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        淺談隧道施工技術的發(fā)展與研究

        2014-01-01 00:00:00范宗偉
        基層建設 2014年4期

        摘要:隧道施工環(huán)境復雜,加之在設計過程中很難完全掌握工程地質、水文地質狀況,所以,在整個施工期間,除遇有規(guī)范明確的事項外,還會有許多問題須依賴于判斷來確定。在隧道施工質量監(jiān)理過程中,僅僅簡單地遵循規(guī)范規(guī)定,按設計文件辦理顯然是不夠的,還須充分理解規(guī)范的本意和設計文件意圖,應在調查研究、分析的基礎上,運用隧道工程的知識和經驗,作出符合工程實際的判斷,進而采取可行的措施,確保工程施工質量,這就是隧道施工質量監(jiān)理的特點。

        關鍵詞:隧道施工;技術;發(fā)展

        目前,在隧道施工中,采用量測監(jiān)控技術,及時掌握隧道開挖中圍巖的動態(tài),檢驗支護效果,這就是在觀察的基礎上,作出經驗判斷,還根據量測數據,做出對巖石力學的評價,從而修改設計和改變施工方法,使之更加適應具體施工環(huán)境。因此,在隧道施工質量監(jiān)理工作中,應充分重視對施工量測所獲數據的分析及分析結論的運用[1]。隧道結構是隱蔽工程,內在的質量問題事后很難發(fā)現,且一旦出現質量缺陷很難采取措施彌補,因而隧道施工質量監(jiān)理工作要針對各個施工環(huán)節(jié)進行,做到不留有缺憾。

        1現代公路隧道工程特點

        在進行隧道施工時,必須充分考慮隧道工程的特點,才能在保證隧道安全的條件下,優(yōu)質、快速、低價地建成隧道建筑物。隧道工程的特點,可歸納如下:

        (1)整個工程埋設于地下,因此工程地質和水文地質條件對隧道施工的成敗起著重要的、甚至是決定性的作用;(2)公路隧道是一個形狀扁平的建筑物,正常情況下只有進、出口兩個工作面,相對于橋梁、線路工程來說,隧道的施工速度比較慢,工期也比較長,使一些長大隧道往往成為控制新建公路通車的關鍵工程;(3)地下施工環(huán)境較差,甚至在施工中還可能使之惡化,例如爆破產生有害氣體等;(4)公路隧道大多穿越崇山峻嶺,因此施工工地一般都位于偏遠的深山峽谷之中,往往遠離既有交通線,運輸不便,供應困難,這些也是規(guī)劃隧道工程時應當考慮的問題之一;(5)公路隧道埋設于地下,一旦建成就難以更改,所以,除了事先必須審慎規(guī)劃和設計外,施工中還要做到不留后患。

        當然,隧道工程也有很多有利的方面,例如施工可以不受或少受晝夜更替、季節(jié)變換、氣候變化等自然條件改變的影響。

        2公路隧道施工的難點

        2.1工程材料特性的不確定性

        隧道工程材料所涉及的材料,除了支護材料性質可控制外,其工程圍巖均屬于難以預測和控制的地質體。地質體是經歷了漫長的地質構造運動的產物,不僅包含大量的斷層、節(jié)理、夾層等不連續(xù)介質,而且還存在著較大程度的不確定性,這主要體現在空間的分布和隨時間的變化。

        (1)空間上的不確定性。對于隧道工程圍巖,不同位置圍巖的地質條件(巖性、斷層、節(jié)理、地下水條件、地應力等)存在著差異,人們通過有限的地質勘察、取樣試驗,僅僅是對整個工程巖體的特性進行抽樣分析和研究,很難全面掌握整個工程巖體的地質條件和力學特性。

        (2)時間上的不確定性。即使對于同一地點,在不同的歷史時期,其地應力、力學特性等也會發(fā)生變化,這就是時間上的不確定性。尤其開挖后的工程巖體特性除隨時間的變化外,更重要的還與開挖方式、支護形式和施工時間與工藝密切相關,這常常是一個十分復雜的變化過程。

        2.2工程荷載的不確定性

        對于隧道工程,工程圍巖的地質體會對支護結構產生荷載,加上它自身又是一種承載體,因此,不僅作用到支護結構上的荷載難以估計,而且由于此荷載又是隨著支護類型、支護時間與施工工藝的變化而變化,所以對于隧道工程的計算與設計,一般難以準確地確定作用到結構上的荷載類型和量值大小。

