前言：中文期刊网精心挑选了隧道工程的优缺点范文供你参考和学习，希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感，欢迎阅读。
隧道工程的优缺点范文1
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）32-0131-04
一、引言
我国是一个多山的国家，尤其是西部地区，山地面积更是占到了国土面积的一半以上。近年来，随着国家西部大开发战略的实施以及拉动内需的需要，在西部山区修建了大量的高速公路、铁路以及水电工程，相应的隧道工程数量也日益增多。隧道工程的大发展，遇到的岩土及地下工程灾害问题也越来越多。对各种复杂工程灾害问题的处置，需要工程技术人员具有一定的理论基础、实践经验和从事科研的能力，这同时也对目前高等院校隧道工程专业的教学培养模式提出更为严格的要求。
作为交通工程与土木工程专业必须具备的重要专业基础课，《隧道工程》是一门实践性、综合性和针对性很强的课程。该课程的教学目的和教学任务就是使学生掌握隧道工程的基本概念、基本构造、设计理念、施工方法以及行业规范等，初步具备从事隧道工程设计、施工和监管的行业从业能力。如果继续沿用传统的单纯课程教学，对发展技能、培养能力等方面的作用有限，不能完全适应新形势下学生全面发展的需要。有鉴于此，部分学者从教学模式[1，2]、教学方法[3-6]和教学手段[7-9]等方面对隧道工程的教学改革进行了研究，力图在提高隧道工程的课堂教学质量的同时，培养学生的专业素质以及工程实践和创新能力。这些研究大大促进隧道工程教学的改革，但是从实际教学效果来看，还有继续提升的空间。本文结合《隧道工程》实践性强的特点，继续探索更为适用的教学模式和教学方法。
二、隧道工程教学特点
1.隧道工程课程涵盖的知识面广，是工程地质、建筑材料、建筑结构和力学等诸多基础课程的综合应用。例如，在讲解隧道围岩压力计算时，就必须用到土力学中的侧向压力计算理论和弹性力学中的圆环受均布压力计算理论，而在讲解衬砌结构设计方法时，就要用到结构力学和材料力学知识。
2.课程教学内容具有实践性强的特点，但学生往往缺乏对实际工程的了解，故而在课程学习时对有些知识难以理解和消化。例如，在讲解隧道钻爆法施工时，需要对钻孔深度、钻孔间距、钻孔深度、钻孔布置、雷管类型、起爆药量等进行设计，对于从未到过施工现场的学生而言，理解起来有一定难度。
3.隧道工程涉及到的行业规范、规程或标准有很多种，不同规范之间既有区别又相互联系[10]。仅就隧道设计规范而言，既有《铁路隧道设计规范》（TB10003-2005），也有《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）以及《地铁设计规范》（GB50157-2003），更有水利、矿山和能源地下工程等行业相应的隧道设计规范。因此，在教学过程中既要讲解隧道工程的基本概念、基本原理，也要对不同行业规范加以对比分析，增强学生毕业后对所从事行业的适应能力。
三、教学存在问题分析
1.教材结构体系混乱、主线不明。现有的隧道工程教材有几十种之多，但其侧重点又不完全一致。对于交通土建专业学生的来说，隧道工程的教学内容不仅要有勘察、设计、施工、管理等方面的知识结构，而且还有铁路、公路、城市地铁的功能区分。面对种类繁多的教材，以及错综复杂的教学内容，容易给学生造成结构体系松散、主线不明的感觉。
2.教学学时偏少，往往难于满足教学需求。教学学时少与教学内容多是当前高等学校本科课程教学的一个突出矛盾，这就很难在规定的时间内把课程内容讲透、讲通、讲精，也使得学生对课程内容的掌握和熟练应用的难度加大。
3.教学模式单一，学生被动接受知识传播。现有的教学方式，大多采取“板书+多媒体”的形式，再配以必要的图片和说明，通过教师的灌输和学生的被动接收，实现知识的传播，这就导致学生的主观能动性差，缺乏独立思考，无法掌握课堂教学的精髓。
4.课程教学与实践脱节严重，影响对所学知识的理解与掌握。隧道工程实践性、应用性强，很多施工技术和施工工艺只有在现场亲眼所见，才能知其所以然。现实情况是很多学校由于资金限制或缺少能够实习的场地，学生只能靠课堂上的想象，难以深入理解隧道工程的设计方法与施工工艺。
四、教学改革探索与实践
1.教学模式改革。传统的教学模式是教师先根据开课内容选定教材，根据教材内容制定教学大纲和教学计划，再编写教案和进行教学活动[11]。这种单一的以教定学和因教材而施教的模式，一方面不能适应学生毕业后所从事的实际工作对其能力培养的需求，另一方面学生对这种宣教式的教学模式容易产生视觉、听觉上的疲劳，因此隧道工程教学模式急需向多元化的方向发展。
（1）研究性教学模式。研究性教学起源于20世纪欧美国家，建构主义和人本主义是研究性教学的理论基础，基本要求是师生共同参与，实现“教”与“学”的互动[12-14]。在《隧道工程》实际教学过程中，可结合教师当前正在开展的科研活动创设具有前沿科学命题的问题情境，如针对隧道衬砌结构的建养一体化自修复问题，可引导学生通过查阅文献、搜集资料、调查等方式来思考、分析并解决问题，让学生在探索过程中体验学习的乐趣。
（2）讨论式教学模式。传统教学的一个特点就是教师讲、学生记，双方缺少互动，教学过程枯燥，为更好地教学，可采取讨论式教学模式。例如，在教学过程中，可适当布置一些小任务让学生分组讨论，如针对隧道围岩塌方问题，让不同组的学生分别提供一个各自的加固方案，然后各组之间展开辩论，分析各自的优缺点。这样既掌握学生对问题的理解能力，以便更好地教学，又能最大限度地调动其学习积极性和参与意识[15]。
