地下工程與隧道工程技術范文

時間:2023-12-19 17:47:12

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地下工程與隧道工程技術

篇1

關鍵詞:專業;資源庫;建設;結構;系統

由于資金、場地等條件限制以及企業的實際情況,目前地下工程隧道工程技術專業的的實習場地、設備、培訓教師還有待完善。很多實驗、實訓可以通過計算機來進行,特別是多媒體技術、網絡通訊技術、計算機模擬和計算機仿真技術的應用。為創建“零距離”上崗的實踐教學,解決學校實踐性教學無適合的軟件,學校無法面對隧道工程施工實際進行技能訓練的難題。專業教學資源庫既降低了實踐性教學的成本和風險,也使技能訓練程序化和標準化,同時可培養學生獨立學習能力、創造能力、創新能力、自主學習能力、自我管理能力,使學生成為知識的探索者和學習過程中真正的認知主體。

通過我校地下工程與隧道工程技術專業四年的專業教學,我們正在模擬隧道施工實況進行虛擬實驗實訓庫建設,下步擬建設專業教學資源庫,現將設計思路與框架介紹如下。

1、教學資源庫的系統結構設計

1.1專業教學資源庫的總體結構

總體結構在于知識庫與交流平臺兩方面。

(1)一個知識庫的主要目的在于集中而統一地存儲和管理顯性的知識資源。

知識庫的內容是各種類別和類型的知識資源,其核心是專業的知識分類體系(即專業知識類別和知識要素類型)。在對知識資源的構成和需求分析的基礎上,對相關知識資源的分類進行進一步劃分,一方面是專業知識類別的細化分類,另一方面是知識要素類型的細化分析。知識要素的類型包括: ①媒體素材; ②試題;③試卷;④課件;⑤(5)案例;⑥資源目錄索引;⑦網絡課程。

(2)關于交流平臺

利用BLOG與論壇提供和實現交流平臺功能,捕捉交流中的思維火花,將之沉淀為可供第二人使用的信息知識,這將是一筆巨大的知識財富。交流平臺可以根據主題進行深入的探討,通過探討,不同的人可以獲取新知識,激發思維,也可以建立共識,從而成為隱性知識共享、評估、知識利用和創造的一個良好平臺。

1.2、系統結構

結合以上的設計思路,在其基礎上建立教學資源庫系統結構。

(1)系統角色

①普通用戶:主要是指教師和學生。普通用戶是系統的最終使用者和受益者,是系統最大的用戶群,是系統得以存在和發展的強大動力。為方便用戶使用系統中所提供的資源,系統應為普通用戶提供瀏覽、檢索及下載等功能,另外,為方便管理者與用戶之間的交流互動以及方便用戶對資源進行擴充,還要提供資源評價、資源上傳等功能。

②審核員

審核員具有一定的用戶操作權限(主要是對普通用戶的管理),它的主要任務是進行后臺管理,包括用戶管理、科室管理、類別管理、資源管理、LBOG管理、論壇管理、公告管理和教師空間維護。

③管理員

管理員在整個系統中,擁有最高的權限,對于系統所提供的專業教學資源庫建設的研究功能,它都具有操作權限,但它的主要任務是對系統的正常維護和配置、對系統的整體情況進行統計分析以及用戶管理(主要是對審核員的管理)。

2系統構成

資源庫主要由知識庫子系統、交流平臺子系統、個人知識管理子系統、審核子系統和系統管理子系統五個模塊組成。

2.1知識庫子系統

知識庫子系統的主要目的在于集中而統一地存儲和管理知識資源,避免知識資源的流失,并在此基礎上實現知識資源的交流和共享。知識庫的內容是各種類別和類型的知識資源(電子文檔),其核心是專業知識分類體系(即專業知識類別和知識要素類型),并輔以知識管理的相關設置和使用者的個性化設置。

根據《教育資源建設規范》對教育資源的分類,從中選取媒體素材 (文本、圖像、動畫、視音頻)、試題、試卷、課件、案例、資源目錄索引、網絡課程等七大類資源作為知識庫建設的主要內容,同時考慮課程設置特點與專業特色,建立起知識庫的內容分類體系。

2.2交流平臺子系統

交流平臺子系統主要作用在于進行知識交流。可以細分為以下5個模塊的功能:

(1)基本信息管理:保存用戶資料,驗證用戶身份,并建立用戶的使用記錄;

(2)信息檢索:提供分類檢索和定制搜索等知識資源查詢方式,協助用戶提取所需的知識資源;

(3)信息:提供以BLOG為核心的個人信息平臺;

(4)交流協作:借助于LBOG、知識論壇、QQ等交互工具,提供內部溝通;

(5) 教師空間:把專家、教師聯接起來,用教師地圖指導學生快速及時地獲取各種經驗知識。

2.3個人知識管理子系統

個人知識管理子系統主要作用在于可以使使用者創建一個管理個人信息與知識的在線環境,并為其提供創建、共享知識的技術支持。

個人知識管理子系統可以分為三個模塊:

(1)個人賬戶管理:個人信息的基本資料、專業學歷、專長檔案、聯系方式等;

(2)知識資源管理:收藏的知識資源內容,收藏的專家、教師渠道,收藏的知識渠道等信息的管理;

(3)個人知識收藏夾:用戶用于收藏知識資源內容、知識渠道、專家資源等。

2.4審核子系統

審核子系統的功能僅面向審核員角色,它的作用是提供用戶管理、科室管理、類別管理、資源管理、LBOG管理、論壇管理、公告管理和教師空間維護。

2.5系統管理子系統

系統管理子系統主要用于進行系統配置與參數設定.主要具有以下功能:

(1)資源庫系統的初始化:屬性、參數數據入庫。

(2)訪問控制:對訪問本資源庫系統的用戶數量的控制,可采取限定訪問流量的方法。

(3)安全控制:使用防火墻等措施以保證系統不受病毒侵蝕和黑客的攻擊。

(4)功能擴展接口:為實現系統的自身完善和功能升級,提供可擴展的接口。

3結束語

我校地下工程與隧道工程技術專業在專業建設中,充分利用與中鐵九局、中鐵十三局、中鐵十九局的良好的校企合作關系,大量采用其隧道施工現場的資源,為專業人才培養打下了良好的基礎,教師的教科研能力、學生的專業技能得到很大的提高。專業四年內完成省級教科研課題2項,承擔與參與省級教科課題4項。首屆畢業生就業中鐵等大型國企單位,為專業的后續展提供了良好的空間。

篇2

【關鍵詞】廣西;地下與隧道工程;高技能型人才;缺口

近年來,隨著中國—東盟自由貿易區的建成和廣西北部灣經濟區建設的加快,廣西城市軌道交通、高速公路、高速鐵路建設得到迅猛的發展。2016年6月,南寧地鐵1號線南湖至火車東站段開通;截至2015年年底,廣西高速公路里程達4288公里;2016年,廣西高鐵里程達1812公里,占全國高鐵里程的10%。“十三五”規劃期間,廣西的城市軌道建設、高速公路、高速鐵路建設還在進一步推進。然而,廣西為山區、丘陵地貌,山區眾多,路網的建設就避免不了要修建大量的隧道,城市軌道建設也主要為地下工程建設,這需求大量工作在一線崗位地下與隧道工程高技能型人才,這部分人才的供給是否充足,將直接影響到廣西路網建設的推進。

一、人才需求分析

地下與隧道工程高技能型人才是指熟練掌握地下與隧道工程的施工技術、工程檢測、工程試驗、工程測量、工程監理等技能的工作在一線崗位的人才,服務于城市軌道建設、公路隧道建設、鐵路隧道建設。廣西城市軌道交通的建設、高速公路往山區發展、高速鐵路的建設,都需求大量的地下與隧道工程高技能型人才。

(一)廣西城市軌道交通的快速發展

急需大量地下與隧道工程高技能型人才。有人說,19世紀是橋的世紀,20世紀是高層建筑的世紀,21世紀是地下空間的發展世紀。特別是隨著城市的快速發展,資源的過度開發,人類面臨著環境污染、能源緊張、交通擁擠和水資源短缺等嚴重問題,因此人們不得不向地下要生存空間,以緩解土地資源緊張而帶來的壓力。伴隨社會經濟高速發展的同時,我國的城市化進程也在不斷加快,大量的人口涌入城市,住房問題,交通問題等一系列現實問題使我國的城市土地空間資源的利用遭遇到了嚴峻的挑戰。因此,如何充分利用地下資源,發展城市地下工程具有重大現實意義。可以預見,充分發展地下工程將對我國的城市建設帶來不可估量的作用。現階段,我國大型城市大都在大規模地建設軌道交通或醞釀建設軌道交通,使城市軌道交通建設進入了史無前例的期。目前,國內至少有40個城市有城市軌道交通規劃。隨著中國—東盟自由貿易區的建成和廣西北部灣經濟區建設的加快,南寧市將建成區域性國際城市,據南寧市城市總體規劃和綜合交通規劃,南寧市城市軌道交通線網由“四橫四縱”、“四主四輔”8條線構成,總長約252公里,設車站184座,概算總投資超過1500億元。當前,南寧地鐵1號線已于2016年12月開通,2、3、4、5號線全部在建。2號線一期計劃2017年開通,3號線一期計劃2019年開通,4號線一期計劃2020年開通。2-5號線近期建設項目總投資為529.37億元,到2021年,南寧市將形成5條運營線路、總長128.2公里的軌道交通網絡。另外,柳州市規劃至2030年,建設軌道交通4條。近期規劃(至2020年)實施1號線、2號線。1號線線路全長約45.6公里,其中高架線長度約42.42公里,地下線長度約3.18公里(穿越火車站段),工程總投資約126億元;車站35座。2號線線路全長約27.75公里,高架線長約25.48公里,地下線長約2.27公里(穿越柳江段);工程總投資約60.18億元;設車站22座。1、2號線總長73.35公里,總投資186.18億元。桂林市目前也把城市軌道交通建設寫進了“十三五”規劃,目前正進行網線規劃布局,計劃建設4條軌道交通。綜上所述,至2021年左右,廣西區內至少建成城市軌道交通201.65公里,若按每公里配備15人地下與隧道工程高技能型人才,未來廣西軌道交通建設至少需求3000多人地下與隧道工程高技能型人才。

(二)廣西高速公路向山區挺進急需

大量地下與隧道工程高技能型人才。隧道工程在公路網建設中也顯得愈發重要,在當今公路網建設高速發展時期,特別是高速公路開始逐步進入山區已成為當前路網建設的重要內容。過去20多年間廣西修建高速公路都是占用了地形條件相對比較好的走廊,都是先修比較好的地方。今后,隨著國家土地政策越來越緊,廣西修建的鐵路和高速公路更加向山區里面延伸,路線走廊越來越狹窄,隧道的數量也越來越多。截至2015年底,廣西高速公路通車里程4288公里,87個縣(市、區)通高速,還有21個縣(市、區)尚未通達。剩下的21個縣都是一些車流量少、經濟不發達、地形條件惡劣的地方,總里程達3700多公里,橋梁與隧道占總里程的比例較高。2016年廣西續建高速公路項目共29個,建設里程3102公里,總投資約2697億元人民幣。全區力爭在2020年實現縣縣通高速的目標,至2020年底,廣西高速公路總里程將突破8000公里,形成“6橫7縱8支線”的高速公路網絡,實現全區所有縣(市、區)通達高速公路。由于廣西地形以山嶺連綿、山區廣大、平原狹小,丘陵錯綜著稱,待建的3700公里的高速公路也主要穿越山嶺地貌。為了使山區高速公路和鐵路達到更安全、更快捷、更環保、更節約的目的,隧道的作用是巨大的。若廣西剩下的3700公里高速路建設按20%的橋隧比計算,則隧道橋梁的里程達740公里,按每公里橋隧建設需求10人高技能型人才,則未來五年,高速公路建設至少7400人地下與隧道工程技術高技能型人才。

(三)廣西高速鐵路的快速發展急需

大量地下與隧道工程高技能型人才。自2013年底廣西開通高鐵后,高鐵建設快速發展,目前廣西境內擁有7條高鐵線路,高鐵總里程1812公里,動車通達14個設區市中的11個,初步形成四通八達的高鐵路網新格局。高鐵里程全國高鐵總里程的十分之一,躍居我國前列,實現從“路網末梢”到區域樞紐的重大轉變。到2020年,廣西將實現市市通高鐵,形成以南寧為中心的高鐵經濟圈,并依托建成的高鐵網絡加快打造“一軸一圈兩帶多組團”的高鐵經濟帶空間格局。建成以南寧為中心的“12310”高鐵經濟圈:1小時通達南寧周邊城市,2小時通達全區設區市,3小時通達周邊省會城市,10小時左右通達國內主要中心城市。初步測算,到2020年,廣西鐵路營業里程將達到7000公里以上,其中高鐵里程達到2500公里左右,累計投資規模約3600億元。鑒于廣西的地形,高速鐵路建設橋隧里程占總里程的比例很高。例如,貴廣高速鐵路,橋隧比為92.1%。若以50%的橋隧比計算,未來五年計劃建設高鐵1700多公里,則橋隧占的比例為850公里,按每公里需10人地下與隧道工程高技能型人才計算,未來五年,廣西高鐵建設則需求8500人地下與隧道工程高技能型人才。綜上所述,廣西城市軌道交通、高速公路、高速鐵路建設急需大量從事地下與隧道工程建設、既掌握熟練的操作技能又掌握一定的系統技能和過程技能的高技能人才,人才需求數量約為18900人。

二、人才供給來源分析

在當前行業蓬勃發展的背景下,地下與隧道工程專業高技能型人才需求旺盛,目前在崗的人才來源渠道多樣化,總體有以下幾個方面。第一,來源于本地區高職院校地下與隧道工程本專業的畢業生。廣西目前只有廣西交通職業技術學院開設了地下與隧道工程專業,已畢業的學生100人,在實習的學生50人,投入一線崗位工作的學生共150人。第二,來源于本地區高職院校類似專業畢業生。例如廣西交通職業技術學院、廣西建設職業技術學院、柳州鐵道職業技術學院等高職院校路橋類專業、軌道類專業畢業生,每年約有1500人從事地下與隧道工程相關工作。自2015年開始計算,至2020年,累計有7500人。第三,來源于區外高職院校本專業或類似專業畢業生。來源于區外各個高職院校相同或相近專業的畢業生每年約300人,自2015年開始計算,至2020年,累計有1500人。綜上所述,預計區內未來5年大概有9650人高技能人才從事地下與隧道工程一線崗位工作,還有9250人的缺口。若這9000多人的人才缺口得不到解決,必將影響廣西城市軌道、公路和鐵路建設的發展,如何解決人才缺口問題迫在眉睫。

三、人才培養途徑

(一)鼓勵高職院校開設地下與隧道

工程技術專業。隨著國家加大對基礎設施建設的投入,必將帶來交通基礎設施建設快速發展的態勢,廣西地下與隧道工程技術專業高技能型人才的需求量將長期出現供不應求。然而,目前區內只有一個高校開設有地下與隧道工程技術專業。為適應我國和廣西城市軌道、高速公路、鐵路建設對地下與隧道工程專門人才的需求,國家應適當給區內高職院校一些優惠政策,鼓勵區內高校開辦地下與隧道工程技術專業或扶持相近專業,可填補廣西在地下與隧道工程技術專業人才培養的空白,服務廣西經濟社會新發展。地下與隧道工程技術專業主要培養德、智、體、美、勞全面發展,掌握地下與隧道工程技術專業所需的基礎理論知識,具有較強的實踐技能和良好的職業道德,能從事地鐵、鐵路和公路的巖土、地下結構工程,隧道工程的勘測、設計、施工、檢測、維護與加固改造等技術工作,并在工作中具有不斷發現問題和解決問題能力的專科層次的高技能型人才。地下與隧道工程技術專業主要面向地下與隧道工程施工一線,畢業生主要去向是鐵路、高速公路、城市軌道交通建設市場,目前全國該專業畢業生供求比一直在1∶3以上。按廣西鐵路、高速路和南寧市城市軌道交通建設和規劃,在未來的5年內廣西至少存在9250人的缺口。按目前狀況發展,地下與隧道工程人才培養遠不能滿足人才市場需求,今后一定時間內地下與隧道工程人才仍將供不應求。

(二)促進校企合作

鼓勵區內高職院校與地下與隧道工程行業的企業單位如南寧軌道交通有限責任公司、南寧鐵路局、廣西壯族自治區公路橋梁工程總公司、廣西路橋建設有限公司展開深度校企合作,或訂單培養地下與隧道工程專業高技能人才。院校與企業開展深度合作,企業單位可以解決人才缺口問題,院校可為學生提供良好的實習、就業崗位,互利雙贏。1.企業為學生頂崗實習、教師生產實踐鍛煉提供場所,每屆學生可首先選擇在合作企業進行頂崗實習。2.企業參與專業教學活動。企業為學校提供兼職教師,參與專業人才培養方案制訂,參與課程和教材建設,為專業師生舉行專業技術講座,為課程實施講練結合、理實一體教學提供真實的項目和素材。3.為畢業生提供就業崗位,60%以上畢業生就業于合作企業內。4.學校為企業量身定做培養人才。學校與企業探索訂單式培養,根據企業的要求,開設各種技能方向的班級。5.學校為企業培訓員工,進行工種鑒定。舉辦地下與隧道工程管理與技術人員等培訓班,進行施工員、測量員、試驗檢測員、安全員等職業技能鑒定。6.企業支持專業辦學。以企業冠名的方式在專業中設置獎助學金,捐贈教學設備。7.校企共同開發橫向課題。與企事業單位共同研發項橫向科研課題。8.學校為企業提供技術服務。專業教師主動參與勘測、設計、施工、檢測、維護與加固改造等生產活動。促進校企深度合作,整合雙方資源,優勢互補,相互支持,共同參與專業教育教學、專業建設,共同進行科研技術研發,可實現校企“人才共育,風險共擔,利益共享”的目標,填補廣西在地下與隧道工程技術專業人才培養的空白。

(三)引進區外高技能人才

政府可以給外省本專業人才提供一些優惠政策,引進外省優秀人才,解決地下與隧道工程高技能型人才的缺口,促進本區城市軌道、高速公路與鐵路快速發展。1.廣西開設地下與隧道工程技術專業的院校僅有一所,目前僅有100人畢業生,遠遠不能滿足廣西對地下與隧道工程技術專業高技能人才的需求。若2017年有院校開辦地下與隧道工程技術專業,則最早2020年才有畢業生,然而今后幾年為廣西城市軌道、高鐵、高速建設的關鍵幾年,人才缺口將成為建設推進的瓶頸。因此,必須從區外引進人才才能填補這個缺口。2.廣西的城市軌道、高速鐵路建設起步較晚,城市軌道2008才開始修建,2016年才開通一號線,高速鐵路2013年才開始迅猛發展,高速公路往山區挺進困難重重,剩下的部分都為地形復雜的山區。而廣西在這方面的建設經驗幾乎為零,必須引進國內外先進經驗,引進區外地下與隧道工程技術高技能型人才,才能加快廣西城市軌道、高速公路、高速鐵路的建設進程。綜上所述,引進區外優秀人才,為當務之急。只有引進區外人才,才能緩解未來幾年地下與隧道工程高技能型人才的缺口。

【參考文獻】

[1]陶林芳.國內外城市快速軌道交通的現狀與發展趨勢[J].上海建設科技,2005(5)

[2]張辰.高速鐵路的發展概況及發展趨勢[J].中國高新技術企業,2010(19)

篇3

關鍵詞:地下工程;施工技術;發展及展望

中圖分類號:TU74文獻標識碼: A

引言

隨著地下空間建設的發展,我國地下工程的項目也在逐漸增加,而且都是大的工程項目。例如,西氣東輸、南水北調及青藏鐵路等重大工程,其中,像隧道工程等在其中不計少數。我國西部屬山區,所以建設中會出現冗長的隧道群。近年來,我國不但在地下隧道有研究,還對海底以及跨江通道等工程項目上也有很多的考察研究。不但如此,我國的空間開發網絡體系大多建在地表以下30m的地方,可見,地下工程在經濟迅速發展的社會將進入到蓬勃發展時期。

一、我國地下工程施工技術發展現狀分析

1、頂管法施工技術

水下長距離頂管施工方法是在地下水位以下直接長距離頂進管道,該施工技術的優點包括:無需在水下開挖土方或挖槽、無需任何降低水位的輔助措施、造價低、施工速度快、降低特殊環境中的施工難度系數等。現階段,水下長距離頂管施工技術在國外多個國家亦得到了廣泛的應用。隨著地下工程施工規模的擴大及施工要求的提高,我國鋼質管道長距離頂進施工方法取得了新的突破,并在實際的工程施工中取得了成功。

