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隧道工程结课论文设计-隧道照明设计浅谈

隧道工程结课论文设计-隧道照明设计浅谈
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硕士研究生课程

?隧道工程?结课论文

院(系): 土木工程与建筑学院专业:建筑与土木工程

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日期:2014年月日

隧道照明设计浅析

【摘要】隧道照明不同于一般道路照明,有其明显的特殊性和重要性,对隧道的交通安全起着至关重要的作用。隧道照明具有隧道外亮度差极大、空气污染严重、空间有限、噪音大、震动大等特点。隧道的照明要根据这些特点来设计解决。且隧道具有缩短里程、节省时间、提高交通运输效率、节省用地和有效保护生态环境等优点,但伴随着隧道照明设施的规模及数量与隧道的运营电费和维护费用必将越来越大、越来越高。因此,在当前我国能源紧、用电缺口巨大的形势下,做好隧道照明的节能也有很重要的意义。来本文重点介绍隧道照明的主要特点及照明设计方法、影响隧道照明因素、隧道照明应注意的问题及隧道照明节能措施。【关键词】隧道照明;照明设计;照明节能

一、隧道照明的特点

隧道照明具有以下特点:隧道外亮度差极大、空气污染严重、空间有限、噪音大、震动大等。隧道照明的设计不同于道路照明,尤其在白天晴天的时候隧道外的亮度差别极大(通常相差几百到几千倍),驾驶员进入隧道时,从外部向隧道看是一个黑洞(对长隧道而言)或一个黑框(对短隧道而言);白天驾驶员通过较长的隧道接近出口时,看到的是一个刺眼的炫亮白洞。为了消除黑洞和白洞现象,必须在隧道的入口和出口使路面的亮度达到一定水平,即加强照明;隧道由于车辆排除的烟气,受到汽车前照明灯的照射,光线被烟雾吸收形成光散射现象,造成光幕,从而是前方的障碍物与路面、侧壁亮度对比减弱,使驾驶员识别障碍物的能力下降,所以隧道基本段的亮度也要比普通路面高,而且隧道灯具的布置还应该尽量减少频闪现象。

二、隧道照明设计

人眼对光的适应特性:从眼睛构造可知,视细胞有锥体细胞和杆体细胞两种,这两种细胞对光的感受性是不同的,杆体细胞对光的感受性很高,而锥体细胞对光的感受性很低。在明亮的环境下(亮度达到10cd/m2),主要由锥体细胞参与视觉工作,这种视觉状态称为明视觉;在昏暗的环境下(亮度在10-2~10-6cd/m2),主要由杆体细胞参与视觉工作,这

种视觉状态称为暗视觉;亮度在10~10-2cd/m2时,杆细胞和锥体细胞同时工作。锥体细胞和杆体细胞对光的敏感性不同,锥体细胞对555nm 的光敏感性最大,杆体细胞对507nm

的光敏感性最大。

眼睛不但在下能看清物体,在月光下也能看见物体,这主要是由于锥体细胞和杆

体细胞相互交换工作、瞳孔的大小变化以及视网膜上的化学变化等因素有关。当视觉环境亮度有较大幅度变化时,视觉对视觉环境亮度变化顺应时的感受性称为适应。适应有

明适应、暗适应两种。人从黑暗处进入明亮环境时,最初会感到刺眼,而且无法看清周围的景物,但过一会儿就可恢复正常的视力,这种适应叫明适应。人从明亮的环境进入暗处时,在最初阶段将什么都看不见,逐渐适应了黑暗后才能区分周围物体的轮廓,这种从亮处到暗处人们视觉阀限下降的过程就称为暗适应。明适应和暗适应所需的适应时间视具体情况有长有短,一般说来明适应所需时间短,暗适应所需时间长。

在设计隧道照明时,要考虑到人的明适应和暗适应因素,重视过渡空间和过渡照明的

设计。为了满足眼睛适应性要求,在隧道入口需作一段明暗过渡照明,以保证一定的视力要求。隧道出口处因适应时间很短,一般在1s 以,故可不作其它处理,况且隧道照明

不同于其它道路照明,存在以下几种特殊的视觉问题:

(1)进入隧道前(白天):由于隧道外的亮度差别极大,因此从隧道外部去看,照

明很不充分的隧道入口会看到“黑洞”现象。

(2)进入隧道后(白天):汽车由明亮的外部进入即使不太暗的隧道以后,要经过一

定时间才能看清隧道部的情况,这称为“适应滞后”现象。

(3)隧道出口处:在白天,汽车穿过较长的隧道接近出口时,由于通过出口看到的

外部亮度极高,出口看上去是个“亮洞”,会出现极强的眩光,驾驶员感到极不适应;夜间与白天正好相反,隧道出口看到的不是亮洞而是黑洞,这样驾驶员就看不清外部道路的线型及路上的障碍物。

以上这几种特殊的视觉问题给隧道照明提出了较高的要求。有效解决这些视觉问题,可从以下几方面着手。

1、隧道照明的设置

隧道照明可划分为引入段、适应段、过渡段、基本段和出口段等五个区段照明,其每个区段照明的作用:

引入段:消除“黑洞”现象,使驾驶员在洞口处能辨认障碍物;

适应段:进入隧道后,驾驶员能很快适应并消除“黑洞”现象;

过渡段:驾驶员逐渐适应隧道部照明;

基本段:隧道部基本照明;

出口段:在白天,使驾驶员能逐渐适应出口处的强光,消除“亮洞”现象;在夜间,使驾驶员能在洞看清外部道路的线型及路上的障碍物,消除出口处的“黑洞”现象。

隧道照明的设计亮度以白天和夜间两种不同情况来确定,白天照明的隧道,其照明区段的划分和路面最低亮度可按照下列照明渐变图和表1如下:

照明渐变梯度图(白天)

表1区段照明长度及路面最低亮度

注:(1)上表是以隧道口部环境亮度为4000cd/m2为基本亮度拟定的,如果洞外亮度大于或小于4000cd/m2表值应乘以系数k0。K0=洞外环境亮度/4000

(2)当洞口没有减光措施时,要考虑缩短或取代引入段。

(3)当设计速度超过80km/h 时应作专门研究。

隧道照明的设计是以亮度作为衡量指标的。但在设计方案的计算当中,我们还必须引入照度的指标进行参考。照明要求的亮度是分白天和夜间两种不同情况。隧道出口和入口的照明设计应达到一定的照度标准。在白天,隧道出口段的亮度和入口段的亮度,应比隧道基本照明亮度值高;在夜间,则相反,应低于隧道基本照明亮度值;当隧道外有路灯照明时,隧道路面亮度值不得低于露天亮度值得2倍。

2、照明光源及灯具

照明光源及灯具的选择是否适当是隧道照明质量有无保证的关键。隧道照明的光源,除应满足在隧道特定环境下的光效、光通量、寿命及工作特性、光色、显色性和控制配光的难易程度等要求外,还应选择在汽车排烟形成的烟雾中仍能保证有良好能见度的光源。因此,通常情况下,应使用在烟雾中有较好透视性的低压钠灯或高压钠灯,如果是短隧道或柴油车比率较小的隧道,烟雾会少些,亦可使用显色性相对较好的荧光灯。隧道出入口的照明,可选用光通量高的高压钠灯。选择照明器时应注意选择尺寸合理、耐腐蚀性强、不易老化、防潮和防喷流的灯具。照明器应有较好的配光性能,避免眩光,可采用专用的隧道灯。隧道基本照明及夜间照明标准列入下表:

注:(1)平均照度换算系数:13(混凝土路面);22(沥青路面)

(2)当设计车速超过80km/h 时应作专门研究。

3、照明灯具的布置

隧道照明灯具的布置,除考虑亮度分布外,还要考虑闪光、诱导性、灯具维修方便,其布置形式主要有三种,即相对排列、交错排列和中央排列。为了避免灯具不连续直射光由侧面进入驾驶室造成“闪光”的不快感,应尽量不将灯具装在侧面,而装在隧道顶部两侧或中央,且安装高度应在路面以上4m 为宜。照明灯具呈线形分布,在一般情况下路面亮度均匀度不应小于0.35。