（3）案例式教学模式。案例式教学往往围绕某个真实工程，利用当前学习的理论知识，对其进行分析，以求学生在解决疑难问题时做出相应的决策[16]。例如，在讲解盾构隧道联络通道冻结法施工时，可结合上海地铁4号线穿越黄浦江段的施工事故案例，让学生在进行软土冻结帷幕设计计算的同时，分析事故发生的根源，并提出防控措施，加深其对基本原理和概念的理解，进而提高分析问题和解决问题能力。
（4）实践式教学模式。课堂讲授与工程实践相结合是完成隧道工程教学内容的必要环节[17]。例如，在讲解隧道围岩破坏和支护设计时，带领学生参观本校现有的试验室和仪器设备，通过观摩模拟隧道开挖和结构支护的模型试验，加深对隧道工程理论知识的理解与认识。此外，利用暑假短学期，带领学生到隧道施工单位进行认识实习，增强学生对隧道施工的感性认识。
2.教学方法改革。
（1）手写板书与多媒体相结合教学。《隧道工程》课程教学内容较多，也比较枯燥，如果单凭教师板书和图片展示，还是很难让学生对真正理解实际施工过程和施工工艺的。为解决这一问题，在教学过程中辅之以多媒体技术，通过预录现场施工视频和动画演示的方式，向学生展现隧道施工的各过程，便于其理解和掌握，使原本枯燥、平面的教学变得生动、立体起来。采用多媒体教学，不仅增强了学生的感官认识，而且还有利于让学生了解国内外先进的设计理念和施工技术，激发学生的学习兴趣，起到事半功倍的效果。
（2）结合工程实例讲解基本理论。隧道工程理论性和实践性都很强，仅凭文字描述或简单的几幅图片难以提高学生对问题的理解，只有结合工程案例才能讲得生动、形象，有利于提高学生的兴趣。例如，在讲解隧道围岩塌方破坏机理时，如图1所示，以作者参与过的科研项目――江西武宁至吉安段高速公路上奉隧道塌方事故为例，详细分析了围岩变形以致塌方破坏的机理，并据此介绍了相关处治措施。通过案例教学，不仅活跃了学生的思维，增强学生对相关理论知识的认识水平，而且也大大提高学生的工程实践能力。
（3）采用模型试验实现教学内容直观化。在讲解隧道围岩稳定性及其破坏模式时，仅凭教师口头描述和解释，仍难以说明地下工程失稳、破坏等相关问题。图2为作者向学生演示的围岩渐进性破坏模型试验，可以直观地再现围岩破坏过程，从而让学生对所学的基础理论知识有深刻的理解。
（4）采用仿真模拟展示隧道力学问题。隧道工程设计涉及到围岩压力计算、支护结构选型和结构内力计算，因而其中的力学问题颇为复杂。为此，教学过程中，结合数值模拟方法对地下工程变形和破坏进行数值模拟，不仅简单易懂，适用性强、经济型、可操作性和可重复性，而且能得到许多在常规实验中难以观测到的重要信息[17]。作者结合自身研究经历和积累的相关研究成果，在教学中想学生展示如何利用数值分析软件模拟不同类型的围岩变形破坏形式及不同支护方案对应的支护效果，并引导部分兴趣浓厚的学生进行实际操作训练。图3为模拟得到的跨断层隧道施工时的围岩破坏模式。
（5）采用虚拟现实技术增强学习兴趣。虚拟现实技术是运用计算机技术对现实世界进行全面仿真，能解决学习媒体的情景化及自然交互性要求，在教育领域内有着极其广阔的应用前景[18]。如图4所示，作者通过与校内其他院系教师合作，利用自行开发的软件，实现沉浸式三维环境中的体验式教学，有利于加深学生对地下工程的施工环境、施工过程和健康诊断等问题的理解，增强进一步学习兴趣。
（6）通过专题讲座拓展学生视野。为进一步调动学生学习的主动性，在教学过程中适当地引导学生参与一些专题讲座。同济大学每年会定期和不定期地邀请一些国内外专家学者和有经验的技术人员来开展学术交流，介绍隧道工程的最新发展动态和研究成果，在这些活动中，不仅能解答学生的一些疑惑，而且还拓展了学生视野和思路，并加深学生对隧道基本概念和基本原理的理解，进而提高对实际工程问题的分析与解决能力。
五、结语
《隧道工程》课程的教学内容涉及岩土与地下工程的勘查、设计、施工和养护等多方面的专业知识，是一门理论性、实践性和应用性均较强的课程。结合作者自身的教学经历，从该门课程教学特点和存在的问题出发，对课程教学模式和教学方法的改革做了初步的探索，从而适应新形势下对卓越工程师能力和技能培养的需要。
参考文献：
[1]蒋英礼，王劲松，刘伟.“地下铁道施工技术”课程教学改革实践[J].职业技术教育，2010，31（20）：56-58.
[2]李晓龙，郭成超.“隧道工程”课程教学模式探讨[J].中国电力教育，2011，（29）：96-98.
[3]杨春景，刘冉冉.关于隧道工程课程教学改革的探讨[J].教育改革，2012，（1）：32.
[4]施成华.隧道课程互动式教学方法的探索与实践[J].长沙铁道学院学报（社会科学版），2009，10（3）：87-88.
[5]杨建中.项目教学法在井巷工程课程教学中的应用[J].昆明冶金高等专科学校学报，2008，24（3）：94-98.
[6]王迎超，耿凡，胀成林，等.《隧道工程》课程的研讨式教学改革[J].教育教学论坛，2014，（15）：106-107.
[7]周德泉，王桂尧，刘宏利.“岩土与隧道工程”课程群建设与特色人才培养探讨[J].中国地质教育，2010，（4）：119-122.
[8]李天祺.隧道工程课程教学改革思考[J].中国建设教育，2010，5（9）：45-47.
[9]潘建平，汪小平，朱洪威.隧道工程课程教学改革探索[J].山西建筑，2011，37（30）：240-241.
