隧道工程建设(6篇)

隧道工程建设篇1

关键词：环境影响；生态环境；措施

中图分类号：S891文献标识码：A

现阶段隧道规划和设计一般遵循能充分发挥隧道功能、安全且经济地建设隧道的基本原则。为缩短行车里程，提高交通便捷，这是修建公路隧道的基本目的；同时，隧道可从根本上免除公路路线上的土石方坍塌、泥石流、雪崩等道路病害；隧道建设可以不直接改变地形自然原貌，保护了环境，还利用地下空间，节省了公路建设用地。因此，隧道是路线上非常有价值的一种构造形式。但是长期以来，在公路隧道建设的勘察设计、施工及运营阶段，都未能就其对所建山体地下水和生态环境影响做一个较为准确的评断。

隧道等地下工程修建于地壳表层，位于地下水最为活跃的部位，在岩土中开凿的隧洞，将可能成为其四周特别是浅埋段工程上部的地表、地下水的汇集场所或新的排泄通道，这势必改变工程范围内的水文地质、工程地质环境，进而影响地区的水和生态环境。过去修建隧道等地下工程，除少数特殊工程采用以堵为主的全面防水措施外，大多数工程，特别是山区隧道工程都采用排堵结合、以排为主的防治方针。因此，众多隧道等地下工程在修建中和建成后长期存在着涌、漏水灾害和同时导致周边水及生态环境恶化等问题。

一、特长隧道的建设对地下水平衡破坏以及生态环境的影响分析

岩层受到内力和外力地质作用的联合影响，风化卸载带及其附近的新鲜岩带内各种成因、不同序次的非连接结构面十分发育，使其成为岩石圈中连续性、整体性最差的圈层。同时，该层位又是地下水最为集中的部位，陆地部分宏观上看就像岩石表面笼罩着一层地下水。因此，隧道工程建设往往是修建在由水、岩、热、气等构成的一个复杂的巨型系统之内的。天然情况下，岩土具有自身的（动态）边界（力学、补给或排泄），系统各构成要素或不同要素之间维系着一种动态平衡的关系。隧道的开挖，相对于在一定空间范围内改变了系统的边界（对于岩体）或增加了输出边界（对于流体）。这样，系统本身就必然按照其固有的运动规律对此作出反应，具体表现则为隧道附近一定范围内的围岩破坏，水、热、瓦斯气向隧道排泄，或者寻求新的动态平衡。地下水埋藏在岩体里面分布着的大量空

隙，这些空隙既是地下水储存场所，也是其转移通道。隧道开挖不可避免的会破坏一些地下水的储存点和转移通道，引起地下水的转移，造成地下水的重新分配，从而形成新的含水层和地下水转移通道。而原来的含水层和转移通道中地下水将减少甚至枯竭。将会导致隧区局部地下水位降低。便演化为施工中乃至建成后对各类水文地质的影响，进而延伸至对岩体表面附着的生态环境影响，出现地表植物大面积枯萎甚至死亡等生态危机。

二、新建公路隧道水文地质及生态环境影响的评估

近年来的研究，我们认为在新建公路隧道工程项目的整个过程中，要把隧道---环境水文地质---生态环境影响作为一个系统工程来考虑，把稳定原有隧道水文地质环境和保护生态环境作为环境影响评估的重点。

（一）环境水文地质及影响的评估范围

隧道水文地质勘测和环境影响评估的范围与水文地质条件复杂程度以及隧道埋深和长度有关。隧道排水与大口径井抽水类似，将在洞顶含水层中形成疏干漏斗，其引用半径R0=R+B/2。隧洞排水引发的洞顶环境灾害主要发生在疏干漏斗的范围内。由于隧道长度远大于宽度，加之洞口段含水量的厚度往往变小，因此洞顶疏干漏斗与井点降落漏斗的形态还有区别，其空间形状不是倒圆锥体而是倒椭圆锥体，其地面范围不呈圆形而近似于椭圆形。根据我国若干隧道因开挖改变地下

水环境、并影响地表生态环境的实例，隧道两侧的影响宽度为400～2600m或更大，因此，隧道环境水文地质勘察和环境影响评估的范围以隧道两侧各1000～5000m为宜。

（二）环境水文地质评估项目

1、环境水文地质评估项目，主要包括：地形地质；水文地质条件、分区、计算参数选择；预报涌水量的方法、公式、成果等。

2、环境因素调查的主要项目及内容

（1）地表水体（河流、井、泉、水库、贮水池、水渠等）的长度、面积、容量、水位及其重要性分类；

（2）农田、林业用地的类型、面积，需保护的重要性或名贵植物的数量和范围；

（3）人口密度；

（4）建筑物和构筑物的数量、类型和分布，特别注意有无重点保护文物景点；

（5）其它，如弃碴堆放场地的地形和水文条件、水土流失状况、不良地质现象等。

（三）公路隧道环境影响的评估内容和标准

当公路隧道通过强富水区及中等富水区，以及岩溶发育区时，即工程施工及运营期间大量地下水涌入或从中排放时，对周围环境将有较大的影响。因此，在新建隧道时应对环境影响程度和范围进行评价，并应提出有关补救措施或相应对策，对于公路隧道重要程度尤为突出。

1、生态环境评价内容

主要评价由于隧道内大量涌水或排水引起的环境问题。

（1）地表水、地下水的可能疏干程度，生产、生活用水缺失程度；

（2）浅埋隧道地面下沉的程度和范围，对地面建筑物基础的可能破坏程度；

（3）地表沉降、岩溶塌焰发生的程度和范围；

（4）地表水、地下水可能被污染的程度；

（5）隧道内环境可能恶化的程度；

（6）隧道开挖弃碴堆放引起的泥石流等环境问题的可能程度；

（7）工程竣工后，排出的地下水作为水资源的可利用程度；

（8）防治发生上述灾害及环境恶化问题的对策。

2、隧道环境影响评估技术标准

（1）隧道环境影响评估范围，一般情况下为隧道轴线两侧各1000m，岩溶发育区范围可扩大至隧道轴线两侧3000m～5000m。

（2）不同的地下水类型、地质条件和埋深状态，隧道生态环境影响评价的主要项目及评价的深度不同。

三、公路隧道避免对水文地质及生态环境影响的措施

结合目前公路隧道建设的实际情况，就大多数隧道工程而言，其防排水，“以防、截、排、堵相结合及因地制宜综合治理的原则”进行是合适的，但从环境保护的目标出发，只是一般性的规定是不够的，应该根据隧道等地下工程的长短、重要

