隧道與隧洞的區別精選(九篇)

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第1篇：隧道與隧洞的區別范文

[關鍵詞]隧洞；二次襯砌；邊頂拱；盾構掘進；同步襯砌；鋼模板臺車

目前，國內研究隧道盾構施工與隧洞邊頂拱二次襯砌同步施工技術的較少，本文介紹的隧洞邊頂拱二次襯砌施工與盾構掘進同步施工技術是一種有效地提高隧洞施工效率，在不影響盾構施工的前提下，隧洞邊頂拱二次襯砌緊跟盾構施工完成二襯拱墻與頂拱結構。隧洞二襯與盾構掘進同步施工相比隧洞二襯與TBM掘進同步施工有著截然不同的區別。兩者的掘進效率不同，初支施工工藝不同，隧洞二襯澆筑工藝不同，隧洞物資水平運輸方式不同。本文介紹的隧洞邊頂拱二次襯砌與盾構掘進同步施工技術特點是：采用了獨有的液壓整體式鋼模板臺車；采用“先拱墻、拱頂分段襯砌，仰拱后做”的施工方法，實現盾構隧洞與二襯同步實施；采用改裝的鋼軌攪拌車負責隧洞內混凝土運輸作業；采用四軌三線供五列電瓶車、盾構臺車行駛、兩列鋼軌攪拌車、拱墻臺車、整體式液壓襯砌鋼模臺車，洞內運輸用有軌運輸。

1工程背景

韓江鹿湖隧洞引水工程盾構隧洞分為兩段，分別為1975m及2123m長距離隧洞，隧洞采用雙層復合式襯砌組合而成，初襯為盾構管片，二次襯砌采用模筑鋼筋混凝土。通過測算，在完成盾構管片安裝、清理軌道后，再進行隧洞二次襯砌施工無法滿足工期要求。若能實現在盾構管片安裝后不需要清理軌道即可同時施工二襯襯砌，即可滿足工期要求。長距離隧洞施工二次襯砌對混凝土泵和混凝土自身的質量提出了較高的要求。

2解決思路

解決技術難題的思路主要為：通過隧洞二襯與盾構同步施工技術的研究和應用，總結出一套隧洞盾構施工與二襯同步施工技術，規避二襯施工過程中對盾構施工的制約；隧洞鋼軌攪拌車運輸二襯混凝土，保證二襯混凝土的坍落度與和易性，避免混凝土長距離泵送容易被堵的問題；通過隧洞內設道岔鋪軌合理布置，實現隧洞盾構施工電瓶車輛、二襯鋼軌攪拌車互不影響的效果。

3邊頂拱同步襯砌總體施工方案

通過對隧洞二襯與盾構同步施工技術的研究，采用二次襯砌逆作法施工，將隧洞二襯分成上部（邊墻、拱頂）和下部（仰拱）兩部分進行施工，并先進行上部施工，即可滿足在不影響初襯（盾構掘進施工）的前提下同步完成大部分的隧洞二襯，待隧洞貫通、清理軌枕后，進行隧洞仰拱的施工，將隧洞二襯擬合成環。根據隧洞邊墻、頂拱澆筑特點分析，為滿足拱墻和拱頂的澆筑要求，在邊墻的位置往初襯面上打設錨桿形成支撐體系對邊墻、拱頂提供支承的作用。通過有限元法受力驗算可得兩側各采用雙排鋼筋錨進管片面10cm，鉆孔、清理碎渣后采用砂漿或植筋膠填充孔洞，即可滿足受力要求。為了規避邊墻與頂拱混凝土澆筑過程中接縫處漏漿的現象，可在管片面先施工一道高度30cm的拱墻，相當于拱墻作為二襯邊墻與頂拱的底模與支撐，混凝土澆筑時，液壓臺車貼至拱墻上即可進行澆筑，可規避邊墻與頂拱混凝土澆筑過程中接縫處漏漿的現象，見圖1。圖1隧洞內空間位置示意圖（單位：mm）二次襯砌段落邊墻與頂拱采用定制18m鋼模板襯砌臺車，在完成鋼筋綁扎后，通過調整液壓元件，使模板正確對位。自制的2m3砼斗裝卸拱墻混凝土，利用電瓶車運輸混凝土至隧洞內自制的拱墻臺車下方，利用平臺下方橫梁上的電動葫蘆將砼斗吊放至作業平臺上方，利用溜槽從平臺兩邊同時下放混凝土，可同時對稱澆筑，采用插入式振搗棒進行振搗。待隧洞貫通、清理軌枕后，同步進行隧洞仰拱的施工，仰拱施工模板采用原頂拱、拱墻液壓模板臺車改裝而成的自行式針梁臺車。結合上述措施即可滿足在不影響初襯的前提下完成隧洞二襯同步實施。

4關鍵技術

4.1二襯混凝土運輸技術

二襯混凝土運輸包括混凝土地面運輸和隧洞內混凝土運輸。商品混凝攪拌車運輸混凝土至基坑邊上，通過溜槽與混凝土導管輸送混凝土至隧洞底部洞口軌道上鋼軌攪拌車存儲罐中，然后鋼軌攪拌車利用柴油發電機自驅運輸混凝土到隧洞內二襯臺車處。根據盾構施工軌道布設的規格，改裝一種使用原盾構施工行駛軌道的11kW柴油發電機自驅動的8m3鋼軌攪拌車負責隧洞內混凝土運輸，隧洞內同時放置兩臺或者多臺鋼軌攪拌車，一臺鋼軌攪拌車在輸送過程時，另外一臺鋼軌攪拌車在隧洞口接送混凝土準備，保證最少有一臺鋼軌攪拌車在隧洞內送料，從而保證澆筑不間斷連續進行。

4.2同步二襯施工臺車研究

盾構掘進過程產生的渣土、預制的管片、螺栓、油脂等材料需要利用電瓶車進行隧洞內運輸，隧洞底板敷設供電瓶車行駛的鋼軌道、鋼軌枕。通風管解決隧洞內作業人員施工環境的問題。隧洞內的電瓶車通行、水、電纜管線、通風管、人行道均影響隧洞二襯施工。根據隧洞內盾構各配套對二襯的影響，研究一套滿足盾構電瓶車及管線順利通過的二襯配套臺車設備，這種設備可以正常施工拱墻及拱頂，還有足夠的通過空間，滿足盾構電瓶車和管線通過要求。

4.3隧洞內錯車技術

隧洞內電機車通行采用隧洞內錯車技術，隧洞內設道岔鋪軌采用四軌三線供五列電瓶車、盾構臺車行駛、兩列鋼軌攪拌車、拱墻臺車、整體式液壓襯砌鋼模臺車，洞內運輸用鋼軌運輸。為方便鋼軌從工作井吊入和駁接，單根鋼軌長6m，軌枕和鋼軌的連接扣件采用螺栓扣板扣件。為了保證材料運輸的連續性，在盾構正常掘進后于盾構臺車后部鋪設Y型道岔實行單洞五列電瓶車、兩列鋼軌攪拌車運輸，Y型道岔隨盾構掘進、二襯澆筑遷移，如圖2所示。5結論與展望以韓江鹿湖隧洞引水工程盾構隧洞施工為依托，總結出一套隧洞二襯施工與盾構掘進同步施工技術，解決了因隧洞二襯無法與盾構施工同步導致的工期長、質量難以保障的困局。主要創新和先進性體現以下幾點。1）隧洞二次襯砌采用“先拱墻、拱頂分段襯砌，仰拱后做”的施工方法，不影響初襯的前提下，進行隧洞的拱墻、拱頂結構施工，實現盾構隧洞與二襯同步實施。2）隧洞混凝土澆筑時，采用改裝的鋼軌攪拌車負責隧洞內混凝土運輸作業，有效保證隧道二襯澆筑的混凝土坍落度與和易性滿足要求，避免混凝土長距離泵送運輸發生堵管現象。3）在隧洞不同位置設置道岔，在必須滿足盾構施工與隧洞二襯澆筑的條件下，合理設置道岔，有效安排隧洞電瓶車、混凝土鋼軌攪拌車錯車位置及行駛線路，保證隧洞盾構掘進和隧洞二次襯砌的上部同步施工。隧洞二襯施工與盾構掘進同步施工技術不僅能較大的節約成本，取得經濟效益，更能大大促進隧道建設發展，社會效益顯著。本項目盾構掘進效率與二襯施工效率基本一致。如果盾構掘進效率遠遠大于二襯施工效率，將會出現二襯施工無法緊跟盾構施工步伐。如果盾構施工效率非常低，二襯施工受到盾構施工掘進制約，因此如何提高二襯施工與盾構掘進同步施工工效成為下一步研究重點。

[參考文獻]

[1]李合．大直徑單洞雙線復合內襯地鐵盾構隧道內部結構同步快速施工技術研究[J]．鐵道建筑技術，2018，(7)：56-57．

[2]李宏亮．中天山特長隧道敞開式TBM掘進與二次襯砌同步施工技術[J]．現代隧道技術，2010，47(2)：63-64．

[3]李艷明．中天山隧道敞開式TBM掘進與二次襯砌同步施工方案設計[J]．四川建筑，2010，30(3)：211-212．

第2篇：隧道與隧洞的區別范文

關鍵詞 高原地熱；隧道；施工措施；安全

中圖分類號U45 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）67-0050-02

0 引言

高原地熱條件下，隧道施工時洞室內的高溫地熱會對工程產生熱害，產生較大影響。施工環境中高溫高濕現象不僅危害作業人員的健康和安全，同時也將降低勞動生產率，甚至使施工無法進行；同時使機械設備的工作條件惡化，效率降低，故障增多。因此，對高原地熱條件下隧道施工措施的研究就顯得尤為必要。

1 工程概述

1.1 工程概況

達嘎山隧道位于雅江左岸山前沖、洪積臺地后緣一山坡上；洞身通過雅魯藏布江北岸中高山區，地形起伏極大，地勢極為陡峻，洞身穿越的山體高程范圍為3 780m~4 530m，山勢總體東高西低，山體周邊沖溝發育，V型沖溝較多，溝內小型泥石流發育，洞身上方有一條常年流水沖溝；出口位于一泥石流沖溝左岸。

1.2 地熱對施工的影響

隧道施工中，人員和機械都受到地熱較大影響，主要情況有以下幾種：

1）很多施工人員由于作業時間長，會出現頭暈、嘔吐情況；

2）由于施工機械散熱難問題，造成故障率逐漸升高；

3）在部分地段圍巖表面，潮解現象時有出現，遇水變成粉末狀，造成巖面噴射混凝土很難粘結；

4）造成普通的硝銨炸藥膨脹，有的出現包裝紙脹裂的現象；部分導爆管發生軟化失去彈性，在擠壓后無法恢復原狀；

5）大部分砂漿錨桿強度降低；

6）測量儀器精確度大大下降，在測量儀器說明書中正常工作環境溫度范圍為-20℃~40℃。

2 防地熱關鍵技術及措施

在施工過程中應及時做好超前地質預報，確定熱泉的成因、水源、運動、水質、水量等參數，上報設計院進行動態設計，及時增加散熱橫洞。治理洞內熱水按照“以堵為主，以排為輔”的原則。嚴防熱水在隧道內蔓延而威脅施工人員的安全。在溫度較高的地段，可采取噴霧降溫；在有條件的地段，可抽取江水在隧道內形成水循環降溫系統。還應加強合理組織施工，優化工序循環，加大機械施工在總施工時間中的比例，盡量減少人員的操作時間。并做好施工應急預案，在備好搶險物質。

2.1 房地熱關鍵技術

2.1.1 輔助坑道設計

在峽谷區地質的復雜情況下，隧道洞口施工場地困難非常大。此隧道應考慮運營通風、工期等要求結合隧道所處地質、地形條件設置四座輔助坑道。對于地熱隧道施工中，輔助坑道選取應盡量考慮順坡橫洞。

2.1.2 抽排洞內熱水

應采用2臺5.5kW、30m3/h的水泵通過80mm(壁厚5mm)鍍鋅管及時的將集水坑內混合水排出洞外，以達到縮短熱水在洞內與周圍空氣進行熱交換的時間段，有利于降低洞內環境溫度。洞內溫泉熱水的涌出量是水泵的容量進行及時調配的依據，應備用一臺水泵。

2.1.3 加強通風

改善隧道內濕熱條件的最簡便的方法是加強通風，尤其是在熱害程度較小的情況下效果更加突顯，而且也是非常經濟可行的。

1）在采用通風降溫時，通常都是加大風量，讓空氣來吸收由巖體放出的熱量，來降低溫度；再者是把風速提高，來改善自身散熱條件。然而風量和風速的增加是有限制的，由于過高的風速會引起粉塵顆粒對身體健康影響比較大；

2）在設備和施工條件有限的條件下，要確保風管的安裝質量、保證維護管理順利、降低漏風和風壓損失，而利用增加管路和風機來增加通風量不現實時，必要時可以選用風機分散串聯辦法來確保風管的漏風長度，進而做到加大風壓和風量；

3）在布置通風系統時，要達到降溫的目的必須進行合理的安排。設計通風時要保證風速及風量、溫度及濕度等參數的確定合理，為降低進入風流中的水汽和熱量，還要讓濕源、熱源與進風流相互避開；

4）在工作面附近采用局部通風措施，如引射器等也可加大局部通風強度，提高工作面的風速。

加強通風也是降低洞內作業環境溫度、改善作業條件的一種重要手段。洞內處于高溫環境時，選取常規的單管壓入式通風不易達到高效降低洞內環境溫度，尤其是伴隨掌子面的推進，洞內通風效果也越來越差。可以加設一臺通風機，選取規格為117kW×2、1 800m3/min，利用φ1500mm的風管給工作面送風，選用的通風方式為雙管壓入式。在布置洞口外面的通風機時，最好是遠離洞口30m，以防洞內排出的熱空氣循環再次進入通風機中，影響通風降溫的效果。

2.1.4 噴霧降溫

從洞外水池把冷水水管接至洞中，把兩根φ100mm的輸送鋼管順著洞頂分別架設于兩側，還要每隔3m~5m在鋼管上安設噴霧器裝置，做到沿洞線噴霧。利用水霧冷卻洞內巖面，使其與洞內熱空氣混合，達到有效的降低洞內溫度的目的。此時，洞內粉塵還可以通過高壓噴霧吸收，大大降低粉塵濃度，有效改善施工條件。

2.1.5 應用隔熱材料

利用熱導率低的隔熱材料來減少冷熱之間的熱交換以達到降溫的目的。此材料大多用于管道、巖面和風筒隔熱單個方面。

1）用于圍巖隔熱：可以在圍巖四周均勻噴涂隔熱材料；再襯砌背后充填隔熱材料；采用使隔熱材料噴涂在內層或中層的復合式襯砌的方法；

2）用于管道隔熱：在管外包裹泡沫塑料，同時噴涂化學發泡劑或直接采用硬質塑料管來達到減少散熱的功能；

3）用于隔熱風筒：為阻止熱量交換采用雙層隔熱風筒或外包隔熱材料的風筒等。

高地熱隧道的施工措施的方式多種多樣，可在施工過程中如何因地制宜的運用相應措施來達到良好的降溫效果，這是一個需要謹慎考慮的問題。

2.2 支護措施

洞內高溫是由于隧洞穿越斷層、地下高溫溫泉涌出造成的。在施工進程中，應當在掌子面推進時使用超前勘探，且超前探孔達到120m。同時，利用超前鉆孔掌握掌子面前的具體地質環境，進而采取有效措施防范隧洞開挖中可能出現的塌方、集中涌水等情況。在地下水富足、洞段集中時可以選取超前灌漿來攔截地下水；遇到圍巖破碎穩定性差時，可以選取超前管棚、導管注漿、超前錨桿等方法，來確保施工中圍巖的自穩能力。

高地熱條件中，在隧洞襯砌支護施工期間首先要確保洞內溫度適宜；其次還要保證運行期間列車的正常運作。因此，在選擇襯砌支護形式時，應綜合考慮施工期和運營期的要求。無論何種形式，模筑混凝土的優先選擇都應考慮以下方面：

1）采用合適的水灰比，還要考慮到混凝土的耐久性，采用分離粉碎型高爐礦渣水泥，通過試驗后優選混凝土配合比和摻合劑，以此來防止高溫時混凝土的強度降低；

2）一般襯砌混凝土的澆筑長度要適當縮短；

3）為了混凝土襯砌的收縮可以不受約束，緩沖材料可選用防水板和無紡布組合而成；

4）一般在兩側拱角延長方向適當設置裂縫誘發縫。

2.3 爆破作業

一定要快速集中裝藥、孔內裝藥并在孔外起爆。在經過重復試驗后，把冷水注入孔內，在1.5h后可降低炮孔中的溫度至25℃左右，需要30min時間來達到規范要求的35℃，所以要達到火工品使用安全，就一定在30min內做好裝藥爆破作業。一次起爆孔的數量和配備爆破工的數量的確定可利用必要條件反向計算得到，進而保證火工品的使用安全性。

4 高溫環境下的安全文明施工

我國有關部門對隧道施工作業環境的衛生標準都有規定，為保證隧道施工人員進行正常的安全生產。比如鐵道部規定，隧道內氣溫不得超過28℃；如交通部規定，隧道內氣溫不宜高于30℃。

4.1 調整施工組織

對施工現場進行實地考察分析，進而調整施工組織：作業形式仍采用原來的三班倒，適當增加每個班組作業人數，將原班組每班10人~15人，增加至每班20人~32人，每班分為兩組，縮短每班組人員的作業時間。每組工作時間控制在1h~2h，采取輪流循環作業方式，前一組進入低溫室休息，下一小組緊接著進行作業。盡量提高機械施工在總施工時間中的比例，進而減少人員的作業時間。同時，施工應急預案工作要到位，搶險物質一定要備齊。

以防進洞施工的機械設備因高溫作業環境經常出現的熄火問題，需增加一套機械設備，使洞內機械設備輪流工作，并做好洞外機械設備的及時維修和保養。

4.2 加強勞動保護

按國家相關的規定：假如施工單位不能有效降低工作場所溫度，溫度高于33℃時必須支付給勞動人員高溫補貼費。為確保現場正常施工，需要增加一倍以上的工人工資，并且及時供應防暑降溫食物，還要加大勞保用品的發放力度，同時，做好所有勞動人員定期身體檢查的工作。作業人員出入隧洞，必須有專門運輸車輛接送，以確保人員的身體健康及施工現場的正常進行。只有真心做到關愛工人，才能調動他們工作的積極性，并保證施工正常進行。

4.3 安全管理措施

對于項目部必須安排安全員24小時跟班作業協助施工、現場指導，還有爆破工作必須聘請專業人員；持續做到短循環、小進尺，統一指揮洞內爆破，裝藥量預先設計；裝藥前必須用高壓風吹干凈爆破孔，并做好爆破孔數量檢查；裝藥時由爆破員區別好毫秒雷管段別，謹遵爆破設計順序進行裝藥；爆破裝藥前布設崗哨，以防非工作人員誤入爆破區。作業分組、分片做到定人定位施工，保證集中快速完工。在工作面和洞內安置固定式傳感器，設置在洞內氧的濃度不足18％時，自動的氣體報警器便發出報警信號，保證洞內人員及時安全疏散。

5 結論

通過對拉日鐵路達嘎山隧道地熱段分析，闡述地熱對施工的影響，并總結有關隧道地熱段建設的施工方法，并對高溫環境下的安全文明施工進行介紹。由于不同的工程地質條件和水文條件，實際隧道中由地熱產生的問題也是不一樣的，需針對實際情況對隧道地熱段選用合理的施工安全措施。

參考文獻

[1]劉堅.玉蒙鐵路舊寨隧道地熱段施工技術研究[J].鐵道建筑技術，2010(2).

第3篇：隧道與隧洞的區別范文

【關鍵詞】隧道工程 設計 施工

1.對圍巖級別的判斷誤差較大

隧道設計是以圍巖級別為基礎的，一種圍巖對應一種設計，盡管設計圖有圍巖分級的縱剖面以及相應的斷面襯砌，但是，由于對地質勘測受到限制，所以，對圍巖級別的劃分存在比較大的誤差，所以，強調地質超前預報，施工中要不斷對原設計進行修正，本來這個工作應由設計單位完成，但是由于國家建設管理體制的影響，形成了由施工單位為主體的管理模式，由于施工單位地質技術力量相對薄弱，對圍巖級別的判斷能力極其有限，這就造成了沒能按設計施工的一大根源。

2.施工工藝對荷載的影響

“新奧法”設計是建立在保護圍巖的基礎之上的，如果施工過程中不注意保護圍巖，圍巖級別就會由低向高變化，如仍然按原設計結構施作，結構就不能滿足使用功能，主要表現為：

①如Ⅲ級圍巖塌方后就應該按Ⅴ級圍巖施工；

②原設計暗洞結構，改為明挖后就得變更原設計結構，

③明挖段增長，如果埋深也增大，則須加大襯砌厚度；

上述情況與橋梁、房建等行業有本質的區別。有許多橋梁、房建專業的技術人員從事隧道施工，頭腦中沒有圍巖級別劃分的概念，機械照搬設計圖紙，給工程留下巨大質量、安全隱患。

3.對“新奧法”的誤解造成對隧道認識的多樣性

一般情況，設計單位只負責結構的設計，保證結構的使用功能，對于隧道而言，主要目標是二次襯砌；我國隧道業有一個從“礦山法”到“新奧法”的發展過程，轉折點是上世紀八十年代，據今時間很短，所以，如今的隧道業處在“礦山法”和“新奧法”兩種方法交替之間，在施工實踐的表現就是兩種思想混雜，其中表現在對結構的理解上，設計單位按“礦山法”設計，就只設計襯砌，施工措施如支護由施工單位來定，所以支護稱為“臨時支護”，包括木支撐、鋼支撐以及噴錨支護；而“新奧法”設計的支護結構為復合式，所以就有“初期支護”和“二次襯砌”的說法，“初期支護”不是“臨時支護”，是結構的重要組成，在這一點上，受傳統“礦山法”影響的范圍很廣，很多人，甚至包括高級領導、質檢單位等仍然將噴錨支護當作臨時支護，不注意質量，為工程留下隱患。

噴錨支護既是施工輔助措施又是結構的重要組成，作為施工措施，設計單位不愿過多關注，而作為結構組成，則必須明確設計標準。在當今社會技術水平下，噴錨支護的質量與施工者的技術、經驗、設備、工藝等有很大關系，目前國家還沒有一個通用的隧道工法，設計單位很難針對某一具體施工單位來開展設計，所以，有關這方面的設計的性質就是設計原則，這就產生了又一個不確定因素。重點表現在超前支護以及錨桿的實施。

3.1超前支護是保護圍巖的一項重要措施，設計單位一般設計為間距300～400mm的超前小導管，其理念是通過插入圍巖中的超前小導管向圍巖注入水泥漿以固結圍巖，以實現控制圍巖應力釋放的目標，要達到這個要求，必須做到：導管孔口以及臨空面有封堵措施，以保證注漿有一定的壓力方有可能實現滲透、固結的目的，但是在實踐應用中，如果施作封堵、拆除封堵，隧道進度將受到嚴重制約，這似乎表明設計不合理，其實未必，因為目前的設備與材料及工藝也是制約因素之一，爭論沒有任何意義，重要的是作為隧道工程師要理解設計的本來目的，要達到超前預支護的目的未必靠注漿，有的設計將超前小導管改為超前鋼插管，這就符合當前的施工技術水平，但是，作為隧道技術工作者要清楚，這種設計未必較超前小導管更先進、更合理，只能講這項技術符合當前的生產技術水平。上述講明超前預支護的本來面目，作為現場的隧道工程師要在理解設計意圖的基礎上實施超前預支護，如果插入超前小導管后，注漿隨便應付一下，就認為是嚴格按設計施工了，尤其是在塌方后，還堅持是按設計施工，就十分錯誤了。

3.2錨噴支護是“新奧法”三大支柱之一，其中的“錨”主要指系統錨桿，這個行業對于系統錨桿有兩種不同的觀點，即系統錨桿由于以及系統錨桿無用，在當前，系統錨桿無用論的影響很廣，這與礦山法的影響有很大關系，但歸根到底是沒有理解“新奧法”的基本原理，“新奧法”定義為：

圍巖是主要承載結構，支護是激發圍巖承載能力的手段，激發圍巖承載環的條件就是對圍巖松動圈施加“側限”，如何提供有效的側限，與圍巖穩定性和開挖方法有關：如果可以全斷面開挖、支護一次閉合成環且其強度足夠，則不需要系統錨桿，典型的實例就是“盾構法”施工；如果不能實現全斷面開挖，支護分部實施，如果能在圍巖應力有效控制之內將支護閉合成環，則亦可不必施作系統錨桿。但是，以上工法均要求鋼架加工必須嚴格圓形、節點必須吻合（即要求支護結構受力后偏心滿足強度要求），否則僅靠鋼架就無法提供有效的側限，事實上只有全斷面開挖有這個條件，分部開挖由于安裝以及圍巖變形影響，鋼架根本無法作到圓順、節點亦無法作到吻合，所以，在現階段社會生產水平條件下，系統錨桿必須認真施作。

4.隧洞襯砌和監測措施

4.1隧道襯砌

4.1.1復合式襯砌設計應綜合考慮包括圍巖在內的支護結構、斷面形狀、開挖方法、施工順序和斷面閉合時間等因素，力求充分發揮圍巖的自承能力。

4.1.2復合式襯砌的初期支護，宜采用噴錨支護，其基層平整度應符合D/L≤1/6（D為初期支護基層相鄰兩凸面凹進去的深度；L為基層兩凸面的距離）；二次襯砌宜采用模筑混凝土，二次襯砌宜為等厚截面，連接圓順。

4.1.3各級圍巖在確定開挖斷面時，除應滿足隧道建筑限界要求外，還應預留適當的圍巖變形量，其量值可根據圍巖級別、隧道寬度、埋置深度、施工方法和支護情況等條件，采用工程類比法確定。

4.1.4超前支護

超前支護的性質完全是施工措施，所以，不必拘泥于原設計圖，施工中應根據圍巖、進尺、施工工藝等因素不斷調整間距、材質、長度等。

4.2圍巖監測

4.2.1.監測項目

監測項目分為必測項目和選測項目，滿足施工需要的是必測項目，包括：

（1）洞內、外觀察

洞內觀察圍巖吊塊規模、頻率，節理、裂隙發展變化以及噴射混凝土開裂情況，其別注意縱向裂縫和斜交裂縫，除了眼觀之外，應配合儀器測量，裂縫只有發展狀態的才是不安全的；

（2）拱頂下沉

拱頂下沉量由兩部分組成：一是拱部支護整體下沉，而是拱部局部變形下沉，要區分兩種數據，須結合拱腳的量測結果；

（3）凈空變化

對凈空變化的量測，傳統只測水平位移，這主要受到接觸式量測儀器的限制，不能全面、真實地反映實際圍巖變化，全站儀測量具備測量水平以及豎向位移的條件，結合拱頂下稱，可區分局部變形和整體下沉兩種情況；