[10]王迎超，靖洪文，耿凡.“隧道工程”课程教学改革思路探讨[J].煤炭高等教育，2013，31（6）：116-118.
[11]杨曙光.从课堂教学到网络视频教学――计算机辅助设计教学模式新探索[J].美与时代，2013，（8）：135-136.
[12]董增文，邓晓华，张华.研究性教学在工科教育中的实践与反思[J].高等工程教育研究，2013，31（5）：164-167.
[13]张典兵.现代大学研究性教学的内涵解读与实践路向[J].现代教育科学，2014，27（5）：24-26.
[14]王章琼，黄敏，王亚军.“隧道工程”课程研究性教学探索与实践[J].中国地质教育，2015，24（2）：28-31.
[15]徐义洪.高职《隧道工程施工与安全》课程教学模式探讨[J].黑龙江科技信息，2015，（15）：135.
[16]李晓龙，郭成超.“隧道工程”课程教学模式探讨[J].中国电力教育，2011，29（3）：96-98.
隧道工程的优缺点范文2
【关键词】高速公路；隧道开挖；技术分析
引言
高速公路施工中的隧道工程由于其特殊性成为施工环节当中难度最大、险度较高的一部分。在隧道工程建设中，包括确定隧道围岩等级、挖掘填埋、隧道支护以及防险排水等环节，每个环节都对施工提出了较高的要求。
1、高速公路隧道开挖施工技术方案
1.1施工作业安排
根据隧道设计结构和工程地质情况，施工基础程序可分为中导洞、中墙与二次衬砌。首先，中导洞掘进40～50米浇注中墙。其次，当中墙混凝土强度达到70%以上再进左洞。第三，右洞掌子面落后左洞按10m控制。前三步保证围岩变形基本稳定，此时可进行左右洞二次模筑衬砌。中导洞、中墙、左、右洞开挖、二次模筑衬砌五道工序形成了隧道施工作业面，保证隧道施工并行作业，从而大大提高了隧道施工进度。
1.2通风、电、水作业、防尘、和施工挂水
施工供风
在高速公路隧道施工中，由于施工环境密闭，施工过程需要提供相应的供风设施，为解决此问题，可在隧道进口安装安装2台20m3/min和1台10m3/min的空气压缩机以供风，送风口与开挖地面应当保持不大于15m的距离；出口安装2台20m3/min和1台10m3/min的空气压缩机以排风，同时采取压入式供风，在隧道中用3台轴流风机分别向中导洞、左、右洞送风，保证密闭施工环境中的风气循环，从而保障隧道施工用风。
施工供电
在隧道工程施工用电方面按照《公路隧道施工技术规范》JTJ042-94的有关要求进行架设电力线路以及安装各种电力设备等。为降低成本以及便于隧道施工，隧道工程应当利用附近的地方电网供电，在隧道进口安装一台315KVA变压器以及准备一台功率为220KW的发电机组备用，同时在出口处安装同样参数的设备。按照我国电力要求，隧道工程的动力设备采用三相380V，而采用220V的电压进行照明。在电力附属设备方面将漏电保护开关安装到所有线路上来确保安全。
施工用水
隧道工程中的施工用水可分为施工生活用水以及施工工程用水。施工生活用水应当保证水质达到饮用要求，为此可在水道出口右侧山脚挖水池进行收集水资源。为开拓水资源可在在距隧道拱顶30m以上的山顶各修建一座100m3高山水池，从中抽取山泉水，通过架设专用水道引入水道出口右侧山脚的集水池中作为施工生活用水；施工工程用水应当保证水质达到施工要求，也就是要求通过水质检验来排除不适用于搅拌砼的水源，即避免PH值小于4或者水质硫酸盐、氯化物含量超标以及水中含有其他对水泥凝结硬化有害的杂质的水石，因此这部分水源可借助电泵抽取电站水渠中的水进行储存，并在使用时通过架设专用水道引入专门的集水池中作为施工工程用水
④施工防尘
在隧道施工过程的开挖环节容易出现粉尘污染，为避免这一状况，施工需要采取湿式凿岩方案，也就是在隧道爆破后为了降低粉尘浓度应当立即大量洒水，通过这种方式降低隧道施工过程开挖环节的粉尘浓度，保证较为清洁的施工环境。
⑤施工排水
隧道施工过程中为了防止地下水和施工废水进入其中，需要进行排水施工作业。操作技术包括进口施工为反坡施工、出口施工为顺坡施工。保证两者之间的坡度为1.54%，排水方式有两种，一是可以通过自然坡道架设塑料管道把水自然流出洞外，二是挖掘水坑，通过放置抽水机和架设管道将水放出洞外。
2、高速公路隧道开挖施工的常用方法
高速公路隧道施工对地质要求较高，受地质变化影响大，一旦没有采取合适的措施，泥石流、塌方等事故极易发生。在当前的施工实践中，从施工造价及施工速度考虑，施工方法的选择顺序为：全断面法台阶法环形开挖留核心土法中隔壁法（CD法）交叉中壁法（CRD法）双侧壁导坑法；从施工安全角度考虑，其选择顺序应反过来。
2.1全断面开挖法
全断面开挖法就是按照设计轮廓一次爆破成形，然后修建衬砌的施工方法。适用条件：
I-IV级围岩，在用于Ⅳ级围岩时，围岩应具备从全断面开挖到初期支护前这段时间内，保持其自身稳定的条件。
有钻孔台车或自制作业台架及高效率装运机械设备。