性和隧道水文地质条件的复杂性，以及隧道地区的人口密度、农牧业发达程度等生态环境，采用不同的防治措施。可以从设计勘察、施工建设以及运营监控三个阶段分别采取一定必要措施，以减少公路隧道对水文地质以及生态环境的影响。

（一）设计勘察阶段

设计勘察阶段需要深入调查设计隧道穿越山体的汇水区域地下水的分布、类型、含水量、补给方式、渗流方向等参数。并依据地质情况推测其影响范围，结合所在地区降雨、地表耕作及作物性质、是否有旅游资源影响等多方面对其影响程度进行分级。并依据分级对隧道工程设计采取不同类型和级别的防排水设计，对于影响级别高的隧道可以采取详细防排水设计，以及相关的设计预案，在目前公路隧道设计遵循的“以防、截、排、堵相结合及因地制宜综合治理的原则”的基础上建议增加“引”的工程措施，即将地下水提供一定的疏导渠道引渡到隧道断面之外，不改变其原来总体走向，以尽量减少隧道对地下水文地质的重大改变。同时，要做好隧道理论影响区域的地下水监测网络设计，要求运营期间长期监测。

（二）施工建设阶段隧道工程防排水措施是否恰当，是隧道环境保护质量好坏

的关键之一。也只有在施工阶段才能更直接、真切的了解地下水的情况和地质的具体情况，结合设计调查的大环境情况，可以将隧道对地下水文地质影响做出比较准确的判定，并将相关参数详尽记录存档，采用设计的相应等级的防排水设计，以减弱隧道对地下水文地质的重大影响。

施工中采取的具体的防水防渗的具体措施有：

1、加强衬砌的防水功能，在局部涌水量较大的位置，在衬砌后面设置衬砌夹层防水层。

2、围岩破碎及涌水地带采用向围岩注浆，对于用水量大的位置可采用化学注浆，然后在衬砌背后压浆。

3、二衬采用C25防渗砼；有水、富水区域必须采用封闭式衬砌结构。

4、施工缝根据具体涌水量设置止水条、中埋式止水带、E型背贴式止水带等各种防水止水设施。

5、对于特殊情况可以采取预埋管道系统或者采取预留连续小空腔等工程措施作为地下水疏导通道。

同时，高度重视防排水施工质量不仅对于隧道本身在施工和运营期间的安全至关重要，其对减弱隧道对地下水文地质影响亦极其重要。

（三）运营监控阶段

运营监控阶段主要是在一定时间范围内（建议通车后5年作为一周期，2000米以上隧道至少监控期限为一个周期。）实时关注防排水工程在运营期间的运作状态，以及对影响区域地下水位监测网络的监测点数据做好详尽记录。并及时对比分析，对整个山体或者周边山体生态环境的影响观察评价。如果发现隧道内排水量随季节规律性、常态化的起伏，且历年纵向对比没有偏离，则可判定该隧道的防排水设计是科学的、切实可行的，是满足环境保护要求的。反之，如果发现地下水监测网络地下水位偏离季节规律性、常态化的起伏，或者地表生态等明显出现异常，需要对比监测记录，结合施工记录情况，甚至采取必要的补充钻孔等地质调查手段了解地下水位情况，来综合分析影响原因。并依据原因立即采取一定的工程补救措施，防止影响扩散、加剧乃至进一步恶化。处治之后监控期限延长一个周期。

隧道工程建设篇2

近几年来，在公路建设中，尤其是山区高速公路建设中，由于隧道施工方案具有克服地形障碍、缓和高程变化、改善总体线形以及缩短行车里程等优点，广受施工单位的青睐，其建设规模和建设里程不断扩大。但是，公路施工方案也存在一些缺陷:首先，隧道空间较封闭，其光线变化较大，容易导致安全事故;其次，隧道环境较差，如:空气污染、噪声大等，大大增加了发生二次安全事故的机率。鉴于此，安全问题是隧道建设和运行过程中应首要关注的问题。在此方面，机电工程技术的出现很好地弥补了隧道的缺陷，不仅满足了隧道的安全性需要，而且为隧道的日常运行提供了便捷。公路隧道主要包括照明系统、交通控制系统、火灾检测报警与消防系统等，对公路隧道的发展具有十分重要的现实意义。本文以贵州省六盘水至镇宁高速公路六盘水至六枝段的隧洞机电工程设计和布设为例，分析其技术要点，其基本情况如下:贵州省六盘水至镇宁高速公路六盘水至六枝段，全线共13座隧道，设计时速80km/h。

2公路隧道机电工程设计方案

结合六盘水至镇宁高速公路六盘水至六枝段隧道的特点和日常需求，决定采用如下设计方案:

(1)隧道监控设施。根据隧道交通工程等级合理设置监控外场设备。隧道监控系统的构成大致分为8个部分:中央控制系统(包括PLC控制系统和有线广播系统)、交通检测系统、交通信号控制系统、视频监控系统、通风检测控制系统、照明检测控制系统、火灾报警系统、紧急电话系统。

(2)隧道通风设施。根据计算隧道在各种运营工况下，稀释CO和烟雾所需的需风量，确定隧道采用全射流纵向通风方式或者采用自然通风方式。

(3)隧道照明设施。本项目隧道均采用无极调光照明，隧道照明光源选用大功率LED灯。隧道照明包括加强照明、基本照明、应急照明、有源诱导标及车行横洞、人行横洞照明。

(4)隧道供电设施。全线隧道采用传统供电方式，即在隧道口设房建变电所或地埋式变电站，通过低压电缆进入隧道内给设备供电。变电所采用一路市电+柴油发电机供电方式，地埋式变电站采用一路市电供电方式，一级负荷采用EPS应急电源供电。