（4）地表沉降

第4篇：隧道與隧洞的區別范文

【關鍵詞】柳坪水電站；底拱襯砌；施工；技術

大斷面圓形引水隧洞為了滿足襯砌砼受力結構合理及運營期間洞身結構安全，一般采用針梁臺車全斷面襯砌。我單位所施工柳坪水電站引水隧洞巖石以風化炭質千枚巖為主（Ⅳ、Ⅴ類占95%），地下水豐富，圍巖變形大，已支護洞段多次出現塌方，局部段出現二次、三次支護，已侵占襯砌斷面.在襯砌前對侵占斷面處理，存在較大安全隱患.為保證施工期間洞身結構及人員安全，同時要確保發電工期，在關鍵線路4#引水隧洞上游采用邊頂拱襯砌（1200m）。這樣就造成下部底拱襯砌至關重要，無論是質量、進度、還是在效益方面都是焦點，經過對組合鋼模、拖模、針梁臺車改裝等幾種方案的比較，最終選擇我單位與臺車制造廠家共同研究制造的自行式底拱襯砌臺車施工方案，并取得成功，現將有關情況作一介紹。

1、工程簡介

柳坪水電站位于四川省阿壩州茂縣境內，是黑水河流域“二庫五級”水電開發最下游梯級電站開發，電站為引水式開發。引水隧洞全長10.6Km，過水斷面為全圓結構（D=9 m），裝機容量120MW。其中4#引水隧洞上游控制段1.6Km，襯砌厚度50cm/80cm（Ⅳ類/Ⅴ類），砼為鋼筋C20砼，開挖方式為上下斷面分步開挖，襯砌方式主要為邊頂拱臺車襯砌，部份采用全圓針梁臺車初砌。

2、需要進行底拱襯砌的原因

柳坪水電站多數洞段都是采用全圓針梁臺車襯砌，由于4#引水隧洞洞體埋深大（1000～1500m），圍巖地質復雜多變，全部以Ⅳ類、Ⅴ類軟弱炭質千枚巖為主，裂隙水發育，巖體塑變值大（15～20cm），變形周期長（約2個月），在洞身開挖及支護過程中多次出現大的坍塌，其中坍塌體超過500m3達七次，局部已型鋼支護洞段因圍巖埋深大，地應力作用強烈，巖體變形嚴重，支護體系出現剝落掉塊，拱架扭曲變形，甚至坍塌。造成前方施工后方坍塌的危險作業環境，對隧洞作業人員產生嚴重安全隱患，同時也制約了4#洞開挖進度（約平均開挖進尺50m），影響了柳坪水電站發電工期目標。針對施工現場存在的安全、進度難題，由業主工程部、設計院、監理部及施工單位四方召開專題會議論證決定：全圓隧洞采用兩次襯砌，已開挖上導坑采用邊頂拱襯砌施工工藝，與開挖工作平行作業，抑制已支護段圍巖收斂變形；底部在邊頂拱襯砌完成后從掌子面方向往后進行二次襯砌。這樣既保證了避免圍巖因形變轉化為質變，出現坍塌安全事故；同時保證了邊開挖邊襯砌同步施工，減少襯砌施工占用直線工期，滿足電站發電工期要求；對于邊頂拱襯砌與底拱襯砌結合部位，采用鋼筋預留焊接，縱縫加設止水帶，后期接縫處理采用接縫灌漿等施工措施確保質量要求，達到引水隧洞過水結構要求。

3、底部砼襯砌的施工方案選擇

采用邊頂拱臺車襯砌方案在開挖過程中解決了安全與進度的問題，同時采取了各項措施來確保后期砼的質量，但由于是圓形斷面，同時邊頂拱襯砌的預期結果沒有當時所想哪么理想，底部襯砌難度仍較大：工作面狹小，開挖運輸難度大；襯砌工程量小，但工序煩多；施工縫處理難度大，鋼筋預留焊接難度大，接縫處密實度的保證困難；砼表面光潔度與成型難度大；并且在當時的情況下需要保證一個月底拱澆筑的最低月強度在420米左右，因此如何選擇底部砼的施工方案為整個工程的重中之重。

3.1邊頂拱襯砌后的施工狀態如圖3-1所示，底板仍有部分圍巖未開挖，底拱襯砌斷面如圖3-2所示

3.2底拱襯砌施工的方案

根據現狀和存在的困難，對于底拱臺車的方案有：

A、組合鋼模內拉施工

B、異型鋼模拖模施工

C、針梁臺車改裝底拱臺車施工

D、鐵路仰拱用穿行式底拱臺車施工

E、自行式底拱襯砌臺車施工

3.3方案的比較與選擇

針對以上幾大方案，經業主、監理、設計、各施工單位專題會論證，前四種方案都不能全面有效的解決模板定位、接縫質量、砼表面光潔度與成型、模板上浮、砼排氣等問題，更重要的是在以上四種方案中還沒有一種方案能使施工強度達到450米每月。最后對我單位提出的自行式底拱襯砌臺車施工方案興趣很大，并要求我單位細化方案再次與臺車廠聯系解決限位、行走等問題后在我單位4#洞下游的少量采取的邊頂拱襯砌方案的段落先作實驗。

4、自行式底拱臺車襯砌施工方案

4.1自行式底拱臺車簡介

自行式底拱臺車采用無輪緣鋼輪式臺車（見下圖），此方案是設計一個架體，行走輪安裝在架體八字梁的底部，作用在已襯砌的邊拱表面上，這樣架體長度與模板長度基本相等，不但大大降低了整體重量，同時節約了成本，使用靈活方便。

設計方案圖

在設計過程中需要解決以下問題：

① 行走：

因為行走輪是作用在已襯砌的邊拱混凝土上，而此混凝土由于澆注時間較早，強度早已達到規定值，故行走輪采用無輪緣鋼輪即可，但是車輪行走的邊頂拱混凝土表面縱向并不是非常平整的，因此前后行走輪組與架體之間均為鉸接設計，這樣當混凝土表面不平整時，輪組具有一定的爬坡越坎能力。

② 抗浮：

由于架體上端距離頂拱高度過大，若采用豎向抗浮千斤，則會造成操作不便，采取臺車自身重量及用鋼筋固定在模板翼緣和底拱鋼筋之間的方法防止臺車上浮。

混凝土浮力的計算：

此臺車所受浮力除了混凝土的浮力外，還有泵送壓力轉化而成的向上的力，因此臺車所受浮力比較復雜，根據經驗，采取混凝土的浮力×1.5倍來計算臺車受到的整體浮力。

混凝土的浮力=底拱混凝土體積×混凝土比重=6.84m×0.4m×12m×2.5=82噸

整體受力F=82噸×1.5=123噸

4.2自行式底拱臺車襯砌工藝圖

底拱開挖

清底

四方驗收

底拱鋼筋綁扎

臺車就位、合模

堵板、止水帶安裝

輸送泵管接入倉內

驗收、澆注

養護

脫模

進入下一循環施工

4.3各工序施工操作

① 底部開挖：

為避免底部超挖，采用松動爆破，預留保護層方式施工。開挖長度以滿足底拱襯砌長度要求，且考慮砼輸送泵管輸送有效長度。同時還要考慮開挖與襯砌間的進度關系，落底距臺車長度以90～120m為合適距離。

② 底部排水及出渣：

由于圍巖差，滲水量較大，在邊頂拱襯砌時左側留有排水溝，底拱開挖后因高差原因易形成積水，不利于基礎清基及砼施工。采用分段設積水坑，架設φ100排水管抽排。底部松動爆破后采用挖掘機清渣，20T自卸汽車運輸。由于邊底拱底端凈空小于7m，出渣車從交叉口倒至渣體處裝運。

③基礎清理：

專門班組對基礎進行人工清理，由于該洞段均為炭質千枚巖，遇水易泥化，在基礎清理達到無積水、無松渣驗收規范要求，邊墻部位有邊頂拱襯砌預留鋼筋和縱向止水帶，對此部位人工用風鎬、鐵鍬等工具清除底端砂漿及跑模砼，注意對止水帶及鋼筋進行保護同時加強檢查力度，若在邊頂拱施工時止水帶破損或完全被砼包裹（砼跑模引起），則用專業工具進行焊接。同時為保證接縫質量，施工縫部位采用GCHJ50B高壓水沖毛機進行處理。

④ 鋼筋綁扎：

在進行邊頂拱襯砌時底端鋼筋進行預留（長短交替布置），在底部開挖時局部預留鋼筋會拆彎、變形給鋼筋搭接增加難度，基礎清理完后立即人工進行調直，按鋼筋搭接要求進行施工，對于已拆斷鋼筋可在旁邊砼施作插筋（同型號），增加兩層砼間結合力。

⑤ 臺車就位：

待鋼筋綁扎完畢，采用臺車行車系統移動臺車按測量放放線數據準確定位，由于在邊頂拱襯砌時邊頂拱兩底角會出理跑模、錯臺等缺陷，底拱臺車與邊頂拱臺車接合處會不密實，局部有空隙，為了消除底拱臺車交接處合模困難，在加工底拱臺車模板時接合處采用30cm長鉸接模板（可適當調整圓弧弧度便于合模），對于接合處小的空隙可采用海棉等封堵。

⑥ 砼澆注及振搗：

用洞外攪拌站按配合比要求進行砼拌合，6m3砼運輸車運輸，砼泵送入倉，底模臺車有多個部位入口器，將砼從不同部位及高度進行入倉。振搗時可用作業窗口（50×50cm）人工插入式振搗棒及面板附著式振搗兩種方式振搗。保證砼外觀及內在質量，在砼澆注過程要對臺車進行巡模檢查，防止底拱臺車移位，上浮（臺車設計有抗滑、抗浮裝置）。