在照明灯具的选用上,一般分为一般照明、应急照明、特殊灯光照明这三种情况,根据不同的情况要选用不同的照明灯具。

(1)一般照明

一般照明包括保证隧道正常行车所必需的基本照明和消除出入口“白洞”和“黑洞”效应的加强照明。隧道基本照明布灯方案为:两侧交错布灯,间距为10m,灯具安装于距路面中心5.3m处的隧道侧壁上。为了美观,加强照明灯具的安装高度同基本照明保持一致,并均匀布设于基本照明灯具间。

按规要求一般照明为一级负荷。根据《民用建筑电气设计规》(JGJ/T 16-92)第11.8.6条要求:“特别重要的照明负荷,宜在负荷末级配电盘采用自动切换电源的方式,也可采用由两个专用回路各带约50%的照明灯具的配电方式。”显然,“在负荷末级配电盘采用自动切换电源的方式”不适于隧道照明,本隧道采用“由两个专用回路各带约50%的照明灯具的配电方式”。这样即使在有一路电源或一台变压器检修或故障的情况下,也能保证隧道最少有一半灯具正常点亮,不会引起整个隧道一般照明灯具全部熄灭而对高速行驶的车辆造成危险。

隧道的照明根据各区段在不同环境下的亮度要求及交通量进行控制。通过隧道、外设置

的亮度监测仪和环形线圈来检测隧道口附近的光强,并通过隧道的交通量来控制各区段的照明亮度,使驾驶员尽快适应隧道、外的光强变化,消除因光强变化所引起的视角障碍,从而达到既满足隧道的亮度要求,保证行车安全,又能延长灯具使用寿命和节约能源的目的。根据《公路隧道通风照明设计规》(JTJ 026.1-1999)要求“入口段加强照明白天分晴天、云天、阴天、重阴4级控制,基本照明分夜晚交通量大、交通量小2级控制,出口段加强照明分白天、夜晚2级控制”。

(2)应急照明

大部分驾驶者在进入隧道时一般会开启车灯,但是还有部分驾驶者在进入一般照明全开启的隧道后会关闭车灯,这样做存在着很大的危险。虽然我们前面所说的一般照明是按照一级负荷来供电的,但是也不排除两路电源同时故障的可能。如果一般照明断电的话,没有开启车灯的车辆在隧道这样一个狭小的空间高速行驶其危险性就不言而喻,会发生由于司机的恐慌而引起追尾、碰壁等一系列交通事故。而设置了应急照明的隧道就完全可以降低此类事故的发生,当一般照明断电时,还有一部分应急照明灯具继续工作,虽然亮度较一般照明低,但是足以使司机采取一系列的安全驾驶措施,如:开启车灯、减速等。

应急照明的设置有以下几种方案:(a)从布灯方式上分为利用基本照明灯作为应急的方案和单独设置应急灯的方案。这两种方案都可以满足要求,由于大部分隧道采用高压钠灯照明,而高压钠灯(包括其它气体放电灯)断电后再起动时间较长(5~8min),很难作为应急照明灯。现在国外在采用高压钠灯作为照明光源在隧道中的常规做法是单独设置应急灯,这样会造成重复投资,并且影响美观。因此采用的是利用基本照明灯作为应急照明的方案。平时应急照明作为基本照明的一部分,当基本照明出现故障后应急照明灯继续工作,以保证隧道行车安全。(b)从应急电源选用上有集中设置应急电源和分散应急电源方案。分散应急电源一般应用于规模较小的建筑中,而在大型建筑中由于应急灯具数量较多,考虑到

维护和投资方面的因素,一般采用集中应急电源装置。集中应急电源装置一般有EPS(应急电源)、UPS(不间断电源)和发电机几种。因启动发电机启动时间较长,不满足《公路隧道通风照明设计规》(JTJ 026.1-1999)第4.9.1条“长度大于1000m的隧道应设置应急照明系统,并保证照明中断时间不超过0.3s。”的规定,因此设计中发电机作为应急电源的方案不予考虑;而由于隧道的特殊环境要求,并且从节能、寿命的方面考虑,最终应急电源选用了EPS装置。采用高压钠灯等气体放电光源作为隧道应急照明尚无先例,通过试验证明高压钠灯在中断供电时间大于5ms的情况下,部分产品有熄灭现象,一旦熄灭再启动时间更长。基于常规的EPS装置切换时间(市电转应急)为0.1s,为了满足隧道应急照明能正常可靠的工作,设计要求EPS装置的切换时间小于5ms。(c)疏散及诱导照明。当隧道发生火灾时,产生的大量烟雾将笼罩在隧道顶部,并且随着气流方向向前推进。大量烟雾将会使隧道亮度急剧下降,因此对人员、车辆的疏散极为不利,可能使疏散的人员及车辆发生二次灾害。基于上述原因,隧道应设置疏散及诱导照明。采用LED光源,间距为10m,其中每40m设一盏疏散指示灯,以便火灾状态下指示人员安全快速地离开现场。每120m设一盏蓝色疏散指示灯,提醒司机保持与前车之间的安全距离。

疏散灯为长明灯,不受控制;诱导灯正常情况下常亮,当发生事故时,通过隧道监控中心下发指令,将诱导灯调为闪烁状态以提醒司机谨慎驾驶。疏散及诱导照明电源由EPS提供。(3)特殊灯光照明

在一般照明灯的安装高度,于隧道每侧安装一排蓝色的投光灯向洞顶投射,将洞顶整体照亮,形成“蓝天”的基本色调。再用图案灯将预先制作的“白云”等图像投射到隧道顶部,来形成“蓝天”“白云”的效果。道路两侧,合理设置了一些仿真植物等景观,并给以适当的泛光照明,目的是更能逼真地再现室外自然环境。这样,一幅美仑美奂的“蓝天白云”效果就形成了,驾车穿过,有穿越时空的感觉,同时,这些仿真植物等景观的设置,还可以起

到行车诱导作用。

4、照明供电

隧道照明由于突然停电或其它原因而熄灭时,在全黑的情况下容易造成危险事故。因此,隧道照明的供电电源要求较高,一般应有两个独立电源供电,并设应急照明,应急照明亮度值不得低于基本亮度值的1/10,且应急照明必须有独立的供电系统。

三、隧道照明节能措施探讨

1、隧道照明系统设计中存在的问题

为确保高速公路隧道行车安全,国家已明确规定了高速公路隧道各段照明的平均照度值,但是高速公路隧道照明由于受灯具设备的选型与安装、道路几何与隧道走向、路面状况、隧道壁反射特性等多方面因素的影响,隧道照明平均照度值计算变得非常复杂,从而影响到隧道各段照明的平均照度值。高速公路隧道照明系统设计方案中普遍存在以下问题:①高速公路隧道照明系统建设投资成本费用高。②高速公路隧道照明系统投入使用后,运营能耗大。

③高速公路隧道照明系统投入运营后,维护、维修工作量大费用高。

2、隧道照明现有控制方式及存在的问题

国目前对隧道照明设备的控制方式主要有三种:手动控制模式、分时段进行的时序控制模式和分级控制模式。在实际使用中最常用的方案是采用分级控制模式,即根据气候条件、隧道外的照度及交通流量进行控制分级。其工作原理是:通过隧道外设置的照度检测仪,检测隧道入口处外的光强度,并辅以车流量等其他信息,分级控制整个隧道各段的灯光照明强度使驾驶员能尽快适应隧道外的光强变化,消除因光强所引起的视觉障碍,减少事故的发生。现有照明控制模式在实际运行中存在着相当大的电能浪费。为了保证车辆的通行安全,隧道照明系统的设计采用保守的预估方法。对洞外照度的设计是以全年洞外最大亮度和最高行车时速来确定隧道各段的灯具功率和灯具分布密度。而在实际运行过程中,照明强度一般远远