(5)隧道消防设施。隧道配置了完善的消火栓、灭火器、水成膜泡沫灭火装置、疏散逃生标志、防火门、防火卷帘门。

3公路隧道机电工程技术

3．1隧道监控系统

在隧道设计和建设中，监控系统直接关系着隧道的车辆安全，同时也是在隧道发生紧急情况时，能够快速处理并反映的重要保证。在本工程中，必需的关键设备均在一期工程中实施。隧道内交通控制、有线广播、闭路电视监视、紧急电话、火灾手动报警按钮、火灾检测器、防火卷帘门、消防设备、能见度检测器、CO检测器、车辆检测器为一期实施。基于本项目初期投资控制的原因，洞内能见度检测器、CO检测器、风速风向检测器一期只按基本要求布设，随着交通流的增长，隧道洞内环境状况会更差，二期隧道内应增设能见度检测器、CO检测器，风机等。隧道监控管理救援站;全线13座隧道中的6座隧道设置监控设备，设置依据主要参照隧道交通工程分级，并结合贵州省高速公路的整体装备水平而设计。按照业主对该项目机电设备的联网需求，系统构建的技术要求，以及管理模式来控制监控设备的布设规模。

3．2隧道消防设施

各隧道的消防箱、火灾报警系统、手动报警按钮、有线广播等均为50m设置一处。短隧道主要设置的消防设施是手提式灭火器，每50m设置一组，一组包含4具灭火器。灭火器采用MFA4型手提式干粉灭火器(4kg磷酸铵盐干粉灭火器)4具。灭火器箱面板标有“灭火器”字样。长隧道主要设置的消防设施包括:消火栓、水成膜泡沫灭火装置、手提式灭火器。

3．3隧道通风设施

射流风机距离洞口200m左右，组间距离150m左右，每两台为一组，采用上置式悬挂安装。一氧化碳/能见度检测器:设于隧道洞内距入出口约300m处及隧道中间。风速风向检测器:设于隧道洞内距出口约310m处及隧道中间。

(1)风机选型隧道采用全射流纵向射流通风方式，采用Ф1120型风机。

(2)风机的控制通风控制系统根据检测到的透过率VI、CO浓度数据、交通量数据，控制风机的运行台数、风向和运行时间，实现节能运行和保持风机较佳寿命的控制运行;并在发生火灾时根据不同地点，进行相应的火灾排烟处理，以保证隧道的安全及运行环境的舒适性。监控系统对每台风机有正转、反转、停机控制。通风系统将每台风机的状态(正转、反转、停机)、自动手动状态显示、总故障信号传给监控系统。通风控制系统控制方式要求有如下三级:监控室:自动控制、人工远程控制;隧道区域控制器:自动控制、人工控制;通风机开关箱:人工手动控制。

3．4隧道照明设施

运营照明系统设计的基本原则是在保证行车安全和舒适的条件下，使照明回路操作简便，并考虑隧道运营期间养护方便，同时尽量节约能源。根据隧道所在位置、地形和所处地貌、植被等情况，照明参数取值为如表2所示。以《贵州高速公路开发总公司公路隧道LED照明系统设计指南及调光控制标准》为依据，根据近期交通量等级，本项目隧道引入段折减系数k=0．035。本设计基本照明(含应急照明)采用50W大功率LED灯两侧交错布置在隧道两侧壁上;加强照明段辅以150W、120W、750W、60W、30W、25W大功率LED灯照明，两侧交错布置在隧道两侧壁上。隧道紧急停车带和人行、车行横洞采用50W大功率LED灯照明。全线隧道照明采用模拟调光方式。

3．5隧道供配电设施

根据该工程隧道的实际特点，其用电负荷等级定为:首先，隧道基本照明、应急照明、防灾用的射流风机及隧道监控设备负荷等级为一级;其次，隧道日常通风用的射流风机及隧道加强照明用电负荷等级为三级。其供电设施的范围涉及，变电所设置位置以及供电范围，全线隧道采用传统供电方式，即在隧道口设置变电所或地埋式变电站，通过低压电缆进入隧道内给设备供电。隧道射流风机配电电缆采用电缆沟敷设，各电缆至相应风机吊挂处时，通过隧道二次衬砌内的预埋管引至射流风机电机。由于隧道流风机均按防灾考虑，因此射流风机电缆采用耐火电缆。隧道照明主电缆敷设在隧道电缆沟内，照明分支电缆敷设在隧道两侧壁和隧道拱顶中央位置电缆桥架内。敷设在电缆桥架内的应急照明回路分支电缆采用耐火型，其余照明回路电缆采用阻燃型。消防水泵电缆采用埋地敷设方式，穿管保护，电缆选用铠装电缆。本着防盗和节约的原则，本工程中大截面的铜电缆替换为铝合金电缆。

4结束语

隧道工程建设篇3

关键词：公路建设项目；隧道洞口工程；施工技术

公路建设项目的隧道工程在施工设计初始阶段主要受到以下因素的影响：隧道施工建设线路、施工现场的地形地貌和地质结构等，这些因素均会导致隧道洞口布设位置位于山地的一侧坡脚处或山沟沟谷的一侧，进而致使隧道洞口建设项目在建设施工之后容易形成埋设深度不够或承载压力不平衡等问题，导致隧道工程的施工水平和施工速度下降。公路建设项目的隧道洞口施工是公路建设环节中最为复杂的，也是安全事故多发的步骤。正确选择科学合理的隧道洞口施工方案和施工技术极为重要，这直接关系到隧道洞口工程建设的质量和安全性。在隧道洞口位置进行开挖作业时应该使用一些先进的施工技术，并且改进隧道洞口施工方法，最大程度地降低隧道洞口工程项目的土石方开挖量，争取降低人为施工对山体稳定性造成的影响，从而有效规避山体滑坡等山体失稳现象。不仅显著降低隧道洞口防护工程的布设量和布设面积，减少了隧道建设成本，并且降低了对山体植被的损坏，有效保障隧道建设工程施工现场的生态环境。

1公路建设项目隧道洞口施工中的不良因素

公路建设项目隧道洞口施工建设中的不良原因主要如下：首先，隧道洞口位置位于埋深较浅和承载压力不平衡等地段。隧道洞口的位置受到地形和地质地貌等因素的影响，一般都会存在埋深较浅和承载压力不平衡等问题，导致隧道外形呈现马蹄形状，因为隧道洞口周边地形不对称和地层地质条件不均一等原因，导致隧道洞口处的结构两侧承载压力不均衡，从而形成了埋深较浅和承载压力不平衡等问题。埋深较浅和承载压力不平衡会直接提升隧道洞口工程的施工难度，要是洞口工程的施工方式采用不合适，周边防护设施布置不合理，很容易造成隧道洞口位置出现山体滑坡等安全问题；其次，隧道洞口周边区域的表层水和地下径流汇聚，隧道洞口一般位于山体的沟谷和山洼处，这通常都是地表水和地下水的汇集位置，地层的地质构造比较破碎。这就给隧道洞口施工的后期安排带来了较大的难度。因此，隧道洞口工程的施工位置尽量避开山体的沟谷位置和山洼处，建议选在山体斜坡的进洞口，并将山体的径流引出，增强隧道洞口位置的排水和防护设施。

