首先需要布置量测的测点。量测测点的选择需要慎重考虑隧道的周边环境，考虑到围岩的具体情况，进而开挖测点。测点的选择既要保证能够有效的测量到隧道的环境状况以及其他地质情况，还要保障测点的挖掘不会对隧道工程产生影响。量测的测点一旦选择完成就不能随意更换，因此在选择测点时一定要经过细致的选择。测点的挖掘中可能会因为操作不规范而造成周边土层的位移或者下沉，从而影响到隧道工程的质量。
在超前地质预报技术方面，工作人员在工作当中将会面临艰苦的工作环境，并在该种条件下实现对隧道周边的工程地质测量以及水文环境的勘探。地质预报技术能够探测出隧道工程周边的地质数据，通过专业人们的判断就能够给予施工队伍比较好的施工建议。
4 监控量测与地质预报的工作存在的问题及对策
4.1 监控测量与地质预报的工作存在的问题
在公路的隧道工程中，监控量测与地质预报的工作主要存在两种问题。一种问题来源于工作人员，施工队伍在量测以及地质预报上的分配方式不合理，工作方式也存在弊端。一般来讲，施工队伍都是通过竞标的形式夺得施工机会。而中标的施工队伍综合素质并不一定很强。一些工程队伍的测量人员仅仅是刚刚从学校毕业的学生，有的甚至还没有毕业只是在工程队伍中实习。这部分测量人员虽然具备了专业的量测知识，但并没有时间经验。其在工作当中一旦遭遇状况，就会产生退缩心理，进而无法开展工作。而设备上的问题主要表现在设备比较落后，一些施工队伍的设备还来不及更新，测量的环境比较艰难，一般会处于能见度较低的环境里，普通的地质测量设备无法满足地质测量的需求，造成数据上的错误，影响工作人员对数据的分析和判断。
4.2 监控测量与地质预报的工作问题的对策思考
要想改善公路隧道工程中的量测工作以及超前地质预报技术现状，施工队伍首先要加强自身的建设。施工队伍加强施工的制度建设，加大监管力度，确保工作人员的工作兴致和工作效率都保持在稳定状态。管理制度的确立能够束缚施工人员的行为，保障隧道工程的质量。从人员方面讲，施工队伍应该招聘量测经验的工作人员来实施监控量测，虽然队伍当中也可能存在新人，但施工方要为新人做好培训工作，并督促其端正工作态度，克服工作中的各种困难。在设备方面，施工队伍要定期革新地质预报技术的相关设备。施工方时刻关注国内外较为先进的测量设备，并积极的运用到施工当中，保障了超前地质预报的准确程度，为施工队伍的生命安全提供保障，也大幅度提高了施工队的工作效率。
5 结语
总而言之，施工队伍应该重视监控量测以及超前地质预报技术，这两种技术的使用能够有效的预测出施工过程中将会产生的地质灾害，有效的避免灾害的发生。施工队伍的工作环境处于隧道之中，一旦工作出现失误，就会造成重要的生命事故。为了公路建设工作的顺利开展，从而为城市经济的发展做出贡献，施工队伍应该对量测工作进行监控，并充分利用超前地质预报技术，既促使施工进度加快，又能保障工程的质量。
参考文献
[1] 李利平，李术才，陈军等.基于岩溶突涌水风险评价的隧道施工许可机制及其应用研究[J].岩石力学与工程学报，2011，09（07）：1345-1355.