小于设计参数,因此照明系统的节能设计还有很大的改进空间。此外,在照明控制过程中因线路布线回路的限制,只能做到2~3级人工或自动控制对于如天气、车速、车流量等参数只是在设计阶段给予以最大值考虑,最终各段的照明照度也始终处于最大值状态,无法对整个隧道的照明进行自适应控制。因此这种传统设计与使用的隧道照明系统存在着大量电能浪费问题。

3、隧道照明节能方法

隧道照明节能包含照明设计节能和管理节能等方面,其中照明设计节能是最重要的节能措施,它包括采用新颖的、可靠的设计理念和合理的标准值,以及采用高效光源、高效灯具、增大光反射系数和照明控制节能等。

(1)采用先进的隧道照明控制和管理系统

现在高速公路隧道照明系统控制,都采用时间控制器方法进行控制,即设定某时开白天灯,某时开夜晚灯。一年365d,白天与夜晚时间是变化的(即夏季日照长、冬季日照短),而时间设定控制为固定的,不能根据隧道外实际照度对比值进行控制,造成隧道照明系统电能浪费。若要隧道管理人员经常到现场修改设定控制器开关时间,它将增加隧道管理人员工作量和维护费用。在隧道实际运营过程中,隧道照明取值与车速、车流量、洞外光照有密切的关系。隧道照明控制参数研究的一个目标,是在确保安全的前提下,实现隧道照明的高效节能。隧道照明节能综合控制系统,以检测得到的洞外亮度、车速、车流量等交通参数为输入,以照明节能控制器为执行设备,开发照明节能控制系统。该系统能够根据交通参数和环境参数,自适应调节控制灯具亮度,在保证安全行驶条件的前提下,实现灯具照明的最优控制。

(2)确定合理的隧道照明设计标准值

在机动车交通量和设计行车速度一定的条件下,现行的隧道照明系统的设计基准一洞外

亮度的取值大小将直接关系到入口段和过渡段亮度取值大小,也即与隧道照明节能、营运电费、工程投资和行车安全有关。因为洞外亮度随当地的气候、季节、时刻、隧道朝向、隧道入口的视野环境,如绿化、植被等有关。据研究表明,当其他条件不变时,洞外亮度值的改变对电费和设备费用影响很大。所以应通过调查分析、实测比较、理论分析和在光气候理论基础上,考虑洞外植被情况、当地光气候特点等合理地确定洞外亮度值。另外基本照度也应该根据现场环境和各种交通参数进行确定,从而达到节能的目的。

(3)使用新型的照明灯具和光源

目前,国隧道灯具多采用白炽灯、荧光灯、高压钠灯、低压钠灯等,大多存在光带窄、配光质量不够、能耗高、质量稳定性差、寿命短等问题。普遍使用的高压钠灯发黄光,也导致隧道照明的视觉效果不佳,影响行车安全。因此,采用新型照明灯具和合理的控制系统对保证隧道经济安全运行有着十分重要的意义。无极灯、LED灯等新产品引起了人们的日益关注。这些产品应用于隧道照明,除满足隧道对灯具光效、光通量、寿命及工作特性、光色、显色性和配光控制难易程度等主要要求外,还能节约运行和维护成本,实现稳定经济运行。因此可从隧道照明光源:高压钠灯、金属卤化物灯、无极荧光灯(电磁感应灯)、节能灯、LED 灯中,利用反应时间实验等确定隧道照明光源。

(4)增大光反射比

如果选择合适的灯具及其安装角度,并且增大顶棚和墙壁的反光比,山] 隧道顶棚、墙和路面之间的多次反射,估计可使隧道照明反射光增量系数将比表面未作处理的隧道约增人20%,即节电20%左右。

(5)管理节能

管理节能丰要是指对隧道光源、灯具等按规定进行维护,即对灯具进行定期清洁工作,对光源和附件进行检修,尤其是检查气体放电光源的无功补偿电容有无击穿,此外还需要对

照明控制装置进行调整等。总之,对隧道照明系统进行维护的目的是提高照明灯具的维护系数,使照明系统处于良好的工作状态下,使隧道照明系统不但满足照明要求,而且达到节能要求。

隧道照明节能的方法和措施,在国隧道已有进一步的应用和研究。随着高速公路的建设越来越深入山岭地区,隧道建设的日益增多,隧道照明节能将越来越受到社会公众及相关管理部门的重视,更需要及时、认真地研究和解决相关技术和管理问题,使节能效果真正在实际运营中得以显现。

四、结语

综上所述,隧道照明所涉及到的主要因素有:路面的平均亮度,路面平均亮度分布的均匀度,眩光程度和闪光作用。灯具布置的诱导性、灯具及光源的选型、照明的连续性等,这些在设计中均应加以考虑。由于隧道照明有其特殊性和重要性,考虑不周、设置不当都容易诱发交通事故,危及人身安全,因此对隧道照明应引起足够的重视。且在当下环境污染严重,资源紧的情况下,采用有效的照明节能设计,更能优化设计,节约成本,推行可持续发展的宗旨。

【参考文献】:

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桥梁隧道工程论文 1.1铺装层脱落。造成铺装层脱落的原因有很多,施工人员对于工程的外观的美观性过于重视,但是对于工程本身的施工质量却相对忽视,在施工操作时不能按照相关的施工规范进行施工,这会导致隧道铺装层产生裂纹、松动和脱落现象。 1.2钢筋锈蚀。很多施工人员对于钢筋的保护意识比较淡薄,没有采取相应措施对钢筋进行保护,在钢筋暴露在空气中的时候没有对钢筋进行涂层操作,或者是涂层操作的规范性比较差,钢筋暴露在空气中容易与空气中的氧气和水发生反应,容易造成钢筋的腐蚀。另一方面,在施工人员按照要求对钢筋采取保护措施的情况下也不能完全保证钢筋不会受到腐蚀。钢筋在很多过程中都会发生不可预知的损伤,例如:储藏和运输中发生磕碰现象都会对土层造成一定的破坏。 1.3裂缝。道路桥梁隧道施工中一个重要的施工材料是混凝土,混凝土结构中裂缝是非常常见的,这个现象会对施工的质量产生不良的影响。如果混凝土质量不达标或者是施工人员没有严格按照施工规范进行操作都会使混凝土出现裂缝。当然,混凝土出现裂缝的原因也有很多,例如:施工人员对混凝土施工强度没有清晰的认识,这样会造成混凝土在空气中暴露的时间过长,在对混凝土进行配料时没有按照相关的标准进行配制,浇灌时用力不合理,后期的管理和养护不是很到位等都是造成混凝土裂缝的主要原因。

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4.3明洞段 (51) 4.3.1 明洞衬砌设计 (51) 4.4 洞门 (52) 4.4.1 洞门设计 (52) 4.4.2 洞门计算 (53) 4.4.3 洞门验算 (54) 第五章防排水设计 (58) 第六章通风照明设计 (59) 6.1 通风设计 (59) 6.1.1 设计概述 (59) 6.1.2 设计计算 (59) 6.1.3 计算基本信息参数 (60) 6.1.4 需风量计算 (61) 6.2 照明设计 (67) 第七章路面及装饰 (69) 7.1 路面结构 (69) 7.2 装 (69) 第八章施工组织设计 (70) 8.1 监控量测 (70) 8.2 施工进度计划 (70) 8.3 施工方案 (70) 8.3.1 施工方法 (70) 8.3.2 施工组织安排 (71) 8.4 施工注意事项 (73) 结论 (75) 致谢 (76) 参考资料 (77)

隧道 论文

金竹林隧道施工中产生的问题 1 文献综述 1.1隧道概况 金竹林隧道全长3249m,位于云南省大关县与彝良县的交挢处。地处乌蒙山区,属四川盆地至云贵高原的过度地带,高中山峡谷地貌。 隧道进口为双线车站大跨段,位于块 石堆积体中,并穿越团山断裂带,积土 较厚。大跨段设有全圆格栅钢架,拱部 超前小导管注浆。隧道衬砌断面多,进 口段双线车站485m有7种不同的衬砌断 面,单线隧道中有14种不同的衬砌断面。 进口主体工程完工用时21个月,共施工1313.5m,其中双线车站大跨段485m,单线825.5m。最高月成洞133m。出口端与金竹林大桥相连,桥台施工与隧道施工相互影响较严重。隧道内涌水较大,且出口为反坡施工,抽水困难,隧道围岩复杂,部分围岩非常软弱,节理发育,容易坍方。出口端,计155m为坡积层,采用长管棚施工。出口施工共计22个月,完成1935m,平均月成洞88m,最高月成洞137.5m。 1.2技术方案 金竹林隧道在建成以后,尚未投入运营 时,隧道内出现多处大量渗水现象,未下雨时 是渗水,下雨时是喷水,路面积水严重。对于 空洞较大的地段,采用泵送混凝土进行回填, 对于渗漏水严重的地段,采取注浆封堵,并对 整条隧道进行凿槽引排。 在隧道部分地段存在有空洞,时间一长就形成了暗藏的“蓄水池”,造成隧道内都出现渗漏水现象,于是在现场施工中采用泵送C15 混凝土进行回填。因隧道进出口端渗漏水现象非常严重,从而决定在对中墙上方围岩进行压密注浆,对其

上方围岩裂隙进行充填,堵塞渗水通道。[1] 金竹林隧道受地质构造影响,隧道穿越地层围岩节理裂隙发育,稳定性差,由于初期支护抗力不够,引发坍方段及前方断层破碎,其主要为“滞后工作面坍方”。最后处理该问题,采用密排小导管超前支护方案,即沿隧道开挖轮廓线密排布设小导管,利用小导管的支护抗力,按新奥法施工原则进行安全施工。由于各坍方段地质、土压力均有所差,所以每段采取的方法细节上都有不同。[2] 金竹林隧道均处在古滑坡地质区,与岩层走向基本平行一致。出口段右洞二衬施工完成后,在进行左洞深部开挖时发生坍方,导致右洞YK49+890~YK50+933段43 m范围内的二衬拱部出现了不同程度的裂缝。 经过一系列研究,最后确定破裂区设计采用小导管钻孑L单液注浆补强,中间严损段(YK50+904~916)重新换成钢筋混凝土拱,两端裂缝段(YK49+890~YK50+904,YK50+916—933)进行环氧树脂浆液处理的方案。小导管注浆及换拱处理后效果较好。经过长时问的监控量测确定隧道的变形达到稳定时,再采用环氧树脂进行注浆法修补二衬裂缝,使裂缝封闭。[3] 综上三个为金竹林隧道施工中所产生的问题,经过研究,已得出很好的解决办法。 2 技术思考 隧道内排水一般均采用排水沟方式,类型主要有中心排水沟和路测排水沟,

隧道工程施工论文

● 1 洞门的作用[1] 隧道洞门的作用体现在以下几个方面: (1)隧道洞门可以减少洞口土石方开挖量。洞口段范围内的路堑是根据地质条件以一定坡率开挖的,当隧道埋至较深时,开挖量较大,设置隧道洞门可以起到挡土墙的作用,减少土石方开挖量。 (2)稳定边坡、仰坡。修建洞门可以减小引线路堑的边坡高度,缩小正面仰坡的坡面长度,使边坡及仰坡得以稳定。 (3)引离地表水流。地表水流往往汇集在洞口,如不排除,将会侵害路线,妨碍行车安全。修建洞门可以把水流引入侧沟排走,确保运营安全。 (4)装饰洞口。洞口时隧道唯一外露部分,是隧道的正面外观。修建洞门可以起到装饰作用,特别在城市附近、风景区及旅游区内的隧道更应配合当地的环境,给予艺术处理,进行美化。 ● 2 隧道洞门设计形式[2] 根据隧道洞口所处的地形、地质条件,洞门形式也有所不同,主要有如下几种: 2.1 洞口环框 当洞口石质坚硬稳定(I-II级围岩),且地形陡峻无排水要求时,可仅修建洞口环框,以起到加固洞口和减少洞口雨后滴水的作用。

2.2 端墙式(一字式)洞门 端墙式(一字式)洞门是最常见的洞门。它适用于地形开阔、石质较为稳定(II-III 级围岩)的地区,由端墙和洞门顶排水沟组成。端墙的作用是抵抗山体纵向推力及支持洞口正面上的仰坡,保持其稳定。洞门顶排水沟用来将仰坡流下来的地表水汇集后排走。 2.3 翼墙式(八字式)洞门 当洞口地质较差(IV级及以上围岩),山体纵向推力较大时,可以在端墙式洞门的单侧或双侧设置翼墙。翼墙在正面起到抵抗山体纵向推力,增加洞门的抗滑及抗倾覆能力的作用。两侧面保护路堑边坡,起挡土墙作用。翼墙顶面与仰坡的延长面相一致,其上设置水沟,将洞门顶水沟汇集的地表水引至路堑侧沟内排走。 2.4 柱式洞门 当地形较陡(IV级围岩),仰坡有下滑的可能性,又受地形或地质条件限制,不能设置翼墙时,可在端墙中部设置2个(或4个)断面较大的柱墩,以增加端墙的稳

隧道工程施工论文安全风险管理论文

隧道工程施工论文安全风险管理论文 摘要:隧道施工安全风险管理可以反映隧道工程中设计理念是否合理可行,施工过程中监管力度是否符合要求,它是一项多元化,多方面的工程,还在逐步成长的过程中不断摸索前行,需要相关部门的一起研究,将安全管理提升到施工最重要的位置。 关键词:隧道工程;施工安全;风险管理 引言 随着基建工程大规模建设,导致导致管理力量稀释。其中隧道工程由于施工风险因素多,潜在的危险也会对隧道工程的施工造成十分巨大的损失,隧道工程施工安全管理形势严峻。实施有效的隧道工程施工安全风险管理理论可以将隧道工程的风险程度降到最低值,故此,对隧道工程进行安全风险管理势在必行。 1 工程概况 黔江区北部环线光明隧道工程的修建可以解决3万人的出行和1万人的消防问题,也连接了官坝和北门两个片区,方便了这两个片区人民群众的出行,同时黔江区北部环线光明隧道工程的建设将完善老城区的路网骨架。 重庆市黔江区北部环线光明隧道位于黔江主城区,光明隧道(官坝至北门)起于官坝阳光花园,终点位于北门长征北路(北门安置区路口),全长477.134m,其中K0+070-K0+374段为隧道,全长304m,为单洞双向双车道隧道。两侧入口引道长173.134m。道路标准路幅宽度为18m,隧道宽度为11.4m。 2 主要工程项目的施工方案、施工方法及施工工艺 2.1 总体施工方案 按照新奥法原理组织施工,遵从设计意图和原则,实施光面爆破、预裂爆破等控爆新工艺,及时进行喷锚支护,围岩量测。拟从进口单向掘进施工,Ⅳ、Ⅴ级围岩地段采用台阶开挖法,二次衬砌均为衬砌台车全断面衬砌,隧道采用无轨运输。 开挖采用三臂液压钻岩台车钻孔,非电毫秒雷管微差起爆,ITC312装碴机装碴,15t以上自卸车出碴,自制喷锚支护作业平台进行湿喷混凝土初期支护作业。仰拱、填充、铺底超前衬砌,二次衬砌紧跟,衬砌采用液压整体台车,泵送混凝土浇筑。其它附属工程平行作业跟进,实现隧道综合进度。通风采用混合压入式机械施工通风。 隧道主体结构采用复合式衬砌,洞口采用加强段衬砌。洞口破碎带及浅埋带采用超前支护(管棚或超前小导管),隧道初期支护一般由挂钢筋网、喷混凝土和锚杆组成,并增设格栅支撑加强支护。 2.2 隧道施工采用主要方案内容 2.2.1主要方案及设备选配 围岩较好地段采用凿岩台车掘进,围岩差的地段采用台阶法开挖,简易钻爆台车、YT-28风