2、沉井法施工技術

沉井法施工技術在我國地下工程建設中的應用時間較長,但就現代地下工程建設中,沉井法施工技術的應用范圍依然較廣。沉井法施工技術的優點包括:技術簡單、占地面積小、挖土量少、造價低等。此外,沉井結構可用作地下構筑物的圍護結構,這樣一來,沉井結構的內部空間亦可被利用。鉆吸法沉井新工藝是傳統沉井法施工技術的創新,其由上海隧道工程公司首創。中心島式槽挖法也是基于傳統沉井法發展而來,其亦是由上海隧道工程公司首創。實踐證明,鉆吸法沉井新工藝及中心島式槽挖法在地下工程的應用具有可行性。

3、明挖技術(基挖技術)

隨著我國地下工程數量的增加和規模的擴大,產生了越來越多的深基工程,因而各種基坑維護及開挖技術也逐步被發展個完善起來。從支持技術方面來看,形成了重力式、土釘式、土錨式、支撐式等多種技術;從維護方法方面看形成了簡易圍護墻法、鋼板樁法、木板樁法、鋼管樁法、地下連續法、逆作法等多種方法。在此基礎之上,基坑工程的施工方法、設計方法、計算方法在近年來得到了不斷的創新和完善。近年來,基挖技術的發展呈現規模不斷擴大、深度不斷增加的趨勢,而為了適應城市建設對于地下工程施工技術越來越高的要求,基挖技術的設計及施工水平也相應的向著更高的水平發展[1]。

4、暗挖技術

4.1 盾構法

盾構法在我國始于二十世紀六十年代,如今已經被多次成功地運用到地下工程的施工中,這些地下工程以水工隧道和車行隧道為主。從機械裝備方面來看,盾構機械裝備已經從最初的網格擠壓式盾構、機械式盾構發展到今天的壓平衡盾構以及泥水加壓式平衡盾構法;從隧道襯的設計以及計算機設計的發展階段來看,已經由最初的起步階段,發展為今天的探索和發展階段。

4.2 從礦山法到新奧法

在硬巖的開挖技術方面,我國已經取得了不小的成就,值得一提的是,我國已經擁有世界上最多的山嶺隧道,這說明我國在硬巖開發地下空間這一領域已經達到了世界領先的水平。從設計方法來看,我國的硬巖開發設計方法已經從最初的礦山法發展到今天的新奧法,控制重點也已經從巖體疏散壓力的控制轉移到巖體變形壓力的控制上來,而隨著計算機數值法的運用,我們對巖體的受力形變機理的分析也變得越來越準確;從施工工藝上來說,已經由最初的鉆孔爆破法發展為今天的TMB機施工法,隨著新技術的應用和新設備的開發,硬巖開挖的施工呈現出機械化程度越來越高的發展趨勢。

5、托換技術

在城市的地下空間開發過程中,我們難免遇到新舊設施沖突、空間交叉等問題,托換技術由此應運而生。托換技術的產生,不但有效解決了原有建筑設施與新施工的地下工程之間的矛盾,還實現了對原有建筑設施的地基或者其他需要處理的部分進行加固和修繕。經過多年的實踐探索,我國的已經形成了種類齊全的托換技術,其中包括:基礎擴大托換、預式樁托換、坑式托換、壓入樁托換、樹根樁托換、打入樁或灌注樁托換、錯桿靜壓樁托換、基礎減壓和加強剛度托換、地下鐵道穿越托換、化學加固法托換等等。根據地下工程的具體施工條件和施工要求,選擇或組合不同的托換施工技術,能夠實現對原有建筑設施的保護和對新的地下工程的科學施工[2]。

二、我國地下工程施工技術發展趨勢探究

在我國這樣一個經濟、科技發展迅速的大國,城市地下工程技術是不會趨于落后趨勢的。從我國現有實際情況出發,城市地下工程的主流趨勢是:立足于城市的整體建設和需求,要加大TBM和盾構機的引進、應用和開發。并且站在城市可持續發展的思路上,開發的方向該是降低成本,提高質量,施工速度快,使用壽命長及沒有污染等。除此之外,盾構技術還要在其它各個方面有所提高,像創新,如何省時省力,并且還要提高效率。還要對隧道掘進機和混合型盾構掘進機加大研制開發和利用。通過研發,發現新的功能,并把創新的功能很好地應用到地質條件差的地方去,還要使掘進機向著自動化,高科技的創新化和隨著科技的進步對機器進行智能化的改造。異行斷面盾構掘進機的開發研究,它是地下工程開挖的高科技設備,具有挖掘快、安全經濟等特點,現今有一些雙圓盾構、自由斷面盾構、局部擴大盾構、MMSF盾構等施工技術。采用異形斷面盾構技術能大大的減少開挖面積,減少切削土量等,從而提高了開挖效率和空間的利用率。不但如此,還要加大發展淺埋暗挖技術、沉管技術、沉井技術、非開挖技術,促進中小口徑頂管掘進機的標準化、系列化和推廣應用[3]。還要充分利用信息技術來提高施工技術的水平,對大量的施工信息進行采集分解和分類處理,通過信息技術對施工過程進行調整和優化。施工監測技術也對施工過程有很大的影響,像三“S”技術,對地下施工環境及地表和地下產生位移數據進行監測,然后開發自動監測分析系統;地下空間的仿真模擬實驗,更好地詮釋了地下工程施工技術,通過實驗,積極探索施工時地質與生態環境的相互作用和影響,更好的為地下施工的安全提供依據。通過在這個過程中,對經驗不斷地積累和總結,及時作出相關規范和技術標準的修訂。任何事情都要有一個規章制度,不能胡亂的進行,所以要制定城市地下工程規劃、勘察、設計、施工技術和經濟管理方面的規則,這樣有一定的標準,就可以按照規則來進行;雖然我國的地下工程施工技術在國際上水平很高,仍然要虛心引進、吸收國外的先進管路技術和經驗,對自身進行改造和自主創新。技術不能一蹴而就,要靈活運用,努力適應現在的城市地下工程的變化和發展趨勢,按照牢固樹立和堅持技術可行、安全可靠、經濟合理、環境友好的理念和原則,開發新的、高效的技術,努力實現地下工程施工技術(新材料、新機械、新工藝)及規劃勘察技術、設計計算技術、環境保護技術、安全防災與管理技術等的配套化應用、系列化應用、規范化應用和國際化的應用。

結束語

綜上所述,地下工程施工技術在不斷更新不斷發展的同時,還應該注意施工安全、經濟應用合理和環境保護等問題,從而才能確保地下工程施工達到安全施工,有效利用地下空間逐漸體現出來的巨大經濟效益和社會效益,此外,大自然是人類共同家園,故在施工時要因地質的不同來選擇適宜的施工技術方法,達到不破壞環境的目的。并且,地下工程是一項重大工程,有著廣闊的發展空間,人們要努力開發出新的技術來改變和美化這個世界。

參考文獻:

[1]王夢恕,張成平.城市地下工程建設的事故分析及控制對策[J].建筑科學與工程學報,2008(12):59.