隧道工作思路篇11
2严肃对待实习，要端正态度，每个人到要参加，不可以随便缺勤；
3一切行动听指挥，不要擅自独立行动；4在实习中可以帮助我们这些大一新生对土木工程有个感性的基础的认识，为将来的专业课程的学习打下良好基础。
之后，老师给我们上了一堂课，介绍了一下隧道与地下工程。隧道与地下工程概论的主要内容：
一、隧道工程的基本概念
2、狭义定义：是一种修建在地下的工程建筑物，修建在地下、两端有出入口，供车辆、行人、水流及管线等通过的通道。
二、隧道工程的沿革与发展
（一）发展目标：20世纪：高层建筑；21世纪：地下空间
美国“未来学家”杂志社预测21世纪将有1/3的人口生活于地下。在我国，地下空间的开发利用始于60年代，主要是地铁与人防工程，65年修建北京地铁；70年代修建了大量的人防工程，经改造利用，成了地下商业街、地下工厂、仓库和招待所，较好地发挥了经济效益。
(二)历史发展
1.国际上
（2）现代：现代隧道开挖技术的产生是在火药的发明和19世纪的产业革命后出现的，尤其是铁路的出现对交通隧道起到了很大的推动作用。
（3）目前世界上最长的交通隧道：山岭铁路隧道:日本的大清水隧；交通隧道:日本的青函隧道，英法海峡隧道；公路隧道:瑞士的圣哥达隧道。
2.国内
(三)技术发展
1.国际上
隧道工程的长度标志着一个国家发展的水平，如日本的三代清水隧道，穿越海拔2000m的谷川山脉；其他的有：日本——南朝鲜拟建海底隧道；意大利连接西西里岛的海底隧道正在建设之中，它们可望在本世纪实现。
2.在我国
（2）公路隧道的建造：改革开放以后随着高等级公路的修建，隧道才越来越长。近十多年来，公路隧道的建造也取得了迅猛发展，每年几乎都有十座以上的隧道建成。目前我国已建成400余座公路隧道，总长度已超过100km。
（3）水底隧道的建造：近年来，跨海隧道开始得到大力发展，目前在建的有厦门海底隧道，规划中的有山东胶州湾海底隧道，上海崇明岛海底隧道，琼州海峡隧道，台湾海峡隧道。
（4）在隧道设计与理论分析计算方面：衬砌结构的设计与计算采用了与电子计算机技术配套的数值计算方法，如有限元、边界元、离散元等。普遍采用计算机辅助设计，从而节省了大量劳力和时间。
三、隧道工程的功能与特点
（二）隧道工程的特点
四、隧道工程的种类及作用
2.按地层分：岩石隧道,土质隧道
3.按所处位置分:山岭隧道,城市隧道,水底隧道
4.按施工方法分:钻爆法隧道;明挖法隧道;机械法隧道:包括掘进机法和盾构法;沉埋法隧道
5.按断面形状分:圆形隧道,矩形隧道,马蹄形隧道
6.按开挖断面大小分:特大断面,大断面,中等断面,小断面,极小断面
隧道工作思路篇12
Keywords： Highway Tunnel； Ventilation Ways； Design
1.隧道运营通风的目的
随着经济的发展，近年来，我国公路建设事业迅猛发展，公路隧道建设取得巨大进步。公路隧道，特别是长隧道发展的同时，也带来了一些环境问题。隧道本身是一个相对封闭的环境，机动车所排放的污染物易积累到较高浓度，一方面危害驾驶员的身体健康，使其生理反应能力下降；另一方面，有关研究表明，隧道内大量尘埃、废气的积累会使隧道内能见度下降，使公路隧道成为交通事故多发地之一。故此，隧道运营通风已成为隧道建设中不可缺少的一部分。通过通风，可以改变隧道内空气的化学组成和气候条件，使之满足车辆运行的卫生和安全要求，保证隧道正常、安全营运。