隧道毕业设计开题报告

题目:吴家庄隧道结构设计与施工方案设计 一、隧道工程概论 交通是国家基础建设重要的设施,在国民经济发展中占有十分重要的地位。世界各国经济发展经验表明,快速的交通网是经济发展必不可少的条件。 改革开放以后,国民经济蓬勃发展,运输量大幅度增长,原有的铁路和公路通行能力不足的矛盾日益突出,迫切需要提高公路等级和技术标准,高速公路将成为中国公路建设的主流。过去公路在云、贵、川等山区,由于受到当时的经济实力和技术水平,通行时多采用盘山、绕行,如位于川藏线上“怒江72拐”,很少采用隧道方案。但高速公路对线型和坡度有特殊要求,盘山和绕行的方案已经不能适应快速、舒适、安全等要求了。 因此,公路越岭必然要求越来越多的采用隧道方案,这既能克服地形和高程障碍,改善线路,提高车速,缩短里程,节约燃料,节省时间,减少对植被的破坏,保护生态环境;又可有效防止落石、塌方、雪崩和崩塌等自然条件,提高了行车的安全性、可靠性和舒适度,同时又能和当地环境相协调级保全自然景观。 隧道技术的发展表明:今后隧道技术的研究方向为非爆破的机械化施工、合理规划与环境保护、设计可靠合理、使用安全的方面。我国是发展中国家,经济和技术力量基础还不太强,在隧道技术开发研究时,应在引进同时,立足于国家技术力量,提高我国的隧道技术水平。 二、隧道工程特点及技术难题 隧道工程施工过程通常包括:在地层中挖出土石,形成符合设计轮廓尺寸的坑道;进行必要的初期设计和砌筑最后的永久衬砌,以控制坑道围岩变形,保证隧道长期地安全使用。在进行隧道施工时,必须充分考虑隧道工程的特点,才能在保证隧道安全的条件下开速、优质、低价地建成隧道建筑物。隧道工程的特点,可简要归纳如下: (1)整个工程埋设于地下,因此工程地质和水文地质条件对隧道施工的成败起着重要的、甚至是决定性的作用。 (2)公路隧道是一个形状扁平的建筑物,正常情况下只有进、出口两个工作面,施工速度比较慢,工期也比较长,往往使一些长大隧道成为控制新建公路通车的关键工程。 (3)地下施工环境较差,甚至在施工中还可能使之恶化,例如爆破产生有害气体等。

初期支护隧道工程优秀论文.

初期支护隧道工程优秀论文 2019-11-21 1初期支护施工技术 本隧道施工采用暗挖喷锚构筑法施工,具体的支护结构采取为:Ⅳ级围岩采用φ42超前导管(超前支护)+φ25中空注浆锚杆和φ22早强砂浆锚杆+钢筋网+H14格栅拱架+喷砼支护;Ⅲ级围岩采用φ22药卷锚杆+钢筋网+喷砼支护。支护施工流程采取为,先沿开挖轮廓线施作超前导管,开挖后立即喷射混凝土3~5cm进行临时支护,然后打设锚杆、挂钢筋网、架设钢拱架,完成后复喷砼至设计厚度,进入下一循环。 1.1锚杆施工 本隧道工程的锚杆采用了φ25中空注浆锚杆和φ22药卷锚杆,锚杆的布置范围和间距根据施工情况进行确定,并根据钻孔情况作出标记。本工程采取YT28风钻钻孔进行钻孔施工,在钻孔前在钻杆上标明锚杆的长度,以便控制钻孔深度,钻孔完后采用高压风吹孔,吹尽孔内积水和岩粉。对于本工程的中空锚杆施工,要求φ25中空注浆锚杆由全螺纹中空杆等关键配件组成。 1.2钢拱架施工 采取全站仪准确测设格钢拱架位置(位于隧道法线方向),并用红油漆准确标注拱顶、拱脚和边墙等控制点位置,设置足够的定位锚杆。初喷砼后,安设钢拱架,沿预先标注点对正安设。安设纵向连接钢筋:钢架与钢架之间用直径为φ22mm的螺纹钢筋沿着纵向连接起来,环向间距为1.0米,增强钢架的整体稳定性。为保证钢拱架的稳定性,可在边墙钢拱架接头处设两根长3.0m的φ22药卷锁脚锚杆。 1.3喷射砼施工技术 为了进一步减少粉尘,全面提高喷射砼的质量,隧道采用湿喷法施工,砼在洞外拌合站拌合,砼罐车运输至洞内卸入TK-961湿喷机料斗,人工抱喷嘴湿喷。 (1)材料及配合比。水泥采用425#普通硅酸盐水泥。每立方米用量 380kg,使用前做强度复查试验。砂采用人工砂,要求砂粒的平均粒径为 0.35~0.5mm,细度模数大于2.5,含水率为5~7%,使用前过筛。碎石要求采用的粒径在15mm以内,含水率控制在2%,级配良好,使用前筛洗干净。施工所采用的水,要求其不含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质,不得使用污水,PH值小于4的酸性水和含硫酸盐量按SO42-计超过水重1%的水,使用前进行水质分析。经试验确定,喷射第一层时可采用水泥:砂:石=1:2:(1.5~2),水灰比0.4~0.5。

隧道工程论文-谈谈你对隧道工程的认识

论述我国隧道工程在设计、施工的现 状和发展趋势 核心提示:随着科技的进步,我国隧道工程的建设日益增多且对工程施工要求也越来越严格。为了从根本上提高我国的隧道工程建设,必须实现隧道工程的机械化。将机械化与施工技术和施工工艺科学的结合,是隧道工程发展的必然趋势,本文主要针对该情况,对隧道工程机械进行了分析,首先介绍了国内外常见的集中隧道施工方法,然后结合实际情况,对常用的隧道工程机械进行了阐述,最后分析了我国隧道工程机械的发展趋势。 关键词:隧道工程施工方法工程机械现状工程机械发展 当今我国科技与经济高速发展,机械渗入各个领域,尤其是在隧道工程以及矿山工程中,逐渐的被用于具有危险性的高强度的工作中,成为社会生产生活必不可少的工具。并且新科技、新工艺、新材料的应用促使了我国工程机械的快速发展,逐步实现了设备自动化以及智能化,提高了施工的效率,降低了成本。本文主要以隧道工程为例,介绍了工程机械的应用与发展。随着技术的不断发展和运营的需要,铁路、公路隧道趋势是越修越长、越修越宽,技术越来越难、越复杂。铁路、公路隧道的修建涉及到结构、防排水、岩土、地质、地下水、空气动力、光学、消防、交通工程、自动控制、环境保护、工程机构等多种学科,是综合复合技术,需要多学科进行联合研究、进行攻关。 1隧道工程施工方法 - 1 -

