隧道工程論文全文(5篇)

1大跨軟巖隧道存在的問題

由于地層地質(zhì)的復(fù)雜性，大跨軟巖隧道工程仍然面臨著以下幾個急需解決的關(guān)鍵問題:

1)對圍巖變形的判斷與控制。對于軟巖隧道圍巖變形的研究主要集中在三個方面:

a．從理論方面對變形機理進行研究;

b．選擇合理的施工工法對圍巖變形進行控制;

c．運用有限元或其他數(shù)值模擬的手段對圍巖的變形量和變形趨勢進行預(yù)測。從眾多的學(xué)術(shù)論文和科研成果中不難發(fā)現(xiàn)，對于圍巖變形的機理多是采用連續(xù)性介質(zhì)理論進行分析，而實際工程中的圍巖是非連續(xù)的，它是巖塊和結(jié)構(gòu)面在三維空間的一種非定向關(guān)系。尤其是對于地質(zhì)狀況比較復(fù)雜的軟弱圍巖，都是由多種物理成分組成的，且各物理成分的大小、多少及分布具有很大的隨機性。但是，在實際的研究和應(yīng)用中，例如采用數(shù)值模擬的方法對軟巖隧道圍巖變形進行分析時，又必須運用巖體的本構(gòu)關(guān)系，這本身就是存在問題的，更不要說計算結(jié)果的準(zhǔn)確性了。不論是理論分析還是數(shù)值模擬都沒有辦法對圍巖的變形量進行準(zhǔn)確的判斷。這將引起另外一個問題，就是在采取控制變形措施時，通常采用的是依據(jù)相似工程經(jīng)驗制定施工方案，并沒有針對不同的變形量采取相應(yīng)的控制措施，因此變形控制措施也具有一定的盲目性。另外，隧道施工中變形可以達到1．0m甚至更大，軟弱圍巖變形本質(zhì)上屬于大變形問題，然而巖體力學(xué)中使用的彈塑性變形理論雖然對材料的非線性進行了考慮，但是嚴(yán)格意義上仍屬小變形理論。

2)對合理支護時機的探討。隧道二次襯砌施作時機始終是隧道界討論的熱點問題，二次襯砌的支護時機是保證二次襯砌長期穩(wěn)定的關(guān)鍵。特別是對于軟巖大變形隧道，如果二次襯砌施作過晚，則可能造成初期支護變形過大而無法控制，以致隧道失穩(wěn);但如果施作過早，則不利于地應(yīng)力的釋放和充分發(fā)揮圍巖的自穩(wěn)能力，從而使二襯受力過大而導(dǎo)致開裂，降低了隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。因此，合理確定二次襯砌施作時機是保證隧道施工階段和長期運營階段安全性的關(guān)鍵。但是現(xiàn)階段，對于隧道二次襯砌支護時機的研究仍然沒有形成系統(tǒng)的體系。研究者多根據(jù)具體的工程背景選擇不同的巖石彈塑性模型，采用的確定合理支護時機的判定方法也各有不同。對于二襯支護時機的影響因素的分析也多是針對單一影響因素，并沒有綜合考慮。

1項目概況

項目主要工程內(nèi)容包括主隧道及隧道出、入口路槽明挖段線下工程：

1）隧道為分離式鐵路單線隧道，由2個4．625km的主洞和18個橫通道組成，單個橫通道長約17m；隧道施工總長9556m；

2）西口明挖段長約1165m，主要為石方開挖及擋墻工程；

3）東口明挖段長約960m，主要為鉆孔樁擋墻、土方開挖以及一座抽水泵房工程；招標(biāo)文件規(guī)定可以選擇鉆爆法、TBM工法中的其中一種來進行報價，通過經(jīng)濟技術(shù)比較分析，選擇了鉆爆法。