⑦ 搭接處砼施工措施：

該部位為砼施工簿弱環節，它影響到洞身襯砌砼整體受力強度及止水效果，該部位砼一定要密實，抗滲性強度達到設計要求。由于接合處砼呈“反模”結構，在砼靠自然流動性入倉后不易密實，在該部位澆注時采用泵送砼入倉壓力（約10MPa）達到接合處砼密實，在施工時觀察縫隙處砼外溢情況，一定要保證外溢砼呈壓力狀溢出（區別自然飽滿后緩慢滲出，現場施工經驗可鑒別）。

5、該方案各項指標的比較

在我單位4#洞下游采用自行式底拱臺車初砌方案施工后，在第一次使用就達到了當月完成Ⅴ類圍巖襯砌311米（下游僅311米邊頂拱襯砌）的成績，并且接縫平滑飽滿，表面光潔度和成型均符合規范要求。在后期4#洞上游的施工中，已達到Ⅴ類圍巖月完成450米的進度，同時在3#洞的施工中因其是Ⅲ類圍巖，根據其目前的進度可達到500米每月的進度，經過多方分析，如果不考慮停電及機械設備等故障的發生，最高速度可以達到700米每月。為柳坪電站的按期發電提供了有力的保證。

下面我們再從經濟效益方面來分析下，這里采取當時通用的組合鋼模施工來作比較，詳見下表：

從上表可以看出，采取自行式底拱臺車襯砌，每米僅多出4.26元，但提前了工期40天，提前投產產生的經濟效益在3000萬元左右。

我們再從質量方面來作比較，明顯的采用組合鋼模施工的質量肯定是差于整體大型模板，在接縫處小鋼模僅靠內拉和外撐是無法滿足砼輸送泵的壓力的，接縫的質量也明顯差于臺車澆筑效果。

第5篇：隧道與隧洞的區別范文

關鍵詞:隧道施工；盾構機；地鐵；控制測量；導向系統；姿態解算；修正曲線

Abstract：Basedonthesampleofsingle-circleTBMmadeinGermanyVMTCo.,thecomponentsofTBMandtheLaserNavigationSystemaredescribed,andtheprinciplesoftheAutomaticLaserNavigationSystem,especiallyintermsofSurveyingScience,arediscussed.Finally,themeasurestoimprovethesurveyingprecisionoftheNavigationSystemaresummarized.

Keywords:tunnelconstruction;TBM;Metro;controlsurvey;navigationsystem;positioning;correctioncurve

0引言：

20世紀70年代以來，盾構掘進機施工技術有了新的飛躍。伴隨著激光、計算機以及自動控制等技術的發展成熟，激光導向系統在盾構機中逐漸得到成功運用、發展和完善。激光導向系統，使得盾構法施工極大地提高了準確性、可靠性和自動化程度，從而被廣泛應用于鐵路、公路、市政、油氣等專業領域。

全面理解激光導向系統的原理，有助于工程技術人員在地鐵的盾構施工中及時發現問題，解決問題，保證隧道的正確掘進和最后貫通；有助于國產盾構機研制工作的開展。

1盾構機和激光導向系統的組成

1.1盾構機的組成

盾構機按推力方式可分為網格式、壓氣式、插板式以及土壓式和水壓式；按形狀劃分，除典型的矩形、單圓筒形外，近年來又出現了雙圓、三圓及多圓等異構形。它們的組成有一定差異。其中，土壓式單圓盾構機在我國應用比較普遍。它主要由盾體（含刀盤等）、管片拼裝機、排土機構、后配套設備、電氣設備、數據采集系統、SLS-T激光導向系統及其他輔助設備組成。

1.2激光導向系統的組成

激光導向系統是綜合運用測繪技術、激光傳感技術、計算機技術以及機械電子等技術指導盾構隧道施工的有機體系。其組成(見圖1：激光全站儀（激光發射源和角度、距離及坐標量測設備）和黃盒子（信號傳輸和供電裝置）；激光接收靶（ELSTarget，內置光柵和兩把豎向測角儀）、棱鏡（ELSPrism）和定向點（ReferenceTarget）；盾構機主控室（TBMControlCabin）：由程控計算機（預裝隧道掘進軟件，具有顯示和操作面板）、控制盒、網絡傳輸Modem和可編程邏輯控制器（PLC）四部分組成；油缸桿伸長量測量（ExtensionMeasurement）裝置等。其中，隧道掘進軟件是盾構機激光導向系統的核心。

2激光導向系統和盾構機控制測量在盾構施工中的地位和作用

地鐵盾構法施工過程如圖3所示。在隧道掘進模式下，激光導向系統是實時動態監測和調整盾構機的掘進狀態，保持盾構機沿設計隧道軸線前進的工具之一。在整個盾構施工過程中，激光導向系統起著極其重要的作用：

(1)在顯示面板上動態顯示盾構機軸線相對于隧道設計軸線的準確位置，報告掘進狀態（見圖2）；并在一定模式下，自動調整或指導操作者人工調整盾構機掘進的姿態，使盾構機沿接近隧道設計軸線掘進。

(2)獲取各環掘進姿態及最前端已裝環片狀態，指導環片安裝。

(3)通過標準的隧道設計幾何元素自動計算隧道的理論軸線坐標。

(4)和地面電腦相連，對盾構機的掘進姿態進行遠程實時監控。

從盾構施工基本過程（圖3）可以看出，激光導向系統不能夠獨立完成導向任務，在盾構機始發、該系統啟用之前，還需要做一些輔助工作：首先，激光全站儀首次設站點及其定向點坐標，需用人工測定。其次必須使用人工測量的方法，對盾構機姿態初值進行精確測定，以便于對激光導向系統中有關初始參數（如激光標靶上棱鏡的坐標，內部的光柵初始位置及兩豎角測量儀初值等）進行配置。

盾構機姿態是指盾構機前端刀盤中心（以下簡稱“刀頭”）三維坐標和盾構機筒體中心軸線在三個相互垂直平面內的轉角等參數。盾構機姿態除了可以通過人工測量、單獨解算方式獲得外，還可以由導向系統實時、自動地獲取。用人工測量方式獲得盾構機姿態的過程，被稱作“盾構機控制測量”。盾構機控制測量的另一個作用是：在盾構機掘進過程的間隙，對激光導向系統采集的盾構機姿態參數進行檢核，對激光導向系統中有關配置參數進行校正。

3盾構機激光導向系統原理：

3.1盾構機激光導向系統涉及的坐標系

為了闡明激光導向系統的原理，首先介紹一些與盾構機及隧道有關的坐標系（見圖4）：

(1)地面直角坐標系（O-XYZ）：簡稱地面坐標系，根據隧道中線設計而定，一般為地方坐標系。洞內(外)控制點、測站點、后視點以及隧道中線坐標，均用該系坐標表示。

(2)盾構機坐標系（F-xyz）：在盾構機水平放置且未發生旋轉的情況下，以盾構機刀頭中心前端切點為原點，以盾構機中心縱軸為x軸，由盾尾指向刀頭為正向；以豎直向上的方向線為z軸，y軸沿水平方向與x、z軸構成左手系。盾構機坐標系是連同盾構機一起運動的獨立直角坐標系。盾構機尾部中心參考點、盾構機棱鏡等相對盾構機的位置都以此系坐標表示，這些坐標由盾構機制造商測定并給出。

(3)棱鏡中心坐標系（P-x’y’z’）：原點為安裝在盾構機尾部的棱鏡的中心，與盾構機坐標系平行。

除此之外，為了解算還引入了其他一些空間輔助坐標系，從略。

3.2描述盾構機姿態的要素

描述盾構機姿態的參數有：刀頭坐標（xF''''，yF，zF）：水平角A；傾角α；旋轉角κ。如圖4所示。

由盾構機姿態及設計隧道中線，可推算如下數據：刀頭里程：刀頭、盾尾三維偏差；平面偏角（Yaw）：盾構機中心軸線和設計隧道中線在水平投影面的夾角；傾角（Pitch）：盾構機中心軸線和設計隧道中線在縱向（線路前進方向）豎直投影面的夾角；旋角（Roll）：盾構機繞自身中心軸線相對于水平位置旋轉的角度。

3.3激光導向系統原理和工作過程

激光導向系統的英文本義是“盾構指導系統”，在盾構施工中有指導隧道掘進、指導環片安裝、數據采集等多種功能；其中指導掘進是核心功能。本文僅研究激光導向系統指導掘進的原理。

在掘進過程中，激光導向系統按如下流程工作：由系統控制激光全站儀實時測定盾構機棱鏡的三維地面坐標；同時發射激光自動照準激光標靶，并自動記錄激光水平方位角；標靶內部光柵捕獲激光的入射角，間接得到盾構機縱軸水平方位角；利用安裝在標靶中相互垂直兩立面內的兩把測角儀測得盾構機傾角和旋轉角。利用以上參數及刀頭、盾尾、棱鏡中心三者的幾何關系，通過空間坐標變換解算刀頭、盾尾中心坐標，結合設計隧道中線參數計算盾構機與隧道中線的相對偏差。依據各偏差值擬合改正曲線，由PLC根據修正曲線控制機械裝置，調整各油缸桿在不同時刻的伸長量。如此反復，指導盾構機掘進。