2.常见的几种隧道通风方式
常见的公路隧道通风包括自然通风和机械通风。
2.1自然通风
隧道的自然通风，是指不采用任何人工通风措施，完全依靠风的自然流动和汽车行驶所产生的交通风来排除隧道内废气的通风方式。公路隧道通风初期是利用存在于洞口间的压力差和车辆行驶时的活塞作用，即交通风力来进行自然通风的。交通风力，是一种由于机动车行驶引起的地下道路空气流动作用，与活塞压缩机中空气运动类似。有关研究表明，当地下道路长度小于1500米，行车速度不小于60km/h的情况下，仅依靠自然通风与交通风力就可满足隧道内污染物浓度要求。
2.2机械通风
对于较长的隧道或者交通量较大的隧道，需要借助外部手段来改善隧道空气环境，即机械通风方式。机械通风通常分为横向，半横向，纵向等方式。
2.2.1半横向式隧道通风
2.2.2全横向式排风
该方式同时设置有独立的送、排风管道。从送风管道吹出的风横向流过车道经排风管排出隧道。采用横流式，能尽量将新鲜空气的吹出口设置在车道两边的下方，从车道上方的天井将污染空气吸出。横流方式的造价非常昂贵。
2.2.3纵向排风
所谓纵向式通风，是指靠设置在隧道内的风机产生的通风压力使新鲜空气通过隧道口或送风竖井进入隧道并沿隧道轴线流动，将污染空气通过隧道口或排风竖井排出隧道的通风方式。它包括设有竖井的纵流式通风。采用纵流方式隧道内污染物浓度沿隧道线性增大。现场实践证明，公路隧道采用纵流隧道换气方式能够降低隧道建设的成本和运营费用。
2.3各种机械通风方式比较
根据理论分析和实际观察，采用横向式通风的隧道，其污染物的浓度分布近似于矩形；采用纵向式通风的隧道污染物分布近似于三角形。由此可见，车辆经过采用纵向式通风的隧道时，刚进入隧道的空气污染物浓度与外界空气大致相同，随着进入隧道内距离的增加，污染物浓度呈线性增加，到达出口时，污染物浓度达到最大。而车辆经过采用全横向或半横向通风方式的隧道时，刚进入隧道不久，就立即处在污染物浓度较高的环境中，而且在经过隧道的整个过程中，基本上始终处于最大污染物浓度环境中。全（半）横向通风气流主要为横向流动，故发生火灾时排风道即为排烟道，烟雾沿隧道方向蔓延要小一些，从防火的角度考虑，比纵向通风的效果要好一些。这个观点早期在欧洲国家中根深蒂固。但全（半）横向通风需要在隧道断面增加送排风管道及配套的通风设施，土建投资高，还不能完全利用汽车行驶时产生的交通风，通风效率低；而纵向式通风无需专设通风管道，直接将车道作为风道，不必增大隧道断面，并能充分利用隧道内交通风，故通风系统的初投资及运营费用要小于横向通风。因此，从理论上讲，纵向通风对公路隧道的运营成本的控制更为有利。
3.隧道通风设计
3.1设计指导思想
在整个隧道的建设中，通风设计方案的优劣及通风运营效果的好坏，将直接关系到隧道的工程造价、运营环境、救灾功能及运营效益。
公路隧道通风方案设计与方案决策，涉及多方面的因素，一般来讲，设计应遵循以下原则：
3.1.1标准与规范原则
标准与规范是设计人员必须遵循的法则，原则上应严格执行。但由于我国隧道建设发展很快，现行通风设计规范不可避免地存在一些不适应性，故还需要通过科研、调查、模型实验、专家咨询等决定通风方式与通风参数的取值。