1.1钻爆法隧道施工 在钻爆法施工中主要的施工流程为开挖、凿孔及爆破;在工作过程中,要注意支护、通风照明、防尘等。现阶段的钻爆法隧道施工主要采用了新奥法支护、锚喷支护和光面控制爆破,主要采用的机械有: 1)凿岩机械。现在的工程机械已经逐渐的步入了液压化,而且技术趋于成熟。高科技使用到凿岩工程机械中,例如气动凿岩机的基础理论、测试技术的采用,大大的提高了工程机械的性能;现代波动力学、减振、消声和新材料应用,通过改变活塞的几何形状,达到最优能量传递的效果,采取扩大活塞直径等措施,提高了机械的冲击频率以及零件的使用寿命。 2)装渣及运输机械。在隧道工程施工中,工程中出渣作业占了整个掘进作业循环时间的40%,因此对装渣及运输机械的选用是提高掘进工作的重点。 国外的先进运输机械和牵引设备正由有轨向无轨发展,通过隧道装渣系统实现快速施工,提高了工作效率。我国的隧道施工机械发展较国外还不是很成熟,主要的运输车辆有斗车、斗式列车,槽式、梭式矿车,梭式汽车、自卸汽车和胶带输送机等。 1.2现代盾构掘进施工 在现代盾构掘进隧道施工中,主要采用的工程机械是盾构掘进机械。该机械具有一个可以移动的钢结构外壳(盾壳),内装有开挖、排土、拼装和推进等机械装置,采用了液压、机电控制、测控等技术,实现了开挖、支护、衬砌等多种作业的一体化施工,在欧美等国被广泛的使用,其中以德国、美国、日本技术的盾构掘进机械最为先进。 1.3隧道联合掘进施工 - 2 -

隧道论文

《地下与隧道工程技术》 结业论文论文题目:梯子山隧道施工工艺及质量保证 系部: 专业名称: 班级:学号: 姓名: 指导教师: 完成时间:年月日

目录 前言??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4 1 工程概况???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4 1.1 地理位置及平纵断面?????????????????????????????????????????????????????????4 1.2主要设计标准???????????????????????????????????????????????????????????????????????4 1.3衬砌结构???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4 2 施工总体安排????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 2.1施工阶段???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 3 各分项工程施工顺序及主要项目?????????????????????????????????????????????????5 3.1 各分项工程施工顺序???????????????????????????????????????????????????????????5 3.2 主要项目施工方案???????????????????????????????????????????????????????????????5 3.2.1 穿越104 国道段施工方案????????????????????????????????????????????5 3.2.2 明洞段施工方案????????????????????????????????????????????????????????????6 3.3导洞施工????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 3.3.1 基底处理???????????????????????????????????????????????????????????????????????6 3.3.2中墙衬砌????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 3.3.3中隔墙顶部填充????????????????????????????????????????????????????????????6 3.3.4中隔墙右侧支顶????????????????????????????????????????????????????????????6 3.3.5中隔墙顶部围岩加固?????????????????????????????????????????????????????7 3.4主洞施工???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 3.5钻爆方案???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 3.5.1放样布眼???????????????????????????????????????????????????????????????????????7 3.5.2定位开眼???????????????????????????????????????????????????????????????????????8 3.5.3 钻眼??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8 3.5.4 清孔??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8 3.5.5 装药??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8 3.5.6联结起爆网路????????????????????????????????????????????????????????????????8 3.6初期支护???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8 3.6.1喷射混凝土????????????????????????????????????????????????????????????????????8

关于隧道工程施工安全论文.doc

面的影响,施工的难度较大,从而对技术具有较高的要求。然而在实际当中,一些施工队伍往往达不到实际施工的要求,从而使施工中存在着严重的安全风险,引发了安全事故。如云集隧道建设的过程中,其中有600余米的部位,出现了垮塌的现象,经过专业人员的分析之后发现,造成这一问题的主要原因,是在施工的过程中,衬砌层未能一次建设完成,而是在施工时,分别从拱形的两侧进行浇注,浇注完成之后合缝的,导致合缝的效果不是很好,依然存在一些未连接的区域,使衬砌层的承重能力不高,在受到一定外力的情况下,出现了垮塌的事故。 ③施工人员的安全意识较差。在建筑项目施工的过程中,人员的安全意识往往非常的重要,良好的安全意识,可以有效的避免安全风险出现。 3、隧道施工安全风险的评估 在隧道工程施工的过程中,为了使隧道更加安全的建设,在施工之前,必须要对施工的安全风险进行评估。这一过程中,

主要由两步骤构成: ①资料收集阶段。在隧道施工的过程中,往往需要地质、天气、气候等多方面的资料,这些资料准备情况的好坏,会直接影响到下一步骤的进行。因此,在收集的过程中,不同内 容的资料需要有不同的人员进行收集,以确保资料的准确性。 ②资料分析阶段。当资料收集完成后,邀请隧道安全风险方面的专家对这些资料进行分析,推测出该工程当中可能出现的安全风险,以及影响这些安全风险的主要原因,为施工中的预防奠定了良好基础。评估体系如表1所示。 4、隧道施工安全风险管理的方法 4、1构建完善的风险管理体系 为了使隧道施工的安全得到保证,必须要构建出完善的风险管理体系。首先,可以对现有的风险管理体系进行研究,寻找出其中良好的部分与不足之处,对于良好的部分来说,可以继续进行应用,而对于不足之处而言,则需要根据隧道施工安全风险的实际情况,将其补全;其次,可以加强对国外良好的管理体系进行学习,取其精华、去其糟粕,并结合我国隧道工程建设的实际情况,制定出符合我国利用的风险管理体系。在完善后的管理体系当中,要根据安全风险引发因素的不同,详细的介绍每一种风险的防范对策,使隧道工程施工时,能够降低安全风险的出现几率。 4、2加强对地质预告工作的管理

隧道毕业论文

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北京交通大学 毕业论文 公路隧道仰拱及洞身衬砌施工 指导教师王迎春 学生姓名王琪 专业名称土木工程 班级学号 2015年5月 毕业论文承诺书与版权使用授权书 本人所呈交的毕业论文是本人在指导教师指导下独立研究、写作的成果。除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 本毕业论文是本人在读期间所完成的学业的组成部分,同意学校将本论文的部分或全部内容编入有关书籍、数据库保存,并向有关学术部门和国家相关教育主管部门呈交复印件、电子文档,允许采用复制、印刷等方式将论文文本提供给读者查阅和借阅。论文作者签名:_________________ ______年_______月______日 指导教师签名:_________________ _______年_______月______日 目录 一、工程简介

二、公路隧道仰拱及洞身衬砌施工 1、施工组织管理及人员配置 2、施工机械设备 3、施工场地布置 4、施工工艺流程 、隧道仰拱施工 、隧道二次衬砌 5、工程质量管理体系及保证措施 6、安全生产管理体系及保证措施 7、环境保护、水土保持保证体系及保证措施 8、文明施工、文物保护措施 实习总结 参考文献 附录1 附录2 一、工程简介 1、工程概况 本工程位于浙江省温州市乐清市淡溪镇,双角尖隧道为分离式隧道,左洞进口桩号为ZK119+370,位于R=3670m的曲线上,出口桩号为ZK121+810,位于R=1400m的曲线上,隧道纵坡进口为%(米),出口为%(米),隧道全长2440米(进口明洞17米,出口明洞17米,S-Va196米,S-Vc20米, S-IVa55米, S-IVb650米, S-IVc315米,S- IIIa1170米)。右洞进口桩号为K119+430,位于R=3650m的曲线上,出口桩号为 K121+805,位于R=1650m的曲线上,隧道纵坡进口为%(2320米),出口为%(55

地铁隧道工程施工论文地铁隧道防水论文

地铁隧道工程施工论文地铁隧道防水论文 浅谈地铁隧道浅埋暗挖施工降水技术 摘要:浅埋暗挖隧道施工成功与否的关键在于地下水的处理。某隧道工程实施了洞外管井降水,效果显著,创造了良好的经济效益,同时为同类地铁隧道施工提供了理论依据和经验数据。并结合实践经验归纳、总结出了有效的解决对策,为后续类似问题的解决提供参考和借鉴。 关键词:地铁隧道;浅埋暗挖;降水 在经济高速发展的当今社会中,人们的工作和出行节奏变快,城市交通要求快捷方便,为了解决这一交通问题,许多城市在地面无法满足交通需求的情况下往往选择向地下空间发展,而地铁是当今社会公认的解决城市交通枢纽问题的唯一途径。浅埋暗挖法是在距离地表较近的地下进行各种类型地下洞室暗挖施工的一种方法;浅埋暗挖法具有灵活多变、不拆迁、不影响交通、不破坏环境、综合造价较低、隧道支护结构强度高等优点,在地铁隧道施工中,由于城市建筑物、管线等原因,需要对一些隧道进行暗挖法施工,必须保证在无水的环境中作业,那么暗挖隧道施工降水技术就显得至关重要。该技术主要是设计大口径、大间距降水井,用潜水泵抽水使局部地下水位降至施工作业面以下,达到无水施工,这为同类地铁施工提供了降水方法和理论依据。 1 工程实例