2項目合作模式

設(shè)計施工總承包模式在國外較流行和成熟，而在我國正處于推廣階段。采用設(shè)計施工總承包模式可以使得設(shè)計方案更貼合實際施工，有效地控制投資，在一定程度上能減少變更設(shè)計和設(shè)計、施工交流不暢的問題，并可以取得縮短建設(shè)周期、降低建設(shè)成本、提高工程質(zhì)量的綜合效果，還可使業(yè)主免于處理各種復(fù)雜的協(xié)調(diào)關(guān)系，因此在國際上廣為流行。設(shè)計施工總承包要求承攬單位應(yīng)同時具有相應(yīng)的設(shè)計和施工資質(zhì)。目前我國同時具有設(shè)計和施工資質(zhì)的企業(yè)并不多，因此參與國外項目投標(biāo)一般采用聯(lián)合體模式，由兩家或兩家以上單位優(yōu)勢互補。該項目投標(biāo)采用了國內(nèi)慣用的聯(lián)合體投標(biāo)模式，為了減小國內(nèi)大量勞務(wù)人員輸出的難度，對一些分項工程或者專項工程進行了分包，構(gòu)成了一個復(fù)雜而系統(tǒng)的設(shè)計施工總承包模式。特別注意的是，由于分包單位眾多，同一條隧道的不同施工工序由不同單位完成，工作面矛盾、施工組織沖突等問題需及時協(xié)調(diào)，因此中標(biāo)后總承包單位的協(xié)調(diào)、組織工作需尤其重視。該隧道項目采用中方公司———A公司與外方當(dāng)?shù)毓窘M成聯(lián)合體的合作模式。A公司與一家以色列公司組成聯(lián)合體共同管理項目，中外雙方在聯(lián)合體中所占股份50％∶50％。

1基于地下水的影響作用分析

1.1排水過程不具順暢性

對于隧道的設(shè)計施工，將新奧法原理理論作為參考依據(jù)，在設(shè)計過程中，把隧道周邊巖體滲水經(jīng)過襯砌之后的倒水設(shè)備，進一步往集水溝引入，繼爾往隧道排除。如果存在某些排水設(shè)備系統(tǒng)不能夠正常運行，將水往隧道排出，便會基于襯砌后期形成難以解決的集水現(xiàn)象。在此位置的水充滿空隙的狀況下，襯砌會受到和地下水位高度相同靜水的壓力，而并不是基于設(shè)計當(dāng)中的無水壓，也不是折減水壓。同時，在滲流的動水壓力的影響下，襯砌承受的壓力會在在很大程度上高于此前設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，進而造成襯砌涌水開裂的破損情況。因為隧道鋪地基面長期浸泡在積水當(dāng)中，到列車動力的催動之下，便會引發(fā)底部吊空現(xiàn)象，列車經(jīng)過時產(chǎn)生呼吸作用把碎石排空，也把砂子排空，知識行車產(chǎn)生限速，并且會引發(fā)斷軌等諸多情況。在排水系統(tǒng)不夠順暢的情況下，便會進一步造成雨季積水等不良狀況。

1.2防水設(shè)施劣質(zhì)

在隧道和外部水環(huán)境之間，防水層是極其重要的部件，能夠在隧道與外部水環(huán)境分隔中發(fā)揮重要作用?；谒淼拦こ坍?dāng)中，具備兩種防水層：其一是柔性防水層；其二為剛性防水層。對于柔性防水層來說，其效果與材質(zhì)及施工質(zhì)量存在很大的聯(lián)系。若防水材料劣質(zhì)，沒有足夠的耐久性，便非常容易在運營一段時間后，將防水能力喪失。對于剛性防水層，由于它的功能和混凝土的性能之間具備一定的聯(lián)系性，如果防水混凝土的襯砌施工質(zhì)量比較差，在收縮大的作用下便會呈現(xiàn)孔隙及裂縫等一系列情況，進而使得防水層的防水能力大大降低。