該導向過程包括如下6個步驟。

3.3.1棱鏡P點坐標和旋轉參數的獲取：

P點坐標(XP,YP,ZP)：由系統控制架設在隧洞頂部吊籃上的激光全站儀自動測量。盾構機水平方位角：設自激光全站儀發射到激光標靶的激光束的水平方位角為A0，光柵根據折射率捕獲的激光入射角為θ。則系統獲取盾構機方位角為A=A0-θ(見圖5)。豎向傾角α和旋角κ：依靠ELS中的兩只相互垂直的測角儀測得。本文規定A順時針旋為正，α、κ逆時針旋為正。

3.3.2刀頭、盾尾中心的地面坐標系三維坐標解算：

1）將盾構機坐標轉化為棱鏡中心坐標：

設刀頭中心F、盾尾中心B及棱鏡中心在盾構機坐標系中的坐標分別為（0,0,0）（xB,yB，zB）和（xP,yP,zP）則三點在棱鏡坐標系中的坐標為（-xP,-yP,-zP）、（xB-xP,yB-yP,zB-zP）和（0,0,0）。

2）刀頭、盾尾中心地面坐標解算：

刀頭中心在地面坐標系中的三維坐標為

3.3.3刀頭、盾尾里程及盾構機與隧道中線相對偏差的解算：

根據解出的刀頭、盾尾地面坐標和隧道中心軸線設計參數，計算刀頭、盾尾里程（難點是刀頭和盾尾位于隧道中線緩和曲線段的情形，解法可參考文獻[5]、[6]），以及刀頭、盾尾里程處設計隧道軸線平面坐標和高程。進而根據盾構機刀頭、盾尾中心坐標、高程和對應的隧道中線理論坐標、高程，容易計算得到刀頭、盾尾橫向偏移和豎向偏移（方法略）。

前面已經提到，激光導向系統的顯示面板在掘進模式下動態顯示盾構機姿態及偏差。內容包括：以圖形和數字方式顯示刀頭、盾尾橫向偏差和豎向偏差，以數字方式顯示刀頭里程、水平偏角、縱向傾角和旋轉角等參數（見圖2）。

3.3.4擬合修正曲線：

以盾構機橫向、豎向偏移量和設計隧道中線為參數，擬合修正曲線（擬合方式和算法有待進一步研究）。可人工輸入修正曲線的曲率半徑等參數，以控制盾構機回到設計軸線的速度。

3.3.5推進：

根據修正曲線由可編程邏輯控制器（PLC）控制機械設備，調整各油缸桿的伸長量。。

3.3.6重復1至5步。

從以上分析可以發現，自動導向系統的測繪學原理實質是：已知兩坐標系之間的3個平移參數和3個轉角參數，求解一個坐標系內的參考點在另一個坐標系中的坐標。進一步比較該系內盾構機參考點和對應理論隧道軸線坐標偏差，擬合修正曲線。

4盾構機控制測量

盾構機控制測量的原理是：通過人工測量盾構機體上具有精確盾構機坐標的若干個(盾構機始發前，機體全身多于16個；在隧道掘進中，僅尾部16個可見)參考點的地面坐標系坐標，以著名的“Bursa-wolf模型”為基礎，建立盾構機姿態解算改進模型，按最小二乘原理平差解算兩坐標系的轉換參數，即得盾構機姿態參數。

建模方法和解算步驟限于篇幅，不再討論。

5影響激光導向系統和盾構機控制測量精度的因素

從以上分析可知，激光導向系統和盾構機控制測量中，盾構機姿態解算的方法有本質區別：激光導向系統，通過直接采集一個參考點（P）地面坐標和三個轉角參數，正解刀頭、盾尾地面坐標；盾構機控制測量是通過采集多個(至少3個)參考點地面坐標，反解刀頭、盾尾地面坐標和三個轉角參數。正解不含平差，反解運用了最小二乘原理平差。因此，從理論上講，后者在盾構機姿態解算方面比前者更能有效地減少或消除偶然誤差。這也是采用盾構機控制測量對激光導向系統進行參數配置和校核的原因。

不論是激光導向系統,還是盾構機控制測量,原始依據都是用支導線形式獲得的測站坐標和定向點（后視）坐標。對于前者，三個轉角的精度取決于光柵和測角儀的靈敏程度，其誤差相對于測站誤差和定向誤差微乎其微。對于后者，盾尾參考點的盾構機坐標，由于在出廠前精確測定，誤差亦可忽略。因此，激光導向和盾構機控制測量的誤差主要集中在測站點三維坐標和后視方向上。另外，由于隧道內空氣溫、濕度條件對視線和激光都會產生折光影響，使得激光導向系統和盾構機控制測量測角均產生誤差。

6結論

在盾構施工中，采取以下措施，可提高激光導向系統的測量精度：

(1)在掘進始發前進行盾構機控制測量時,注意觀測參考點的均勻分布、足數和有可能含粗差點的判定和剔除,以便精確解算盾構機初始姿態參數,保證激光導向系統正確初始化。

(2)向系統正確錄入隧道平曲線、豎曲線參數。

(3)提高地下支導線的精度，并及時對激光全站儀設站點、定向點坐標進行人工檢測。

(4)隨隧道掘進、環片拼裝進度，及時對激光全站儀進行移站，以減少外界溫、濕度等氣象條件的影響。一般激光全站儀到盾構機上棱鏡最遠距離，在直線段不應超過200m,在曲線段不應超過100m。

(5)隧道掘進過程的間隙，及時進行盾構機控制測量，以檢核、修正激光導向系統的有關參數。

參考文獻

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[4]武漢測繪科技大學測量平差教研室.測量平差基礎[M].北京:測繪出版社，1996.

[5]秦世偉,陳小枚.快速確定交通線路加樁的簡要方法探討[J].測繪通報,2001,(1).

[6]許曦,劉慶元等.基于牛頓法的緩和曲線加樁計算[J].測繪通報,2004,(4).

第6篇：隧道與隧洞的區別范文

關鍵詞：土釘墻支護；噴錨支護；擋土支護技術；錨桿；錨索

中圖分類號：TU942

文獻標識碼：A

文章編號：1009-2374(2009)17-0179-02

土釘墻支護與噴錨支護因其在支護施工中的可靠性、可行性與經濟性，在現代的邊坡基坑及隧道等支護工程中得到了廣泛的應用。土釘墻支護與噴錨支護(特別是非預應力錨桿噴錨支護)在型式上是相似的，都是在開挖邊表面鋪鋼筋網，噴射混凝土面層，并在其上成孔然后安設錨釘或錨桿(索)。二者從表面看有著很多相似之處，具有共性一面；另一方面，各自又有各自的特征和使用范圍，具有個性的一面。由于二者的共性和個性，使我們在應用中有選擇的可能性和必要性，而且能夠借鑒兩者各自的優點，設計復合支護結構，以滿足各種復雜施工現場和環境的要求。其實，這種所謂的復合支護結構在實際應用中是較普遍的。現在先對二者進行簡要的分析，然后在此基礎上得出二者的異同點及適用條件。

一、土釘墻

土釘支護(soitnailing)，是新興的擋土支護技術，最先用于隧道及治理滑坡，20世紀90年代在基礎深基坑支護中應用。土釘墻是將短而密的土釘(鋼筋、鋼管)置入被支護的土體中，通常輔之以噴射混凝土面層。被支護土體置入土釘后得到加固改善而形成土釘墻。土釘墻是抵抗其后土壓力的承載體，近似于重力式擋土墻。土釘墻后的土壓力是使土釘墻變形、位移、傾覆的動力。土釘的長度取決于基坑的深度和土質情況，一般為基坑深度的0.5～0.8倍。

土釘支護工藝，可以先錨后噴，也可以先噴后錨。噴射混凝土在高壓空氣作用下，高速噴向噴面，在噴層與土層間產生嵌固效應，從而改善了邊坡的受力條件，有效地保邊坡穩定；土釘深固于土體內部，主動支護土體，并與土體共同作用，有效地提高周圍土的強度，使土體加固變為支護結構的一部分，從而使原來的被動支護變為主動支護；鋼筋網能調整噴層與錨桿應力分布，增大支護體系的柔性與整體性。

土釘支護的施工工藝流程是：按設計要求開挖工作面，修正邊坡；噴射第一層混凝土；安設土釘(包括鉆孔、插筋、注漿、墊板等)；綁扎鋼筋網、留搭接筋、噴射第二層混凝土；開挖第二層土方，按此循環，直到坑底標高。

土釘施工機具采用螺旋鉆、沖擊鉆、地質鉆、洛陽鏟等。其施工要點是：按設計圖的縱向、橫向尺寸與水平面夾角進行鉆孔施工；鋼筋要平直、除銹、除油；注漿材料用水泥或水泥砂漿，水泥砂漿配合比為1:1―1.2(重量比)，水灰比宜為0.4―0.45；注漿管插到距孔底250～500mm，為保證注漿飽滿，在孔口設止漿塞：土釘應設定定位器，以保證鋼筋的保護層厚度。

土釘支護適用于水位低的地區，或能保證降水到基坑面以下；土層為粘土、砂土和粉土；基坑深度一般在15m左右。

二、噴錨支護

噴錨支護(shot-anchoring protection)，其形式與土釘墻支護類似，亦是在開挖邊表面鋪鋼筋網，噴射混凝土面層，并在其上成孔，但不是埋設土釘，而是錨桿，借助錨桿與周圍土體間的粘聚力，使與邊坡土體形成復合體共同工作。

噴錨支護是以圓弧滑動面以內的土體為研究對象，將其分成若干個垂直的土條，該土體的自重w土釘墻支護與噴錨支護因其在支護施工中的可靠性、可行性與經濟性，在現代的邊坡基坑及隧道等支護工程中得到了廣泛的應用。土釘墻支護與噴錨支護(特別是非預應力錨桿噴錨支護)在型式上是相似的，和該土體上的地面荷載是該土體下滑失穩的動力，而圓弧滑動面上的總抗剪力和作用于該土體上的總錨固力是該土體下滑失穩的抗力。被研究的土體沿滑動面下滑的平衡狀態是：下滑抗力≥下滑動力。

噴錨支護實際上可分為兩大部分：一部分是噴混凝土；一部分是設錨桿。在基礎開控后，將巖石或土體表面清理，然后立刻噴上一層厚3～8cm的混凝土，防止圍巖或土體過分松動。如果這層混凝土不足以支護圍巖，則根據情況及時加設錨桿，或再加厚混凝土的噴層。

噴混凝土的施工工序是：首先清理支護面(為了提高噴層與支護面的粘結，并減少回彈，有的國家在巖體表面先噴一層厚約1cm、水灰比較小的砂漿，或噴2～3cm含水泥量較高的混凝土)。噴完底層后，即可分層噴混凝土，每層厚度約3～8cm，每層噴完之后，應將回彈、松散料加以消除。每層噴完之后，頭7d內應噴水養護，正確的養護是保證混凝土強度所必不可少的。第一層噴完之后，常加設錨桿，再掛鋼筋網，然后再噴第二層以至第三層混凝土。

噴混凝土的方法有“干噴”、“濕噴”兩種。干噴是將水泥、砂、小石等干料拌和好，裝入噴射機中，用壓縮空氣通過輸料管，把拌和物送到噴嘴處加上溶有速凝劑的水，噴射出去；濕噴是將水泥、砂、小石及水等拌和好，裝入噴射機中，送到噴嘴處，在噴嘴處再加上溶入水的速凝劑噴射出去。上述兩種方法各有優缺點，目前我國多數工地仍然采用干噴。

混凝土配比一般為水：水泥：砂：石：速凝劑為0.35～0.5:1:2:2:0.03。正確選用配合比和正確操作養護是提高混凝土強度的基本方法。此外，還可以在噴射混凝土中加入鋼纖維，這樣將大大改變噴混凝土層的韌性及抗拉強度，使之能夠承擔較大的荷載。

錨桿與錨索有各種不同的形式。按材料分，有金屬錨桿、木錨桿；按受力情況分，有不加預應力錨桿和預應力錨桿。錨桿與錨索各有不同，錨桿一般都較短，不超過10m，錨索則可以較長，如有的長達30～40m；錨桿一般受力較小，每根錨桿幾噸至十余噸，錨索受力則較大，一組錨索受力可達幾十噸甚至上百噸。

所有各種錨桿錨索均要求先鉆孔，然后才能安設。錨桿的孔徑較小，鉆孔的費用較小，一般間距較小；錨索要求的孔徑較大，可大到150mm，鉆孔的費用較大，一般間距較大。 錨桿與錨索的類型多樣，主要有楔縫桿、漲殼式錨桿、倒楔式錨桿、開縫管式錨桿、樹脂錨桿、砂漿錨桿、預應力錨索等。

三、二者的區別

由以上兩種結構的組成構造和作用機理可以看出，正是因為噴錨支護和土釘墻支護的作用機理不同，設計思想和方法也不同，造成了支護的適用對象范圍的不同，從而也造成了造價的不同。

土釘墻是埋設土釘，使邊坡與土體形成復合體共同工作，適用于無水的基坑，起主動嵌固作用，增加邊坡的穩定性，基坑深度不宜大于12m。噴錨護壁埋設的是錨桿(預應力和非預應力)，主要利用的是錨桿與周圍土體之間的粘聚力。噴錨支護一般用于土質不均勻、不穩定土層、地下水位較低、埋置較深、基坑深度在18m以內時采用；對硬塑土層，可適當放寬；對風化頁巖、頁巖開挖深度不受限制，但不適用于有流砂土層和淤泥質土采用。目前，噴錨支護已廣泛采用，錨桿噴射混凝土支護技術適用于礦山井巷交通“隧道”、水工“隧洞”和各類“洞室”等地下工程，也適用于大部分巖土邊坡錨噴支護的施工。

設計的錨桿一般是鋼絞線束。土釘墻不施加預應力，錨桿可施加預應力。土釘全長范圍內受力，錨桿分為自由段和錨固段。土釘復合整體作用，個別失效，整個土釘墻影響不大；而各錨桿為重要受力部位，失效影響范圍大。土釘墻面板基本不受力，錨桿護墻面板和立柱受力較大。

土釘墻與噴錨支護相比，前者構造較簡單、成本相對要低些，一般適用于土質較好、放一定坡度的情況；后者在不適宜有較大放坡的情況下采用，且后者要求錨桿前端嵌入堅實可靠的巖土層，才能起到支護的作用，要不然就轉化為土釘墻了。

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第7篇：隧道與隧洞的區別范文

關鍵詞：計算機仿真技術；工程項目；施工管理；運用

建筑業在我國經濟發展中起到十分重要的作用，隨著國家對建筑業發展的重視，建筑業在將來具有良好的發展前景.但我國目前的建筑技術水平整體依舊還處于較低位置，其管理水平也是如此，并且存在諸多不合理的現象，同時經常發生一些安全事故以及質量事故，也存在較為嚴重的資源損耗.尤其是大型工程項目，其具有極其復雜的施工程序，也存在較多因素對施工的順利進行產生影響，施工的環境條件也有諸多不確定性，導致施工難度增加，也承受更大的風險.為確保施工更加順利，必須進行施工計劃與指導的編制，使施工的各個環節得到指導.工程設計文件中，施工進度以及資源使用計劃十分重要，在工程實施的各個階段均起到十分關鍵的影響.所以，施工進度以及資源計劃的合理安排，對參建方而言，都需要得到足夠的重視.傳統項目計劃的編制主要采用CPM和PERT，兩者的使用也存在一定的局限性.其中，后者的缺點在于精度缺乏保障，存在較大的誤差，不能使實際工程的要求得到滿足.對此，計算機仿真技術的出現，為項目計劃的制定帶來了極大的幫助.在我國社會與科學不斷發展的背景下，計算機仿真技術同樣發展顯著，在我國工程施工管理領域得到更加廣泛的應用，也形成較多趨于完善的施工仿真系統，其中包括GIS以及CY-CLONE等.計算機仿真技術憑借其風險小、成本低的優勢，其在工程項目施工管理中的應用，將更好地解決實際問題，對建筑業的發展具有十分重要的意義.

1計算機仿真的相關概念及基本步驟分析

1.1概念

計算機仿真技術與計算機建模技術，是一種新型技術，目前已經得到較大的發展，在現代科學技術研究中占據重要的地位.該技術在多個領域應用廣泛，能夠有效幫助解決復雜系統的問題.在計算機仿真中，計算機、系統以及系統模型是其主要的三大要素.其中，系統指的是事物及其規律的一種總稱；系統模型是指關于系統特性及關系的描述，用于系統功能及部件間規律的研究.目前，系統模型類型更多，其中的數學模型也已經得到更加廣泛的應用.目前，仿真的概念也逐漸得到完善，雖然各學者對仿真的定義存在一些區別，但是根據這些定義，可對計算機仿真的定義作出以下概括：計算機仿真是針對實物進行模擬，建立于豐富的技術理論層面，借助計算機等工具，通過系統模型對系統實施動態研究，屬于一種新型技術，涉及較多的專業與學科，具有較強的綜合性.換句話說，計算機仿真是不改變實際系統運行的基礎上，通過計算機構建系統模型進行系統性能研究及系統構造的一種技術.計算機仿真類型各種各樣，按照不同的分類依據可得到不同的種類劃分.例如以模型的種類為依據，可將計算機仿真分為半實物仿真、物理仿真以及數學仿真.根據仿真時鐘和實際時鐘之間的比例進行相關劃分可得出，計算機仿真可以分為三種仿真，即超實時、亞實時以及實時.若依據系統模型的特征進行相關分化可得出兩種仿真，即離散系統以及連續系統.

1.2基本步驟

（1）建立問題及目標.首選需對仿真系統的相關處理對象進行確認，并且明確仿真的目標，也就是通常所說的促使某一問題得到有效的解決.（2）進行建模.仿真模型可以實現對研究對象的抽象描述，能使研究系統的屬性特征得到體現.仿真建模特點顯著，通常采用針對問題進行建模以及針對運行過程進行建模的方式.（3）數據采集.若仿真模型已經開始進行相關基本框架的建設.那么其所輸入的數據必須是準確無誤的，以此才能使仿真運行中模型的數學及邏輯關系得到有效利用，從而通過計算與分析得出可信的仿真結果.而離散系統仿真中，數據分布通常存在某種概率，所以，實際系統統計和調查的實施必不可少.（4）驗證模型.需要驗證仿真模型，判斷其是否具有代表性，從而確保模型能夠有效體現真實系統的特征及性能，促使仿真得到成功.（5）運用模型，分析結果.完成模型驗證后，接下來就是仿真模型的運用.在運用仿真模型的過程中，需要確保初始條件和數據輸入一致，進行多次仿真運行，才能通過仿真得到真實的統計數據和輸出結果.建筑工程中仿真模型的運用，需要對某事件的概率和隨機變量的期望值進行分析，也需要進行敏感性分析.

2計算機仿真技術在施工管理領域中的應用分析

2.1蒙特卡洛模擬（Monte-Carlo）在施工仿真中的應用

該模式方法是根據統計理論，對風險發生率或者風險損失數值進行研究和計算機計算.該方法的基本原理是使用數學模型（模擬模型）將研究對象進行代替，在模型中盡可能將所有的影響因素包含其中.模擬模型中使用具體的概率分布來描述各個風險變量的風險結果和其有關的概率值.然后采用隨機的方式給出某個數值，然后根據該數值在各風險變量中的概率分布進行取值，完成各風險變量的取值后，可以模擬模型為依據得出風險總體效果.對這一程序進行重復，以產生的隨機數為依據，得出風險總體效果確切值.計算機仿真的概念是在20世紀40年代馮•諾依曼最先提出，而計算機仿真中最早應用的方法就是蒙特卡洛模擬，起初該方法的應用只能對隨機過程問題進行解決.現階段，蒙特卡洛模擬在工程施工領域中的應用越來越廣泛，主要體現在對成本以及進度的仿真方面.應用蒙特卡洛模擬于工程網絡計劃中，憑此對工程進度風險進行仿真分析，能夠通過概率計算得出合理的工程工期以及明確工作中的重點，有助于施工管理人員工作的進行.而施工項目成本風險管理中蒙特卡洛模擬技術的應用，則能有效分析以及空時施工項目成本中的相關風險，對施工成本風險分析與管控具有十分積極的作用.

2.2循環網絡技術（CYCLONE）在施工仿真中的應用

就循環網絡技術而言，該技術能夠在仿真系統和建筑建模中體現價值，是最先專門為建筑施工仿真而研發的仿真系統.其有效結合多項理論與技術，包括排隊理論、網絡計劃技術以及計算機模擬技術，利用計算機實現模擬，可對各施工組織的工期和費用進行計算，也能對各項資源的利用率進行計算.CYCLONE模型的組成元素主要包括流水單元、節點以及矢線.其中，流水單元也就是模型中能夠流動的部分，包括各方面的資源，例如人力、物力、財力以及控制信息等；矢線則表示的是各節點之間存在的關聯以及流水單元的相關位置走向；節點通常可以劃分為五種節點：第一種是一般節點.其主要表示非限制性工作和其主動狀態，當流水單元經過此節點時能夠稍作的停留，但工作仍然是在進行中.第二種是復合節點.表示工作的開始受控，只有確保所有要求得到滿足后才能開始工作，所以，復合節點往往處于排隊節點之后，而兩者又同屬于活動節點.第三種是控制節點.能夠對流水單元實行監測以及控制.第四是排隊節點.該節點主要對流水單元的被動狀態進行描述.流水單元進入該節點后進入暫停狀態，等其他排隊節點滿足要求后同時進入復合節點.排隊節點是流水單元等待的停留場所.最后是職能節點.其功能在于合成模型中的各個流水單元，使其成為一個流水單元，并且該節點能夠對數據進行統計和計算.CYCLONE具有以下優勢，例如簡單、操作方便、建模容易等，目前其應用已經比較廣泛.有學者結合水電站導流隧洞循環施工的特點，將CYCLONE應用于施工仿真中，取得的效果比較顯著.也有學者在土石方工程施工模擬中對循環網絡技術進行應用，能夠得出一些對于管理人員決策而言、具有重要參考意義的參數.此外，CYCLONE模擬同樣也在隧道工程施工以及高層建筑施工仿真中得到應用，也取得一定的應用效果.

2.3地理信息系統（GIS）在施工仿真中的應用

地理信息系統，即GIS，是一門新型學科技術，其介于地球科學和信息科學之間，能夠有效結合計算機技術以及地學空間數據，屬于空間信息技術的范疇.該項技術是對地理空間數據庫進行利用，進行集空間數據的采集，然后對其進行分析、操作、管理，最后進行數據顯示，且通過地理模型分析，得出各種空間及動態地理信息.GIS使用屬性數據和圖形數據對空間數據對象進行描述，并通過用戶標識碼和內部代碼連接兩者成為公共數據項，促使兩者相互對應.施工仿真系統是通過計算機采集、管理、操作以及分析施工過程中的各項數據，并且給出各種空間及動態信息.因此，GIS系統與施工仿真系統能夠在多方面實現結合，GIS的屬性、位置雙向查詢技術以及空間處理技術等，均可在施工仿真中得到應用.其中，天津大學對該技術的研究更為廣泛，然而目前該項技術僅僅在水利水電工程施工中得到一定程度上應用.GIS技術應用于水利水電工程施工中，主要是在水利工程的施工導流動態可視化仿真中得到應用，建立導流三維可視化模型并采用三維動態演示方法，對三維動態模型進行演示.復雜地下洞室施工仿真系統中GIS技術的應用，使用可視化圖像形象地表示大壩施工具體過程，從而使工程人員能夠清楚地、及時地了解大壩施工的情況，促使施工組織水平得到有效提高.也有不少學者對施工仿真中GIS技術的應用進行研究，例如在隧道施工的可視化仿真中應用GIS技術，使GIS有效結合工程動態仿真系統，對施工過程中進行模擬，從而得到施工組織管理的一些數據信息.

2.4Petri網在施工仿真中的應用

1962年德國CarlAdamPetrified最先提及Petri網，現階段，Petri網在自動化科學技術、計算機科學技術、機械設計與制造等相關仿真領域已經有了較為廣泛的應用.Petri網屬于一種網狀的信息流，其節點通常分為兩類，即條件、事件，基于節點的有向二分圖進行token分布的添加，這些token分布能夠表示狀態信息.并且，根據引發規則改變事件驅動狀態，從而使系統動態運行過程得到體現.Petri網憑借其具備的系統分析及驗證方法，能夠有效進行不確定性、資源共享性、并發性系統的分析.而建筑工程施工的復雜性，也正是在資源共享、并發性以及不確定性問題上得到體現，因此，建筑工程施工系統仿真中Petri網能夠得到有效的應用.在20世紀90年代末，Wakefield等人最先提出在模擬施工系統中應用Petri網，改變了人們認為Petri網只適用于計算機網絡及自動化制造技術的觀點，并且完成有關仿真模型的建立.隨著時代的發展，相繼有學者將Petri網應用于工程項目的計劃管理、攪拌站混凝土的生產過程的模擬、鋼結構的施工仿真建模、公路工程的施工過程仿真、隧洞工程的施工仿真等，同時建立起相應的模型.

2.5施工仿真中虛擬現實技術的有效應用

20世紀末虛擬現實技術被提出，并且很快得到有關領域的關注.該項技術集成了多項先進技術，這些技術主要有計算機仿真技術、人體交互理論、人體工程學、傳感技術、計算機圖形學以及計算機技術等.虛擬現實技術中計算機占據十分重要的地位，通過計算機及有關輸出、輸入設備進行逼真、多感官三維虛擬世界的構建.有學者提出這樣的觀點：21世紀，虛擬現實技術將成為信息技術的典型.虛擬現實技術相比于其他信息技術，其具備三維空間表現能力、人機交互式操作環境具有實時交互性，能給人帶來逼真的感受，使人機交互接口的研究領域更加廣闊，也有利于各類工程海量資料描述的形象具體化.并且，虛擬現實技術能夠將難以觀察到的場景進行有效創建和再現，促使人們更好地了解和掌握所描述對象的運動變化規律.系統仿真技術可以抽象的形式，客觀展示真實復雜的世界，并且展現客觀世界的運動形式，應用虛擬現實技術能夠促使系統仿真模型的驗證更加合理有效，并且能夠將仿真結果更好地進行展示.就目前而言，在軍事、航天以及航空領域.虛擬現實技術的應用已經相對廣泛.并且，虛擬現實技術在工程建模及仿真領域也將得到較好的發展.工程建模及仿真領域，由于工程規模較大、施工環境條件比較復雜，并且在建模及仿真過程中需要考慮全面，根據系統仿真的要求，選擇適用的仿真技術，動畫演示虛擬世界的造型，并且進行有效的交互設計，可使以上問題得到有效的處理.

3結語

總而言之，建筑工程施工程序具有較強的復雜性，其涉及到的不確定性因素也多種多樣，施工方案是否合理、資源類別及數量是否滿足要求，等等諸多因素均對施工進度產生較大的影響.如果繼續采用傳統施工計劃編制方法，將始終無法取得令人滿意的效果.在此背景下，施工仿真技術的出現與應用，能夠促使這些問題得到有效的解決.目前，我國計算機仿真技術在工程項目施工管理中的應用已經取得較大的發展，例如蒙特卡洛模擬、循環網絡技術、地理信息系統（GIS）、Petri網以及虛擬現實技術等均在施工仿真中得到一定的應用，并且取得較好的應用成效.隨著社會的發展以及我國科技技術的提升，三維立體的可視化技術終將會實現，不僅能夠進行一般仿真數據的提供，也能對施工具體過程進行展示，從而為建筑工程項目施工管理提供更有效的幫助，促使我國建筑行業得到更好的發展。

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