某地铁工程隧道顶部覆土层:主要为杂填土及素填土层、砂质粉土层。该地层土体较疏松,自稳性较差;受地表水补给,地下水位在地表下约 1.5m。隧道洞身穿越土层主要为砂质粉土夹粉砂,弱透水性,中密状为主,薄层状构造,下部多夹粉砂、细砂薄层。土体渗透性相对较好,在10-4cm/s~10-3cm/s数量级左右,土层饱和水情况下,扰动易液化,另外若出现流沙、管涌均会造成开挖面失稳。下卧层主要为砂质粉土层。该工程所处地层的水平和垂直渗透系数不同,水平渗透系数较大,水力联系较强,垂直渗透系数较小,所以在暗挖隧道的两侧施做咬和桩旋喷桩和深孔。地表注浆止水帷幕与两端明挖基坑的围护结构连接,形成封闭结构,截断地下水补给。 2 方案选择 原方案采用深井降水,但大部分降水井的出水量很小,降水效果达不到施工要求。为了使洞内开挖能在无水的条件下进行,同时更好地控制沉降,采取了洞内轻型井点、地面深井降水的联合降水系统,详见图1。 井点系统的涌水量按降水井理论进行计算。该工程地下水表现为第四系松散岩类潜水,主要赋存于场区浅部人工填土及其下部砂质粉土层内,具有各向异性特别是浅部填土层约2m厚,透水性良好,下部粉性土层透水性较弱。可按无压非完整井进行计算。 2.1 井点管埋深计算 H=3.7+1.0+1/10×0.5=4.7m取5.0m。

公路隧道工程施工中的难点及技术分析论文【最新版】

公路隧道工程施工中的难点及技术分析论文 作为公路隧道施工建设的重点和难点,施工技术和施工质量会直接影响公路的使用功能和使用寿命,由于公路隧道具有隐蔽工程量大、作业空间受限、地质条件复杂等诸多特点,因此我国在公路隧道工程的建设方面还存在着不足之处,随着公路隧道的广泛应用,复杂的隧道施工技术也对施工人员的技术水平提出了更高的要求,因此进一步加强对其的研究非常有必要,并采取有效的措施解决问题,从而不断提高公路隧道工程的质量,促进公路建筑发展。基于此本文分析了公路隧道工程施工中的技术的相关方面。 1公路隧道施工的特点分析 隧道工程是公路建设中不可避免需要建设的工程,但是因为隧道自身的特点,导致隧道施工具有很大的难度,而且施工的工艺也相对复杂。隧道施工的特点具体表现在以下几点:第一,在隧道工程建设中不可预知的因素众多,其中最为主要的就是隧道施工区域的地质条件,通过对以往施工工程的调查发现,在施工之前虽然会采取相应的地质勘察工作,但是对于全部的地质情况还是没有足够的了解以及控制,对于隧道工程建设区域存在的泥石流、瓦斯底层等地质不能够有效的预测,对隧道工程的有效进展造成了许多阻碍。第二,针对建设区域的地质变化而言,因为隧道工程对于原有地质结构特点产生一定

的破坏,对于该区域内的地质变化情况不能提前预知,使得整个隧道施工工程具有一定的危险性,也因此我国隧道工程建设中常有塌方等危险事故发生,工程的安全性不高。第三,工程各个施工环节具有一定的隐蔽性,因为隧道施工技术应用中,每一个技术环节都是环环相扣的,一项施工环节结束后,后续施工工作马上开展,这样后续工作会直接覆盖前面施工环节,同时也为工程质量的检验工作带来了一定的难度,往往工程建设中出现的问题很难在第一时间发现,最终对整个隧道工程的施工质量造成严重的影响。 2公路隧道施工的常用方法 随着社会的发展,公路隧道得到很大发展,同时对于施工地质要求也是越来越高,如果没有采取有效的措施解决问题,非常容易引发一系列的塌方、泥石流等事故。就目前的情况来看,公路隧道施工中已经通过勘测技术对其进行防治,但是也只能在一定程度上对其进行避免,不能完全的防止,因此还是会对工程质量造成很大影响,对此为了确保工程顺利进行,保障工程质量,需要采取合适的方法,主要包括以下几点。 2.1分部施工法 进行公路隧道施工的时候经常会出现底层松散的现象,对此通常

隧道工程论文

隧道工程论文 为期九周的隧道工程课程终于结束了,通过这一段时间对隧道的学习,我受益匪浅。课上闫老师系统地为我们讲解了隧道工程各项内容,包括隧道的勘测设计、主体及附属结构、围岩分级及围岩压力、隧道的支护结构计算以及隧道的施工方法等等,再加上自己暑期也在隧道施工现场实习过一段时间,所以,自己对隧道工程的理解得到了进一步的加深。这次,老师布置的隧道论文是描述隧道的四种结构设计模型。虽然这四种结构设计模型我们在课堂学习的比较少,但是通过查阅相关的资料,我大概知道了隧道的主要设计模型及其相关内容,这四种模型包括作用——反作用模型、收敛——约束模型、连续体模型和工程类比法模型。虽然对这四种模型没有进行深入的学习,但是结合课堂知识,以及自己的理解,再联系相关的资料,我对此有了一定的认识。下面就对这四种模型一一进行阐述。 连续体(或不连续体)模型 七十年代中期以来,随着电子计算机的广泛应用,特别是有限元,边界元,杂交元的等方法的推广,为连续体模型在隧道中的应用创造了条件。喷锚支护这类以“主动”加固岩体为机制的支护型式,以及以这种新型支护技术为背景的新奥法的应用,使连续体模型得以发展。在这种模型中,围岩和支护系统不再作为相互作用的两个方面,而是作为一个联合系统加以考虑,计算的目的在于分析由于开挖引起的地应力重分布和由此产生的变形和围岩稳定性问题,支护手段是作为“连续体模型”的一种边界条件来考虑的。在荷载反力模型和收敛约束模型中,主要检算对象是衬砌支护系统。在连续体模型中,计算的对象主要是岩体本身。这种连续体模型,在强调围岩支护共同作用的同时,目前国内外尚无与之相对应的安全度评价标准,缺乏明确的定量设计依据以及围岩稳定性判据,以致在进行洞室的有限元计算得到支护应力及围岩塑性区范围后,无法判定设计的支护强度是否合理。近年来,追求高精度、能考虑多种因数的有限元电算,已经成为各设计和研究部门的首选,许多大型重要工程都用了不止一种有限元程序进行电算。本来采用有限元等方法是一种更精确的定量分析方法,但其计算结果多数都没有用到工程实践上,只能为设计人员和方案决策者提供一个定性的参考,往往求得的只是一种心理上的安全感,面对研究部门提供的科研成果和现行设计规范之间的差异,工程设计人员感到茫然而不知所从。 为了将连续体模型得出的计算结果能够为工程设计人员所用,有人提出了用相应的数值积分理论将连续体模型求得的有限元高斯积

地铁盾构隧道毕设论文

地铁盾构隧道毕设论文 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】

石家庄地铁一号线北宋站~谈固站区间隧道土层的物理力学参数 表1 土层的物理力学参数 计算原则: (1)设计服务年限100年; (2)工程结构的安全等级按一级考虑; (3)取上覆土层厚度最大的横断面计算; (4)满足施工阶段,正常运营阶段和特殊情况下强度计算要求; (5)接缝变形在接缝防水措施所能适应的范围内; (6)成型管片裂缝宽度不大于; (7)隧道最小埋深处需满足抗浮要求; 采用规范: (1)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002); (2)《地下工程防水技术规范》(GB50108-2001); (3)《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299-1999); (4)《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300-2001); (5)《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》(GB50308-1999); (6)《盾构法隧道施工与验收规范》(GB50446-2008); (7)《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)。