3.1.2安全原则
以人为本，安全第一，以防为主，防治结合。设计方案除满足正常工况通风要求外，还应完全满足火灾工况通风要求。公路隧道的火灾事故通风是隧道通风设计中重要的一个环节，需要引起暖通设计人员的足够重视。火灾工况时的隧道通风可以通过有效的防烟排烟设计，控制烟气的合理流动，从而最大限度地保护人们生命财产安全。隧道防灾通风应遵循以下设计原则：
（1）有利于人员逃生避难，应尽量减少传到人体上的热负荷，避免因纵向风流的混流而影响排烟和火灾救援；
（2）避免和减少火场高温空气的扩散，防止发生二次火灾导致火灾规模扩大；
（3）有利于消防救援人员展开救援和消防工作，使消防救援人员从上风向接近火场；
（4）防止烟气进入相邻隧道或避难场所。
由于受到初投资以及运营费用等影响，目前隧道通风基本采用纵向通风方式。纵向通风中并无专门的排烟通道，它通过车行通道进行通风和排烟，在这种情况下如何进行防灾通风和人员疏散是一个迫切需要解决的问题。
3.1.3实用原则
实用性主要体现系统的设计目标，包括安全、环保、运营三个方面的因素。在设计理念上，应明确对运营的要求，是首先保证通行能力还是首先保证运营的服务水平，其直接与通风参数的选取、通风方案的确定、工程投资规模相关，应由用户决定。
3.1.4可靠原则
可靠性反映系统对不同运营工况的适应能力。目前通风系统设计是按照最不利情况的组合确定需风量，事实上有些不利组合是根本不可能发生的，为避免浪费，通风系统应采用可靠性设计，计算不同工况组合时的设计方案与对应的系统可靠性，根据工程实际，选择一定可靠度下的可行方案。
3.1.5求实原则
设计方案应与工程特点相结合。交通特性、地理特性、环境特性是工程特性的综合反映，应结合汽车发展趋势及隧道类型确定通风质量、环境质量等设计参数与设计目标。
3.1.6经济原则
设计应追求性价比较高的方案。
3.1.7环保原则
无论是城市隧道还是山岭公路隧道，都涉及到环保问题，设计应满足有关部门的环保要求。
3.1.8满意原则
满意性包括两层含义，一方面是指用户、建设地政府与群众对设计方案在安全、环保、防灾、救灾、交通组织等的满意程度，另一方面是指对设计方案自身在实用性、可靠性、稳定性、经济性、先进性等方面的满意程度。
3.2通风设计中存在的问题
通风设计的重点是需风量的计算，影响需风量大小的因素很多，其中最主要的因素是交通量。目前，通风设计采用的交通量，以预测的远景高峰小时交通量为主，但此方法忽视了交通流变化对应通行能力的变化，势必造成需风量计算偏差。鉴此，笔者认为宜采取基于服务水平的通风设计方法，此方法的核心思想是通过交通控制，保证隧道内车流的连续性，减少隧道内的废气污染，同时也减少了交通异常发生的可能性与通风系统工程投资与运营管理费用。
4.结语
尽管我国公路隧道通风技术在近几年取得很大的进展，但是基础性研究仍显薄弱，与发达国家相比仍有一定差距。公路隧道通风是公路隧道特别是长大公路隧道建设中必须认真研究和解决的重要问题，加强公路隧道通风基础理论和应用技术的研究，使我国公路隧道的通风设计工作更为完善。
参考文献
[1] 沈艾中.警惕隧道交通事故.浙江公安高等专科学校学报.公安学刊，2002-05.