篇4

關鍵詞:工程地質 工作過程 教學方法 實踐能力

隨著國家經濟的迅猛發展,使得公路、鐵路、城市地鐵交通事業發展迅速,帶動地下工程與隧道工程技術專業、道路橋梁工程技術專業快速發展,該專業學生的需求不斷擴大。地下工程、隧道工程和道路橋梁在勘察階段、施工階段以及后期運營過程中,遇到的復雜的工程地質條件,以及由此帶來的復雜工程地質問題,為高職《工程地質》課程的發展與改革注入新的動力。結合學院特色,在分析本課程先存教學問題的基礎上,探討課程改革的思路與方法。

《工程地質》是地下工程與隧道工程技術專業、道路橋梁工程技術專業的專業基本技能課,為必修專業課。本門課程具有概念多,實踐性強等特點。學生們自學也容易看懂大部分的內容,但難以記住,不易真正掌握。

現階段所采用的教學方法和手段一般是遵循理論—實踐的路線,以課堂多媒體、理論講授為主,缺少對工程實踐問題的引入,授課抽象,不易理解。這與高等職業教育培養一線崗位應用型人才的目標也不一致,加上選用的教材,理論性偏強,與專業工程實踐的聯系不夠緊密,造成學生學完該門課程后,仍不知道本課程與所學專業的聯系。

基于上述問題,在《工程地質》的教學過程中,筆者始終貫徹以下兩個思路:一是對于教學內容,盡量秉承高職教育“理論知識實用為主,夠用為度”的原則,多講述與專業有關的工程地質問題,把工程地質密切地與專業聯系起來,以引起學生對該課程的重視,提高其學習的積極性;二是采用多種形式的教學方法,充分利用多媒體教學的優勢,來吸引學生,發揮他們的主觀能動性,使他們學習從“被動的聽”變為“主動的學”,從“抽象的概念”變為“具體的實物”。為此,筆者在教學過程中進行了以下“改革”,達到了預期的效果,也得到學生們的好評。

一、教學內容適當整合,做到理論與專業實踐相結合

對于教材的內容編排,根據專業特色的不同,有的放矢的進行適當整合,尤其是理論性太強的部分,適當作取舍。由于學生對今后所從事的專業工作、其與工程地質現象引起的典型工程事故,以及分析各種事故產生原因的關系缺乏了解,所以在上緒論部分內容時,筆者用了較多的時間結合工程實際,向學生們介紹本課程與所學專業的關系,在以后的教學中結合書本上的內容穿插介紹工程實例,如隧道地質環境調查、超前地質預報、隧道施工監控、高等級公路地質勘察、軟土地基處理、公路邊坡滑坡治理、橋基選址等內容。這些工程實例增長了學生的見識,豐富了教學內容。使學生們真正認識到工程地質與他們所學的專業有著密切的聯系,體會到該課程的重要性。

二、改變傳統教學方式,調動學習積極性,變“被動聽”為“主動學”

(一)打破傳統的“教師講,學生聽”的傳統模式,強調教學過程以學生“學”為主。以提高綜合能力為目的,圍繞某個主題安排學生通過查找相關資料、結合實例,進行討論交流。例如與工程實踐結合緊密的章節(如地質構造、地質災害防治措施等部分內容),在講授完知識點之后,采用學習小組的形式,讓學生們分組探討不同的主題,然后以PPT講解的形式,上臺進行答辯匯報。對于文字較多的一般掌握層次的章節,也可以采取類似的方式,教師先給出學習提綱,預先安排同學,要求其自學查閱資料備課,然后上臺講解。講解之后,臺下同學對其進行評價,最后老師總結,分析其優缺點,補充其遺漏之處。這種方式,打破課堂上老師“一人言”的局面,活躍了課堂氣氛,在一定程度上也調動了學生的學習積極性,也增強了學生的團隊合作意識。

(二)是多采用直觀教學。將某些抽象的概念通過錄像、圖片、標本、模型向學生解釋清楚。電化教學的形式有著不可比擬的優勢,它可以演示復雜的地質過程,重演人類無法重演的地質災害等。因此,在講授地質構造、常見地質災害時,可多結合圖片、模型,以及視頻等教學形式。

(三)是重視地質實習。地質實習是過程地質教學的最后一個環節,也是“畫龍點睛”的重要環節,它對學生加深所學知識的理解極有幫助。一方面是安排4課時的讀圖實訓,加強學生對基本地形圖、工程地質圖的讀圖能力。另一方面是選擇合適的實習地點,讓學生多接觸工程實際。例如在安排不良地質現象這部分內容時,注意選擇與隧道、路橋建設有關的地質問題。充分利用學院巖石與土壤專修室、工程圖紙庫,強化實訓環節。

最后,應加強教師與學生之間的交流。課下多于學生溝通,以詢問、網絡交流或是匿名書信等形式收集學生意見,找到教學方法中存在的不足,加以改善。另外,在網絡發達的今天,應為學生多提供課程相關的專業網站,為學生自主學習,擴展視野,添磚加瓦。

我國高職院校的交通工程技術類畢業生正將成為未來高職發展的中流砥柱,因此進行工程地質課程建設與改革,通過培養學生職業能力為目標組織教學內容、加強實踐教學環節等方式,充分發揮教師在教學中的主導作用,提高學生的自主學習能力,結合社會實際需要,認真組織落實教學工作,培養出更多更好的交通工程建設需要的應用型、技能型人才。

參考文獻:

[1]胡慶國.路橋專業工程地質學課程教學改革探索[J].交通高教研究,1997.2.

[2]熊文林.高職《工程地質》課程教學改革的實踐與思考[J].職業教育研究,2012.9.

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【關鍵詞】:隧道;施工質量;管控

中圖分類號:U45 文獻標識碼:A 文章編號:

引言

近年來,隨著社會主義現代化經濟建設的高速發展,我國的交通建設事業也得到了快速的發展,隧道是施工工程的應用也越來越廣泛。為了避免各種地質災害,如山體坍塌、滑坡等,對隧道工程的造成損害,必須采取高質量的隧道施工方案,并且盡可能的縮短交通線路的長度,加強交通線路的標準性等,只有不斷提高隧道施工的工程質量才能適應整個交通事業的安全健康發展。

一、隧道在施工過程中常見的質量問題與產生的原因

1、隧道的施工過程中的質量問題

由于隧道建設過程中會面對時間相對不足而任務相對過重的情況,施工過程中就會出現許多的質量問題,主要包括以下幾個方面的問題。

隧道施工過程中會存在著預報不精準的情況。面對施工前方的地質所進行的超前預報工作的準確性及其重要,隧道在開挖過程中會遇到地下暗河、溶洞和斷層破碎帶等多種地質不良地段,施工中若不能被及時發現,則不僅會影響隧道施工質量,同時也會對人工和機械設備等帶來致命的災難。

隧道施工過程中會存在超挖和欠挖的問題。隧道施工過程中的超挖主要是會造成支護和襯砌材料的浪費,另外超挖還會致使襯砌背后出現空洞;隧道施工過程中的欠挖主要是會減薄噴射混凝土和襯砌混凝土的厚度。無論是超挖還是欠挖都會對隧道襯砌結構造成不利影響,為隧道使用的長期穩定埋下隱患。

隧道施工過程中開挖后會出現支護的質量問題。隧道在支護的過程中存在著噴射混凝土厚度不夠、初期支護背后空洞回填不足或者錨桿長度不足以及注漿飽滿度不能滿足施工要求等質量問題。四、隧道施工過程中存在著二次襯砌的質量問題。隧道施工過程中的各個環節都十分重要,其中隧道襯砌因為是隧道工程的承載結構,因此其作用尤為重要,對隧道防水也起到關鍵的影響。而隧道施工中的二次襯砌著會出現厚度、強度不足、鋼筋缺失背后,內部出現空洞現象等一些列質量問題。

2、隧道施工過程中工程質量問題產生的原因

針對上述隧道工程施工過程中可能遇到的工程質量問題,進行原因的分析,主要可能由于以下原因造成的。

第一、施工過程中采取的預報方法無法滿足掌子面前方的地質狀況的要求。我國現階段隧道建設不斷發展,隧道已經變得越來越長,深埋也變得越來越大。如果施工過程中無法對對掌子面前方的地質條件進行充分的了解,那么就會使隧道施工過程產生巨大的盲目性,施工過程中就會經常遭遇到無法預料的塌方、突水與突泥等地質災害,從而增加了隧道質量問題發生的概率。這種預報的不足和缺乏準確性為保證隧道質量增加了困難度。

第二,開挖的方法和水平有限,是造成隧道施工質量又一嚴重問題。由于開挖大多數采用的方法是鉆爆法,很多隧道施工單位在進行開挖時為了加快施工進度,在開挖時加大了裝藥量,加大了開挖進尺,而施工單位本身的水平有限,直接造成了大量的超挖欠挖現象。

第三,隧道工程開挖后就需要及時的支護,必須要符合設計要求的范圍,這樣有利于減小荷載,但是目前的隧道施工工程多采用錨噴支護,而采用的沙和水泥的質量較差,直接造成混凝土強度不夠,各項指標都無法達到施工要求等。

第四,隧道施工過程中的很多單位對二次襯砌模板臺車都是進行自行設計,這些設計時沒有嚴格的設計標準和依據。所以就會造成模板臺車出現固定不牢,施工放樣粗糙等問題,直接導致了襯砌侵限、隧道偏位過大、施工縫錯臺等問題的出現。

二、隧道施工質量管理控制的策略

1、隧道施工前期的工程的質量管控。

在隧道施工前期工程主要是對地質進行勘查,施工前期的地質考察工作是一個隧道工程施工能夠順利開展的重要環節。這一步驟的工作是非常復雜的,隧道施工一定要加強地質專題的研究,根據勘查的實際情況進行隧道施工工作的準備。首先,要在隧道施工前進行一個科學的、合理的、詳細的施工方案制定。其次,要在隧道施工的前期勘查中保證數據測量的準確性和真實性,確保避免過大的誤差產生。再次,施工前要做好洞內的測量工作,要保證施工中的各種儀器都能夠良好的運轉和正常運行。最后在隧道施工工程中要對施工進度進行洞內控制點設置,有效的對洞軸進行糾偏,從而保障隧道施工能夠高質量的完成。

2、隧道施工過程中對開挖質量的管理控制。

開挖的質量關系到整個隧道工程的能否順利開始,隧道開挖必須要遵照施工設計文件和施工技術規范進行實施,施工中要對各項規章制度和規定嚴格遵守與執行。當出現隧道開挖的實際情況和隧道施工設計方案不符的情況,要及時派遣有關方面代表對隧道施工現場進行核實,根據施工情況進行合理的修改并及時進行隧道開挖的變更手續的辦理。施工單位要保證隧道開挖過程中的每一道工序都先進行自檢,在自檢合格的情況下,再上報給監理組進行檢查和確認等,隧道施工中如果沒有經過監理組檢查確認不允許進行下一道隧道施工工序。只有保證了隧道開挖質量,才能更好的開展隧道施工的其他相關工程。隧道開挖中若出現超挖和欠挖現象,會直接對施工成本造成影響,超挖會增加施工成本,而因為施工規范中要求嚴格控制欠挖現象,如發生欠挖應進行二次開挖,如控制不好,極易造成新的超挖,從而導致施工成本的增加。要針對隧道施工中的開挖尺寸進行嚴格的勘查和計算,并且根據計算結果進行有效的預留,避免出現預留凈空不夠的現象。

3、隧道施工過程中對支護質量的管理控制。

隧道施工過程中的支護質量管理控制,需要在實施過程中不定期的進行各種工序的質量抽檢,當發現問題時要及時上報施工單位和監理部門,出現質量問題要及時解決,避免質量隱患的出現。隧道開挖后,施工就要進行支護,這是為了減小隧道的荷載,從而防止圍巖發生變形的發生。我國現階段的隧道施工中對于支護工作普遍采用的是錨噴支護。這就要求我們在質量控制時注意確保錨噴支護質量,同時還需要檢測錨桿的加工和安裝質量。在進行錨桿的加工質量的檢測時,主要注意的是錨桿的加工尺寸、鋼支撐的強度和剛度,以及焊接質量等問題。另外,對噴射混凝土的原材料質量和噴射施工質量也要進行檢查。

4、隧道施工過程中對防排水質量的管理控制。

隧道施工中另一個關鍵問題就是對排水系統的質量檢驗。排水系統在隧道施工中起著非常重要的作用,對排水系統的質量檢驗主要是要保證水管的材料質量和規格必須能夠滿足前期隧道施工設計方案中的要求。采用的環向排水管主要是彈簧軟管,這種軟管要檢查其安裝質量,主要的檢查項目包括安裝間距和圍巖的密貼程度等。對于使用的硬質PVC管必須保證其管徑和透水孔要達到質量安裝要求。隧道施工過程中的防水材料質量檢查主要包括了長度、寬度與厚度檢查;防水層在安裝時要注意對防水層的接頭質量和吊掛進行檢查。要保證施工時采用的防水材料接頭寬度能夠滿足施工要求等。

結束語

綜上所述,伴隨著社會主義現代化經濟的飛速發展,我國的隧道施工工程也在的不斷發展。隧道工程的質量問題直接關系到我國的交通事業的發展和人民生命財產安全,因此,我們應采取切實有效的措施加大隧道施工工程質量管理控制,保證隧道施工質量。

參考文獻:

[1]曹建平.長大公路隧道施工過程質量控制檢測體系的建立與實踐.隧道建設,2008,2.

[2]戴文亭,白寶玉.我國隧道及地下工程發展現狀和前景展望.東北公路,2000,23(4):90-92.

篇6

1.事故產生的主要原因

造成事故的原因是多方面。俗話說:隧道施工怕軟不怕硬,怕濕不怕干。隧道地質條件復雜,施工作業面狹窄,工序之間干擾大,作業環境差,不安全因素多,加上防護措施不落實,很容易發生各類事故。但是,造成隧道施工事故多發的根本原因不只是客觀條件,我認為主觀因素者居多。

(1)領導管理不善

少數施工企業管理者,滿足于傳統的經驗管理模式,缺乏現代化的科學管理方法,對隧道施工的新情況、新問題沒有作認真分析研究,不作事故預想;不能正確處理安全與進度、安全與管理、安全與效益的辯證關系,重進度,以包代管,追求收入,忽視安全;更有的企業把隧道工程分包給民工隊伍施工,缺乏監督檢查,工期沒有保證,安全更沒有。

(2)施工秩序不良

有的企業不能堅持科學施工,隧道施工支護不及時,襯砌遠遠落后于掘進,特別是噴錨支護不符合要求,愉工減料嚴重,甚至無支護盲目掘進;有的機械設備不配套,故障不能及時排除帶病作業;“三管兩路”無序,材料、機具堆放不齊;通風排煙不暢;施工資金到位不正常等因素,都潛伏著大量事故隱患。

(3)職工違章違紀

不認真學習安全技術知識和操作規程,有章不循,有禁不止,明知故犯,滿不在乎,逞能冒險,無知蠻干,勞動紀律松弛,釀成傷亡事故。

(4)基礎工作薄弱

基層管理人員缺乏,技術干部不足,班組長能力不強,工人技術水平不高。隨著科技進步,在隧道施工中不斷采用新方法、新技術、新機械,但企業對職工隊伍的安全教育和技術培訓沒有跟上去,很難保障各項技術規程和安全措施在工點上落實。

2.控制事故的主要對策和途徑

為了確保隧道施工人身安全,企業必須從強化員工管理,工程管理和安全管理入手,采取綜合治理措施,由單純的經驗管理向現代科學管理轉變,由被動處理事故向主動預防事故轉變,真正把隧道施工搞上去,把各類事故降下來,以達到安全、優質、高效之目的。其主要對策和途徑有以下幾方面:

(1)正確選擇隧道施工方法

在選擇隧道施工方法時,應注意以下問題:一是應根據圍巖級別和巖性、隧道斷面的大小、設備、工期及技術水平等因素綜合考慮確定;二是優先采用能夠使支護盡快封閉成環的全斷面法、下臺階法、CD法、CRD法、中洞法進行開挖,以減少工序干擾,便于機械施工,改善作業環境,保證施工安全;三是對地質條件變化大的隧道,選擇施工方法應考慮到適應性,盡量避免變更施工方法,打亂施工秩序,影響安全和進度;四是采用新技術、新設備、新工藝、應有保證安全質量的有效措施。同時,施工單位要根據設計要求及施工方案,運用網絡計劃技術,認真編制實施性施工組織設計。在實施中,要經常分析施工形勢和執行施工組織設計的情況,結合現場實際,落實安全技術措施,在保證安全和質量的前提下,按期完成任務。

(2)搞好不良地質隧道施工安全

對隧道施工安全來說,不良地質的主要問題是巖石破碎,極易坍塌,甚至伴有大量涌水、流石、流泥,因而給施工安全造成威脅。不良地質隧道施工,應首先核對設計文件,詳細調查工程地質及水文地質情況,做好相應的準備,采取與之相適應的施工控制。施工中,應按照先治水、短開挖、弱爆破、先護頂、強支護、早襯砌的原則,穩步前進。應加強檢查與量測,經常觀察地質、地貌和地下水的變化情況,檢查支護、襯砌的受力狀態,防止突然發生事故。在制定處理方案的同時,必須制定相應的安全技術措施,向施工檢查員進行交底,據以貫徹實施。長沙引水23標萑家沖隧道,被工程專家確定為典型的區域性不良地層,是長沙引水工程咽喉工程。然而,我們施工單位廣大職工,依靠科技進步,科學組織施工,堅持標準化作業,根據地質差、斷層多大、地下水豐富等特點,召開施工技術研討會,研究施工方案和技術攻關措施,采取先管棚后注漿的方法,堅持“短開挖、不爆破、快噴錨、強支護、勤量測、緊襯砌”的原則,穩扎穩打,保證了隧道安全貫通。

(3)堅持標準化作業

認真開展安全標準工地建設,積極推進作業標準化、規范化,建立良好的隧道施工環境和秩序,是實現安全生產的重要保證。企業要組織工程技術人員學習施工技術規范,掌握設計標準,正確指導施工;嚴格要求每個作業人員遵守操作規程,進行正規化施工,為安全生產創造有利條件。在隧道開挖中,必須嚴格實行光面爆破,實施正確的噴錨支護,搞好圍巖量測,加快后部襯砌的跟進。塑料導爆管引爆既安全又經濟,目前是用于隧道爆破作業比較理想的器材,應普及推廣使用。同時,要搞好隧道施工通風防塵,采取噴霧灑水、機械通風和個人防護的綜合措施,使洞內空氣含塵濃度降低到國家標準以下。特別要搞好含瓦斯隧道施工安全防護,來防瓦斯爆炸事故發生。

(4)提高員工隊伍素質

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【關鍵字】隧道襯砌的成因;類型;質量控制措施

1 隧道襯砌的成因;

1.1 設計粗糙,建設、監理單位工作隨意性大

個別建設單位限于自身管理和專業技術水平的欠缺,任意變更原設計。隧道開挖成型差,襯砌混凝土厚度嚴重不均勻;欠挖或初期支護侵入襯砌限界,造成襯砌混凝土厚度不足。結構形式與受力不協調由于土質圍巖組成狀態的不同,導致洞室周圍各處受力狀態的不同,而現在的設計卻存在著設計粗糙、結構形式單一,盲目類比不加深究的現象。個別隧道襯砌混凝土背后存在脫空現象。未開展監控量測工作,僅憑經驗來確定二次襯砌的施作時間,安全可靠性差,造成二次襯砌超設計荷載承受圍巖壓力。部分工程監理機構由業主的內部人員組成,監理工作失去了獨立性。

1.2 施工因素及其引起的裂縫;

施工因素可以說在整個隧道的建設過程中是最不確定的一個因素。之所以提出這個非技術原因,是因為施工因素已經成為造成隧道襯砌裂縫的重要原因。大多數工程的施工并未按施工技術的要求進行動態的設計和施工管理。尤其在施工的過程中沒有認真的對待量測環節,當然也就不能以量測資料指導設計和施工。 隧道開挖成型差,襯砌混凝土厚度嚴重不均勻;欠挖或初期支護侵入襯砌限界,造成襯砌混凝土厚度不足。混凝土生產時原材料計量誤差大,尤其外加劑的摻加隨意性大,沒有根據砂、石料的實際含水率及時 調整施工用水量,造成混凝土水灰比增大。在混凝土運輸及泵送過程中加水的現象也比較普遍.采用整體式鋼模板臺車施工,混凝土澆筑時不振搗或漏振,混凝土均質性差.盲目追求施工進度,隨意提前脫模時間,使低強度混凝土過量承受荷載,破壞了混凝土結構。脫模后 沒有進行混凝土的潮濕養護.夏季施工時砂、石料露天堆放,無切實有效的降溫措施,混凝土入模溫度高。冬期施工時采取的防寒 保溫措施不力。這些對工程技術要求的斷章取義或認識不清最終導致了各種各樣的工程事故的發生,也導致了最終的工程質量問題。