        2.3破壞模式的不確定性

        工程分析的主要目的在于為工程設計提供評價結構破壞或失穩(wěn)的安全指標(如安全系數、可靠性指標等)。對于隧道工程,其破壞模式一般難以確定,因為它不僅取決于巖土體結構、地應力環(huán)境、地下水條件,而且還與支護結構類型、支護時間與施工工藝密切相關[2]。

        3公路隧道施工技術及其應用

        隧道為地下線性建筑工程,隧道施工屬地下作業(yè),存在許多不安全因素,主要有坍方、冒頂片幫、危石墜落、爆破和運輸事故、機械傷害、瓦斯爆炸、巖爆、涌水、放炮、其他傷害等。所以,隧道和地下工程施工技術安全管理,必須貫徹安全第一和預防為主的方針,強調“領導是關鍵、教育是前提、設施是基礎、管理是保證”。提高企業(yè)的“施工技術安全、勞動衛(wèi)生、生產附屬輔助設施、宣傳教育”綜合水平,達到改善勞動條件,保護勞動者在生產中的安全和健康,從而提高勞動生產率和企業(yè)的經濟效益。為此,必須做到以下幾點:

        (1)開工前應作好施工準備工作:認真組織進行設計文件的校核和現場施工調查;選擇合理的施工方法,編制施工組織設計;對施工場地統一規(guī)劃,并做好臨時工程與附屬輔助設施等,以利文明施工和安全生產。

        (2)隧道施工,必須遵守有關施工規(guī)范,以及國家、交通部現行有關技術標準和規(guī)則、規(guī)程等規(guī)定、指示。同時要認識到,隧道施工安全,既是安全問題也是質量問題,例如開挖中噴錨支護質量就直接威脅著施工安全,故要把質量與安全同等重視起來。

        (3)參加施工的領導干部、技術人員、管理人員、操作工人,都必須遵守干部的“責任制”與工人的“崗位責任制”,熟悉安全生產的管理和操作規(guī)定,貫徹“安全第一”的思想和“預防為主”的方針。建立“安全網”及開展事故預想活動[3]。

        (4)加強施工技術管理,合理安排工序進度和關鍵工序的作業(yè)循環(huán),組織均衡生產。及時解決生產中的進度與安全的矛盾,統一指揮,避免忙亂中出差錯、搶工期中忽視安全而發(fā)生事故。

        (5)加強通風、照明、防塵、降溫和治理有害氣體工作,注意環(huán)境衛(wèi)生,保護施工人員的身心健康。

        (6)經常進行安全技術教育、制訂相應的措施;做好技術交底,嚴格技術管理;試驗和推廣新技術、新工藝、新設備、新材料時,必須制訂相應的安全措施,經批準后實施。要把依靠科技進步當作安全生產的根本出路,不斷地開發(fā)新技術、新工藝、新設備提高安全生產的管理手段[4]。

        (7)各種機械電力設施、安全防護裝置與用品,應按規(guī)定進行定期檢查,試驗和日常檢查,不符合要求者嚴禁使用。

        (8)所有進入工地人員,必須按規(guī)定佩戴防護用品,遵章守紀聽從指揮;同時加強安全保衛(wèi),禁止閑雜人員進入。

        (9)必須執(zhí)行日常和定期安全檢查制度,填報各種安全統計報表,分析安全動態(tài),提高安全管理水平。

        (10)特殊工種必須經專業(yè)培訓,考試合格后方準獨立操作、并持證上崗。《特種行業(yè)人員安全技術考核管理規(guī)則》(GB 5306—85)規(guī)定的特種作業(yè)范圍有:電工作業(yè)、起重機械作業(yè)、爆破作業(yè)、機動車輛駕駛,金屬焊接(氣割)作業(yè)等[5]。

        結論

        從目前我國公路隧道的發(fā)展趨勢來看,在今后很長一段時間內,仍將以礦山法為主,而作為礦山法發(fā)展的新奧法已成為當前應用最為廣泛的隧道施工方法,總之,針對不同的隧道形式,要采取不同的隧道施工技術和方法。

        參考文獻

        [1]肖毅. 復雜地質條件下鐵路隧道施工技術研究[J]. 低碳世界,2014,01:202-203.

        [2]張建. 新建隧道施工對既有隧道應力影響的分析[J]. 鐵道建筑,2014,01:34-36.

        [3]張培磊. 鐵路隧道施工亟待解決的若干技術問題探討[J]. 中小企業(yè)管理與科技(下旬刊),2014,01:118-119.

        [4]劉艷林. 對高速公路隧道施工技術及控制要點的探討[J]. 黑龍江科技信息,2014,01:235+260.

        [5]吳鋒濤. 高速公路隧道施工的安全管理分析[J]. 江西建材,2014,03:160+165.

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