2公路隧道洞口工程施工要注意的问题

公路建设项目的隧道洞口工程在建设施工过程中应该注意以下四点：①隧道洞口工程进洞口隧道开挖作业之前，应该派遣专业的技术队伍对施工现场的地形地貌和地层地质条件进行调查，避免盲目建设隧道，减少隧道洞口工程施工产生的安全事故；②当隧道洞口工程施工遇到山体滑坡较多的地段时，应当在隧道洞口的顶端位置进行转载卸货，使用帷幕灌浆方法进行滑坡处置，保障隧道洞口工程的施工安全；③隧道洞口工程在建设施工过程中应该按照先开挖软岩石后开挖硬岩石的顺序进行，短距离、弱强度爆破循环，要使用紧凑的支持原则，避免在施工中不合理地提升循环次数；④施工队伍应该增强洞口孔界面的实时监测，隧道洞口顶端和洞口施工初始阶段在采取防护支撑措施之后，进行长期观测，并采集精确度较高的监测数据，实时反馈到施工监管部门，以提升隧道洞口工程施工的安全性。

3隧道洞口工程施工原则

隧道洞口工程在进行建设施工过程中应该遵循以下原则：①隧道洞口工程的施工应该遵循浅深度暗开挖方法的施工原则，详细为监督管理先行、严格控制灌浆、降低工程尺寸误差、增强工程防护措施、尽早封闭不安全区域、增加工程测量监测频率；②隧道洞口工程在进行开挖作业时，应该采取低烈度爆破、人工开挖或者机械自动开挖等形式，有效降低对隧道洞口周边区域山体稳定性的破坏。为了确保隧道洞口工程旁边山体的完好性，需要充分利用周边山体的承载压力能力；③隧道洞口工程在建设开始之前，应该做好各类建设环节的附加措施，在隧道洞口工程开始修建之前，应该较早做好洞口工程周边区域地形地貌和地层地质条件调查，建议采取有效措施应对工程周边区域不良地质灾害事故，施工之前做好排水措施的布设，特别是在土壤含水率较大的区域和在雨季施工中，尽可能降低山体斜坡处的开挖，有效保障施工区域的生态环境安全，在施工之前编制比较完善的隧道施工方案和计划；④隧道洞口工程的施工建设单位应该重视洞口位置的防护措施和结构加固措施，加固措施一般指的就是提前灌注浆，加固灌浆方法包括地表注浆和洞内超前钻孔注。

4公路隧道洞口工程施工的技术

4.1施工准备

隧道洞口工程开始施工之前，施工建设单位应该对洞口工程的施工图纸、建设材料和施工现场环境进行全面检查和仔细调查，认真调查隧道洞口工程的施工位置、地形地貌和工程地质及其水文地质条件，并在施工之前认真研究洞口工程的钻孔施工图纸和隧道进洞和出洞位置的地形地质条件等。施工建设单位在准备施工之前，应该依据工程的整体施工组织设计方案，综合考虑本工程的实际施工情况，在工程施工过程中，依据施工单位和施工机械仪器等条件选择合理的施工计划、施工程序和施工组织设计。

4.2施工过程中环境保护问题

隧道洞口工程在施工建设过程中，施工单位应该最大程度地降低对原始生态环境的破坏，规避工程施工过程中造成的环境破坏，可以采取工程保护措施，比如边坡防护设施和排水设施等。隧道工程进行进洞施工时，建议采取湿土法、通风排尘、清除有害气体等措施，避免隧道洞口位置出现生态环境污染问题。重视隧道工程弃渣的处置，尤其是大型的隧道工程，建议降低工程的压力承载标准，保障周边环境的生态安全。隧道工程施工过程中应该合理排出废弃水，避免废水污染周边环境，可以在洞口周边设置若干个沉砂池，工程施工产生的废弃水经过净化后再排出。

4.3洞口工程施工

隧道洞口工程在进行进洞作业中，应该尽量减少对山体边坡的破坏，实现生态环境进洞，这样不但可以确保隧道进洞工程的安全，还可以降低山体斜坡出现滑坡灾害的概率。洞口工程施工中还应该合理安排施工顺序，提前准备施工中所需的工作人员、施工机械和施工材料等必要人力物力。在过程施工过程中应该及时检查隧道洞口工程进洞口位置的地质地貌和工程地质条件，收集施工区域的地质监测数据，开展科学合理的施工，避免施工建设导致的安全事故。进洞作业之前，应该及时布设排水工程，主要包含截排水沟，排水台阶等设施。在进洞口位置容易发生山体滑坡和崩塌等安全事故的地区，应该及时进行防护措施，找出这些危险因素，采取措施进行防护。隧道洞口的封堵作业应该根据隧道洞口的过程结构以及地基基础等条件进行施工，工程的监理总工程师检查合格之后再进行施工，以确保工程施工的安全。为了有效降低施工对山体结构的扰动，首先应该隧道洞口工程的施工安全，采取措施加固边坡和基坑等，确保山体边坡的稳定，环境退化明洞、洞口堵住部分建设项目完成后应该先实现进洞口再挖掘洞，再进行其他项目。隧道工程的明洞应该采取对称回填的措施，规避施工对山体结构的破坏，保证堆砌体承压能力达到设计标准。明洞回填坡面的表层应该刮毛，降低其摩擦系数，布置排水设施，明洞回填土体的厚度应该根据设计方案进行施工。隧道洞口位置存在安全隐患的区域，这是经常发生山体滑坡的位置，应当根据施工现场的地形地质条件，避免产生地表塌陷等安全事故，不断增强工程的施工安全性。

4.4辅助工程措施和洞口开挖

隧道洞口工程的提前防护措施主要包含：提前导管、钻孔灌注、锚杆，表层灌注加固较早预付等。辅助工程措施的实施运用应该依据建设规范进行施工，避免出现山体滑坡和隧道塌方，所以应该认真依据有关规定实施，严格检查，认真记录，避免出现以次充好的问题。隧道工程地质断面的地质条件不好区域，应该增强防护措施。隧道洞口工程进行开挖爆破时，依据围岩的认定为爆破拆除工程。在进行洞破环节中，隧道建设应依据地质较早预报或隧道建设监测的反馈信息进行调整。严格控制工程的开挖土方量。

5结束语

公路隧道洞口工程建设水平的提升，可以提升公路项目的施工建设质量。以后在比较复杂的施工条件下，不断采取先进施工方式和手段，显著提升隧道洞口工程的建设质量和施工水平，为我国公路项目施工建设的快速发展提供参考。

参考文献：

[1]杜岳.高水压富水山岭隧道设计思路及工程建设施工分析[J].南方农机,2015,46(5):59+61.