隧道长度或施工区段长度不宜太短，根据经验一般不应小于lkm，否则采用大型机械化施工，其经济性较差。
全断面法施工特点：开挖断面与作业空间大、干扰小；有条件充分使用机械，减少人力；工序少，便于施工组织与管理，改善劳动条件；开挖一次成形，对围岩扰动少，有利于围岩稳定。
2.2台阶法施工
台阶法是先开挖上半断面，待开挖至一定长度后同时开挖下半断面，上、下半断面同时并进的施工方法；按台阶长短有长台阶、短台阶和超短台阶三种。近年由于大断面隧道的设计，又有三台阶临时仰拱法，甚至多台阶法。至于施工中究竟应采用何种台阶法，要根据以下两个条件来决定：
⑴初期支护形成闭合断面的时间要求，围岩越差，闭合时间要求越短；
⑵上断面施工所用的开挖、支护、出碴等机械设备施工场地大小的要求。
在软弱围岩中应以前一条为主，兼顾后者，确保施工安全。在围岩条件较好时，主要是考虑如何更好的发挥机械效率，保证施工的经济性，故只要考虑后一条件。
台阶开挖法的优缺点：台阶开挖法可以有足够的工作空间和相当的施工速度。但上、下部作业有干扰；台阶开挖虽增加对围岩的扰动次数，但台阶有利于开挖面的稳定。尤其是上部开挖支护后，下部作业就较为安全，但应注意下部作业时对上部稳定性的影响。
2.3环形开挖留核心土法
环形开挖进尺宜为0.5-1.0m，核心土面积应不小于整个断面面积的50%；开挖后应及时施工喷锚支护、安装钢架支撑，相邻钢架必须用钢筋连接，并应按施工要求设计施工锁角锚杆；围岩地质条件差，自稳时间短时，开挖前应按设计要求进行超前支护；核心土与下台阶开挖应再上台阶支护完成后、喷射混凝土达到设计强度的70%。
2.4双侧壁导坑法
侧壁导坑开挖后方可进行下一步开挖。地质条件差时，每个台阶底部均应按设计要求设临时钢架或临时仰拱。各部开挖时，周边轮廓应尽量圆顺。应在先开挖侧喷射混凝土强度达到设计要求后在进行另一侧开挖。左右两侧导坑开挖工作面的纵向间距不宜小于15米。当开挖形成全断面时应及时完成全断面初期支护闭合。中隔壁及临时支撑应在浇筑二次衬砌时逐段拆除。
2.5其他施工法
在高速公路隧道施工过程当中常常会遇到松散软弱的底层，为了有效降低支护围岩难度，可以采取分步施工方法，这种方法在一定程度上还能够稳定围岩；在高速公路隧道施工过程当中有时候会临时性的支撑围岩结构，比如在部分地段地质存在缺陷，非粘性砂土层过厚，这就需要在施工方法中采取超前支护方法，是指锚杆、钢管、钢板等附属物插入隧道开挖面的前方边界围岩处，以此来保证施工过程的安全性，避免隧道顶部塌陷。若将锚杆、钢管、钢板等附属物插入隧道开挖面的前方边界围岩处同时注浆加固，对围岩结构的支撑性能会大大提高。
结束语
总而言之，高速公路隧道施工工序繁杂、对地质条件要求高、对地质变化敏感，且各环节环环相扣。只有采取科学合理且具有操作性的施工技术才能确保隧道施工的成功。
参考文献
[1]程向明.隧道连续系统可靠性分析[J].中小企业管理与科技（上旬刊）.2012（06）：67.
[2]罗筠.岳家山隧道工程地质勘察与评价[J].交通企业管理.2011（05）：87.
隧道工程的优缺点范文3
关键词：运输方案；隧道工程；对比分析
中图分类号：U45 文献标识码： A
引言
根据国内瓦斯隧道的施工经验，不论是无轨运输还是有轨运输，其施工技术都是成熟的。只要施工中通风良好、瓦斯不发生积聚，将瓦斯浓度控制在安全浓度范围以内，就不会出现瓦斯燃烧爆炸事故，两种运输方式均能满足高瓦斯隧道施工要求。本文就观音山隧道有轨运输方案改为无轨运输方案做一个简单的分析和探讨。
一、观音山隧道工程概况
中铁十八局集团承建成贵铁路14标位于贵州省大方县和黔西县境内，该工程处于云贵高原区，海拔高程800～2400m，受多条深切峡谷切割及高原盆地影响，地势起伏较大。交通运输条件难度大。起讫里程为D3K408+878.24～DK443+972.4，线路全长33.931km。主要工程量有：区间路基土石方182.9万m?；特大桥12座8763.78m，大桥12座3434.66m，中桥4座329.62m，涵洞20座378.72横延米；隧道16座14094m；箱梁预制架设650榀，无砟道床66.88km。观音山隧道起讫里程D3K408+879～D3K413+175，全长4296m，为特长隧道，并于隧道出口端线路前进方向左侧30m设置平导一座，长2833m。隧道穿越地层主要为三叠系灰岩、泥岩，二叠系石灰岩、硅质岩夹页岩、页岩夹煤层以及白云岩，以IV级、Ⅴ级围岩为主，最大埋深300m，最小埋深3m。不良地质主要为岩溶、浅埋、煤层瓦斯、采空区、断层破碎带及危岩落石，隧道初始风险等级评定为“极高”。
二、观音山隧道瓦斯不良地质主要体现
隧道D3K410+340～640、D3K411+250～600两段通过二叠系上统龙潭组（P2l）泥岩、泥质粉砂岩、页岩夹煤层，据钻探揭示隧道通煤层5～8层，单层煤厚度0.2～2m，经深孔钻探测试，瓦斯含量：N2含量1.77～1.91ml/g，（CO2）含量1.77～1.91ml/g，（CH4）含量9.04～9.16ml/g，（H2）含量0.01～0.02ml/g，（C2～C6）含量0.03ml/g，瓦斯压力0.4MPa，煤层坚固系数（f）0.6～0.7，瓦斯放散初速度（P）为6.038～11.324，隧道通过含煤段落为高瓦斯隧道，对隧道施工影响大。根据深孔测试及收集资料反映，瓦斯压力P均没有超过0.74MPa，瓦斯放散初速度P仅部分≥10，煤的坚固性系数f普遍性大于0.5，故煤层不具有突出性危险。
三、原施工方案概述
全隧共设2个工区：进口工区及出口工区。
⑴进口工区：为非瓦斯工区，承担正洞施工1071m（D3K408+879～D3K409+950段），采用无轨运输方式，施工通风采取压入式通风。
⑵出口工区：为高瓦斯工区，其中平导承担平导段施工2833m（PDK410+350～PDK413+183段），承担正洞施工1400.685m（D3K409+950～D3K410+311.699、D3K410+784.534～D3K411+193.05、D3K411+767.623～D3K411+943.05、D3K412+134.539～D3K412+343.05及D3K412+496.6～D3K412+743.132段），采用有轨运输方式；出口工区正洞承担正洞段施工1824.315m（D3K410+311.699～D3K410+784.534、D3K411+193.05～D3K411+767.623、D3K411+943.05～D3K412+134.539、D3K412+343.05～D3K412+496.6、D3K412+743.132～D3K413+175），采用有轨运输方式，平导与出口工区贯通前均采用压入式通风，贯通后采用正洞进新鲜风，平导排污风的巷道式通风。
施工图各工区施工任务划分详见图1。
图1 施工图各工区施工任务划分图
施工方法：全隧以IV级、Ⅴ级围岩为主，其中Ⅲ级围岩1000米、Ⅳ级围岩2230米、Ⅴ级围岩1066米，施工方法多采用台阶法、台阶法+临时仰拱，特殊浅埋地段采用CRD法。
四、优化方案概述
为降低施工风险，减少施工投入，提高机械设备的工作效率，缩短施工工期，对施工图中工区及施工任务划分进行优化，优化后共设3个工区。分别为：①进口工区：为非瓦斯工区，承担正洞施工1361m（D3K408+879～D3K410+240段），采用无轨运输方式；②出口工区：为非瓦斯工区，承担正洞施工1475m（D3K411+700～D3K413+175段），采用无轨运输方式；③平导工区：为高瓦斯工区，其中平导承担平导段施工2593m（PDK410+590～PDK413+183段），承担正洞施工1460m（D3K410+240～D3K411+700段），均采用无轨运输方式。
优化后各施工工区施工任务划分图详见图2。
图2 优化后各施工工区施工任务划分图
五、优化前后方案对比
施工图出口工区正洞及平导施工均采用有轨运输，出渣采用有轨运输需二次倒运，出渣慢，衬砌不能及时施作，造成围岩暴露时间久，增大施工风险。特别是高瓦斯地段不能及时封闭，容易造成瓦斯大量逸出，大大增加施工风险。有轨运输转变为无轨运输，避免了台阶法施工出渣过程中的二次倒运，大大提高了机械设备的工作效率，大幅减少了出渣时间，有利于及时施作初支和二次衬砌，并同时加快了施工进度。采用有轨运输需在洞口设置充电房、调车场、检修场、转渣场等，需大面积场地。经现场堪察，观音山隧道出口紧接罗家垭口中桥0#桥台，桥位处为一条宽4m的排水沟，没有足够场地设置上述场地。有轨运输转变为无轨运输从根本上克服了有轨运输方式所存在的占地面积大、专用设备多等缺点，采用无轨运输洞口设施布置较灵活，占用场地少，可有效利用社会资源。
有轨运输与无轨运输优缺点比较表
无轨运输是目前隧道最常用的运输方式。它从根本上克服了传统有轨运输方式所存在的用人多、专用设备多、效率低、费用高等弊端，为高效、高产提供了较有力的运输保证。
对上世纪90年代～当前一段时期的国内施工的部分公路、铁路高瓦斯隧道施工运输方式进行统计如下：
国内部分高瓦斯隧道运输方式对比表
从上表可以看出，高瓦斯隧道现场实际施工中，有轨、无轨运输方式均有使用，并有大量成功的实例。
四、结论
结合观音山隧道任务重、工期紧等具体情况及在高瓦斯隧道方面的施工经验，采用无轨运输方式进行该隧道各工区施工，并通过采取一系列行之成效的技术保证措施、安全保证措施、严格的安全管理措施，安全、高效、快速完成该隧道建设。
结束语
采用无轨运输方式是目前高瓦斯隧道运输方式的发展趋势，这是因为通过设备防爆改造的实施以及技术、管理的进步，无轨运输方式既能满足高瓦斯隧道机电设备防爆安全要求，还能较大地提高运输效率、降低运输成本，为隧道施工高效、高产提供强有力的运输保证。
参考文献
[1]李其.龙溪隧道高瓦斯施工预防与实践[J].山西建筑.2010（01）.
[2]万国强.曹家庄瓦斯隧道施工技术方案[J].山西建筑.2010（02）.
隧道工程的优缺点范文4
关键词：岩溶隧道；超前探测；预报技术；地质灾害
1 前言
隧道与其他工程相比，其隐蔽性、施工复杂性、地质条件和周围环境的不确定性更加突出，大大增加了隧道建设的难度和施工风险[1-3]。随着国民经济的飞速发展，在岩溶地区修建的隧道及地下工程越来越多。由于岩溶发育地区往往是断层、节理、裂隙发育、岩层破碎的地段，兼具富水、高水压、不同规模岩溶（溶洞、暗河、溶隙、溶槽等）发育，地下水流通条件好、围岩破碎等诸多施工不利因素，施工中稍有不慎，常常发生突水、突泥、坍方、地表塌陷等突发事件，严重威胁着隧道施工安全。例如渝怀铁路武隆隧道岩溶涌水，圆梁山隧道岩溶涌水、涌泥，宜万铁路野山关隧道涌水等岩溶灾害严重影响了隧道施工进程，而且对施工人员的生命和施工机具的财产造成了巨大危害[4-7]。目前，避免岩溶地质灾害发生的最有效方法是做好超前地质预报工作[8-9]，提高预报的精度，准确预报出开挖前方不良地质体的类型、位置、规模和特征，在此基础上制定出相应的地质灾害预防措施。因此，超前探测预报在岩溶地区的隧道施工中的作用非常有价值，笔者主要探讨了几种常见的超前探测预报技术方法。
2 超前探测预报技术方法研究
2.1 超前地质预报的主要内容
超前地质预报工作的任务是准确探测出隧道开挖前方不良地质体的类型、位置、规模、特征，为隧道顺利施工和地质灾害的预防工作提供指导性的意见。因此，良好的超前地质预报结果应该包括以下2个方面。
（1）准确预报出前方不良地质体的具置和规模。这一点对于预报结果非常重要，如果预报结果与实际情况在位置和规模上相差太多，则对现场施工很难起到积极的指导作用。
（2）准确预报出不良地质体的类型和规律。不同类型的不良地质体对应着不同的预防措施，如果不良地质体的类型预报错误，预防措施不当，很容易造成地质灾害的发生。比如将充填型的地下岩溶误认为是洞穴型的地下岩溶，会造成高压突水、突泥等地质灾害的发生。
2.2 重要超前探测预报技术方法
目前，国内外的隧道施工都把掌子面前方地质情况视作为隧道安全生产的重要环节，根据大量的工程实际，目前对掌子面前方不良地质体的探测方法已有许多种。按照是否使用仪器进行分类，可以分两类：地质分析法和地球物理探测方法，其中地质分析法是隧道超前预报中的一项基本方法，常见种类有： 地面地质调查、隧道掌子面地质编录、超前钻探、断层预测法和地质经验法[14]等。地球物理探测方法主要以电磁反射波理论为主，主要仪器包括：TSP隧道地震探测、地质雷达探测、瞬变电磁法等。
2.2.1地质分析法
主要是根据隧道洞内外地质调查和隧道施工期掌子面地质条件调查结果，通过地质作图及其构造相关性分析，从而推断出掌子面前方可能存在的地质情况[18]。对于有经验的工程地质人员，该法是最为可靠的方法，有的文献甚至将其它一切探测技术列为地质分析法的辅助手段。
地质分析技术优点在于适用任何地质条件，方便快捷，结论可靠，性价比高。但是需要专业地质工程师，且工作量大，并且只能探测前方5m左右。个人专业素质和隧道作业条件对探测结构影响大。
2.2.2地质雷达技术
地质雷达的工作原理如下：高频电磁波以宽频带、短脉冲形式，通过发射天线被定向送入地下，经存在电性差异的地下地层或目标体反射后返回地面，由接收天线所接收。高频电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度与波形将随所通过的介质的电性特征及几何形态而变化。故根据接收波的旅行时间（亦称双程走时）、幅度与波形资料，通过对时域波形的采集、处理和分析，可确定地下界面或异常体的空间位置及结构。
但是地质雷达技术作为一种岩溶隧道的超前探测预报技术，也有其使用范围：1）目前国内还没有为隧道超前探测预报而专门设计制作的地质雷达，仪器密封性差，洞内不易防水、防潮、防尘，易造成仪器损坏，特别是没有专门的天线，操作起来费时费力，且效果不好；2）探测距离太短，一次只能探测5～30m；3）隧道内的环境条件与地质雷达的理论基础一半无限空间不吻合，加之洞内钢拱架、钢筋网、锚杆、钢轨等金属构件的影响，探测结果一般不太理想。
2.2.3 红外探测技术
红外探测的原理为用红外测温原理探测局部地温异常现象，并藉此判断地下脉状流、脉状含水带和隐伏含水体等所在的位置。红外探测属非接触探测。
红外探测技术优点在于适合含水岩层，操作灵活，费用低，对含水体、脉状流有较高的识别能力[31-32]。但是对水量及断层破碎构造不能预测。探测范围在30m左右。受作业环境（如灯源、风筒等）影响大。
2.2.4 TSP技术
TSP硬件系统主要由接收单元、记录单元和附件三部分组成，和其它各种反射波法一样，采用弹性波回声测量原理来探测掌子面前方的地质情况波，所产生的地震波以球面波的形式在围岩中传播。由于波的传播是一个球面扩散过程，所以一部分波会传到掌子面前方的围岩中去，当地震波遇到波阻抗有差异的地方，一部分波会被反射回来，一部分波会继续向前传播，波将依次传递下去，直到随着传播距离的增加和球面的扩大，能量足够小不能被接收到为止。通常，两侧介质的波阻抗差异越大，反射回来的能量越强，探测效果也越好。
TSP系统是专门为隧道与地下工程超前预报研制开发的设备，它是一种强有力的方法技术[34-36]。具有如下的优点：1）使用范围广，适用于极软岩至极硬岩的地质情况；2）预报距离长，能预报掌子面前方100～350m范围内的地质状况，围岩越硬越完整预报长度就越大。3）对隧道施工干扰小，它可在隧道施工间隙进行，即使专门安排此项工作，也不过30min左右。4）预报精度高，它所能反映出的地质体的宽度是根据采样间隔和岩体弹性波速来确定的，如采样间隔取40us，弹性波速度为5000m/s，则能预报出的地质体的宽度为0.2m。
3结论
（1）根据每种预报技术方法的特点，有机地选用或结合多种超前地质预报技术应该是我们的研究重点，如地质分析法、地质雷达技术、红外探测技术，超前水平钻孔技术、TSP技术等有机结合，可以使岩溶预报效果最大程度地满足施工要求。
（2）任何单一的预报手段都有其适用性与局限性，无法以不变应万变；而物探法也只有在以地质分析为基础的情况下，才能有的放矢，发挥更大的作用，忽略任何一方都将使预报效果大打折扣。因此，这两方面都是我们研究重点。
参考文献
[1] 叶樵. 长大复杂地质隧道大涌水地质灾害分析 [J]. 铁道工程学报， 2008（7）：65-68.