方案确定 明挖法施工对城市地面交通和居民的正常生活有较大影响,易造成噪音、粉尘及废弃泥浆等的污染,且工期较长。由于本工程位处地区附近有很多居民居住,地面交通复杂,故不适合选择明挖法施工。 矿山法适用于硬、软岩层中各类地下工程,特别是对于中硬岩中。本工程要求工期较短,且地下水丰富,矿山法堵水较为繁琐且占用较长工期;隧道穿过地层为砂土和砾石层,矿山法对围岩的破坏较严重。因此不选用矿山法施工。 本工程设计隧道内径为,内径较大,顶管法适宜中小尺寸管道,管道顶进困难,考虑到场地以及经济效益的影响不选用顶管法施工。 区间工程地质条件较为复杂,地下水丰富,工程的工期要求较紧,附近也有大量居民走动,地面交通复杂。采用盾构法施工可以很好的发挥它的优点,充分满足工程的要求,最终确定本隧道区间采用盾构法进行施工。 衬砌选型 盾构隧道衬砌用管片按材料可分为钢筋混凝土管片和铸铁管片、钢管片,复合管片。 钢筋混凝土管片有一定的强度,加工制作比较容易,耐腐蚀,造价低,是最为常用的管片形式,但是较为笨重,在运输、安装施工过程中易损坏。 铸铁管片强度高,易铸成薄壁结构,管片质量轻,搬运安装方便,管片精度高,外形准确,防水性能好。但是管片金属消耗量大,机械加工量也大,价格昂贵。由于铸铁管片具有脆性破坏的特性,不宜用作承受冲击荷载的隧道衬砌结构。 钢管片的优点是重量轻,强度高。缺点是刚度小,耐修饰性差,需要进行机械加工已满足防水要求。成本昂贵,金属消耗大。 复合管片外壳采用钢板制成,在壳内设钢筋,浇注混凝土,组成一个复合结构,这样其重量比钢筋混凝土管片轻,刚度比钢管片大,金属消耗量比钢管片小,缺点是钢板耐腐蚀性差,加工复杂冗繁。 钢筋混凝土管片型式中,有箱型管片和平板型管片。箱型管片常用于大直径的隧道。在等量材料的条件下,与平板型管片相比,箱型管片能做到抗弯刚度大、管片之

隧道施工技术论文

隧道施工技术论文 前言 通过这一段时间对隧道的学习,我受益匪浅。课上任老师系统地为我们讲解了隧道工程各项内容,包括隧道的勘测设计、主体及附属结构、围岩分级及围岩压力、隧道的支护结构计算以及隧道的施工方法等等,再加上自己暑期也在隧道施工现场实习过一段时间,所以,自己对隧道工程的理解得到了进一步的加深。这次,老师布置的隧道论文是描述隧道的四种结构设计模型。虽然这四种结构设计模型我们在课堂学习的比较少,但是通过查阅相关的资料,我大概知道了隧道的主要设计模型及其相关内容,这四种模型包括作用——反作用模型、收敛——约束模型、连续体模型和工程类比法模型。虽然对这四种模型没有进行深入的学习,但是结合课堂知识,以及自己的理解,再联系相关的资料,我对此有了一定的认识。下面就对这四种模型一一进行阐述。

连续体(或不连续体)模型 七十年代中期以来,随着电子计算机的广泛应用,特别是有限元,边界元,杂交元的等方法的推广,为连续体模型在隧道中的应用创造了条件。喷锚支护这类以“主动”加固岩体为机制的支护型式,以及以这种新型支护技术为背景的新奥法的应用,使连续体模型得以发展。在这种模型中,围岩和支护系统不再作为相互作用的两个方面,而是作为一个联合系统加以考虑,计算的目的在于分析由于开挖引起的地应力重分布和由此产生的变形和围岩稳定性问题,支护手段是作为“连续体模型”的一种边界条件来考虑的。在荷载反力模型和收敛约束模型中,主要检算对象是衬砌支护系统。在连续体模型中,计算的对象主要是岩体本身。这种连续体模型,在强调围岩支护共同作用的同时,目前国内外尚无与之相对应的安全度评价标准,缺乏明确的定量设计依据以及围岩稳定性判据,以致在进行洞室的有限元计算得到支护应力及围岩塑性区范围后,无法判定设计的支护强度是否合理。近年来,追求高精度、能考虑多种因数的有限元电算,已经成为各设计和研究部门的首选,许多大型重要工程都用了不止一种有限元程序进行电算。本来采用有限元等方法是一种更精确的定量分析方法,但其计算结果多数都没有用到工程实践上,只能为设计人员和方案决策者提供一个定性的参考,往往求得的只是一种心理上的安全感,面对研究部门提供的科研成果和现行设计规范之间的差异,工程设计人员感到茫然而不知所从。 为了将连续体模型得出的计算结果能够为工程设计人员所用,有人提出了用相应的数值积分理论将连续体模型求得的有限元高斯积分点上的应力、转换为结构截面内力的计算方法,反推出衬砌支护结构的弯矩、轴力、剪力等内力值,以利于工程设计人员“照章办事”。这似乎又回到了荷载结构模式,或者说连续体模式并未真正摆脱荷载结构模式,衬砌结构又成了主要的承载结构,而对于岩体结构的状态无法评价。喷锚加固:裂损衬砌的所有内鼓变形和内向移动的裂损部位,采用(预应力)锚杆加固岩体是有效的,此时锚杆既可沿内缘张裂纹的走向两边布置,做局部加固,也可做全断面加固,将衬砌与岩体嵌固在一起,形成一个均匀压缩带,以增强围岩的稳定性,提高支护结构的承载能力。采用此法时应检查衬砌厚度、背后超挖回填及围岩整体性情况。锚杆的设置应在衬砌的背后压浆后两个星期进行。锚杆的锚固段应设在稳定围岩中。对于衬砌上的裂纹及时嵌填。喷混凝土可以使所有已裂损的圬工块体紧密结合,阻止这些块体的松动,同时在喷射压力作用下嵌入裂缝内一定深度,使裂缝重新闭合,增强裂损衬砌的整体性,较大幅度的提供裂损衬砌的承载能力,达到加固的目的。必要时也可以在喷层中加入钢筋网,用于防止收缩裂纹,提高加固结构的整体套拱加固:果混凝土质量差,厚度不够,或受机车煤烟侵蚀,掉块剥落严重,并且拱顶净空有富余时,可对衬砌拱部加筑套拱或全断面加筑套拱。如果隧道内净空条件不足,可以采用落道套拱的办法。套拱与原衬砌间用Ф16mm~18mm的钢筋钎钉锚接,钎钉埋入原拱20cm左右作为钢筋的生根处。套拱中的主筋也可用钢拱架、格栅来代替,其间距为50cm~80cm,纵向用拉杆焊接。套拱用强度等级不低于C20的混凝土灌注,其厚度为20cm~30cm。套拱拆模后要进行压浆,以填充其背后空隙,使新旧拱圈连成整体。当拱部灌注混凝土难度较大时,可以采用喷混凝土、网喷混凝土和喷钢纤维混凝土进行加固。事实上,套拱加固已日益被喷锚加固所代替。结构稳定,或者衬砌严重侵入限界,采用其他防治措施有困难时,可采用全拱更换,彻底根除病害。 喷锚支护作为现行隧道设计中常用的重要支护手段,其支护效果的有效性是众所周知的,可以说,由于喷锚支护在隧道工程中的推广应用,促进了隧道设计与施工技术的根本性变革。但是,理论上对它的研究,还不能真正解释它们为何有如此巨大的作用。按照通常的支

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