我国交通隧道工程及施工技术进展

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摘要：结合目前国内外的发展现状,隧道工程在施工过程中虽然存在很多安全隐患,但是只要从事技术管理和研究的工程技术人员提高隧道的设计、施工技术及工程管理水平,增强风险意识,施工风险还是完全可以避免的。本文主要介绍了交通隧道工程的特点、影响隧道工程建设施工中的主要因素及加强施工管理技术进展等方面。

关键词：交通隧道；施工技术；进展

中图分类号：TU74文献标识码： A

一、交通隧道工程特点

1、平面布线特点

受城市用地条件、地形条件和规划条件的限制，城市交通隧道在平面选线初期，可选择余地小，隧道布置形式多采用连拱隧道、小净距隧道和洞口处小净距隧道洞身段为分离式隧道的平面布线方式。这种布线方式导致了城市交通隧道在工程造价和设计、施工难度上大大增加。

2、横断面形式特点

公路隧道的横断面形式主要受道路设计时速控制，而城市交通隧道横断面形式除了受设计时速的限制，更受规划条件和市政工程项目的特点影响，如人行道和非机动车道的设置等。这些问题造成了城市交通隧道断面变化多样，标准化设计难度大。

3、消防通风设计特点

目前公路隧道交通工程设计主要是按照《公路隧道交通工程设计规范》（JTG/T D71-2004）的要求进行设计。但由于上述规范适用于高速公路、一、二级公路的新建隧道和改建隧道以及三、四级公路隧道，城市交通隧道如何定性成了一个现实问题。因此在进行城市交通隧道交通工程设计时，考虑到城市交通隧道的功能服务性和社会影响性，一般根据隧道规模参照高速公路或者一级公路标准要求执行。同时，《建筑设计防火规范》（GB 50016-2006）中关于隧道消防通风也有更严苛的要求：一、二、三类隧道的车行横通道或车行疏散通道以及人行横通道或人行疏散通道的设置间距更短；通行机动车的一、二、三类隧道应设置机械排烟系统，采用纵向通风方式的隧道，其排烟风速应根据隧道内最不利火灾规模确定（表2）。

4、洞口景观特点

城市交通隧道从建设初期的工程控制性到后期运营阶段的地标性和服务性特点，造就了其在一个城市片区、区域乃至整个城市中的特殊性。因此，对于隧道洞口景观的要求是公路隧道远远无法比拟的。因此，如何设计完成一个高品质、高质量、高满意度的隧道洞口景观效果，也已成了一个隧道设计是否完满的重要节点。

二、影响隧道工程建设施工中的主要因素

1、自然条件是隧道工程施工的客观因素

地质、水文地质条件是每个工程时刻要考虑的因素。在隧道工程的建设中,特殊地质地段。为了减少工程量施工前的地质工作,通过地面测绘、物探、少量的槽探和钻孔查清工程区的地质背景、地质构造和主要的水文地质条件。长隧道往往是工程的控制点,应尽量避开大断层,大滑坡、大溶洞、松软地层等不良工程地质体。但施工前的地质工作仅出于搜集资料的技术手段限制,加上地质体的复杂性,所取得的资料不能完全满足施工要求。由地表工作为主推断制约隧道地质条件与隧道施工中实际遇到的地质条件相差很远,漏掉的一些不良地质体给施工带来许多想不到的困难。

工程所在区域的水文地质条件是经过漫长的地质年代形成的,经历了各种各样的自然和人为因素作用,其介质特性表现出很大的随机变异性。大量的试验统计结果表明,岩土体的水文地质参数是十分离散、不确定的,具有很高的空间变异性,这些复杂因素的存在给隧道及地下工程的建设带来了巨大的本质上的风险。

2、施工方案的复杂性

隧道工程建设中,施工队伍、机械设备、施工操作技术水平等对工程的施工风险都有直接的影响。由于工程施工技术方案与工艺流程复杂,且不同的工法又有不同的适用条件,贸然采取某种方案、技术和设备势必会产生风险。同时,整个工程的建设周期长、施工环境条件差,这些对施工单位人员都很容易产生不良影响,容易导致出现各种意外风险事故。施工过程中,地质资料的不确定性、工作面塌方、密封漏损、岩爆、瓦斯爆炸、有毒气体释放、岩溶、突涌水、洞外危崖落石、危石、洞口滑坡、施工用电事故、通讯不畅以及安全措施不力等隐患也很大。

三、加强施工管理技术进展

1、加强地质超前预报

目前在隧道施工期间采用的超前地质预报方法从专业技术方面可分为常规地质法和物探法两大类,具体有以下几种:①超前导坑;②正洞地质素描;③水平超前探孔;④声波测试;⑤红外探水;⑥电磁波法;⑦弹性波法。

在综合地质超前预报中的各种方法中,超前导坑法成本太高、在构造复杂地区准确度不高;正洞地质素描法对与隧道夹角较大而又向前倾的结构面容易产生漏报,水平超前探孔法在复杂地质条件下预报效果较差、很难预测到正洞掌子面前方的小断层和贯穿性大节理、钻孔与钻孔之间的地质情况反映不出来;红外探测法这种方法只能确定有无水,至于水量大小、水体宽度、具体的位置没有定量的解释;电磁波法干扰因素较多,往往造成假的异常,形成误判。因此施工时应该根据具体的地质条件,选取合适的地质超前预报方法。

2、选择科学、合理的施工技术

随着隧道工程施工技术的长足进步,新的施工方法层出不穷,针对特定的隧道工程,如何选择科学合理的施工方法,也是施工单位综合能力的具体体现。大量的事实证明,采取科学、合理的施工方法不但能够化解因地质条件的变化和对地质认识能力的不足所带来的风险,而且还能够锻炼队伍,提高企业的管理水平,增强企业抵抗风险的能力。目前常用的施工方法应注意的问题有:

1）明挖法:明挖法施工隧道的工艺相对简单、受力明确,操作方便,但需做好地下管线拆迁或加固稳定、地面交通疏导、环境保护以及基坑安全稳定等工作。2)盖挖逆筑法:适宜于软弱土质地层,地下水稳定在基底高程0.5m以下的地层条件,否则还需要配以降水措施。盖挖逆筑法施工,一般分两个阶段:地面施工阶段――围护墙、中间柱、顶板施工;洞内施工阶段――土方开挖、结构、装修和设备安装。施工中完成的楼板是施工阶段帮助侧墙维持稳定和运营期间整体结构的组成部分,当侧墙稳定有需要时,楼板上方和下方需加临时水平撑;底板是完成整个主结构的最后部分,是实现结构闭合的重要环节,对保证隧道盖挖逆筑施工安全、稳定有重要意义。3)喷锚暗挖法:喷锚暗挖法施工自始至终处于暗挖土体与隧道结构施筑与置换的动态过程,隧道围岩始终处于稳定与失稳两种态势的交变过程之中。为确保施工过程中隧道围岩稳定,必须采用监控测量的方法,对围岩、支护结构的状态进行实时监测,及时反馈信息,指导安全施工。4)盾构法:各种盾构机均有一定适用范围,应根据隧道外径、埋深、地质、地下管线与构筑物、地面环境、开挖面稳定和地表隆沉控制值等控制要求,经过技术、经济比较后进行设备选型,使施工质量高、造价低、又安全。排土速度与掘进速度要有机协调,以保持开挖面土体有一定土压,维持土体稳定,达到控制围岩和地表稳定的目的。

3、培养一支懂管理、精技术、高素质的人才队伍

随着工程的实践,从事隧道工程施工的工程技术人员脱颖而出,施工队伍得到锻炼,并在实践中积累了丰富的施工经验。在现场的施工企业的工程技术人员在发现地质条件与设计有出入时,应及时与勘测、设计单位沟通,通过处理、反馈,及时修正设计,合理地控制施工全过程。

结束语

随着我国的发展，相关的交通隧道工程数量也得到了极大扩张。加强对隧道工程的质量管理检测，可以有效保证我国交通运输正常运作。也是满足地区经济发展，满足人们生产生活需求的重要保证。

参考文献

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