2隧道工程影響作用分析

2.1案例分析

1混凝土澆筑質(zhì)量控制措施

1.1施工組織

加強施工組織，做到每崗有人負責(zé)，充分發(fā)揮每個管理人員的作用，并要求每個管理人員均熟悉混凝土的控制指標(biāo)，熟練掌握自密實混凝土各種性能檢測。

1.2施工準(zhǔn)備

在混凝土澆筑前由專人落實施工準(zhǔn)備情況，確保各方面工作在澆筑前準(zhǔn)備到位，攪拌站調(diào)度必須到混凝土澆筑現(xiàn)場。

1.3澆筑布置

現(xiàn)階段，澆筑方式采用地面配置混凝土輸送泵，接泵管直接入倉，根據(jù)現(xiàn)場閥井分布位置，確定混凝土泵車布置場地。澆筑倉數(shù)暫定各閥井200m之內(nèi)(具體倉數(shù)以現(xiàn)場實際澆筑情況為準(zhǔn))，然后改為地面混凝土經(jīng)竄管放入小罐車，拉至洞內(nèi)地泵泵送入倉。

1常用隧道預(yù)報方法的基本原理

1．1TSP隧道地震波探測超前地質(zhì)預(yù)報方法

隧道地震超前預(yù)報測量系統(tǒng)簡稱TSP(TunnelSeismicPredic-tion)，是我國20世紀(jì)90年代從瑞士安伯格(AMBERG)測量技術(shù)公司引進的一套先進的地質(zhì)超前預(yù)報探測系統(tǒng)，也是我國目前應(yīng)用較為廣泛的一種。TSP和其他的反射地震波方法一樣，采用了回聲測量原理:地震波在指定的震源點(通常在隧道的左邊墻或右邊墻，大約24個炮點布成一條直線)用小量炸藥激發(fā)產(chǎn)生，產(chǎn)生的地震波在巖石中以面波的形式向前傳播，當(dāng)?shù)卣鸩ㄓ龅綆r石物性界面(即波阻抗界面，例如斷層，巖石破碎帶，巖性突變等)時，一部分地震信號返回來，一部分地震信號透射進入前方介質(zhì)，反射的地震信號被兩個三維高靈敏度的地震檢波器(一般左邊墻和右邊墻各一個)接收。通過對接收信號的運動學(xué)和動力學(xué)特征進行分析，便可推斷空洞斷層，巖石破碎等不良地質(zhì)體的位置、規(guī)模、產(chǎn)狀及巖石力學(xué)參數(shù)。

1．2紅外探水超前地質(zhì)預(yù)報方法

對地球表層巖體的溫度起到主導(dǎo)作用的是地球地?zé)釄觥Ｔ谝欢ㄉ疃确秶鷥?nèi)，深度方向每增加1km，地?zé)釄龅臏囟葎t相應(yīng)的增加30℃，而與其垂直的水平方向，地?zé)釄龅臏囟茸兓瘏s非常小，由此得出結(jié)論，在一定深度下，開挖隧道的巖體，可將其看做位于一恒定溫度場中，為一常溫場，溫度的變化幾乎為零。所以，當(dāng)預(yù)計即將開挖的掌子面后方存在含有水的巖層，如溶洞、裂隙水等，且該含水巖層與開挖巖體存在一定的溫度差時，巖體中會產(chǎn)生相應(yīng)的熱傳導(dǎo)和對流作用，那么溫度場即不再為恒溫場，故而會產(chǎn)生一定的溫度異常場，由于這種異常的存在，故掌子面上會存在著溫度的差異，所以利用紅外輻射測溫法測定這種溫度變化差異，就可預(yù)報掌子面前方的含水層情況。這種方法就是紅外探水超前地質(zhì)預(yù)報方法。

1．3其他幾種超前預(yù)報方法

超前預(yù)報法除了上述介紹的幾種之外，還包括HSP水平聲波刨面法、聲波CT技術(shù)等幾種方法，相對而言，這幾種方法運用較少。以下簡要的介紹這幾種方法的原理: