隧道工程的優(yōu)點精選(九篇)

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第1篇：隧道工程的優(yōu)點范文

【關(guān)鍵詞】隧道工程；噴射混凝土；施工技術(shù)；質(zhì)量

引言 噴射混凝土施工技術(shù)是隧道開挖初期支護的重要內(nèi)容，它是借助于噴射設(shè)備，利用壓縮空氣將預(yù)先拌合好混凝土噴射到支護面上，混凝土迅速凝結(jié)硬化而形成隧道的圍護結(jié)構(gòu)。噴射混凝土施工技術(shù)水平的高低，直接影響到隧道支護質(zhì)量和施工安全。

一、噴射混凝土在隧道工程復(fù)合支護中的作用

噴射混凝土主要用于充填裂隙、填補凹穴、加固巖層。

噴射混凝土能將張開的裂隙、節(jié)理、層縫充填一部分，并能起到黏結(jié)作用，使許多巖塊黏結(jié)在一起，成為整體，以阻止巖塊的松動，而且噴射混凝土又能填補凹穴，噴射混凝土能填補凹穴，避免應(yīng)力集中，從而加固了圍巖，提高圍巖的抗?jié)B漏性能和巖層自身的穩(wěn)定性，發(fā)揮圍巖的承載能力。

噴射混凝土可封閉圍巖，防止風(fēng)化。噴射混凝土后隔絕了巖層與空氣的接觸，可以阻止巖層節(jié)理和節(jié)理裂隙的滲水，防止水和空氣對圍巖的破壞，越易風(fēng)化的巖層越要及時進行封閉，如泥巖、泥質(zhì)頁巖，遇吸潮后膨脹軟化、泥化，應(yīng)及時進行封閉，可防止風(fēng)化，減少巖石膨脹變形。

目前隧道工程復(fù)合支護中普遍采用的是噴射混凝土或鋼纖維噴射混凝土，噴射方式主要有干噴和濕噴。噴射混凝土具有支護及時、強度高、密實性強、操作簡單、靈活性大等優(yōu)點，特別是在軟弱圍巖地質(zhì)條件下，配合鋼拱架和系統(tǒng)錨桿作為聯(lián)合支護，其優(yōu)點更為明顯。當(dāng)噴射混凝土具有一定強度后，可把鋼拱架、系統(tǒng)錨桿和噴射混凝土組成的支護體系看作鋼性結(jié)構(gòu)，用來控制圍巖變形，達到保護和發(fā)揮圍巖自承能力的效果。

二、噴射混凝土施工的關(guān)鍵技術(shù)

1、噴射混凝土的回彈量控制

目前隧道工程噴射混凝土施工，為保護環(huán)境和維護工人健康。大多采用，其回彈量普遍較大，平均在30%以上，損失較大。一般隧道工程的利潤主要來自開挖和初期支護的噴射混凝土。如何通過技術(shù)改進和加強管理來降低噴射混凝土的回彈量是目前有待解決的問題。通過對多座隧道工程、多個施工隊伍施工情況的分析比較，總結(jié)出以下幾點可以將回彈量控制在15%～24%的范圍。

（1）分段分塊噴射。分段長度不超過6m，分塊大小不超過2m×2m，嚴格按照先墻后拱、先下后上的順序進行噴射，以減少混凝土因重力而滑動或脫落。

（2）噴射混凝土的水壓一般控制在稍高于風(fēng)壓即可，施工現(xiàn)場可以按水壓高于輸料管風(fēng)壓10～15N/cm2進行控制，其目的是為了保證高壓水能夠從噴槍混合室（噴頭處）內(nèi)壁小孔高速射出，把拌合料迅速拌合均勻。噴射料的水灰比控制是比較困難的。熟練的噴射手通過噴射混凝土表面的光滑度可判定水灰比的大小。理論上講，0.45～0.50的水灰比對噴射混凝土的回彈量和質(zhì)量是有利的。

（3）控制噴嘴距離（噴射距離）和角度。噴射距離在0.6～1.2m時，混凝土回彈量較小，噴射距離過大或過小都會增加回彈量。噴頭長度一般只有0.5～0.6m，噴射手因存在骨料反彈的恐懼心理，要將噴射距離控制在0.6～1.2m較困難。根據(jù)任小平的研究結(jié)果，隧道工程噴射混凝土施工的探討決的辦法可將噴頭加長到1.2～1.5m，這樣噴射手站在距離噴巖面2.0m左右即可進行噴射。噴嘴與噴巖面應(yīng)盡量垂直，并偏向剛噴射部位（傾斜角控制在10°內(nèi)），這樣不僅回彈量少，而且噴射效果和質(zhì)量更好。

2、嚴格控制風(fēng)壓、水壓和水灰比。過大的風(fēng)壓會造成噴射速度太快，加大骨料的反彈，從而加大回彈量，但混凝土密實性較好；風(fēng)壓過小，會使噴射力減弱，造成混凝土密實性較差，甚至達不到設(shè)計和規(guī)范要求。總結(jié)實踐經(jīng)驗，當(dāng)輸料管長度為20m時，合適的風(fēng)壓為100～130N/cm2。

3、控制一次噴層厚度和分層噴射的間隔時間。

4、噴射混凝土厚度的控制

噴射混凝土的厚度應(yīng)達到設(shè)計厚度和規(guī)范允許的誤差范圍。從施工現(xiàn)場的情況看，個別隧道存在噴射混凝土普遍偏薄的現(xiàn)象，這是有風(fēng)險的。因為初期支護將會和圍巖共同控制同巖變形的釋放，保證下道工序施工安全和隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，是主要受力者。若噴射混凝土出現(xiàn)裂縫，原則上也應(yīng)及時進行補噴和采取其他補強措施，以控制圍巖變形在適度范疇，而不是任其釋放。有人說，“初期支護噴層厚度不夠，可以利用二次襯砌混凝土進行補充”，這種說法只是從隧道總體結(jié)構(gòu)尺寸滿足了要求，但從新奧法施工原理和結(jié)構(gòu)受力機理而言，卻是一大誤區(qū)。 要解決這個問題，重點應(yīng)放在噴射過程中，要求噴射手在全斷面螺旋噴射完成后，及時對鋼拱架間進行補噴；或者在掛防水板前對噴射混凝土表面進行檢查，嚴重不夠的必須及時進行補噴，否則二次襯砌混凝土澆筑后再通過打孔（或預(yù)埋鋼管）注漿填充來處理兩層間的空洞，不僅費時費工，而且還會破壞防水板，造成漏水現(xiàn)象。

對局部噴射混凝土過厚的情況，在掛防水板前一定要將突出部分混凝土剔除。因為這種情況有可能頂破防水板，更有可能在初期支護和二次襯砌之間形成點接觸，造成局部應(yīng)力集中而導(dǎo)致二次襯砌表面開裂。

三、對噴射混凝土在隧道工程施工中的幾點建議

在實際的隧道工程施工過程中，根據(jù)以往文獻記載，筆者總結(jié)出以下幾點需要注意的建議：

1、重視混凝土的噴射方式，積極推廣濕噴技術(shù)的運用。在濕噴過程中，事先可將包括水在內(nèi)的各種材料正確計量，0.45～0.50的水灰比容易控制，從而容易達到減少回彈量和粉塵的目的。

2、加強噴射混凝土配合比的調(diào)整和控制，骨料盡量采用連續(xù)級配。施工應(yīng)重點控制好骨料的級配，這除了要求工地實驗室定期定量檢測外，還要求加強骨料加工和采集，采取多種措施保證骨料的連續(xù)級配。譬如，骨料粉塵量過大時，就應(yīng)該在加工場骨料出口安置抽風(fēng)機，在材料源頭進行控制和處理。

3、做好光面爆破設(shè)計，保證光面爆破質(zhì)量。光面爆破應(yīng)針對不同等級圍巖單獨設(shè)計，要考慮到炮眼布置、深度和角度、單孔裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu)、起爆順序等，通過光面爆破參數(shù)的改變和修正，保證不同圍巖地段光面爆破輪廓圓順，保證開挖質(zhì)量。圓順的開挖輪廓既有利于保證噴射混凝土的質(zhì)量，更有利于減少噴射混凝土的回彈量。

4、盡量采用大板切割的試驗檢測方法對噴射混凝土強度進行檢測。大板切割即向木板或竹夾板（板的大小根據(jù)取樣組數(shù)多少而定）上噴射13～15cm厚的混凝土并進行養(yǎng)護，待達到一定強度后切割取樣。這樣取得的試塊可以代表洞內(nèi)噴射混凝土的實際情況，方法簡單，也不破壞支護結(jié)構(gòu)。

五、結(jié)束語

綜上所述，本文重點對隧道工程中噴射混凝土的施工特點以及基本原理進行了詳細的分析，在此基礎(chǔ)上，針對隧道建設(shè)中，噴射混凝土的質(zhì)量控制也做出了詳細的介紹，供施工人員參考。

參考文獻

第2篇：隧道工程的優(yōu)點范文

關(guān)鍵詞：隧道工程； 教學(xué)改革；精品課程建設(shè)

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2013）01-0082-04

隨著中國改革開放和經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展，尤其是近年來實行以高速公路、鐵路、城市地鐵，及西電東輸水利工程、南水北調(diào)輸水工程等基礎(chǔ)建設(shè)為主的積極財政政策，大型工程建設(shè)項目越來越多，從而帶來了大量的巖土與地下工程問題及經(jīng)驗教訓(xùn)。這些問題的有效解決，需要大批理論扎實、技術(shù)過硬、實踐經(jīng)驗豐富的專門工程技術(shù)人才。這對高等院校教學(xué)提出了更高要求，為保證工程科學(xué)專業(yè)課程的教學(xué)、建設(shè)及人才培養(yǎng)能適應(yīng)新形勢，突出工程背景，教學(xué)模式亟待改革。

隧道工程是土木工程專業(yè)巖土及地下方向的一門專業(yè)課，也是核心和代表性的必修課程之一，其目的和任務(wù)是使學(xué)生掌握隧道的基本概念與構(gòu)造、基本力學(xué)原理、施工作業(yè)方法、最新設(shè)計理念及行業(yè)規(guī)范等專業(yè)知識，具備隧道工程的設(shè)計能力、隧道工程相關(guān)技術(shù)和研究工作的基本素質(zhì)，為從事各類隧道工程建設(shè)的設(shè)計、施工及維護管理奠定基礎(chǔ)。

文章結(jié)合筆者近幾年來在廈門大學(xué)土木系講授的隧道工程課程，通過教學(xué)實踐中獲取的經(jīng)驗，從教學(xué)模式、實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)、科研促教等方面進行探討，以期提高教學(xué)質(zhì)量，增強學(xué)生學(xué)習(xí)效果，拓展學(xué)生工程視野和實際應(yīng)用能力，達到培養(yǎng)人才、服務(wù)社會的目的。

一、教學(xué)中的體會

（一）基礎(chǔ)知識及認識實習(xí)的先行修畢

隧道工程涉及多個學(xué)科，涵蓋的知識面廣而深。隧道工程教學(xué)，一方面要求學(xué)生已經(jīng)具備高等數(shù)學(xué)（含微積分、線性代數(shù)及概率論）、材料力學(xué)、彈性力學(xué)、土/巖石力學(xué)、工程地質(zhì)等課程的基礎(chǔ)知識，即這些課程需要先行修畢才可繼續(xù)隧道工程課程的學(xué)習(xí)；另一方面，需要較強的工程背景，如隧道施工工藝（鉆爆、盾構(gòu)或TBM等）和工法（臺階、側(cè)壁導(dǎo)坑或CD法等）、裝渣與運輸、噴錨初支與模注二襯、監(jiān)控量測、防水通風(fēng)、運營管理、風(fēng)險控制，等等，即課程具有工程實踐性、應(yīng)用性特點。因此，在學(xué)習(xí)該課程之前，對隧道建設(shè)現(xiàn)場的實地認識實習(xí)是有必要的。

（二）教學(xué)內(nèi)容多而課時有限

隧道工程課程內(nèi)容龐雜，既涉及規(guī)劃、勘察、設(shè)計、施工及運營管理的內(nèi)容，又有鐵路隧道、公路隧道、城市地鐵、礦山及水利工程巷隧、海（水）底隧道等的設(shè)計差異，同時還涉及地質(zhì)、力學(xué)、材料科學(xué)等方面的基礎(chǔ)理論，無疑是一門工程科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的系統(tǒng)科學(xué)。這些內(nèi)容相互交叉、滲透，緊密聯(lián)系又相對獨立，對學(xué)生而言，教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)松散、主線不明、重點不突出，甚至有種一團亂麻、理不出頭緒的感覺，學(xué)生普遍反應(yīng)這門課程難學(xué)。近年來，隧道工程的教學(xué)大綱和授課學(xué)時經(jīng)過調(diào)整和壓縮，學(xué)時減至30左右，大大低于學(xué)科強校50學(xué)時以上的要求，如重慶大學(xué)、同濟大學(xué)、西南交通大學(xué)，在有限的時間內(nèi)，要完成上述多方面的教學(xué)任務(wù)，且不乏生動性和啟發(fā)性，無疑增加了教學(xué)難度，同時對教師水平提出更高要求。

（三）教學(xué)實踐的限制

隧道工程實踐性、應(yīng)用性強，在教學(xué)中必須注重理論與實踐相結(jié)合，這是工程科學(xué)學(xué)習(xí)所必備的素質(zhì)?？紤]到隧道施工工藝復(fù)雜、作業(yè)線繁多，經(jīng)常會使用炸藥、雷管等危險品以及各類重工機械設(shè)備，加之隧道現(xiàn)場往往是圍巖、積水、噪音大、油煙粉塵污染物多、錨桿鋼筋遍布、電路設(shè)備復(fù)雜，學(xué)生的現(xiàn)場安全問題難以得到保證。另外由于隧道工程的工作面較一般的施工現(xiàn)場更為狹小擁擠，導(dǎo)致施工單位不愿意接收學(xué)生實習(xí)、參觀。即使聯(lián)系到一些實習(xí)單位，也只是在短時間內(nèi)或停工間隙對某一局部粗淺、簡單地觀摩，不能全面了解工程的整個建設(shè)過程，不能形成系統(tǒng)、深刻的工程印象。

（四）缺少學(xué)生互動

受傳統(tǒng)教學(xué)模式的影響，教師在課堂上單一講解授課，學(xué)生習(xí)慣于被動接受，聽課時忙于記筆記，很少主動思考、質(zhì)疑。盡管學(xué)生對工程問題的興致很高，求知欲強，但限于工程經(jīng)歷的缺乏，很少與教師交流、討論，授課教師很難獲知學(xué)生的課程興趣所在，及重、難點的理解與掌握情況。這與國外工程科學(xué)的教學(xué)有一定差距。國外一般采用引導(dǎo)性教學(xué)，在課程基礎(chǔ)知識講授完畢之后，提出某一工程問題，讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識自行查閱資料，咨詢專業(yè)人員，通過團隊合作完成。傳統(tǒng)的教學(xué)模式，導(dǎo)致學(xué)生知識理論水平較高，動手能力則較低。

二、教學(xué)改革的思考

結(jié)合國內(nèi)兄弟院校的教學(xué)情況，隧道工程課程普遍存在以下問題：課程內(nèi)容龐雜，實踐內(nèi)容偏少，與工程現(xiàn)場要求嚴重脫節(jié)；在有限學(xué)時的分配上，理論課時多，實踐課時少；課程的考核方式上，理論比重大，實踐考核少。傳統(tǒng)的教學(xué)方式和內(nèi)容不利于培養(yǎng)學(xué)生的實際工程認知、創(chuàng)新與應(yīng)用能力，不利于學(xué)生綜合能力和工程素質(zhì)的訓(xùn)練與提升。鑒于此，提出隧道工程課程的教學(xué)改革建議。

1. 教學(xué)與科研緊密結(jié)合

隧道工程是一門實踐性、理論性、應(yīng)用性很強的工程科學(xué)，如果教師僅僅是將書本內(nèi)容生硬地搬入課堂，學(xué)生通常會感到所學(xué)內(nèi)容枯燥，喪失學(xué)習(xí)興趣，難以激發(fā)日后從事該項工作的熱情。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷推進，隧道工程科學(xué)中許多新的設(shè)計理念、研究成果不斷涌現(xiàn)。在傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，將隧道設(shè)計施工的新理念、新方法、新技術(shù)、新工藝以及國家重大隧道工程（如港珠澳沉管隧道、膠州灣海底隧道、杭州錢江盾構(gòu)隧道等跨海隧道工程）的科研支撐計劃、技術(shù)攻關(guān)課題及最新進展與研究成果直接引入課堂教學(xué)，不僅能夠加深學(xué)生對基本理論、基本技能的掌握，培養(yǎng)學(xué)生的工程思維、創(chuàng)新精神，而且使學(xué)生了解學(xué)科發(fā)展的形勢，以及當(dāng)前隧道工程建設(shè)中存在的實際技術(shù)問題，從而發(fā)生興趣、拓寬知識面，培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的科研意識、創(chuàng)新能力。

對教師而言，在從事科研的同時，跟蹤國內(nèi)外發(fā)展前沿與動向，密切關(guān)注隧道科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和最新研究成果，不斷獲得新知識、新思路，以此提高自身業(yè)務(wù)素質(zhì)，加深對教學(xué)內(nèi)容的理解和掌握。同時，將科研最新成果融入教學(xué)，提高教學(xué)的理論起點，深化教學(xué)內(nèi)容，使課程教學(xué)緊跟隧道工程學(xué)科發(fā)展步伐，促進教學(xué)水平和科研水平的共同提高[1-2]。

2. 豐富課堂教學(xué)的形式

隧道工程教學(xué)與實際工程關(guān)系緊密，隧道工程的結(jié)構(gòu)形式、工法和施工工藝及各作業(yè)線的講述難以僅憑傳統(tǒng)板書在黑板上準確地演示和表達，而學(xué)生恰恰正缺乏這些工程實踐經(jīng)驗，對隧道工程的認知較淺，因此在教學(xué)中需深化課程的感性認識與工程認識。這就要求教師充分利用現(xiàn)代化教學(xué)手段，運用多媒體教學(xué)“圖文并茂”的優(yōu)點，輔之以工程錄像、照片、圖表、動畫等資料，精心制作電子教案，給予學(xué)生圖、文、聲、動、實等多方位的信息，加深學(xué)生對課程內(nèi)容的理解與掌握。在講解典型案例時，通過錄像資料、工程圖片或?qū)嵨锿队?，讓學(xué)生了解隧道建設(shè)施工的全過程信息，對實際工程有直觀感受，讓原本枯燥、平面的教學(xué)變得生動、立體，更利于學(xué)生理解、掌握，激發(fā)其求知欲，同時彌補教學(xué)內(nèi)容多、課時少的矛盾，達到事半功倍的效果。

3.加強實踐

組織學(xué)生參加必要的認識實習(xí)和生產(chǎn)實踐，完成較高水平的實踐或認識報告，是目前辦學(xué)條件下理論與實踐相結(jié)合的主要途徑。隧道建設(shè)工程量大、工序多雜、周期長，短時間的實習(xí)往往只能看到工程的某個局部或某道工序，很難深入了解整個建設(shè)過程。從時間、經(jīng)費及安全考慮，一次實習(xí)又難以在多個工地同時展開，因此，有些實習(xí)只能是走馬觀花，流于形式。鑒于此，通過強化實踐教學(xué)基地的建設(shè)，如依托高?！?85”平臺，結(jié)合各個以實際工程為依托的科研項目，不斷與新近工程建設(shè)單位建立長期的校企合作關(guān)系，如港珠澳島隧工程國家重大科研支撐計劃、杭州建設(shè)局錢江隧道科研、廈門交通委地下軌道交通項目計劃，等等，為課程實踐培育長期且成熟的實習(xí)基地，不再是以往“走馬燈”式的實習(xí)。另外，通過實習(xí)基地的建設(shè)，可逐步建立一支優(yōu)秀的師資隊伍，聘請校外企業(yè)、生產(chǎn)一線中經(jīng)驗豐富、業(yè)務(wù)過硬的專家，指導(dǎo)學(xué)生實踐，保證實踐教學(xué)質(zhì)量。這樣，學(xué)生的實踐能力和工程認知能力才能充分提高，實踐教學(xué)真正達到預(yù)期效果[3]。

4.聘請工程一線技術(shù)專家授課

聘請生產(chǎn)、施工或建設(shè)管理部門的技術(shù)負責(zé)人、專家為兼職教授，定期來校為學(xué)生授課，開設(shè)專題講座，及時給學(xué)生講述國內(nèi)外隧道施工的新問題、新特點，介紹一些施工經(jīng)驗及行業(yè)發(fā)展動向、最新科研成果和熱點問題等，將隧道工程技術(shù)的最新成果補充到課堂教學(xué)中，實時解答學(xué)生的一些疑惑，以拓展學(xué)生視野、增長知識、開闊思路。通過這些校外專家自身的業(yè)務(wù)專長，結(jié)合其負責(zé)的某一實際工程，開展一些實際案例教學(xué)，如隧道塌方問題、巖爆專題、突涌水災(zāi)害等，以加深學(xué)生對隧道基本概念和原理的理解，進而提高實際工程問題的分析與解決能力[4-5]。

5. 加快自身特色教材建設(shè)步伐

有關(guān)隧道工程課程的教材紛繁雜多，具有見地和獨到觀點，有一定技術(shù)特色的優(yōu)秀教材并不多見，因此，在某些經(jīng)典隧道著作的基礎(chǔ)上（于學(xué)馥先生撰寫的《地下工程圍巖穩(wěn)定分析》、孫鈞先生撰寫的《地下工程的設(shè)計理論與實踐》等），依靠“985”高校優(yōu)秀師資團隊，逐步引入新近隧道的最新科研成果，如有限元極限分析法、地下工程破壞機理、圍巖壓力理論與設(shè)計計算方法等，加強自身特色教材的建設(shè)步伐，為培養(yǎng)具有技術(shù)優(yōu)勢和特色的隧道工程人才奠定基礎(chǔ)。同時，為彌補教材不足，教學(xué)過程中應(yīng)依靠輔助教材補充教學(xué)。輔助教材主要是指最新修訂的設(shè)計、施工規(guī)范。比如，隧道圍巖級別的劃分，2004 版《公路隧道設(shè)計規(guī)范》將原規(guī)范（1994版）中的“類別”修訂為“級別”，同時，將圍巖類別的質(zhì)量好壞順序完全調(diào)換。

6. 課程考核形式的多元化

為考查學(xué)生對所學(xué)知識的掌握程度，課程結(jié)束后需以一定方式對每位學(xué)生考核?？紤]隧道工程課程隸屬工程科學(xué)且極富應(yīng)用實踐性的特點，考核不應(yīng)簡單以期末試卷為單一評判形式。結(jié)合實際教學(xué)體會與經(jīng)驗，筆者認為考核宜由3部分組成：（1）課堂表現(xiàn)和平時作業(yè)（占15%）?？疾閷W(xué)生出勤率、聽課表現(xiàn)（提問與回答問題），及課后作業(yè)完成情況；（2）理論考試（占70%）。傳統(tǒng)的期末筆試形式仍占考核的主體。建議在試題的設(shè)計上，既考查學(xué)生對隧道基本原理與知識點的掌握，又考查其對工程實際問題的分析、解決能力；（3）實踐設(shè)計技能（占15%）。主要目的是對學(xué)生學(xué)習(xí)技能和動手能力的考查，通過設(shè)置某一隧道工程的設(shè)計任務(wù)，要求學(xué)生運用所學(xué)知識，查閱文獻資料，參考相關(guān)行業(yè)規(guī)范及技術(shù)標準，對某一工程問題作資料整理、力學(xué)分析、理論計算、報告書寫、工程出圖整個過程的綜合訓(xùn)練。

三、力爭創(chuàng)造省級、國家級精品課程及教學(xué)科研團隊

工科學(xué)生培養(yǎng)的最終目的是為工程服務(wù)，為工程建設(shè)提出科學(xué)建議和技術(shù)保障，保證工程的建設(shè)及運營安全，為社會和國家建設(shè)貢獻技術(shù)力量。隧道工程建設(shè)不是科學(xué)試驗，而是生命線工程?？茖W(xué)試驗允許失敗，失敗了總結(jié)經(jīng)驗可以從頭再來，這一過程循環(huán)往復(fù)得以成功。然而，工程建設(shè)絕對不允許重來，因為這期間可能以生命的消逝為代價。這是工程科學(xué)與科學(xué)試驗的本質(zhì)區(qū)別，必須高度重視。開設(shè)隧道工程課程，目的是培養(yǎng)學(xué)生的高度責(zé)任感和嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度，使學(xué)生在工程中能考慮到任一細小環(huán)節(jié)、任一可能發(fā)生因素。

廈門大學(xué)土木工程系巖土及地下工程課群組具有光榮的傳統(tǒng)，曾培養(yǎng)了巖土工程領(lǐng)域的老一輩名師：曾國熙先生、吳自迪先生、林幼堃先生等。1952年國家高校院系調(diào)整，廈門大學(xué)土木系先后并入浙江大學(xué)、同濟大學(xué)、福州大學(xué)等學(xué)校，為現(xiàn)今這些高校的土木學(xué)科發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。為繼承巖土工程學(xué)科的傳統(tǒng)優(yōu)勢，進一步開拓巖土及地下學(xué)科的發(fā)展局面，近年來，土木工程系不斷引進國內(nèi)外高層次人才，目前已組建巖土工程與災(zāi)害監(jiān)測研究所，師資力量逐步壯大。每一位教師在各自領(lǐng)域內(nèi)均有所建樹，承擔(dān)國家自然科學(xué)基金項目，并積極參與國家、省、市及地方科研項目和技術(shù)服務(wù)工作，正逐步成長為一支富有活力、年齡結(jié)構(gòu)合理、富有創(chuàng)新開拓精神的教學(xué)科研隊伍。在5—10年內(nèi)，廈門大學(xué)土木工程專業(yè)希望通過特色教材建設(shè)和科研項目提升多年來積淀的教學(xué)傳統(tǒng)，廣泛汲取和學(xué)習(xí)專業(yè)強校的經(jīng)驗，打造省級乃至國家級精品課程和教學(xué)科研團隊，培養(yǎng)更多的優(yōu)秀青年人才。

參考文獻：

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[4] 周德泉，王桂堯，劉宏利，等. “巖土與隧道工程”課程群建設(shè)與特色人才培養(yǎng)探討[J]. 中國地質(zhì)教育，2010（4）：119-123.

[5] 潘建平，汪小平，朱洪威. 隧道工程課程教學(xué)改革探索[J]. 山西建筑，2011（10）：240-241.

Teaching reform of tunnel engineering course

MA Kang

（School of Architecture and Civil Engineering， Xiamen University， Xiamen 361005， P. R. China）

第3篇：隧道工程的優(yōu)點范文

關(guān)鍵詞：分享；互動；隧道工程；大班教學(xué)

中圖分類號：G642.4 文I標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）09-0200-02

為了使交通暢通、快捷，我國修建了大量的公路、鐵路、市政隧道工程，截止到2015年底，我國公路隧道為14006處、12683.9km；全國運營隧道13411座，總長13038km。由此可見，新隧道修建需要大量的專業(yè)人才。另外，據(jù)不完全統(tǒng)計，在20世紀末建成的5000余座鐵路運營隧道中，有67%的隧道存在病害問題，因而隧道管養(yǎng)對專業(yè)人才的需求更大。因此，與土木工程專業(yè)相關(guān)的高?；径奸_設(shè)了隧道工程課程，由于隧道專業(yè)師資緊缺，大班教學(xué)在“隧道工程”教學(xué)中普遍存在。在隧道工程教學(xué)方面，王迎超等[1]對“隧道工程”課程的案例教學(xué)改革，提出了改革的思路和具體實施方案；李曉龍等[2]通過分析提出了加強與學(xué)生溝通交流，實施互動教學(xué)，將科研與教學(xué)相結(jié)合，注重分析案例等多種手段的綜合教學(xué)模式；施成華[3]提出了以教師為主導(dǎo)、以學(xué)生為主體、以訓(xùn)練為主線、以雙向交流為手段、以提高學(xué)生的綜合素質(zhì)為核心的一種新型教學(xué)模式?！八淼拦こ獭闭n程的教學(xué)質(zhì)量對我國經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高具有重大的意義，因而怎樣提高教學(xué)質(zhì)量，怎樣保證大班教學(xué)質(zhì)量甚為重要。

一、“隧道工程”的特點

1.“隧道工程”課程涵蓋的知識面廣，不但要學(xué)習(xí)巖石力學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)、土力學(xué)、結(jié)構(gòu)設(shè)計理論等方面的專業(yè)知識，還需學(xué)習(xí)通風(fēng)、照明、病害檢測等與隧道工程密切相關(guān)的專業(yè)知識。

2.“隧道工程”課程的講授與專業(yè)教師的工程實踐經(jīng)驗密不可分。如果專業(yè)教師曾經(jīng)參與過大量的隧道工程實踐，那么他對隧道工程的基本理論的理解更加深刻，對施工工藝、施工機具等熟悉程度相當(dāng)高。因而在隧道工程教學(xué)過程中，實例教學(xué)成為很多教學(xué)人員的首選方式，以實際工程為依托，將基本原理、理論與實際運用相結(jié)合，講透理論及如何運用。此外，還能真實還原施工現(xiàn)場場景將施工工藝形象生動地表達便于學(xué)生接受。

3.知識、規(guī)范更新快而課本更新滯后。目前，我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過程中提倡合理、優(yōu)先考慮使用“新工藝、新材料和新設(shè)備”，與隧道工程相關(guān)的技術(shù)、材料、設(shè)備及規(guī)范更新快，因而“隧道工程”課本的知識具有滯后性。專業(yè)教師需要與時俱進，除了傳授課本知識之外還要介紹最新進展。

二、教學(xué)大班的定義

教學(xué)大班的定義主要有：①如果高校也根據(jù)《中等師范學(xué)校及城市一般中小學(xué)校舍規(guī)劃面積定額》規(guī)定，超過50人的班級就應(yīng)該視為大班；②將對學(xué)生控制的“強勢三角區(qū)”的大小作為大班教學(xué)的界定，教師站在講臺上的視覺控制寬度一般會小于10人，縱深小于10排，大于這個范圍即為大班教學(xué)；③根據(jù)“沒有學(xué)生積極參與的教學(xué)，就不能被看作是真正意義上教學(xué)”的理論，當(dāng)參與課上回答問題和提問的學(xué)生比例達到25%―45%時，所有的學(xué)生都會積極地思考，如果參與教學(xué)互動活動的學(xué)生人數(shù)不能達到這個標準即為大班。但是這些定義都存在一定缺陷，比如：50人和51人的教學(xué)班級則應(yīng)該采用不同教學(xué)方式，但是教學(xué)人員都知道這樣1人的差距肯定不會改變專業(yè)教師對教學(xué)方式的改變；“強勢三角區(qū)”并不是無限擴大，因人而異，如果教學(xué)人員為自我享受型則控制范圍更小；假定教學(xué)班有100人左右，即每次教學(xué)應(yīng)該有25―45個學(xué)生參與到教學(xué)互動活動中，但是實際教學(xué)活動表明，每次教學(xué)活動很難有如此多的同學(xué)參與到教學(xué)活動中來。由于“隧道工程”專業(yè)教師資源緊張，三合班及四合班教學(xué)客觀存在。假如自然班按照35人左右的編制，則教學(xué)班級通常達到100―140人左右，因而本文將大班的定義為三班及以上合上一門課程的教學(xué)班級或者70人以上的教學(xué)班級稱為教學(xué)大班。

三、現(xiàn)有大班教學(xué)主要模式

大班教學(xué)一般都比較困難，可以在以下幾方面尋找突破口：在大班教學(xué)中，保證教學(xué)內(nèi)容完整性的基礎(chǔ)上，突出關(guān)鍵的、本質(zhì)的東西；創(chuàng)建一個小班的環(huán)境，認識學(xué)生、促進學(xué)生積極反饋、在教室內(nèi)走動等[4]。因而互動式教學(xué)應(yīng)運而生，逐漸成為大量教學(xué)人員的首選模式，其主要特征有：師生之間、學(xué)生之間、課本知識與師生的背景知識、知識與能力、課內(nèi)課外的互動[5]。大班多向互動教學(xué)模式改進了互動式教學(xué)，該模式就是化整為零將全班同學(xué)分為若干小組，每個小組既可視為傳統(tǒng)意義上的一個溝通對象與教師交流，又可分散成組員個體與教師互動，同時小組之間及組員之間又是多向的互動競合關(guān)系[5]。

為了發(fā)揮學(xué)生的主體性，倡導(dǎo)“自主、合作、探究”新型學(xué)習(xí)方式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力，互動合作教學(xué)是高校教學(xué)中近年來的重要教學(xué)模式。它主要包括：①互動合作教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)中的分組不同的是“組內(nèi)異質(zhì)，組間同質(zhì)”；②互動合作教學(xué)是以教學(xué)動態(tài)因素的互動為動力資源；③動合作教學(xué)是一種目標導(dǎo)向的教學(xué)活動；④互動合作教學(xué)以各小組在達成目標過程中的團體成績?yōu)楠剟钜罁?jù)；⑤互動合作教學(xué)由教師分配學(xué)習(xí)任務(wù)和控制教學(xué)進程[6]?；邮浇虒W(xué)、多向互動教學(xué)、互動合作教學(xué)是目前大班教學(xué)的主要模式。

四、分享互動式大班教學(xué)模式

針對已有大班教學(xué)存在的困境，尤其是高校教學(xué)班級達到70人及以上時，專業(yè)教師在很多方面顯得力不從心。怎樣維持課堂教學(xué)秩序，怎樣保證教學(xué)質(zhì)量和效果。目前高校教學(xué)基本采用2課時連續(xù)授課進行教學(xué)，結(jié)合“隧道工程”課程特點，筆者提出分享互動式大班教學(xué)。

分享互動式大班教學(xué)模式操作過程如下：①上課之前將全班同學(xué)分組，將全體同學(xué)分成10組左右，每組成員控制在10―15人左右，每組選組長一名，學(xué)生上課座位按組布置；②在2課時連續(xù)授課過程中，第一節(jié)課和第二節(jié)課的前10分鐘左右以教師講授重點、難點，學(xué)生聽課為主；③在第二節(jié)課的第10―15分鐘，以同學(xué)的復(fù)習(xí)、組內(nèi)討論和總結(jié)為主；④在接下來的25分鐘左右的時間內(nèi)，按照分組排序，每組選派一名同學(xué)分享本次課程的他們體會最深及掌握的知識要點，強調(diào)需要學(xué)生最好用自己的語言表達而不是照書本讀，時間控制在2―2.5分鐘以內(nèi)，組內(nèi)所有成員必須在該課程的教學(xué)過程中發(fā)言一次，每組的每次分享結(jié)果及個人都應(yīng)將其表現(xiàn)計入各組及成員平時成績；⑤最后5分鐘由教學(xué)老師進行點評和總結(jié)。

分享互郵醬蟀嘟萄模式具有以下優(yōu)點：①由于在學(xué)生根據(jù)分組坐在比較集中的位置，非常方便了解每一組的出勤率，若有學(xué)生缺課，可以通過組長交上缺席學(xué)生名單即可；②針對“隧道工程”實踐性強、理論與實踐聯(lián)系緊密、知識面廣等特點，這種教學(xué)模式能夠加強與學(xué)生交流，將理論與實際案例相結(jié)合講透徹，突出重點和難點；③每次教學(xué)僅需要一組完成一定目標的教學(xué)模式，只有每次教學(xué)需要準備的那組才積極主動準備，其他學(xué)生反而更加漠不關(guān)心和消極聽課，而這種教學(xué)模式可以讓更多的組和學(xué)生參與到每次教學(xué)活動，能夠促進學(xué)生認真聽課和積極思考；④通過學(xué)生的分享即可作為課堂測驗或課后作業(yè)的考評，避免了大量作業(yè)抄襲和教師批改作業(yè)的工作量；最重要的是通過學(xué)生的分享能夠及時反饋對本次教學(xué)內(nèi)容的掌握情況，教學(xué)老師能有針對性的在最后幾分鐘進行補充和釋疑。

五、結(jié)語

由于專業(yè)教師資源緊張，“隧道工程”大班教學(xué)在未來的一段時間內(nèi)仍然存在，怎樣提高大班教學(xué)質(zhì)量，保證學(xué)生學(xué)習(xí)效果仍舊是急切需要研究的課題。在當(dāng)前倡導(dǎo)“自主、合作、探究”的教育理念驅(qū)動下，針對“隧道工程”這類實踐性強、理論與經(jīng)驗聯(lián)系緊密、知識面廣的專業(yè)課程，本文提出了分享互動式大班教學(xué)模式，在實際教學(xué)中應(yīng)用表明其教學(xué)質(zhì)量有所提高，學(xué)生對知識的掌握情況較好，可以為此類課程授課提供借鑒和參考。

參考文獻：

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[6]陳晨.大班額下中學(xué)信息技術(shù)互動合作教學(xué)模式研究[D].揚州大學(xué)，2013.

Discussion of the Interactive Mode of Sharing in the Teaching of "Tunnel Engineering"

ZHOU Yuan-fu

（College of Civil Engineering，Chongqing Jiaotong University，Chongqing 400074，China）

第4篇：隧道工程的優(yōu)點范文

【關(guān)鍵詞】特殊地段；隧道開挖；施工技術(shù)

一、隧道施工主要的施工技術(shù)種類

（一）盾構(gòu)法

盾構(gòu)法是以盾構(gòu)這種施工機械在地面以下暗挖隧道的一種施工方法。其的主要優(yōu)點有：除豎井施工外，施工作業(yè)均在地下進行，既不影響地面交通，又可減少噪聲和振動對附近居民的影響；盾構(gòu)推進、出土、拼裝襯砌等主要工序循環(huán)進行，施工易于管理，所需人員較少；土方量少；穿越河道時不影響航運；施工不受風(fēng)雨等氣候條件的影響；在地質(zhì)條件差、地下水位高的地方建設(shè)埋深較大的隧道，盾構(gòu)法有較高的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)越性。

（二）新奧法

新奧法充分利用了圍巖的自承能力和開挖面的空間約束作用，以錨桿和噴射混凝土為主要支護手段，對圍巖進行加固，約束圍巖的松弛和變形，并通過對圍巖和支護的量測、監(jiān)控，指導(dǎo)地下工程的設(shè)計施工。

（三）淺埋暗挖法

淺埋暗挖法是一項邊開挖邊澆筑的隧道施工技術(shù)，適合于城市地區(qū)松散土介質(zhì)圍巖條件，隧道埋深小于或等于隧道直徑，地表沉降很小。其突出優(yōu)勢為不影響城市交通，無污染、無噪聲，而且適合于各種尺寸與斷面形式的隧道洞室。

二、隧道施工中的主要問題

對隧道施工中出現(xiàn)的難點進行匯總，分析施工中遇到的問題，避免隧道施工影響工程建設(shè)。

（一）隧道施工的穩(wěn)定問題

穩(wěn)定問題是隧道施工技術(shù)中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，在工程修建中，處理穩(wěn)定問題的技術(shù)難度最大，例如：隧道跨越式處理不穩(wěn)定、爆破不穩(wěn)定、加固結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定等，都會導(dǎo)致隧道施工擱置，因此必須對隧道中的穩(wěn)定問題，實行技術(shù)優(yōu)化處理，加強隧道穩(wěn)定。

（二）隧道內(nèi)的巖體問題

隧道內(nèi)的巖體處于整體的狀態(tài)，由于隧道開挖有可能造成巖土坍塌、掉落，形成巖體斷層，如果巖體出現(xiàn)的斷層較大，有可能會導(dǎo)致工程癱瘓，不能正常施工，因此在處理巖體問題時，必須綜合考慮施工技術(shù)的涉及范圍，既要避免發(fā)生巖體危害，又要保障巖體的原始結(jié)構(gòu)狀態(tài)。

三、超前支護法

隧道工程中，初期支護體系作用是承擔(dān)隧道工程的圍巖壓力，在充分考慮隧道工程的受力特點、地質(zhì)條件、圍巖等級、斷面結(jié)構(gòu)等因素，并參考同類工程的施工經(jīng)驗，確定初期支護包括超前錨桿、超前管棚和超前小導(dǎo)管預(yù)注漿。

（一）超前錨桿

一般情況下，需要根據(jù)開挖循環(huán)次數(shù)、鉆孔機械類型、錨桿拉拔試驗強度以及隧道工程地質(zhì)條件等因素，來確定超前錨桿的長度，本工程中，將錨桿長度設(shè)定為4.5m，錨桿傾角設(shè)定為10°，超前錨桿包括兩種不同的形式，即鋼架支撐超前錨桿和懸吊式超前錨桿。

1、懸吊式超前錨桿，沿開挖輪廓線方向，將懸吊式超前錨桿的前端固定在穩(wěn)定的巖層中，超前錨桿的末端支撐在徑向懸吊錨桿上，其主要作用是對拱部上方進行支撐，確保爆破作業(yè)之后的相應(yīng)時間內(nèi)，圍巖不會出現(xiàn)松弛坍塌現(xiàn)象。

2、鋼架支撐超前錨桿，這種超前錨桿形式的前端需要固定到穩(wěn)定的巖層中，末端應(yīng)該連接到鋼架上。常用的鋼架結(jié)構(gòu)分為兩種，即格柵拱架和鋼拱架，其中，格柵拱架主要采用焊接的方式制作而成的，而鋼拱架則以型鋼冷彎的方式制作而成的，型鋼材料多為16 號工字鋼。實際工程中，特殊地段軟弱圍巖支護方面，鋼架具有十分重要的作用，同時，鋼架支撐

超前錨桿的施工流程簡單可行，圍巖支護效果良好，

因此，隧道工程多采用鋼架支撐超前錨桿，工程實踐表明，鋼架支撐超前錨桿可以保證破碎帶的施工安全，并能有效的控制超欠挖問題。

（二）超前管棚

根據(jù)鋼管的長度進行劃分，可以將管棚分為小管棚和大管棚兩種形式。

1、小管棚法。這種施工方法所用到的鋼管的直徑在50 毫米以內(nèi)，鋼管的長度最大為5 米。沿開挖輪廓線的外邊緣走向，按照規(guī)定的仰角布置鋼管，對于砂礫石或者粉細砂為主的地層來說，由于缺少相應(yīng)的粘聚力，且松散無自穩(wěn)，可以將仰角設(shè)定在5°～ 10°的范圍內(nèi)。通常情況下，從拱頂開始布置，一直布置到管腳，鋼管的間距由小變大，打孔時，讓孔徑比管徑大4 ～ 5 毫米左右。在鋼管壁的四周設(shè)置一定數(shù)量的壓降孔，孔徑不得超過1 公分，根據(jù)實際工程的需求，可以采用不同的方式來提高鋼管的強度，比如灌注混凝土或者放置鋼筋并灌注混凝土等。

2、大管棚法。其施工原理與小管棚法類似，是在小管棚法的基礎(chǔ)上，進一步拓展而來的。大管棚法的鋼管直徑在50 毫米到150 毫米之間，鋼管長度約為10 米到25 米，鋼管壁厚不超過6 毫米。大管棚法的循環(huán)長度需要按照實際工程要求進行設(shè)定，一般控制在30 米以內(nèi)。管棚法施工中，由于鋼管長度和直徑等指標的差別，應(yīng)該根據(jù)工程規(guī)模和斷面結(jié)構(gòu)，選擇合適的管棚法。管棚施工注漿結(jié)束之后，需要根據(jù)注漿材料確定開挖時間，若選擇水玻璃和水泥雙液漿，可以在3 個小時以后進行開挖作業(yè)； 若采用普通水泥漿，可以在16 個小時以后進行開挖作業(yè)。選擇合適的開挖時間，盡量減小注漿作業(yè)和開挖作業(yè)的時間間隔，能夠避免注漿固結(jié)現(xiàn)象，降低開挖難度。

（三）超前小導(dǎo)管預(yù)注漿

小導(dǎo)管預(yù)注漿法需要將鋼管前端改變?yōu)榧庑ㄐ螤睿摴芮岸说囊欢ǚ秶鷥?nèi)，設(shè)置相應(yīng)數(shù)量的注漿孔，孔徑不超過6 毫米，平面布局為梅花型。沿開挖輪廓線，按照規(guī)定的外插角進行鉆孔作業(yè)，同時，將小導(dǎo)管打入孔洞中，再將水泥砂漿注入到小導(dǎo)管中，確保圍巖的空隙全部填充，等到水泥砂漿固結(jié)之后，小導(dǎo)管注漿法施工結(jié)束，這種方法適用于軟弱圍巖淺埋地段、斷層破碎帶、砂卵石層、自穩(wěn)性差的砂層等。小導(dǎo)管以熱軋鋼管為主，鋼管直徑不大于40 毫米，鋼管長度約為4 米，鋼管壁厚為3.5 毫米，小導(dǎo)管的搭接長度控制在1 米左右。

四、超前灌漿法對于松散地層來說，常采用注漿加固的方法，將底層固結(jié)成一個統(tǒng)一的整體，再進行開挖作業(yè)。由于地層的構(gòu)成不同，需要采用不同的注漿材料，在粗砂、且存在侵蝕性水的地層中，主要采用水泥砂漿作為注漿材料； 在細砂、粉砂或者存在侵蝕性水的地層中，多以化學(xué)漿液為主要注漿材料。此外，確定洞內(nèi)注漿段長度時，應(yīng)該充分考慮機械設(shè)備、注漿要求、地質(zhì)條件等因素，通常將注漿段長度設(shè)定為50 米，需要注意的是，極破碎巖層的注漿段長度控制在5 ～ 10 米之間，而破碎巖層的注漿段長度控制在10 ～ 15 米的范圍內(nèi)。

五、爆破設(shè)計

結(jié)合圍巖等級和地質(zhì)條件等因素，確定采用上下臺階光面爆破和全斷面光面爆破方案，以“短進尺，弱爆破”為施工標準，合理設(shè)定炮孔深度，本工程的圍巖以強風(fēng)化砂礫巖為主，故將光面爆破施工方法應(yīng)用于墻部和拱部，并將綜合微震控制爆破技術(shù)應(yīng)用于掏槽，最大限度的控制爆破施工對圍巖結(jié)構(gòu)強度的破壞，保證圍巖的穩(wěn)定性，進而控制隧道開挖的輪廓。

（一）爆破方案

根據(jù)隧道工程的圍巖狀況來確定爆破方案。

（二）爆破施工

本工程圍巖松動變形比較大、變形速度快，按照圍巖松動的塌落拱理論，暗挖區(qū)間隧道爆破以全斷面法和臺階法為主，圍巖較差的地段則主要采用分步開挖法，以減小圍巖變形，降低支護難度。

結(jié)語

本文以特殊地段的實際隧道工程為例，詳細分析了特殊地段常用的施工技術(shù)，并結(jié)合特殊地段的地質(zhì)條件、圍巖等級等因素，針對性的指出實際隧道開挖工程的施工技術(shù)，并提出隧道開挖支護方案的優(yōu)化措施，可以為同類隧道工程提供相應(yīng)的施工經(jīng)驗。

參考文獻：

第5篇：隧道工程的優(yōu)點范文

［關(guān)鍵詞］隧道工程;軟巖支護;流變

近些年來，我國在隧道工程軟巖支護中積累了較多的成功經(jīng)驗和失敗教訓(xùn)，有利地推動了軟巖支護技術(shù)的發(fā)展。本文分析了現(xiàn)有的軟巖支護理論和技術(shù)，并詳細分析了軟巖超前管棚支護技術(shù)。

1軟巖支護理論和技術(shù)分類

1．1軟巖支護理論

目前普遍比較認同的軟巖支護理論大致分為兩類，一是以定性原則為核心的軟巖支護理論，二是以定量原則為核心的軟巖支護理論。以定性原則為基礎(chǔ)的軟巖支護理論中比較有代表性的是新奧法和松動圈支護理論。新奧法，簡稱為NATM，它最初是由奧地利學(xué)者總結(jié)的一套隧道設(shè)計與施工原則，在全世界的隧道工程施工中具有權(quán)威的指導(dǎo)意義。新奧法的創(chuàng)新之處在于將巖體視為了承載體，這一認識給傳統(tǒng)的圍巖支護手段帶來了根本性的轉(zhuǎn)變。軟松動圈支護理論是由董方庭等人依據(jù)圍繞開挖空間所產(chǎn)生的松動圈以及松動圈在支護中的作用和地位而提出的，對于解決圍巖支護問題提出了新思路，但缺陷在于應(yīng)用這一理論難以全面地考慮軟巖中出現(xiàn)的各種較為復(fù)雜的情況，因而所制定的支護方式也可能存在與真實的圍巖狀況不相適應(yīng)的地方。以定量原則為基礎(chǔ)的軟巖支護理論中比較有代表性的是支護結(jié)構(gòu)與圍巖共同作用理論和應(yīng)力平衡原理。支護結(jié)構(gòu)與圍巖共同作用理論認為在原巖應(yīng)力狀態(tài)遭到破壞以后隧道能否繼續(xù)保持平衡取決于圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)和原巖應(yīng)力的大小。一般來說，堅硬的圍巖周圍的集中應(yīng)力小，會比軟弱圍巖更加穩(wěn)定。應(yīng)力平衡原理認為軟巖難以支護穩(wěn)定的根本原因在于彈塑性邊界上存在著應(yīng)力不平衡，而提高支架阻力可以使圍巖周圍的應(yīng)力實現(xiàn)平衡。以定量原則為基礎(chǔ)的軟巖支護理論實用性不強的原因在于軟巖支護涉及的參數(shù)眾多，計算較復(fù)雜，且很難獲得真實數(shù)據(jù)以確定軟巖的真實應(yīng)力狀態(tài)。

1．2軟巖支護技術(shù)分類

軟巖特殊的物理力學(xué)特性決定了軟巖支護工程必須實行人工支護手段，才能使圍巖支護具有較高的可靠性。目前應(yīng)用較多的軟巖支護技術(shù)主要分為以下三類。一是砌體支護，砌體支護采用料石、磚和混凝土等材料，砌體支護作為一種較傳統(tǒng)的支護手段，在實際中應(yīng)用非常普遍，效果顯著;二是支架支護，支架支護在支架間安裝了拉桿和背板，有利于提高工程的穩(wěn)定性。同時，支架支護形式較多，斷面可以采用圓形、橢圓形、梯形、方環(huán)形、馬蹄形等形狀，還可進行壁后充填;三是錨噴支護，噴錨支護具有貼合性強、支護迅速和適應(yīng)性強等多重優(yōu)點，錨桿材料也可靈活地使用金屬、鋼絲繩錨桿和有機玻璃錨桿等，是目前發(fā)展前景最好的一種支護手段。

2軟巖超前管棚支護技術(shù)

2．1受力原理

超前管棚支護是現(xiàn)代軟巖支護技術(shù)中比較有代表性的一種預(yù)支護技術(shù)，具有施工方便、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。其原理是在即將開挖的隧道外輪廓周邊分隔布置一定的外插角鉆孔，安裝慣性矩大的鋼管，再進行注漿固結(jié)。注漿固結(jié)完成后會在拱頂形成加固保護環(huán)，這種加固環(huán)能夠承受上部傳遞來的荷載，而拱內(nèi)的圍巖僅需要承受自身壓力。在開挖輪廓周圍遍布超前管棚，相應(yīng)的加固環(huán)變形會變小，這時傳遞給隧道支護結(jié)構(gòu)的上部荷載會顯著減少。由于支撐結(jié)構(gòu)具有較好的整體性，施工中的安全將得到保證。