隧道工程的优缺点范文5
【关键词】：高速铁路、隧道、V级围岩、光面爆破
【 abstract 】 : introduces the passenger dedicated line into chongqing four party tablet tunnel construction process, the smooth blasting technology of the tunnel grade V rocks in the construction technology of the excavation, determined the grade V of the surrounding rock tunnel excavation smooth blasting scheme, analyzes the advantages and disadvantages in the construction process of, for high speed railway tunnel construction to provide the reference.
【 keywords 】 : high speed railway, tunnel, grade V surrounding rock, smooth blasting
中图分类号：U238文献标识码：A 文章编号：
1 工程概况
1.1 工程简介
中交二航局承建的成渝客运专线CYSG-3标段的四方碑隧道位于四川省内江市境内，隧区属丘陵地貌，地形坡度一般为15～25°，地面高程360～418m，起讫里程DK140+585~DK141+310，全长725m，其中V级围岩有496m，IV级围岩有159m。隧道表层为坡残积层粉质黏土；下伏侏罗系中统沙溪庙组泥岩夹砂岩,单斜构造。地下水水质类型为HCO3-Ca2+，地下水对混凝土结构具硫酸盐侵蚀，环境等级为H1。洞身泥岩质软，岩层近于水平，节理发育。隧道进、出口岩层风化带厚度较大。
V级围岩地质条件差，是隧道施工的安全高风险地段，因此，V级围岩开挖支护成为了四方碑隧道的施工难点。为保证在隧道V级围岩开挖施工过程中的安全与进度，提高施工效益，采用钻爆法开挖、光面爆破技术，衬砌类型为双线隧道复合式衬砌。
1.2 开挖方案
四方碑隧道V级围岩开挖施工分为台阶法和中壁（CD）法。每步开挖后均及时支护，隧底初期支护后及时施做仰拱，尽早封闭成环。
本文以实际施工中的台阶法开挖为例进行论述。
2 光面爆破施工技术
2.1光面爆破工艺流程
⑴ 确定光爆方案：地质条件调查初步爆破方案光爆参数选择洞眼分布设计。
⑵ 实施起爆作业：测量放样定位开眼钻孔清孔装填炸药起爆通风排烟排险检查光爆效果。
⑶ 参数动态修正：确定爆破设计后，先选取与隧道地质情况近似或一致的围岩进行光爆试验，起爆后根据光爆效果修改设计参数，根据新的设计参数对洞身围岩进行爆破，重复上述工作，不断地根据实际情况对光爆设计参数进行动态修正，保证光爆效果及施工安全、进度。
图1光面爆破施工工艺流程
2.2 确定光爆方案
由于地质情况的多变性和不可完全预见性，在同一断面爆破开挖过程中，可同时出现不同硬度的岩层，为了达到更理想的爆破效果，并不是全隧单一使用同一爆破方案，通常是根据岩层的实际情况调查后来对方案进行调整。
2.2.1地质条件调查
四方碑隧道V级围岩为弱风化泥质砂岩夹泥岩，属于软质岩，洞身整体置于该岩体内。
2.2.2初步爆破方案
根据开挖断面形式及地质情况，爆破器材选用：有水地段周边眼采用防水乳化炸药，无水地段采用2号岩石硝铵炸药，周边眼采用φ25mm规格的光爆专用炸药，人工钻眼，φ32×200规格的炸药，引爆非电毫秒雷管，非电毫秒雷管用1-17段非电毫秒雷管跳段使用，传爆材料采用导爆管、导爆索。
钻眼机具使用YT-28风枪，成孔直径48mm，通风装置为压入式通风机。
围岩每循环进尺3m，炮眼深度根据进尺长度，掏槽眼、底眼按3.1m取值，周边眼、崩落眼、辅助眼按3m取值。
装药结构
2.2.3光爆参数选择
在光爆试验前，通常可根据经验参数或相关技术规范的推荐参数进行光爆参数选择。四方碑隧道在光爆试验参数选择时参考了铁建设[2010]241号《高速铁路隧道工程施工技术指南》中的相关参数，如表1所示。
表1光面爆破参数
岩石类别 周边眼间距
E（cm） 周边眼抵抗线
W（cm） 相对距离
E/W 装药集中度
q（kg/m）
极硬岩 50~60 55~75 0.8~0.85 0.24~0.4
硬岩 40~55 50~60 0.8~0.85 0.15~0.25
软质岩 30~45 45~60 0.75~0.8 0.04~0.15
根据地质条件调查，四方碑隧道V级围岩属于软质岩，初步确定了试验光爆参数，如表2所示。
表2试验光爆参数
围岩等级 岩石类别 周边眼间距
E（cm） 周边眼抵抗线
W（cm） 相对距离
E/W 装药集中度
q（kg/m）
V级 软质岩 40 60 0.67 0.132
对于软质岩，E值应偏小，W值应偏大。
炸药单耗以2#岩石炸药进行经验取值，上台阶断面面积为64.5m2，下台阶断面面积为75.2m2，周边眼经验数据均为0.55kg/m3。通过公式q=QEW计算得到装药集中度分别为0.132kg/m。
2.2.4洞眼分布设计
通过对试验光爆参数的选择，按照光爆参数进行炮眼布置，如图2所示。
图2炮眼布置图
2.3 实施起爆作业
2.3.1 测量放样
使用全站仪确定开挖方向和标高，在掌子面用红油漆标示轮廓线。
2.3.2 定位开眼
按炮眼布置图标示各种炮眼所在位置，控制误差在5cm以内。