[2]党飞飞.高速公路施工中的技术环节管理探讨[J].工程技术研究,2017,(3):167+178.

[3]冯博.公路桥梁涵洞隧道工程施工技术应用[J].工程技术研究,2017,(4):63+73.

[4]吴荣锋.隧道洞口施工技术[J].铁道工程学报,2008,(11):57-61.

隧道工程建设篇4

关键词：浅埋隧道超浅埋隧道设计施工技术

中图分类号：U459文献标识码：A文章编号：1672-3791（2014）07（c）-0042-02

城市地下空间作为新型国土资源日益受到全世界各国的重视。地下空间的开发利用已成为医治“城市综合症”、解决城市人口、资源、环境三大危机以及保持城市可持续发展的重要途径之一。近年来，我国城市化水平发展较快，城市基础设施建设投入很大。为缓解快速发展的城市交通机动化所带来的“行路难”问题，几乎各大城市都在下大力气开发和利用地下空间。为尽量避免兴建基础设施对正在运营的城市交通条件产生过大的影响，地下暗挖工程越来越多，市政工程中的大跨浅埋和超浅埋隧道工程不断涌现[1]。越来越苛刻的城市环境限制条件，给市政浅埋隧道工程的设计和施工提出了更高的要求。由于浅埋隧道在结构受力和环境影响程度以及控制条件和标准上与深埋隧道具有很大的差别，不能照搬照抄已有较多工程经验积累的公路或铁路深埋隧道经验，必须对浅埋隧道的特征有清晰的认识，才能科学地组织市政浅埋隧道工程的建设。本文针对市政浅埋隧道的界定和特点出发，对其如何开展设计和施工进行探讨。

1浅埋隧道的界定

在隧道的设计与施工建设中，根据工程特点和埋深的大小分为深埋、浅埋和超浅埋隧道等。埋深深度不同，隧道的设计和施工方法也会有很大区别[2]。深埋与浅埋之分，并非单纯指隧道顶至地表的地层厚度而言，还应结合上覆岩层的水文地质与工程地质特征，围岩松散、风化、破碎、断层影响的程度与结构强度以及地下水和围岩力学变形特征等因素进行综合判定[3]。要严格准确的给出深埋、浅埋和超浅埋隧道的分界一般是比较困难的，通常采取以下几种方法界定[4]。

（1）根据工程设计经验界定。

由于我国在铁路隧道方面的工程实例较多，实践经验丰富，对于铁路单线和双线隧道，深埋与浅埋隧道分界以2.5倍塌方高度确定。当地面水平或接近水平，且隧道覆盖层厚度小于表1情况时，可按浅埋隧道设计。

（2）以不对地面产生影响为限界定。

以不对地面产生影响为原则进行隧道深埋和浅埋的划分，具体做法是按压力拱高h和地表宽度影响系数ω大小来确定，见表2所示。

其中，压力拱高h由式（1）计算，即：

（1）

式中，f为岩土坚实系数；b为压力拱跨度之半；a为开挖断面高度；为摩擦角。

地表宽度影响系数ω可参照下式确定：

（2）

式中，ω为宽度影响系数；B为隧道开挖宽度；i为系数，当B5m时，i取0.1。

（3）根据塌方统计平均高度界定。

以埋深等于坍方统计平均高度的2倍作为分界参考标准。根据文献[5]，深埋与浅埋隧道的分界标准见表3。

（4）依据荷载等效高度界定。

以荷载等效高度判断深埋与浅埋隧道的判定式为：

（3）

式中，为深埋与浅埋隧道分界深度；为荷载等效高度，；q为深埋隧道垂直均布压力，KN/m2，；J为围岩级别。

若洞顶覆盖层厚度大于时，为深埋隧道，否则为浅埋隧道。若隧道施工按照矿山法施工，采取钻爆法施工的隧道，Ⅳ～Ⅵ级围岩，Ⅰ～Ⅲ级围岩。

2超浅埋隧道的界定

城市的市政工程建设中经常遇到超浅埋隧道。目前，针对超浅埋与浅埋隧道划分而言，尚无严密的界定方法，通常借助以下方法判定[6]。

（1）覆跨比判别法。覆土层厚度H与隧道跨度B（隧道断面直径）之比，当H/B≤0.4为超浅埋隧道，H/B>0.4为浅埋隧道。

（2）覆盖层整体下沉时，即隧道洞内拱顶变位值≤地表沉降值时，可视为超浅埋隧道。

（3）若隧道结构顶部进入地面以下5m范围的管道层中时，统称超浅埋。

（4）在具备试验条件下，可用实测压力P与垂直土柱重量γh之比来确定。但P/γh≤0.4为深埋隧道，0.40.6为超浅埋隧道。超浅埋隧道在初期支护作用下，围岩塑性区一般可达到地面，覆盖层易发生整移下沉。

3超浅埋隧道的工程特点

对浅埋隧道工程而言，其显著的特点就是埋深浅，因开挖施工扰动而引起的地层运移明显，对浅埋地下管线、地表建（构）筑物及周边环境会造成很大的影响或破坏。所以，浅埋隧道的设计与施工技术均有很高的要求。浅埋暗挖技术被证明是浅埋与超浅埋隧道施工的较佳选择，已在全国范围内得到了普遍推广[7]。该法是在山岭隧道硬岩新奥法施工经验基础上，结合地质与水文地质状况而建立的隧道施工技术。它利用新奥法的基本原理，采用先柔后刚复合式衬砌新型支护结构体系，初期支护进行承载设计，二次模筑衬砌作为安全储备，初衬与二次衬砌共同承担特殊荷载的设计理念。

信息化施工是浅埋与超浅埋隧道工程中必不可少的重要环节。监控量测是隧道信息化施工的基础，是检验设计参数、评价施工方法合理性，动态跟踪围岩和支护结构稳定性、确保施工安全、修订和指导施工工艺、进行科学信息化施工管理的重要手段。浅埋暗挖隧道的施工根据不同隧道各自特征，采用不同的开挖及支护方式，并配合监控量测，形成一套完整的信息反馈、设计与施工体系。

4浅埋隧道设计方法

对于不同埋深的隧道，通常按不同的方法进行设计计算：深埋隧道按塌落拱荷载计算，浅埋隧道按松散荷载计算，超浅埋隧道则按全土柱加地面动、静换算荷载计算。超浅埋隧道由于埋深浅，不能有效形成承载拱，施工不当会引起很大的附加荷载，容易坍塌或产生很大的地面下沉。因此，超浅埋隧道的设计应遵循“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则，着重从超前预支护加固方法和衬砌结构设计两个方面入手[8]。

超前预支护设计应结合隧洞上覆土层厚度和围岩条件，采取长管棚、小导管注浆加固，当具备条件时也可采取隧道拱顶地表预加固处理措施。超浅埋隧道一般应采用大刚度管棚，管棚内压注水泥浆或化学浆液，改良地层，形成一定厚度的加固带，构成有效的伞状保护壳，然后在其保护下开挖隧道。超前预支护通常采取工程类比法进行设计。

隧道衬砌结构的设计，一般先根据规范方法确定隧洞所受围压压力，将衬砌结构离散为连杆单元，用在节点设置双向弹簧的方法模拟地层反力，借助有限元方法试算后，将产生拉力的土弹簧删除，再次试算，直至所有弹簧全部受压。隧道初衬和二衬之间用连杆单元模拟二者之间的荷载传递与分担关系，分担比取值依据经验确定。通过模拟计算各个施工阶段，确定出最不利工况，并以此为依据确定支护结构参数。

前述设计主要从隧道稳定性角度进行的初步设计，而对于隧道围岩变形则难以定量考虑，需要在确定隧道施工方法后，根据现场实测反馈信息，再开展进一步的支护参数和施工参数优化设计，以使隧道的设计与施工达到最优状态。

5浅埋隧道施工技术

实践已证明：不同的开挖方法和开挖顺序对地面沉降有很大影响，隧道施工方法的确定应结合超浅埋隧道的变形与受力特点，选择有利于控制沉降的方式。浅埋隧道开挖常用的方法有台阶法、中隔壁法（CD法）、交叉中隔墙法（CRD法）、双侧壁导洞法（眼镜工法）等[9]。不同施工方法的适用条件及特点如表4所示。

从国内外现有的工程实践和实验研究来看，若基于经济性和工期考虑，其工法优选顺序为：正台阶法、CD工法、CRD工法、眼镜工法；若从安全性和环境影响角度考虑，其优选顺序则正好相反。工程实践中，应根据地质条件、断面大小、地面环境等因素从工法的可实现性、工期、安全性、适应性、技术性和经济性六个方面综合考虑，选择合适的施工方法[10]。

6结语

浅埋与超浅埋隧道工程在城市市政工程建设中越来越多。而以往的实践中，工程实例和工程经验积累较多的是公路、铁路以及水利水电等行业的深埋隧道工程。随着对隧道工程空间跨度和环境影响限度的要求增高，浅埋与超浅埋隧道所具备的与深埋隧道不同的特征应逐渐被清晰的认识，并在其设计和施工中得以体现。

（1）浅埋、深埋和超浅埋隧道的变形和受力各不相同，应首先界定隧道工程的属性才能进行合理的设计，虽有一些常用的经验性分类方法，但其理论并不严密。

（2）浅埋大跨隧道应根据施工过程进行多工况计算，由最不利工况确定隧道支护参数。同时，施工信息反馈是浅埋与超浅埋隧道工程中，进行设计优化的必不可少环节。

（3）浅埋暗挖是浅埋与超浅埋隧道工程普遍适宜的施工方法。浅埋暗挖有多种工法，应根据地质条件、断面大小、地面环境等因素，从工法的可实现性、工期、安全性、适应性、技术性和经济性等方面综合考虑，选择最合适的施工方法。

参考文献

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[8]向钰周.浅埋隧道破坏机理及设计方法研究[D].重庆：重庆交通大学，2012.

隧道工程建设篇5

关键词：隧道工程施工成本造价管理成本控制系统

一、当前隧道施工企业成本控制面临的主要困难

首先，隧道施工需要在有限的空间完成各项复杂的工序，施工难度大、安全措施要求高（特别是遇到渗水、溶洞、滑坡带）。其次，同行业内竞争激烈，同等资质的施工企业众多，通过压低价格的方式进行竞争，使一些小的施工企业在竞争中逐渐没落。再次，发包方总是希望用最短的时间获取最优质的工程，这也进一步加剧了隧道施工企业之间的竞争。面对这些困境，工程施工企业必须在竞争中不断完善自我，提高竞争力。因此，隧道工程施工企业必须加强成本控制和造价管理工作，才能获得更好的收益。

二、影响隧道施工企业成本的主要因素

（一）施工合同

施工合同是施工过程中造价管理的重要依据。很多施工企业在合同签订时并不严谨，致使企业在施工过程中成本难以控制。比如在合同签订时对所包含的工作内容不全，隧道中的型钢支护和格栅支护中的连接钢筋等数量较大，但一般此数量含在单价中不单独计量。

（二）机械设备和原材料

机械设备是隧道施工必不可少的，很多机械都是专用的，如二衬台车属专用设备，技术含量很高，购置或者自行加工投入均较大，施工过程中损坏对施工产生影响较大，给施工企业带来重大损失。原材料价格的随着市场需求不断变动，这种波动是施工企业难以控制的。要严格按照施工合同的要求，对原料的用量进行采购，对原材料市场的价格波动做出预期，掌握其规律，为企业节省成本。

（三）工程变更

在施工过程中，因隧道工程属于隐蔽工程，地质原因在前期勘查中会或多或少存在出入，施工中需同时进行监控量测，一旦围岩级别与图纸不同，需要及时联系设计院进行围岩级别变更，这就要求企业要严把变更关，严谨通过各种理由对工程进行变更。比如在实践中为了提高工程的标准而对工程设计进行变更，导致施工企业在施工过程中增加成本。