2．2管棚施工

管棚施工包括施工準備、定向布孔、鉆孔、安裝鋼管以及注漿施工等環(huán)節(jié)。施工準備中需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況確定注漿類型、注漿量和注漿壓力，并以此為依據(jù)選擇施工器材和機具。管棚定向有兩種方法，一是安裝定向套管;二是采用掛線定向，安裝定向套管具有定向準確和施工方便等優(yōu)點，因而在實際工程中應(yīng)用更加普遍。設(shè)計圖紙中布孔對于相鄰孔間距離有明確要求，施工時要注意控制間距。鉆孔前需要噴混凝土封閉掌子面，以減少漏漿的可能性，鉆孔時先輕壓然后鉆進，以確保開孔質(zhì)量。待成孔完成以后，經(jīng)檢查合格可以將鋼管推送入孔。注漿一般要先將水壓入管路中檢查注漿管是否密封，同時還需要依據(jù)實驗確定合適的漿液比例，注漿時先大后小，先稀后濃，注漿后應(yīng)對注漿情況進行檢查，對于質(zhì)量不達標的漿孔需要補孔注漿。

3結(jié)語

實踐經(jīng)驗表明，目前應(yīng)用較多的新奧法在技術(shù)上仍然存在著較多不足，這是由于新奧法提出時的巖石力學(xué)發(fā)展尚不完善，傳統(tǒng)巖石力學(xué)研究背景下誕生的新奧法與現(xiàn)代巖石力學(xué)理論很難完全適應(yīng)。為此，我們還需要加強軟巖支護基礎(chǔ)性理論研究工作，特別是要加強圍巖變形機理，穩(wěn)定準則及力學(xué)模型等支護理論中的一些基礎(chǔ)性研究工作。

參考文獻:

［1］董方庭．松動圈軟巖錨噴支護理論和技術(shù)，中國煤礦軟巖巷支護理論與實踐［M］．北京:中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1996．

［2］陶波，伍法權(quán)，郭啟良，等．高地應(yīng)力環(huán)境下烏鞘嶺深埋長隧道軟弱圍巖流變規(guī)律實測與數(shù)值分析研究［J］．巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2006，(9)．

第6篇：隧道工程的優(yōu)點范文

【關(guān)鍵詞】 隧道 滲漏水 成因 防治

1隧道滲漏水所造成的重大影響

（1）隧道的滲漏水會導(dǎo)致混凝土的土襯砌風(fēng)化以及剝蝕，襯砌的結(jié)構(gòu)會受到一定程度的影響；隧道的滲漏水會直接軟化圍巖，圍巖因此變形；部分的隧道所滲出的水中含有侵蝕性，一般的襯砌混凝土以及砌筑砂漿都會因此受到相對程度的腐蝕和損害，襯砌的承受能力大幅度的降低；如果隧道滲漏水的地方是在天氣嚴寒的地帶，隧道滲漏水就會致使內(nèi)部墻面結(jié)冰，侵入隧道建筑限界，嚴重的會導(dǎo)致襯砌因冰凍而漲裂損壞。

（2）隧道的滲漏水會導(dǎo)致內(nèi)部潮濕，影響內(nèi)部的使用設(shè)備，包括通訊、照明、鋼軌等設(shè)備的正常使用，內(nèi)部潮濕會降低內(nèi)部區(qū)線路的使用壽命，這樣一來就會增長維修的費用。

（3）隧道滲漏水的危害會導(dǎo)致路基的緩慢下沉、基底因此受到裂縫嚴重的還有可能翻漿冒泥，這樣就會影響線路軌距的平衡，從而致使水平變形、超限；嚴寒地區(qū)的滲漏水會發(fā)生冰凍導(dǎo)致內(nèi)部的各項線路高度不一樣；滲漏水還會致使內(nèi)部線路的電絕緣無效或者好似線路短路、跳閘，造成安全隱患，有可能發(fā)生漏電傷人的重大事故。

2隧道漏水的形成因素

隧道工程是書友地下線形工程，跨度范圍較大，且不同區(qū)段的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件各有各的優(yōu)點和缺點，也正因各個地方的地質(zhì)條件的復(fù)雜構(gòu)成了隧道滲水問題的起因是多方面的。但是，隧道滲水的主要原因還是自然因素和人為因素這兩大因素。

2.1自然因素造成的隧道滲漏水

從客觀上來講，地下水受到開挖隧道的因素產(chǎn)生隧道滲漏水，剖析水力學(xué)和水文地質(zhì)學(xué)的原理得知，地下水是有固定的水流流線的，地下水由高水壓流向低水壓，但是隧道工程的開挖致使低水壓區(qū)出現(xiàn)了臨空面，圍巖的力學(xué)特性以及地下水的水流路線發(fā)生了改變，這樣一來周圍的地下水只能是流向隧道內(nèi)，襯砌和底部滲漏水因此構(gòu)成了嚴重的誘因。隧道工程的開工所涉及的地層的滲透系數(shù)和地下水位的高低以及過水?dāng)嗝娴拇笮Q定著隧道工程給周圍環(huán)境的所造成的大小，除此以外，大氣降水、隧道的深度和隧道工程周圍的溶洞、泉眼、水庫和江河、湖泊等各種自然環(huán)境的因素影響。

2.2人為因素造成的隧道滲漏水

（1）沒能夠完善的設(shè)計隧道的防排水體系：隧道中經(jīng)常會有一些泥、砂、灰漿或者是漿液，如果排水的管道設(shè)計的不夠?qū)捄蜕畹脑捄苋菀妆欢滤缹?dǎo)致沒有辦法正常的排水；混凝土的施工接縫、結(jié)構(gòu)連接、混凝土缺陷部位的防水設(shè)計、材料、施工工藝及質(zhì)量的檢驗不嚴格

（4）未能在一些特殊的地段及時的進行特殊地段所需的處理方法，（特殊地段包括地下水含侵蝕性、寒冷或者是嚴寒地區(qū)）：地下水具有侵蝕性的地區(qū)混凝土襯砌在沒得到提前處理的情況下，會產(chǎn)生起毛、酥松、蜂窩麻面等狀況，內(nèi)部材料在侵蝕性介質(zhì)下強度會大幅度的降低，襯砌的厚度也會因此變薄，這樣一來滲漏水就會一天比一天嚴重；天氣嚴寒的地帶，隧道滲漏水就會致使內(nèi)部墻面結(jié)冰，侵入隧道建筑限界，嚴重的會導(dǎo)致襯砌因冰凍而漲裂損壞；排水溝因天氣寒冷凍結(jié)導(dǎo)致排水系統(tǒng)嚴重堵塞，基底因為積水而結(jié)冰致使線路不均勻而隆起來；沒能根據(jù)隧道施工規(guī)范進行施工：現(xiàn)行《隧道施工規(guī)范》中對隧道結(jié)構(gòu)及施工防排水，只作了總體要求，定性說明多，定量指標少，具體內(nèi)容不否周全，部分的概念表述不夠清晰，如此就會給人對防水質(zhì)量的規(guī)定有不同程度的體會，也達不到牽制設(shè)計隧道和約束施工單位的目的。

3隧道滲漏水的防治

從目前隧道滲漏水的情況來看，經(jīng)我國隧道工程工作人員憑幾十年的工作經(jīng)驗總結(jié)出隧道滲漏水治理宗旨，是以“排”為主，采取防排、堵、截相結(jié)合的辦法，因地制宜進行綜合治理。

排：就是將滲漏水放流進隧道內(nèi)的排水溝內(nèi)，經(jīng)過洞內(nèi)排水溝來排走。絕對的堵死是不可能做到的。

堵：將防水層設(shè)置在襯砌的或中間或者是內(nèi)表層都可以，用來防止地下水滲入隧道內(nèi)。

截：將地面上的水流入地下水的流入隧道的通道截斷，重要的是運用截斷和疏導(dǎo)這兩種辦法。

治理隧道滲漏水的有效辦法就是合理有效的運用排水處理。

排水處理，隧道工程在初期，首要重視的就是山表滲水以及地下涌水。在開始挖掘的過程中，如有滲水的現(xiàn)象，要及時的確定水源的出處，如果是地表水，那就要對其進行引排，隧道上方的山體表面要盡量保持平整，如果留有坑槽日后積水的可能性會很高。如是地下水，應(yīng)找到出水點，進行有力的封堵；如水壓過大，則宜將其引排至永久排水系統(tǒng)中。開挖后，如墻、拱部滲漏水，應(yīng)在噴射混凝土之前將透水軟管或塑料盲溝之類排水管道預(yù)埋與巖面上的出水點。采用鋼釘固定牢固，噴射于初期支護的混凝土中，將排水管道引入拱腳，可臨時開挖排水溝，將水引出洞外，待永久排水系統(tǒng)完工后，再將水引入永久排水溝內(nèi)。

4結(jié)語

隧道的防滲漏水要“防患于未然，”首要的就是在設(shè)計上做好防滲漏水的準備，要以全面的考察水文地質(zhì)為基礎(chǔ)，從工程的合理規(guī)劃、結(jié)構(gòu)的全面設(shè)計、材料的質(zhì)量選擇、施工工藝的嚴格把關(guān)這幾方面來進行設(shè)計。防水的設(shè)計要全方位的考慮到地表水、地下水以及毛細管水的影響和種種人為的因素。防水設(shè)計要遵循隧道防水原則、定級準確、方案可靠、施工簡單、經(jīng)濟合理。

參考文獻

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[2]潘海澤. 隧道工程地下水水害防治與評價體系研究[J].西南交通大學(xué)，2009（06）45-49

[3]張建偉. 運營隧道健康檢測評估模型研究[J].重慶交通大學(xué)，2012（11）246-250

[4]虞文錦，陳武威，周韻鴻，楊仲元. 高速公路隧道病害的成因與治理[J]. 低溫建筑技術(shù)，2012，（04）120-122.

第7篇：隧道工程的優(yōu)點范文

關(guān)鍵詞：城市地下交通矩形隧道頂管機設(shè)計中間試驗工程應(yīng)用

城市建設(shè)發(fā)展速度越來越陜，交通運輸對城市建設(shè)發(fā)展的作用更加凸現(xiàn)。發(fā)展與建設(shè)的推進求城市解決更多的地下人行通道，如地鐵車站的進出口的過街人行隧道、城市地下管線共同溝等類地下隧道工程以矩形最為經(jīng)濟。因此城市交通矩形地下通道掘進機的研究與應(yīng)用十分必要。

1、矩形隧道的發(fā)展與應(yīng)用世界最早的盾構(gòu)法隧道是1826年開始建造的英國倫敦穿越泰晤士問底的公俏隧道，其隧道斷面為11.4mx6.8m的矩形，由于采用人工開挖和施工中涌水淹沒事故，長458m的矩形隧道掘進了18年才完工。

20世紀70年代以來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，盾構(gòu)掘進機施工技術(shù)有了新的飛躍。尤其是日本，地下空間的開發(fā)和利用的需求，促進了盾構(gòu)隧道技術(shù)的進—步發(fā)展。20世紀80鋼代后，世界各國掀起了開發(fā)異形斷面盾構(gòu)掘進機的，先后進行了矩形隧道、橢圓形隧道、雙圓形隧道、多圓形隧道盾構(gòu)掘進機及施工技術(shù)的試驗研究和工程應(yīng)用。從隧道的使用功能來分析，城市交通人行地道、地下共同溝、地鐵隧道的斷面形式以矩形最為合適，最為經(jīng)濟，因而矩形盾構(gòu)掘進機的重新研究開發(fā)和應(yīng)用意義十分分重大。

日本對大斷面矩形盾構(gòu)工法開展了研究，主要解決穿越鐵路的車行下立交工程施工，用鋼管片拼裝后再澆筑混凝土內(nèi)襯，盾構(gòu)施工最淺覆土僅3m.1981年，名古屋和東京都采用4.29mx 3.09m手掘式矩形盾構(gòu)掘進2條長534m和298m的共同溝。名古屋還采用5.23mx4.38m的手掘式矩形盾構(gòu)掘進1條長374m矩形隧道?？傊匦嗡淼篮途匦味軜?gòu)技術(shù)的應(yīng)用方興未艾，其優(yōu)點日益體現(xiàn)，其技術(shù)也日趨成熟。

上海隧道施工技術(shù)研究所于1995年起，開始啟動矩形隧道研究并通過立題論迅1995年完成2.5mx2.5m可變網(wǎng)格矩形頂管機設(shè)計、矩形隧道試驗工程方案和工程設(shè)計。1999年4月，上海地鐵三號線五號出入口矩形通道施工采用上海隧道施工技術(shù)研究所自行研制的3.8mx 3.8m矩形刀盤式土壓平衡頂管機。矩形隧道于4月中旬始發(fā)推進，6月初完成第2條矩形隧道工程，工程質(zhì)量優(yōu)良，施工中確保了上海延安東路隧道的正常運營和陸家嘴路地下管線的安全。國內(nèi)首次施工矩形盾構(gòu)隧道僅花了40天完成了兩條隧道的推進，矩形隧道研究和推廣應(yīng)用取得了成功。

2、城市交通矩形地下通道掘進機的研究2.1矩形隧道應(yīng)用的經(jīng)濟跬矩形斷面與圓形斷面相比，其有效使用面積比圓形增大20％以上。城市交通過街人行通道要求埋深淺，因此矩形隧道更能滿足人行通道的施工要求。

城市交通過街人行通道作為地鐵車站的進出口日益增多，城市地下管線共同溝也將在我國得到發(fā)展，而這類地下隧道工程以矩形最為經(jīng)濟，因此矩形隧道的研究和應(yīng)用可直接為工程建設(shè)的需求服務(wù)，并有廣泛的應(yīng)用前景。

2.2矩形隧道的研究方法矩形隧道的可行性研究力祛和技術(shù)路線如下：

（1）對國外有關(guān)矩形盾構(gòu)和矩形隧道工程的消化吸收；

（2）矩形頂管試驗工程的設(shè)想和設(shè)計；

（3）矩形頂管機機型的技術(shù)經(jīng)濟比較，機型方案設(shè)計和選擇；

（4）試驗用矩形頂管機的研制，在試驗機的基礎(chǔ)研制工程用矩形頂管機；

（5）矩形鋼筋混凝土管節(jié)通過結(jié)構(gòu)試驗了解結(jié)構(gòu)受力分布，改進管節(jié)設(shè)計節(jié)設(shè)計優(yōu)化提供依據(jù)；

（6）通過2.5mx2.5m矩形隧道試驗工程，了解矩形隧道頂進的施工參數(shù)和掌握規(guī)律，為工程應(yīng)用提供依據(jù)；

（7）進行工程應(yīng)用方案設(shè)計、施工設(shè)計，完成工程應(yīng)用，進行施工工法研究。

2.3矩形頂管機的研制由于可變網(wǎng)格式矩形頂管機具有加工相對簡單、造價低、上馬快的優(yōu)點，在試驗中同樣可以獲取有價值的各類數(shù)據(jù)，所以選擇了這一方案。

2.3.1研發(fā)設(shè)計原則矩形網(wǎng)格式頂管機采用網(wǎng)格切割土體，并擋住開挖面土體有效防止正面土體坍塌，以人工出土方法進行開挖。它由主頂進推動機頭向前運動，機頭分成前后兩段，中間由糾偏油缸連接，在殼體二側(cè)裝有糾轉(zhuǎn)裝置，切口環(huán)處安裝變角切口，可進行一定量的超挖，有利于機頭的姿態(tài)控制，保證隧道軸線的偏差在設(shè)計范圍內(nèi)。網(wǎng)格中包含四個可變網(wǎng)格，可以調(diào)整機頭正面的進土量，有利于控制正面土體的穩(wěn)定性。

2.3.2設(shè)計基本情況為了保證管節(jié)和土體之間有一定的間隙，有利于泥漿套成環(huán)，設(shè)計中將機頭的截面尺寸設(shè)計得大于管節(jié)的截面尺寸。頂管機主機可分成前后兩段，中間由糾偏油缸連接。前后段之間的密封采用一道唇形密封和一道支承橡膠圈，切口環(huán)處裝有變角切口。網(wǎng)格中裝有可調(diào)節(jié)開口率的可變網(wǎng)格，在殼體兩側(cè)裝有糾轉(zhuǎn)裝置。上述裝置可對機頭姿態(tài)進行控制。

主頂進裝置由8臺油缸及u形頂鐵、頂環(huán)、墊鐵、底架、鋼后靠等組成，8臺油缸分成二組，各4臺疊加呈對稱分布，并用分體式結(jié)構(gòu)的支座固定，工作行程為1450mm.每臺油缸可單獨控制。糾偏裝置主要用于機頭左右、上下軸線偏差的控制，總糾偏力為752t，糾偏角度為±2度。注漿糾轉(zhuǎn)系統(tǒng)（翅板+壓漿）主要用于機頭旋轉(zhuǎn)后的糾正，糾轉(zhuǎn)力矩可達210x2——420kN

2.4矩形隧道工程試驗

2.4.1試驗工程概況試驗工程位于上海南匯縣航頭地區(qū)，頂進距離為60m，覆土深度為6.45m.距離頂進軸線北側(cè)10m處有條小河，南側(cè)10m處是場內(nèi)鋼筋混凝土主干道路，見圖1.頂管機所穿越的土層分別為：進出洞段是灰色淤泥質(zhì)粘土和灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土；區(qū)間段是灰色淤泥質(zhì)粘土和灰色砂質(zhì)粉土，通過工程試驗，驗證了矩形頂管機的設(shè)計選型、矩形管節(jié)選型、接頭型式和止水帶設(shè)計選型；通過采集的各種施工參數(shù)和工況記錄，研究了矩形頂管施工工法。工程試驗完成了對矩形頂管機的技術(shù)關(guān)鍵進行試驗研究，收集了第一手的資料和數(shù)據(jù)，積累了矩形斷面隧道掘進的實際施工經(jīng)驗。

3、矩形在城市地鐵地下人行通道的應(yīng)用1998年2月，課題組提出地鐵陸家嘴站五號出入口地道矩形頂管施工方案。上海地鐵二號線陸家嘴車站二號出入口通道需建立2條62m，內(nèi)凈尺寸3mx 3m胡矩形隧道。

3.1組合刀盤式土壓平衡頂管機的研制3.8mx 3.8m組合刀盤式土壓平衡頂管機是在2.5mx2.5m矩形頂管機研制、試驗成功的基礎(chǔ)上，針對上海地鐵二號線陸家嘴車站五號出入口地下通道工程而研制的。

3.1.1矩形地下通道掘進機的選型結(jié)合工程情況，通過方案比選，考慮到大刀盤加仿形刀具有結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性好、操作簡便等特點，一致認為工程應(yīng)采用全斷面切削土壓平衡頂管機進行施工。組合刀盤式土壓平衡頂管機采用大刀盤及仿形刀切割土體。并擋住開挖面土體，有效防止正面土體倒塌，利用調(diào)整螺旋機的轉(zhuǎn)速及頂進速度來控制土倉的土壓力，以保持開挖面的穩(wěn)定。為了保證管節(jié)和土體之間有一定的間隙，有利于泥漿套成環(huán)，設(shè)計中將機頭的截面尺寸設(shè)計得大于管節(jié)的截面尺寸。（機頭的外包截面尺寸3.828mx3.828m，管節(jié)外包截面尺寸3.8mx3.8m）。

3.1.2組合刀盤式土壓平衡矩形頂管機的特點頂管機主機可分成前后兩段，中間由16臺糾偏油缸連接。前后段之間的密封采用二道唇形橡膠密封圈。正面由大刀盤及四把仿形刀對土體進行全斷面切削。由螺旋輸送機出土，調(diào)整螺旋輸送機的轉(zhuǎn)速可保持土倉內(nèi)的土壓平衡，維持開挖面的穩(wěn)定．

3.2.1矩形頂管機全斷面切削問題矩形頂管機若只有一個 大刀盤進行回轉(zhuǎn)切削，只能做到90％左右的截面切削率，矩形頂管帆斷面內(nèi)的四個角就無法切削。針對陸家嘴地區(qū)復(fù)雜的地質(zhì)條件、管線、環(huán)境保護和機頭進出洞時需穿越SMW加固層等情況，采用大刀盤對大部分的正面土體進行切削，利用設(shè)置在刀盤后側(cè)的仿形刀切削四個角上的土體．

3.2.2矩形頂管機機頭旋轉(zhuǎn)問題對矩形頂管機機頭旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象，采用壓漿糾轉(zhuǎn)技術(shù)措施，盤正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的辦法實現(xiàn)糾轉(zhuǎn)。

3.2.3矩形頂管機機頭軸線偏差控制方法根據(jù)軸線偏差方位以及偏差量，對糾偏油缸進行編組及控制油缸伸縮量，使前、后殼體形成一夾角，從而改變機頭方向，以達到糾偏目的。此外還可采用壓漿糾偏的辦法，達到糾偏的目的，也可將兩者結(jié)合起來進行糾偏。

3.3矩形隧道工程施工上海市地鐵二號線陸家嘴五號出入口頂管工程，位于浦東陸家嘴金融貿(mào)易中心區(qū)。其五號出入口始發(fā)井，四號出入口為接收井，位置分布于延安東路隧道引道段南北兩側(cè)。通道由硼張度各為62.25m的平行管道組成，兩條管道凈間距為2.2m，管道坡度均為0.2％，管道頂平均覆土厚度約5.3m-通道結(jié)構(gòu)全部采用預(yù)制矩形鋼筋混凝土管節(jié)。管節(jié)外形尺寸為3 800x 3 800，壁厚為40cm，管節(jié)長度為2m.工程管節(jié)總用量為64節(jié)。

3.3.1頂進軸線的控制軸線控制是矩形頂管頂進的一大難題。頂管在正常頂進施工過程中，必須密切注意頂進軸線的控制。在每節(jié)管節(jié)頂進結(jié)束后，必須進行機頭的姿態(tài)測量，并做到隨偏隨糾，且糾偏量不宜過大，以避免土體出現(xiàn)較大的擾動及管節(jié)間出現(xiàn)張角。

3.3.2環(huán)境保護和沉降控制由于工程沿線將穿越陸家嘴路、延安東路隧道浦東引道段及上水管、煤氣管、雨水管、污水管、市話線、電力線等管線。其中管道頂與中450污水管、中1 000而r欠管、小800雨水管底凈距均為1m，與延安東路隧道引道段結(jié)構(gòu)底凈距為1.564m，見圖5，在頂進過程中的地面沉降控制、實施環(huán)境保護將極為重要。

當(dāng)頂管法施工引起隧道周圍地表沉降，采用仿形刀裝置：對矩形頂管機的四個死角內(nèi)的土體切削配合大刀盤對正面土體進行充分切削。進行設(shè)置沉降監(jiān)測，數(shù)據(jù)反饋，調(diào)整施工參數(shù)，實施信息化施工。

控制好地面沉降，實際已形成和達到環(huán)境保護。但本工程對延安東路隧道引道段提出的沉降量控制在+10mm~-30mm之間，故必須采取保證措施控制沉降，在特定的條件下，確保隧道引道段安全。

3.3.3矩形頂管機頂進中的控制技術(shù)（1）嚴格控制頂管的施工參數(shù)，防止超挖；（2）嚴格控制頂管頂進的糾偏量，把“勤糾、緩糾”控制好頂進輛線的原則，貫穿于頂進的全過程；（3）頂進速度不宜過陜，盡量做到均衡施工，頂進速度控制在15mm/min左右。

（4）頂進施工中，必須保證持續(xù)、均勻壓漿，使出現(xiàn)的建筑空隙能迅速得到填充，確保頂管管道上部土體的穩(wěn)定。

（5）克服“背土”現(xiàn)象，除在機頭處道過壓注觸變泥漿，避免機頭“背土”現(xiàn)象發(fā)生外，還須在 頂進過程中專門對出洞段管節(jié)上部進行注漿，隨時填堵由于管節(jié)“背土”而出現(xiàn)的建筑空隙。

（6）監(jiān)測控制頂管機機頭后部已建成管道的高程出現(xiàn)的“下沉”或“上浮”。當(dāng)出現(xiàn)管道下沉較嚴重時，應(yīng)對下沉部位進行底部注漿，防止由此導(dǎo)致地面沉降。

第8篇：隧道工程的優(yōu)點范文

關(guān)鍵詞:大型橋梁與隧道工程;健康監(jiān)測;評估管理系統(tǒng)開發(fā)

中圖分類號：U45 文獻標識碼：A 文章編號：

1引言

重大橋梁結(jié)構(gòu)與隧道工程的健康監(jiān)測與評估管理,對于改善橋梁與隧道工程的運營狀態(tài)、提高橋梁的管理和服務(wù)水平,確保生命線工程的暢通,具有重要的理論意義和工程實用價值,已成為國內(nèi)外橋梁與隧道工程學(xué)術(shù)界、工程界及管理界共同關(guān)注的焦點。

2系統(tǒng)的開發(fā)目的和特點

由于大型橋梁與隧道工程在運營期間會受到氣候、氧化、腐蝕或老化等因素的影響以及在長期恒載和活載的作用下會產(chǎn)生各種損傷和局部損毀,其強度和剛度會隨時間的增加而降低,這不僅影響了安全行車,更會使其使用壽命縮短。因此,有必要在現(xiàn)有技術(shù)水平的基礎(chǔ)上,集結(jié)構(gòu)分析、計算機通信及網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)代傳感器檢測、監(jiān)測技術(shù)、評估與養(yǎng)護管理為一體,開發(fā)一套健康監(jiān)測評估系統(tǒng),用以監(jiān)測和評估橋梁與隧道工程的營運狀態(tài),為養(yǎng)護管理提供科學(xué)依據(jù)。大型橋梁與隧道工程的健康監(jiān)測與評估管理系統(tǒng)的特點是一種基于內(nèi)在的環(huán)境振動響應(yīng)監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析、損傷識別技術(shù)和外部的橋梁調(diào)查檢測相結(jié)合的先進的計算機監(jiān)測和管理系統(tǒng),它突破了傳統(tǒng)的僅靠目測和外觀檢測的結(jié)構(gòu)養(yǎng)護管理模式,能有效地提高大型橋梁與隧道工程結(jié)構(gòu)的運營養(yǎng)護管理水平和效率,有助于保障結(jié)構(gòu)及行車的安全。其最大的亮點是采用集成技術(shù),將現(xiàn)代的計算機、傳感、信號處理技術(shù)、軟件開發(fā)、橋梁結(jié)構(gòu)分析與結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)等相融合,在W indows、Delphi和Access平臺上,研究開發(fā)功能全面、強大,操作簡便的橋梁健康監(jiān)測與評估管理系統(tǒng)軟件,將結(jié)構(gòu)的信息、橋梁管理、日常養(yǎng)護、檢測、荷載試驗及結(jié)構(gòu)狀態(tài)評估等功能相綜合,為大跨結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測和狀態(tài)評估管理提供科學(xué)的手段和方法。

3系統(tǒng)組成

橋梁的健康監(jiān)測評估系統(tǒng)包括硬件和軟件兩方面的工作:硬件主要是測試主要構(gòu)件關(guān)鍵截面的應(yīng)力、撓度或位移、索力、裂縫、動力加速度、頻譜和模態(tài)分析等物理參數(shù)的儀器設(shè)備;軟件方面主要包括建立橋梁數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)及橋梁工作狀態(tài)綜合評估系統(tǒng)兩部分。系統(tǒng)的目標是實現(xiàn)大橋管理的電子化、規(guī)范化、科學(xué)化,使橋梁管理部門能夠準確合理的把握橋梁健康狀態(tài),節(jié)省人力及其他不必要的資源浪費。系統(tǒng)軟件最終用戶為文暉大橋的管理人員。系統(tǒng)的文檔一般由研發(fā)報告和用戶手冊組成。研發(fā)報告:主要針對健康監(jiān)測橋梁與隧道工程的特點,研究和確定健康監(jiān)測和評估管理系統(tǒng)開發(fā)中將遇到的一些關(guān)鍵技術(shù)問題而應(yīng)采取的對策和措施,主要包括總體健康監(jiān)測方案設(shè)計、結(jié)構(gòu)分析方法、損傷識別方法、狀態(tài)評估指標及評估方法等確定及系統(tǒng)的開發(fā)等。用戶手冊:《用戶手冊》主要用于幫助用戶快速掌握系統(tǒng)的使用,同時簡單介紹系統(tǒng)的功能和模塊組成等系統(tǒng)根據(jù)用戶的投入和要求一般可分成三個等級:在線的健康監(jiān)測與評估管理系統(tǒng),非在線的健康監(jiān)測與評估管理系統(tǒng)以及一般的工程結(jié)構(gòu)管理系統(tǒng)。典型的大跨預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋健康監(jiān)測和評估管理系統(tǒng)界面和功能模塊包括系統(tǒng)的主界面、基本信息、數(shù)據(jù)檢測、狀態(tài)評估、荷載試驗、日常維護、數(shù)據(jù)打印、系統(tǒng)設(shè)置、使用幫助等。

4系統(tǒng)運行環(huán)境

系統(tǒng)在W indows操作系統(tǒng)下,采用Delphi和Ac-cess2000后臺數(shù)據(jù)庫等開發(fā)軟件進行研究和開發(fā)。運行的軟件環(huán)境為W indowsXP/2000,對硬件環(huán)境無特別要求,采用通用的臺式機或筆記本電腦即可,在線的要求有服務(wù)器和大型監(jiān)測設(shè)備等。

5系統(tǒng)主要功能及模塊

系統(tǒng)主要收錄監(jiān)測橋梁的相關(guān)數(shù)據(jù)資料,具有數(shù)據(jù)檢測、狀態(tài)評估管理的功能,并且針對各大橋的設(shè)計特點和養(yǎng)護要求,可以連續(xù)或定期對橋梁進行監(jiān)測和評估,必要時將有關(guān)的荷載試驗與成橋的荷載試驗及理論計算結(jié)果進行對比,提出相關(guān)的文件和報表,供日常的養(yǎng)護管理和決策。此外,還可根據(jù)實際需要進行參數(shù)設(shè)置和管理。大型橋梁與隧道工程健康監(jiān)測和評估管理系統(tǒng)一般包含八個功能模塊:

(1)基本信息―――結(jié)構(gòu)的設(shè)計、施工、成橋以及傳感器布置信息;

(2)數(shù)據(jù)檢測―――查看、編輯、添加檢測數(shù)據(jù);

(3)狀態(tài)評估―――由檢測數(shù)據(jù),評估分析當(dāng)前結(jié)構(gòu)狀態(tài);

(4)荷載試驗―――基于理論分析的結(jié)果,由荷載試驗結(jié)果,對結(jié)構(gòu)評價;

(5)日常維護―――對日常維護數(shù)據(jù)進行存儲管理;

(6)系統(tǒng)設(shè)置―――設(shè)置評估參數(shù)及用戶管理;

(7)數(shù)據(jù)打印―――將數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)形成報表,供打印;

(8)使用幫助―――提供軟件及傳感器等的使用方法。

6系統(tǒng)的硬件設(shè)備

系統(tǒng)的硬件設(shè)備主要有各類數(shù)控應(yīng)變測試儀、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),光纖傳感器及解調(diào)儀,高精度的水準儀和全站儀,智能電測位移傳感器和采集系統(tǒng),無線動力測試和數(shù)據(jù)采集,傳輸分析系統(tǒng),各類加速度傳感器、索力測試分析儀、計算機服務(wù)器、便攜式計算機、埋入式荷重傳感器、風(fēng)速儀、交通車輛監(jiān)控系統(tǒng),混凝土超聲波檢測分析儀等。

7系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)

7?1獨特的基準有限元模型

一個有效的橋梁與隧道工程健康監(jiān)測與評估系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)包括基于空間分析理論的基準有限元模型,浙江大學(xué)橋梁與隧道健康監(jiān)測研究中心經(jīng)過10多年的研究和開發(fā),提出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的層合單元理論及相應(yīng)的程序,可綜合考慮外荷載和預(yù)應(yīng)力束的空間效應(yīng)。層合單元理論應(yīng)用于箱梁橋的計算具有單元數(shù)目少、適用性強的優(yōu)點,它不但適用于形狀比較規(guī)則的等截面橋梁的計算,而且適用于異型或變截面橋梁的計算。運用該程序可建立復(fù)雜橋梁和隧道工程和預(yù)應(yīng)力空間結(jié)構(gòu)的靜動力分析的精確有限元模型,給出相關(guān)的應(yīng)力、變形及模態(tài)控制參數(shù)等,解決了大型復(fù)雜橋梁和隧道工程空間靜動力分析的基準有限元模型問題。另外,還可從不同的理論或通用程序ANSYS等進行分析對比研究。

7?2收縮徐變、溫度效應(yīng)的影響分析

對大跨預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)監(jiān)測隨時間的變化和影響,為此應(yīng)對結(jié)構(gòu)物從施工到成橋狀態(tài)進行全面的靜力分析,同時計算分析成橋狀態(tài)恒活載效應(yīng)、溫度效應(yīng)及收縮徐變效應(yīng)對結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的影響分析。

7?3橋梁的損傷識別研究

大型橋梁結(jié)構(gòu)的安全監(jiān)測系統(tǒng)中,結(jié)構(gòu)的靜態(tài)特性以及振動特性是重要的監(jiān)測項目之一,對正常運營狀態(tài)下大橋的靜態(tài)特性和振動特性進行長期監(jiān)測,及時掌握結(jié)構(gòu)的健康狀況,是大型橋梁安全監(jiān)測系統(tǒng)的基本任務(wù)。當(dāng)監(jiān)測結(jié)果發(fā)生異常時,及時利用監(jiān)測系統(tǒng)獲得的各種量測數(shù)據(jù),有效快速地診斷結(jié)構(gòu)可能發(fā)生的損傷部位和損傷程度,是建立大型橋梁監(jiān)測系統(tǒng)所面臨的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前橋梁結(jié)構(gòu)損傷識別方法大致分為三大類。即指紋分析和模式識別法,系統(tǒng)識別與模型修正方法以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法。目前提出的動力指紋有頻率、模態(tài)振型、模態(tài)曲率、應(yīng)變模態(tài)、柔度矩陣、模態(tài)應(yīng)變能、傳遞矩陣、模態(tài)置信度準則(MAC)、坐標模態(tài)置信度準則(COMAC),傳統(tǒng)的系統(tǒng)識別技術(shù)有卡爾曼濾波(KF)、擴展的卡爾曼濾波(KF)、最小二乘法、最大可能性方法等。模型修正方法按照識別所提取的力學(xué)特征可以分為基于振動量測的模型修正方法、基于靜力參數(shù)的模型修正方法和靜動力參數(shù)相結(jié)合的模型修正方法;按照識別所針對的范圍可分為整體識別方法和子結(jié)構(gòu)分析方法;按照識別方法是否是確定性的分為確定性的方法和統(tǒng)計分析方法。浙江大學(xué)從結(jié)構(gòu)振動的頻率、模態(tài)出發(fā),構(gòu)造了一種用于結(jié)構(gòu)損傷檢測的復(fù)合動力指紋―――Z指標,該指標計算方便,靈敏度較高,能較方便地進行損傷有無及損傷定位;其次考慮到依據(jù)結(jié)構(gòu)振動頻率或振形構(gòu)造的單一動力指紋對局部損傷不敏感的特點,提出了基于靜力位移測量數(shù)據(jù)的斜拉橋結(jié)構(gòu)損傷識別方法,并提出了一種穩(wěn)定的迭代求解算法,該損傷識別方法可較好地應(yīng)用于結(jié)構(gòu)損傷程度的確定。同時將有限元計算、矩陣攝動理論及貝葉斯統(tǒng)計理論相結(jié)合,從概率統(tǒng)計的角度提出了基于貝葉斯統(tǒng)計的損傷識別方法。

7?4狀態(tài)評估理論和方法

監(jiān)測的最終目的是進行合理有效的評估,為養(yǎng)護管理的科學(xué)決策提供依據(jù)。評估的內(nèi)容和主要依據(jù)為現(xiàn)行交通部頒《公路橋梁養(yǎng)護規(guī)范》(2004)和建設(shè)部頒《城市橋梁養(yǎng)護》、《公路隧道養(yǎng)護規(guī)范》等技術(shù)規(guī)程和有關(guān)的設(shè)計規(guī)范要求。評估按性質(zhì)初步可劃分為四方面內(nèi)容:

(1)整體狀態(tài)評估:主要評價橋梁各主要構(gòu)件的承載能力、構(gòu)件應(yīng)力、構(gòu)件剛度、結(jié)構(gòu)性損傷、主要構(gòu)件承載能力的弱化以及橋梁功能性的退化等。

(2)安全性評估:安全性指結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受正常施工和正常使用時可能出現(xiàn)的各種荷載、外部變形等的作用,在偶然事件發(fā)生后,能保證整體穩(wěn)定性,不致倒塌。安全性評估指主要針對橋梁各主要構(gòu)件的承載能力、構(gòu)件應(yīng)力、構(gòu)件剛度、結(jié)構(gòu)性損傷等進行評估。

(3)耐久性評估:耐久性指結(jié)構(gòu)在正常維護下,隨時間變化仍能滿足預(yù)定功能要求,如銹蝕而影響壽命等。耐久性評估指主要針對橋梁各主要構(gòu)件的耐久性損傷(如:混凝土裂縫及腐蝕、混凝土保護層損傷及碳化深度、氯離子含量、鋼構(gòu)件的銹蝕、構(gòu)件的疲勞損傷等)進行評估。

(4)適用性評估:適用性指結(jié)構(gòu)在正常使用荷載下,應(yīng)具有良好的工作性能。如不發(fā)生影響結(jié)構(gòu)正常使用的過大的變形等。適用性評估即功能性評估,主要針對橋梁的功能性損傷進行評估,如過大振動、線形不平順、接頭跳車、結(jié)構(gòu)開裂、附屬設(shè)施損傷以及過大變形等。

結(jié)構(gòu)安全性與耐久性之間界限不是很明顯,其某些評估指標相互重疊,結(jié)構(gòu)的耐久性問題最終將影響安全性問題。而適用性可作為一項輔助評估項目。安全性、耐久性、適用性的綜合評估構(gòu)成橋梁整體狀態(tài)評估。

大型橋梁和隧道工程結(jié)構(gòu)是一個復(fù)雜系統(tǒng),影響其質(zhì)量和使用功能的因素眾多,這些因素與橋梁和隧道工程質(zhì)量和使用功能之間的關(guān)系錯綜復(fù)雜,絕大多數(shù)不能定量地用一個函數(shù)關(guān)系表達,過去只能靠專家經(jīng)驗來分析、判斷。這樣眾多的因素若不加任何處理就來分析它們與使用功能間的關(guān)系,即使對于經(jīng)驗豐富的專家來說也有困難。這時,有必要把結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)評估這樣的復(fù)雜問題分解為相對簡單的多層子問題或指標,進行分析和評估。目前的評估方法有層次分析法(AnalyticalHierarchy Process)、變權(quán)綜合原理法及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等。