2.3.3 钻孔
将风动凿岩机就位，在标示的炮眼位置钻孔。控制各种炮眼位置误差在5cm以内。
2.3.4 清孔
装填炸药前应将炮眼内的岩粉、积水清理干净，并检查炮眼深度、角度、方向，对不符合要求的炮眼进行处理。
2.3.5 装填炸药
分片分组按炮眼布置图自上而下进行装填炸药，周边眼采用小直径药卷连续装药结构，如图3所示。其他炮眼采用连续装药反向起爆装药结构。
所有炮眼都采用泡泥堵塞，周边眼堵塞长度取35cm，其他炮眼堵塞长度不小于1m。
图3小直径药卷连续装药结构示意图
2.3.6 起爆
起爆联接网络采用复式网络，起爆前爆破员对起爆网络进行检查，导爆管不得打结、拉伸，各炮眼雷管连接段数一致，且同一断面起爆顺序应由内向外。
2.3.7 通风排烟
爆破后进行通风，吹散炮烟后，经检查确认空气合格且等待时间在15min以上，准许作业人员进行爆破点进行下道工序作业。
2.3.8 排险
在作业前对瞎炮、残炮进行检查处理，处理瞎炮、残炮在爆破员的直接指导下进行，无擅自处理情况，爆破员做好交接和记录工作。
2.3.9 检查光爆效果
爆破后检查光爆效果，V级围岩无大的剥落、坍塌，轮廓符合设计要求，掌子面平整。
2.4 参数动态修正
在初次试验光爆或每次开挖光爆之后，根据检查记录和实际效果对光爆参数进行修正了改进，以便更好的控制开挖轮廓线、超欠挖以及围岩稳定性，保证施工安全。
根据对现场实际情况的统计，及时正确地修正周边眼参数，更好的控制开挖轮廓线，缩小超欠挖的范围，具体如下：
⑴ 周边眼分布设计完成后，在钻孔过程中注意避免将炮眼布置在围岩薄弱处，个别地点调整周边眼的数量和间距，防止围岩出现坍塌。
⑵ 适当调整周边眼到轮廓线的距离，可以更好的控制软岩地质的光爆轮廓线，一般取值8~15cm较为理想。
⑶ 适当增大周边眼最小抵抗线到70cm，控制相对路基E/W在0.6左右，软岩光爆效果较为理想。
3 总结
V级围岩地质条件较差，在台阶法和中壁（CD）法进行开挖的过程中，光面爆破对开挖轮廓线和围岩稳定性有较大的积极作用，削减了薄弱岩层对钻爆作业的负面影响，通过实际运用光面爆破技术进行开挖作业以后，相比传统矿山爆破技术，光面爆破在很大程度上保证了超欠挖情况符合规范及验标要求，不但提高了安全爆破的稳定性，而且使得在开挖过程中避免了大块岩石难以搬运的情况，使施工进度得到相应提高。光面爆破在客运专线隧道V级围岩开挖的成功应用，标志着软弱围岩施工工艺的提升和进步，对今后隧道软弱围岩开挖的施工有着重要的意义。
参考文献
[1] 铁建设[2010]241号.高速铁路隧道工程施工技术指南[S].
[2] 韦爱勇.工程爆破技术[M].2010.
隧道工程的优缺点范文6
关键词:明挖隧道，基坑，主体结构，配筋设计
1 工程概况
本明挖隧道工程呈南北走向，隧道两端与盾构段相连。地理位置在广州市番禺区榄塘村和东沙村一带，地形开阔平坦，多为果园、农田、菜地、水塘。起讫里程为:YDK21+887~YDK23+278，隧道长1391m，存车线长264m，隧道单线总长3046m，总建筑面积约17800m2。
本工程采用明挖隧道法施工，隧道埋深在3.0m~7.0m之间。线路最大纵坡10‰，最小纵坡2‰。线间距为7.789m5.0m11.864m变化。本工程线路变化频繁，隧道附属设施较多。
2 工程设计技术及创新要点
1)地铁区间隧道与新光快速路工程结合建设，减少工程投资。由于待建设的新光快速路是番禺区南北走向60m宽的城市快速主干道，地铁三号线汉市区间隧道沿此道路，地铁工程充分利用新光路的红线范围作为工程用地和施工用地。这样两项工程同用一块地，地铁工程节约施工用地约2.8万m2，并实行统一征地减少较多征地、借地的繁琐过程，争取施工工期。在地铁隧道施工完毕后按路基要求及标高回填土方，减少了路基施工对隧道结构造成的影响。线路设计时结合路面标高，合理调整隧道纵剖面设计，考虑隧道覆土控制在2.5m~4.5m之间，有效地控制外荷载，使主体结构断面更合理，降低工程造价。
2)隧道基坑采用放坡大开挖，部分采用搅拌桩加固或土钉支护，取得了良好的经济效益。隧道所经之地多为果园、农田、菜地、鱼塘，基坑边只有少量三层、四层的民房，且地铁区间隧道与新光快速路合建，因此给放坡开挖提供了充足的施工用地。在基坑南端地段受用地、邻近构筑物的影响采用了土钉墙支护。此方
案比同等条件下采用Φ1.0m钻孔桩加内支撑围护减少工程投资约980万元。
3)区间线路复杂，隧道附属结构多。由于从汉溪站到市桥站区间总长为6km多，行车速度为100km/h~120km/h，除长1.3km明挖段，其余均为盾构法隧道。明挖段中部左线外侧设置了约260m长的临时存车线，在存车线起、终点处设置了左右线单渡线，还有地铁区间必要的附属结构:轨排井、联络通道、水泵房、废水池、风机房、跟随所等。
4)首次采用土建结构断面扩大、渐变作卸压，解决减弱压力变化率，满足了运营要求，提高了乘坐的舒适度。由于单渡线及存车线设置，出现多个左右线互通的大断面，通风系统模拟计算显示，若不对压力突变的地点进行特别处理，列车高速通过中间风井时车头的最高压力变化率将达到990Pa，车尾的压力变化率也将达到640Pa，这已经大大超出了标准要求，压力变化率过高将导致乘客耳膜产生刺痛不适感觉。通过分析压力变化率，在存在压力突变的隧道段对卸压方案进行比较。综合运营、经济、施工各方面的优缺点，采用在突变点后100m隧道段断面扩大、渐变的卸压方案，即结构断面的净宽度及净高度沿隧道纵向渐变，此方案增加土建设计及施工难度，但运营安全性较高，将为以后的地铁运营节省成本。行车速度不受影响，为今后类似工程提供了可借鉴的范例。