（四）质量成本

即是施工企业为保证工程质量而花费的必要成本，或者是因工程未达标而遭受的经济损失。有的企业过于追求质量，致使工程成本骤然增加，而另一些企业过于追求经济效益，导致工程不能达标，影响企业形象。

三、如何控制好施工成本和造价

（一）重视施工合同的签订

在工程施工合同签订时，严格审查，力求全面具体。对各项条款进行逐一审查，认真协商。标的、价款、工期等主要条款要严格注意，其他一些次要条款亦应做到全面。另外对所在地山区的现场情况进行查看并征求有经验施工者的介绍或山脉滑坡走向。只有这样，才可以在施工过程中不使施工成本增加。在实践中，企业通常要聘请专门的法律顾问，负责企业合同的审核，一些纠纷的处理等事务，对合同进行审查，使合同专业化、合理化。

（二）减少原材料的开销

对于在隧道施工过程中的原材料以及机械设备，要尽量减少其花销。对于一些原材料，直接到生产厂家进行采购，减少在流通中增加的成本，施工过程中严格对炸药的保管和领用。对于隧道施工过程中的一些专业挖掘设备，由于其造价较高，定期对其进行维护，保证其可以长期使用。杜绝浪费，将原材料物尽其用。例如建立完善的原料采购、机械维护、员工守则等相关制度，一起达到降低成本的目标。

（三）严格控制工程变更

对于工程变更，施工企业应该严格控制。在实践中，一些必须进行的设计变更，一定要设计单位人员、建设单位现场人员、监理工程师共同签字放可进行。同时，变更必须是提前完成的，这样做可以最大限度地减少工程施工方的损失。同时做好变更后通过协商、法律等途径解决问题的预案，使企业尽可能减少损失。

（四）平衡质量成本

在注重工程质量的同时，不能忽视企业的经济效益，二者必须维持平衡，统一协调。一方面，工程质量达标，即可以为施工企业带来良好的口碑了，提升施工企业形象；另一方面，企业就是以盈利为目的的，不能忽视施工企业的经济效益，这样企业才可以长久地生存下去。在实践中，就是要做好隧道工程施工的预算，将一些因素都包括在预算之中，在保证工程质量的情况下，也促进企业经济效益的增长。

（五）聘请专业人员对隧道施工的成本进行管理和控制

人才是企业竞争的关键，隧道施工企业亦是如此，不仅应该到一些建筑类大学引进工程施工人才，也要到管理学院校招聘管理人才。优秀的管理同样可以带来良好的企业效益。将这些优秀的管理人才对隧道施工的成本进行管理和控制，从而达到提高企业经济效益的目的。

（六）建立科学的造价管理和成本控制系统

隧道工程造价管理和成本的控制在施工中处于极其重要的地位，需要施工企业各个部门相互配合，团结协作。工程变更等一些资料都应递交到造价管理部门。现代企业都采取电脑网络化的系统，对工程造价、成本进行评估、预算等，从而是造价管理和成本控制更加简洁、迅速。

对于隧道施工企业来说，一个工程的成败，不仅在于工程是否如期完成，是否质量达标，更在于此项工程是否给施工企业带来利润。如果一个工程完工后，企业没有获得利润，那么这个工程即使质量再完美，对于施工企业来说，都是失败的。要做到使企业在工程施工中获得利润，其中最重要的一个环节就是在施工中做好成本控制。在工程招标、合同签订、物资采购、工程施工、设备维护等各个环节做好成本控制，对工程造价有清醒的认识，才可以使企业在工程施工中获得良好的利润，在激烈的市场竞争中越战越勇。

参考文献：

[1]张友生.浅析隧道工程施工成本控制[J]．山西科技,2010年02期

隧道工程建设篇6

关键词：盾构施工信息化实时远程控制系统管理

Abstract:ShielddrivingmethodisanimportantmeansforconstructingurbanMetrotunnelprojects.ThispapercommentsthestudyofHi-techusedinshielddrivinguponinformationizedrealtimeremotemanagementsystemwithemphasisondataanalysisdesignonsitewhichwereemployedrespectivelyinPearlLineNo.2，ShanghaiandNanjingMetroprojects.

Keywords:shielddrivingtechnique，informationized，realtimeremotecontrol，systemmanagement.

1引言

随着地下空间开发的迅猛发展，一个大型的地下工程的施工企业往往会面临多个工地同时进行施工，工地的分布非常分散等诸多困难。由于人员有限，因此如何对这些工程进行有效的管理和全面的技术支持，就成为一个目前急需解决的问题。

要进行远程的管理和技术支持，首要的是对施工方信息有一个全面、及时、准确的掌握，同时通过先进的分析手段，对施工方进行指导。而目前的远程信息管理系统往往只是对行政和技术文件的管理，而无法实时地获取施工信息，更不能提供施工指导上的帮助了。

因此，本文结合上海隧道股份实际情况，构建盾构隧道信息化施工实时远程管理系统，以期能对其散布在国内和海外的工地的施工进行及时全面的管理。

2系统的基本结构与功能

在进行隧道施工时，工地端的设施往往比较简单，环境较差，而且流动性强，不适合进行大规模的投资建设；因此，只能采用简便的方式传递信息。

而公司总部的条件比较好，而且也非常稳定，可以配置一些较好的机器，网络的连接条件也比较好。

对于施工的管理者而言，所处的办公地点也是移动的，可能是总部，可能在某一施工现场，也可能是在其他地方。

根据这种情况，构建的系统整体结构如图1所示。

从系统结构图(图1)可以看出，整个系统分以下几个部分：

在施工现场有数据采集监视系统和施工分析系统两个部分。数据采集系统的主要功能是利用盾构内部的传感器获取实时的施工数据。数据采集计算机有两台，一台在井下，一台在地面上的控制室。这两台机器和另一台装有施工分析系统的计算机通过HUB相联，组成了一个对等网，实现施工数据的共享。施工分析系统主要有三大功能：将实时数据和报表数据及时传递至总部；完成数据查询，报表制作，图形绘制等基本功能；对现场数据和施工情况进行自动分析，提出施工参数的控制方案。