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隧道工作思路篇13
隧道工程;模块化教学;学习迁移理论;教学研究
近年来，随着高速公路、铁路建设及城市地下空间开发的蓬勃发展，出现了越来越多的隧道工程，交通、市政建设领域对隧道工程专业技术人才的需求量不断增大。培养创新能力、应用能力及解决能力实际问题较强的应用型专业人才是地方本科院校的主要办学目标之一［1－2］。笔者在隧道工程教学过程中发现，该课程内容覆盖面广，且较为零散，采用按教材章节顺序进行授课的传统教学模式难以达到良好效果，亟需探索新的教学模式。起源于德国的“模块化教学”［3］方法，可以较好解决上述问题。该方法是基于学习迁移理论基本原理，把课程内容分解成若干个部分，再将具有相同或相近主题的内容进行整合，形成具有内在联系的单元模块并进行教学［4－6］，可以提高学生学习的灵活度，激发学生学习的积极性和主动性，进而提高教学质量。文章以武汉工程大学土木工程专业、道路桥梁与渡河工程专业为例，探索模块化教学方法在隧道工程课程中的应用。
一、隧道工程课程特点及教学现状
(一)内容覆盖面广
目前我校采用的教材是彭立敏、刘小兵主编的《隧道工程》［7］，同时参考了丁文其［8］、覃仁辉［9］、朱永全［10］等主编的教材。这些教材的主要内容大体上包括:绪论、隧道勘测设计、隧道主体结构与附属结构、围岩分级与围岩压力、隧道支护结构的设计计算、隧道施工方法、隧道施工工艺及技术、高速铁路隧道、隧道常见病害及处治方法、隧道施工组织与管理、运营管理与维护等。可见，隧道工程课程内容涵盖面广，包含了规划、设计、施工、运营管理等过程的各个方面，既有基本概念和理论，又有施工工艺和方法;既包含技术层面问题，又包含管理层面问题。
(二)主要内容之间独立性强
隧道工程课程不仅知识点多，而且其主要内容之间具有较强的独立性。如隧道勘测设计、围岩分级、围岩压力等，主要涉及工程地质、岩土工程勘察、岩体力学等知识;隧道主体结构与附属结构，主要涉及建筑结构等知识;隧道施工，主要涉及工程爆破、工程机械等知识;隧道支护，主要涉及岩土工程、建筑材料等知识。
(三)与先行课程关系密切
隧道工程课程一般在第七或第八个学期开设，在此之前，学生应修完所有专业基础课和大部分专业方向课，掌握相应的专业基础知识。该课程的主要内容和先行课程之间存在密切联系.
(四)教学困境
综上，隧道工程课程内容庞杂，涉及土木工程专业大部分基础知识，导致学生在学习该课程时存在理解不透彻、记忆不深刻等问题，学习积极性普遍不高。如何激发学生学习兴趣，是授课教师面临的一大挑战。另一方面，隧道工程课程内容具有较强的综合性，如将这些零散的内容按照某种属性或规律进行适当归纳、分类，使之成为若干个相互联系的有机整体，则不仅能够提升学生的学习兴趣，还可以帮助学生构建专业知识体系，使学生对专业知识的认知和理解上升到新的高度。
二、模块化教学设计
针对上述问题，采用模块化基本理论和方法，并根据涉及科学、工程问题的不同，将隧道工程课程主要内容归为基本概念、地质及力学问题、施工方法、新技术新方法、运营管理与维护等5个模块，具体分述如下:
(一)基本概念模块
主要包括隧道的定义、分类、发展历史、隧道主体结构与附属建筑等。隧道工程是地下工程的一种，有别于一般建筑工程，该模块主要介绍隧道工程中的名词、定义及相关基本知识。
(二)地质、力学及支护结构模块
主要包括隧道工程勘测设计、围岩分类、围岩压力、隧道支护结构的计算等。隧道修建在岩土体中，其支护结构的形式主要取决于围岩的工程特性，隧道开挖与支护的核心问题是围岩力学特性及围岩与支护结构的相互作用，即围岩的地质力学问题。
(三)传统施工方法模块
主要包括钻爆法施工、掘进机法施工、隧道辅助施工作业、新奥法等。根据隧道工程所在岩土体性质的不同，可以分为岩质隧道和土质隧道。岩质隧道多采用钻爆法或掘进机法施工，土质隧道多采用盾构法(掘进机法的一种)。新奥法不是具体的施工方法，但目前几乎所有隧道的施工都采用新奥法的基本理念和原理。
(四)非传统施工方法模块
主要包括高速铁路隧道工程、城市地铁隧道工程、海底隧道工程等。近年来出现了上述特殊环境和技术条件下的隧道工程，与之配套的新技术、新方法也日趋成熟，其占有重要地位。
(五)施工管理与运营维护模块
主要包括隧道施工组织管理、运营阶段的养护与维修等。隧道工程是隐蔽工程，在施工过程中作业空间有限，作业环境危险性高，且各工序之间相互干扰大。在正常运营阶段，车辆冲击、废气排放、地下水、围岩等因素对衬砌耐久性造成不利影响，隧道交通事故、火灾等更是会造成严重后果。这两个方面的问题均需要通过实施管理来解决。上述方法是将隧道工程作为土木工程的一个分支学科来进行探讨，包括理论、方法和工程技术等多个方面。此外，和桥梁工程、道路工程、房屋建筑工程一样，也可以将隧道工程作为工程项目的一种，相应的课程主要内容围绕隧道工程从规划到设计、施工，再到后期管理等。按照该思路，可以将隧道工程课程的内容划分为:隧道工程基本理论与基本概念、隧道工程规划选址与设计、隧道工程施工、隧道运营管理4个模块，这4个模块则直观反映了隧道工程项目建设的大体流程。
三、模块化教学实施及效果评价
武汉工程大学土木工程专业创办于1992年，是学校“十二五”重点建设学科之一，为一级学科硕士学位授权点、湖北省楚天学者设岗学科、省级品牌专业。该学科现设有建筑工程方向、交通土建方向，以及道路桥梁与渡河工程。隧道工程是我校土木工程专业(交通土建方向)及道路桥梁与渡河工程专业学生的专业方向课。2014年开始，将上述模块化教学方法应用于我校土木工程专业(中英班)、土木工程专业(交通土建方向)及道路桥梁与渡河工程专业的隧道工程课程。首先，从内容属性的角度出发进行模块划分，在讲授每一个模块之前，提醒学生复习与之相关的课程内容;在讲授课程的过程中，提醒学生讲授的内容涉及哪些专业基础知识，从而让学生认识到专业基础知识对于后续专业课学习的重要性。其次，在每一个模块内容讲授完毕时，归纳总结该模块的主要内容，详细分析将这些内容作为一个模块的原因，让学生理解同一模块中各部分内容之间的内在联系。再次，在全部课程内容讲授完毕时，引导学生回顾课程内容，分析各部分内容之间的逻辑关系，帮助学生建立专业思维，构建专业知识体系。最后，采用上述工程项目建设阶段模块，引导学生再次回顾教学内容，可以有效促进学生的开放性思维，并全面提升学生运用专业知识分析和解决工程问题的能力。经过一年多的模块化教学探索和实践，该课程教学取得了一定成效，学生的学习积极性得到普遍提升。学生反映，在学习隧道工程课程过程中，较全面地回顾了先行课程涉及到的知识，对专业知识体系的认识上升到了新的高度。
四、结语
基于学习迁移理论基本原理，按照涉及科学、工程问题的不同，将隧道工程课程内容分为基本概念模块以及地质、力学及支护结构模块、传统施工方法模块、非传统施工方法模块、管理与维护模块等。此外，按照工程项目建设的阶段，将该课程内容划分为:基本理论与基本概念、规划选址与设计、施工、运营管理4个模块。二者联系紧密，互为补充。实施该模块化教学方法，提高了学生的学习积极性，促进学生深入理解课程内容，培养学生运用专业基础知识分析、解决专业问题的能力，帮助学生构建专业知识体系，收到了良好效果。需要指出的是，模块化教学方法绝不是简单地将课程内容划分模块分别讲解。在实际操作过程中，需要引导学生去分析、思考划分模块的依据以及各模块之间的内在联系，并站在教材编者的角度去分析课程的内容构成，从而帮助学生构建专业知识体系，培养学生善于运用专业知识分析和解决实际工程问题的习惯和能力。课堂上应适当组织学生进行研究性学习，并布置课程作业，充分发挥学生自主性，实现师生之间互动。
作者：王章琼 黄民水 余浩延 单位：武汉工程大学资源与土木工程学院
参考文献:
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