采用層次分析法將影響橋梁工作狀態(tài)的各種因素調(diào)理化、層次化,把對某個狀態(tài)影響程度相近或比較緊密的因素放在一起,形成一個層,建立多層的層次關(guān)系綜合評估體系;通過對評價指標的無量綱化處理,將結(jié)構(gòu)檢測、表觀調(diào)查等不同類型的數(shù)據(jù)進行綜合,實現(xiàn)了對預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋狀態(tài)的綜合評估;通過變權(quán)方式,實現(xiàn)了根據(jù)各指標的退化情況調(diào)整指標權(quán)重,達到了客觀評估結(jié)構(gòu)狀態(tài)的目的;通過加權(quán)綜合的方法由底層指標得到上層指標的狀態(tài),逐層綜合,得到整個橋梁的狀態(tài)。最終建立了基于層次分析法的大跨預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁狀態(tài)變權(quán)綜合評估方法和理論。

9結(jié)語

論述了大型橋梁與隧道工程健康監(jiān)測與評估管理系統(tǒng)的開發(fā)目的和適用范圍、系統(tǒng)的組成、開發(fā)的平臺、系統(tǒng)的界面等,并以文暉大橋預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋健康監(jiān)測與評估管理系統(tǒng)的研究開發(fā)為背景,介紹了該系統(tǒng)的主要功能及模塊,系統(tǒng)的硬件設(shè)備和理論基礎(chǔ),提出和解決了大型復(fù)雜橋梁和隧道工程空間靜動力分析的基準有限元模型問題,探討了大跨預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)收縮徐變、溫度等監(jiān)測隨時間的變化和影響,提出了相應(yīng)的健康監(jiān)測與評估管理的理論和方法,對大型橋梁和隧道工程健康監(jiān)測和狀態(tài)評估管理具有重要的理論意義和工程實用價值。

參考文獻：

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第9篇：隧道工程的優(yōu)點范文

【關(guān)鍵詞】鋼纖維噴射混凝土；隧道工程；新奧法；韌性；支護材料

中圖分類號：U45 文獻標識碼：A 文章編號：

【 abstract 】 this paper analyzes the development of the steel fiber sprayed concrete, combined with the characteristics of steel fiber sprayed concrete, steel fiber tenacity and the associated with the new Austrian method of support by rockbolt and shotcrete tunnel, the main mechanical properties and its application in tunnel engineering, analyzes its economic benefit in tunnel engineering, steel fiber sprayed concrete is the ideal supporting material, to look to the future development direction in the steel fiber sprayed concrete technology in China.

【 key words 】 steel fiber sprayed concrete; Tunnel engineering; New the law; Toughness; Supporting materials

一．引言

自1963年以來，鋼纖維混凝土踏入實用化時代，在隧道工程中得到廣泛的應(yīng)用，節(jié)約了大規(guī)模投資的同時也提高了結(jié)構(gòu)的使用壽命。此外，鋼纖維噴射混凝土在歐洲、日本等國已成為隧道支護的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)形式和施工方法。我國干噴法鋼纖維混凝土近年來發(fā)展的也較快，然而和歐美、日本等國相應(yīng)的研究、行業(yè)標準相比起來仍然存在些許滯后。由于我國國內(nèi)暫且缺少相應(yīng)的測試和檢驗的細節(jié)標準，因此雖頻繁引鑒國外的標準，尚沒有足夠借鑒工程應(yīng)用的經(jīng)驗。

二、鋼纖維噴射混凝土的特性

鋼纖維混凝土是由水、水泥中骨料、粗砂、鋼纖維并且需要時加進摻和料遵循相應(yīng)的比例調(diào)制而成。，鋼纖維是當(dāng)前國內(nèi)外相對高端的外摻料，其一，提高了混凝土的韌性、強度以及抗裂性等；其二，讓混凝土的特性完成脆性向彈塑性轉(zhuǎn)變。因此鋼纖維混凝土具備優(yōu)良的總體力學(xué)性能。鋼纖維可以分為不銹鋼和普通碳素鋼這兩種類型，其中后者得到比較廣泛應(yīng)用。

1、韌性

之所以摻加鋼纖維噴射在混凝土中，大體是為了使噴射混凝土的韌性有所提高。韌性指的是鋼纖維噴射混凝土在承載過程中吸取與收納變形的能力，因此，韌性是鋼纖維噴射混凝土的關(guān)鍵特性之一。

2、其它關(guān)鍵力學(xué)性能

鋼纖維噴射混凝土中隨意分布的短纖維起到阻制混凝土里微裂縫的擴展以及阻滯宏觀裂縫的發(fā)展蔓延的作用，由此摻入鋼纖維顯著改變和提高增強噴射混凝土的主要由主拉應(yīng)力控制的抗剪、抗彎、抗扭強度和抗拉強度等。

3、斷裂與斷裂韌性

一般的噴射混凝土具有表層被拉容易收縮且干裂的缺點此后斷裂縫變成隧道地下水的溢出路道。在地下水長時間的侵蝕下，斷裂后的混凝土將會發(fā)生脫落、剝離的現(xiàn)象，支護結(jié)構(gòu)便可能失去支護的作用，甚至產(chǎn)生坍塌現(xiàn)象。因此，有必要特別指出噴射混凝土處于被拉狀況的斷裂性能極其關(guān)鍵。為了達到變形性能有所質(zhì)量改變的目的，必須在噴射混凝土里面摻進鋼纖維，只要鋼纖維混凝土發(fā)生裂縫現(xiàn)象，鋼纖維的作用將愈顯而易見。鑒此，在眾多需要沖擊需要抗裂并且環(huán)境惡劣的隧道工程結(jié)構(gòu)中，鋼纖維噴射混凝土尤其為必備材質(zhì)之一。

了解鋼纖維混凝土的特性后，自然而然需要研究其增強機理。因為從理論上講，探討鋼纖維混凝土的增強機理對鋼纖維對混凝土的增韌、增強和阻裂效應(yīng)的提高將有很大的幫助，從本質(zhì)上改變其化學(xué)物理以及力學(xué)性能，在此基礎(chǔ)上歸納與總結(jié)高新性能的理論，亦是設(shè)計鋼纖維混凝土性能的重要依據(jù)。

三、鋼纖維噴射混凝土在隧道工程中的應(yīng)用

1、鋼纖維噴射混凝土與新奧法

當(dāng)今，新奧法的主要核心內(nèi)容是在圍巖承載環(huán)的主動作用下讓隧道圍巖變成承載的結(jié)構(gòu)。很明顯，是通過支護系統(tǒng)在同圍巖共同變形的過程中對圍巖變形運動的掌控，實現(xiàn)新奧法對圍巖承載能力的利用，換而言之，就是接受圍巖變形在某種程度上有所釋放。在之前新奧法的錨噴支護過程中，采用了素噴加錨桿、素噴混凝土支護、噴錨網(wǎng)聯(lián)合支護和素噴加鋼筋網(wǎng)等支護策略，同時在工程應(yīng)用里取得通過。但是新奧法古老支護方式的缺點顯得相當(dāng)?shù)赝怀?，尤其在很多工程?yīng)用的驗證和高新技術(shù)的進程中，比如施工容易出現(xiàn)空洞，鋼筋網(wǎng)噴射混凝土集料反彈較大甚至素噴的脆性等。

這幾年來，工程實踐應(yīng)用中也漸漸地在克服以上存在隱范。由于鋼纖維噴射混凝土的韌性不錯，當(dāng)結(jié)構(gòu)承受的力度到達極點強度后，將會隨著變形運動繼續(xù)保持某種程度的承載力，鑒于它具備對圍巖的變形有很好吸收功能的韌性，便于它在與圍巖的同步形變中構(gòu)建起除舊的平衡橋梁，較大規(guī)模地使新奧法施工的經(jīng)濟性、機械程度和安全性得以增強。因此，鋼纖維噴射混凝土不愧為理想的隧道支護材料。

2、鋼纖維噴射混凝土支護

伴隨著新奧法的發(fā)揚，噴射混凝土早已是一種普遍的支護方式在隧道工程應(yīng)用實踐中。鋼纖維噴射混凝土的抗裂性能大大阻礙了噴層收縮，并且使噴層材料的耐久性與密實性得到提高。因此，普通噴射混凝土+二次襯砌的復(fù)合式結(jié)構(gòu)可以用鋼纖維噴射混凝土單層結(jié)構(gòu)來替代，這是一種可行并且長期被接受的襯砌結(jié)構(gòu)。

北美在2O世紀8O年代修建隧道中，便長期運用鋼纖維噴射混凝土作為襯砌。歐洲部分調(diào)研所在1979年對鋼纖維噴射混凝土、素噴射混凝土和掛網(wǎng)噴射混凝土開展了許多調(diào)查探究，調(diào)查結(jié)果表明：如果拿鋼纖維噴射混凝土相比于加鋼筋網(wǎng)的噴射混凝土，可以發(fā)現(xiàn)很大程度上減少了鋼筋網(wǎng)對巖面存在空洞和施工反彈等不利影響，節(jié)約了不少敷設(shè)鋼筋網(wǎng)的同時也讓運作效率提高了，總而言之，在經(jīng)濟和技能上都帶來積極的情式和影響。

3、應(yīng)用實例

由于位于福建漳龍高速公路的烏石山隧道處在地形不單一的構(gòu)造剝蝕中低山區(qū)，隧道區(qū)里主要是斷裂更糟糕的是裂隙兩兩互通，并且大量地方有密集裂隙帶，特別在出IZl550 m區(qū)域的隧道內(nèi)許多層間破碎帶極其突出，顯而易見，該隧道受到的影響是一層高于一層。據(jù)悉，經(jīng)常在隧道進洞50 m后由于拱頂涌現(xiàn)很多沉降而造成塌方事件。通過施工方分析與研究，做出以下決策：在Ⅱ、Ⅲ類圍巖地帶用鋼纖維噴射混凝土支護代替鋼筋網(wǎng)噴射混凝土支護，左線ZK74+437 ZK74+457、右線YK73+600～YK73+620統(tǒng)一采用面鋼纖維噴射混凝土進行工程應(yīng)用。做了以上改進后再對工程的支護結(jié)構(gòu)進行分析，調(diào)查表明，支護沉降變形相對于施工前減小，并且在無數(shù)爆破運動下只產(chǎn)生3～5 mm裂縫同時無危險地經(jīng)過塌方片區(qū)，從施工前后對比，可以看到鋼纖維噴射混凝土在隧道工程中的應(yīng)用取得了可觀的成效。

四、取得的經(jīng)濟效益

下面以黎南復(fù)線槎路隧道工程為例子，分析與總結(jié)鋼纖維混凝土在隧道工程應(yīng)用中如何做到降低工程成本、提高工程質(zhì)量和加快施工進程，并有良好的經(jīng)濟效益。表現(xiàn)在如下三個方面：

(1)混凝土的用量及開挖土石方量減少。噴射鋼纖維混凝土減少了素噴混凝土中的本來就有的沉降量(15cm)，這樣一來隧道斷面開挖立方量減少1．9m每米，總共1150m。二次襯砌混凝土了使得復(fù)合預(yù)留變形到位的數(shù)量(均厚度7cm)減少，節(jié)約了二次襯砌混凝土890m。運用噴射鋼纖維混凝土來支護補強，可以大大削減了素噴混凝土50%的厚度，在這個過程中讓成本降低。 ．

(2) 減少鋼材用量。噴射鋼纖維混凝土代替“新奧法”中古老的網(wǎng)噴支護，換言之，方便扔掉鋼筋網(wǎng)片，令施工步驟減少，同時提高施工效率，該隧道總共節(jié)省鋼筋網(wǎng)片39．13t。

(3)干噴集料回彈率比素噴少。在干噴(水在噴頭處加入)實施運作中，在調(diào)查與測試中得知，素噴混凝土的集料返彈率平均大約25%上下，而干噴混凝土由于鋼纖維的成網(wǎng)和聯(lián)結(jié)作用，返彈率大概平均僅14%上下。

五、結(jié)語

世界上很大一部分國家在隧道工程中是否采用鋼纖維噴射混凝土這個問題上已有了絕對擁護答案。為什么呢？原因還是值得令人接受并認可的，因為無論是在噴射工藝上，還是從綜合經(jīng)濟效益上考慮，鋼纖維噴射混凝土都展現(xiàn)出新型復(fù)合材料的關(guān)鍵的優(yōu)點。如英國應(yīng)用鋼纖維混凝土替代鋼絲網(wǎng)加固隧道；日本采納鋼纖維混凝土支護以及修補不良地層和圍巖；德國、美國、法國和西班牙等國家都一一制定了對應(yīng)的運用鋼纖維混凝土作為隧道的初期和長期支護的設(shè)計和施工規(guī)范。1984年，我國才將鋼纖維噴射混凝土實踐在隧道工程中，雖然開始比許多發(fā)達國家遲，然而這幾年發(fā)展迅猛，先后成功地運用與實踐了鋼纖維噴射混凝土技術(shù)在云南元磨高速公路、福建羅長高速公路、福建漳龍高速公路和福建京福高速公路等主要工程上，并且取得了良好成效。同時，我國對鋼纖維噴射混凝土技術(shù)進行了更深入的研究。其別指出，若想追求優(yōu)良的混凝土質(zhì)量和順利快捷的施工進度，那么必須對選擇配合比要慎重，除此之外，認為鋼纖維的摻量將對混凝土的運作效率起到關(guān)鍵的影響，所以這是個值得思考的話題。

參考文獻

[1]程慶國。鋼纖維噴射混凝土理論及應(yīng)用[M]．北京：中國鐵道出版社，1999．