公司总部的数据库服务器和Web服务器主要负责数据的存储和信息的，以及历史数据的分析与整理。

数据的传递过程是通过互联网完成的。

因此，整个系统的功能划分如图2所示。

3系统管理

从图1和图2可以看出这是一个以分布式数据库为基础的，以远程信息传输和人工智能分析为特点的系统，下面就从这三个方面进行介绍。

3.1后台数据库

分布式数据库是在分布式管理模式下，每个远程分部的数据信息均存放在本地，平时可独立操作使用；同时定期通过远程通信线路，将本地的所有数据信息或汇总数据信息发送到远程总部；总部接收到数据后再将其恢复到总部的数据库服务器中，以满足总部对整个企业运营数据管理与决策的需要。显而易见，分布式数据库这种分布式透明性的特点，与这个项目的情况十分吻合。通过性能价格比，易用性等多方面的考虑，从目前市场的主流分布式数据库中选择了SQLServer2000，作为后台数据库。在施工现场安装了Window2000Professional操作系统，因此安装了SQLSever2000个人版；公司总部的操作系统为Window2000Sever，安装了SQLSever2000企业版。

每个施工现场的数据库的结构都是相同的：主要包括盾构施工参数表，施工进度记录表，施工大事记录表，盾构姿态参数表，管片姿态参数表，沉降情况表，工程基本概况，地面测点布置，沿线地质资料，沿线重要设施情况等表。

公司总部数据库中除了包括各个工地数据库，还包括工程汇总表，标准域名描述一览表，盾构基本信息一览表，用户信息表。

3.2数据传输

从系统功能图(图2)上可以看出系统的数据来源可分为两个部分，一部分是有传感器传送来的盾构的各类运行参数，另一部分则是有人工定期输入的量测数据﹑情况记录等数据。前者数据要求很强的实时性，需要随时与公司总部的数据同步，而后者的数据只需要定期更新即可。因此对这两类数据采用了不同的数据传送方法。

对于实时施工数据，由于每个盾构的生产厂商和型号的不同，因此获取的施工数据方式和数据内容都不相同，为此通过一个Read程序，依据为每个盾构度身定做的一个数据结构对照表，将不同数据采集系统获取的数据转换到施工现场的标准数据库中，而与此同时将此数据片段加密后通过互联网传送至公司总部，公司总部的服务器将其解密等处理后，放置到总部的服务器中。具体的流程如图3所示。

从图3的数据传输过程可以看出，在数据的传递的过程中，采用了双向FTP不间断进行片段数据传输，采用这种方式原因在于实施非常灵活，可靠性和安全性都比较高。而原SQLSever数据库提供的远程数据库同步的方法：快照与订阅方式，由于施工现场传送数据的过程，实际上是订阅修改的过程，总部数据库必须开放匿名登录，会对安全性产生一定的问题，所以没有采用。

对于其他需要定期传送的数据，采用了SQLSever中的数据转换服务（DTS）的方法完成。

3.3数据

当施工现场数据进入公司总部的数据库后，通过Window2000的Internet信息服务（IIS）进行，对于实时的监控数据通过Flash的网页进行实时图形显示（图4），历史数据和其他数据采用ASP技术以EXCEL数据表格方式显示，而报表的订阅定时群发功能则通过Window提供的计划管理完成。WebSever结构如图5所示。

为了保证系统的安全性，采用安全模式的用户登录方式，即用户名和密码经过加密以后才在互联网通过安全套接字层连接后发送，保证了密码的安全性。同时，为了方便使用，用户还在自己的权限范围可以自行授权子用户。

3.4数据分析

除了能为技术人员同步提供详尽，准确的施工数据以外，施工数据的分析也是一个非常重要的方面。施工数据的分析分为两个方面，一个方面是在施工现场提供快速有效的地面沉降的预测和施工参数的设定建议，另一方面，是对各工程历史数据进行分析计算，找出规律。

在施工现场的数据分析设计是在原有的盾构隧道智能辅助决策系统［1］的基础上进行的，它把原系统中的人工神经网络模糊控制等人工智能的方法结合目前数据库进行改进后，放入了本系统中。其与原系统的最大区别是：原系统中数据均为手工输入，存在滞后和数据不准确的情况，而且数据提供的也没有现在全面。鉴于这种情况，在用人工神经网络进行系统的数学模型的建立时，我们扩展原有的输入量，增加了注浆压力，注浆流量，盾构姿态等原来很难及时获取数据，同时从原来的每环一组学习数据，变成每推进0.2m生成一组学习数据，使系统的响应速度加快，如果发现预测结果与实际情况误差增大，系统将自动加大数据获取量，例如：网络训练数据该为每推进0.1m生成一组学习数据，使系统尽快适应变化的模型。神经网络预测控制模型的流程如图6所示。

除了原有的人工智能的方法外，系统还根据土力学理论和工程上经典公式的计算，这些方法在工程技术人员在对一些关键施工段进行决策有很大的帮助。

除了施工现场的数据分析以外，在公司总部对历史数据的分析挖掘也至关重要，由于数据量非常大，而且数据的实时性要求低，因此在总部的数据分析系统，我们采用了有限元和混沌神经网络进行数据分析。

本文采用一种混沌神经网络，应用神经网络的非线性动力学特性.将样本集记忆在神经网络确定性的混沌吸引子轨迹上，正是这种动态记忆方式，不仅将全部样本集得到记忆，而且允许利用动力学特性将各种样本模式一一加以重现和辨识，混沌吸引子的吸引线存在，形成了混沌神经网络固有的容错功能.若网络输入的实际信息发生不完整性或变异程度超出混沌神经网络固有容错范围，网络混沌运动就脱离了原有混沌吸引域，丧失了原有被储存样本模式的记忆，称之为失忆.神经网络是一种时空分布系统，空间上呈相互耦合的网络分布，时间上作非线性混沌运动，对于这种时空系统，采用的钉扎控制，通过对某些神经元施加一定强度的脉冲激励，驱动神经网络混沌运动进入要被恢复记忆的吸引域，从而对丧失的记忆得以恢复.这种方式使同一网络中反映不同工程的模型成为可能，当不同类别数据进入系统，系统就会作出自动辨识，得出不同的结论。

除了对盾构推进隧道施工参数的控制，系统此外还通过专家系统根据得到的施工数据和专家经验对盾构智能化故障诊断和设备保养。

4结语

目前系统正处于调试与试运行阶段，主要试验地点分别在上海明珠二号线和南京地铁，系统的运行加快了施工信息的传递，也为施工水平的提高奠定了基础。

参考文献

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