2 隧道襯砌的基本類型;

2.1 施工縫(接茬縫)

施工過程中由于停電、機械故障等原因迫使混凝土澆筑中斷時間超過混凝土的初凝時間,繼續澆筑混凝土時,原有的混凝土基礎表面沒有進行鑿毛處理,或者鑿毛后沒有用水沖洗干凈,也沒有鋪水泥砂漿墊層,就在原混凝土表面澆筑混凝土,致使新舊混凝土接茬間出現裂縫。

2.2 拉裂縫。

由于隧道襯砌混凝土的干縮、熱脹冷縮和襯砌外側圍巖阻礙了襯砌的自由脹縮,在襯砌內部產生溫度應力。混凝土抗拉強度遠遠低于抗壓強度,故常能抵抗升溫時產生的壓應力,而難以抵抗降溫時產生的拉應力。一般混凝土所能承受的降溫只有7一l0℃,都可能在隧道襯砌內產生環向和縱向裂縫。這些裂縫不僅影響隧道襯砌的受力,而且是隧道滲漏水的通道。

2.3 荷載變形裂縫

仰拱和邊墻基礎的虛碴未清理干凈,混凝土澆筑后,基底產生不均勻沉降;模板臺車或堵頭板沒有固定牢固,以及過早脫模,或脫模時混凝土受到較大的外力撞擊等都容易產生變形裂縫。荷載變形裂縫在隧道襯砌混凝土病害中占有的比例逐年增大,已經引起了廣大工程技術人員的重視。

3 隧道襯砌的質量控制措施;

3.1 提高設計精度

加強工程前期地質工作,為設計提供詳盡的工程地質、水文地質勘探資料,提高設計的質量。有針對性的進行精細設計針對不同的受力特點在斷面形狀、局部受力強度等方面進行深入細化設計,使結構與應力達到協調統一。如加強土質圍巖中洞室開挖后初期穩定與長期受力變化特點的研究,更好的指導設計與施工加強地下洞室應力變化基礎方面的研究,弄清各類地下結構在土層中的受力特點,研究土質圍巖中地下洞室長期應力的變化情況及各種不同情況下土中應力的相應變化。著重研究在新奧法后階段土層中應力的變化情況,明確在各種不同的地質條件下,土的物理力學參數隨時間的變化情況,以此指導設計。

3.2 加強施工管理;

加強施工管理,保證工程質量在洞室開挖管理、混凝土質量管理、量測控制管理、施工工序等方面加強管理,杜絕塌方事故的發生,以嚴格的管理制度保證工程質量。提高鉆眼技術水平,優化鉆爆參數,提高光面爆破效果,加強隧道開挖斷面檢測,嚴格控制超欠挖,為襯砌施工創造良好的條件。一次襯砌施作時間,應在圍巖和初期支護變形基本穩定時進行。當圍巖變形較大、流變特性明顯,需提前進行二次襯砌時,必須對初期支護或襯砌結構進行加強。嚴格按施工規范操作,灌筑混凝土后,應根據水平控制標志或彈線用抹子找平、壓光,終凝后澆水養護;模板應有足夠的強度、剛度和穩定性,應支在堅實地基上,有足夠的支承面積,開防止浸水,以保證不發生下沉;在澆筑混凝土時,加強檢查,凝土強度達到1.2N/mm2以上,方可在已澆結構上走動。

3.3 做好工程監理

嚴格監理旁站制度。監理對策為隧道監理工程師對每一循環拱架安裝均嚴格檢查,督促施工單位按設計要求的支撐方式實施。檢驗制作質量,鋼支撐是在室外分片制作,制作時要求在平地上按設計尺寸放樣制作加工,監理對策為由專業測量監理工程師對鋼支撐規格尺寸在室外進行測量檢查,合格后方可用于施工。通過掌子面現場踏勘、攝像、照像、超前地質預報等方式收集相關信息,充分發揮各參建單位在工程建設中的主體責任,經各方會議分析討論,及時確定合理圍巖支護方案,及時調整支護參數。采用管棚及超前小導管注漿,鋼支撐及格柵拱架,錨噴混凝土相結合的初期支護手段,使開挖順利進行,有效地度過了隧道淺埋、平層開裂、軟弱巖層等不良地質段,同時合理的支護參數也是初期支護質量的有效保障。監理部通過科學的組織管理,使監理部監理人員充分了解了對隧道工程施工進行科學監理的方法,并在工程監理中經常進行監理理論及實踐探討。將有效的技術措施和管理措施相結合,有效地提高了隧道初期支護的施工質量。監理部也從本工程監理工作中積累了豐富的隧道工程科學管理方法及質量控制手段。

4 結束語:

客運專線隧道襯砌裂縫的治理是一項綜合性很強的施工技術,它需要有經驗的工程師及時分析施工進展與現場施工數據,調整原設計方案施工細節,加強質量管理,以便施工措施更能符合病害實際情況,從而避免在治理段重新產生新的病害。

參考文獻:

[1]鐵路隧道設計規范(TB1003)。2001.2001.9

[2]夏明耀等。地下工程設計施工手冊。北京:中國建筑工業出版社。1999.7

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現行的施工技術程序為三道工序:

1、爆破后,在巖巷中采用錨噴技術進行支護,封住裸巖;

2、噴展表面鋪貼一層有機板材;

3、在有機板上澆筑自防水混凝土。

這種工藝為剛柔結合的防水襯砌技術。

當參觀現場作業后,第一層是噴射混凝土,效果僅是支護,噴層無抗滲性能。而對于隧道工程各種復雜的地質情況,尤其是含水層串通微細裂隙給工作面造成淋滲水時,這種支護的質量抵擋不住巖體滲漏水的浸入。當工程第一道工序結束時,仍有部分區段照舊淋水。僅是把原來在基巖的滲水,現位移到噴層表面,噴層根本沒有封住淋滲水,因噴層無抗滲效果。

針對淋水問題詢問施工人員,答復為;他們一旦鋪設有機板材后,淋水即抵擋在有機板外順板材流入盲溝排出,澆筑混凝土時不會受影響。

我認為:作為一道至關重要的防水屏障,在鋪設了有機板材時必須與支護層貼實,而噴層表面是凹凸狀不平整的工作面,在這樣基礎上鋪設有機板材,留有許多小空間卻無法貼實。

有機板材的應用位置,是兩層混凝土間的夾層,噴層不平,混凝土澆筑時粗骨料石子鋒芒容易刺破有機板材。那么,一旦有機板材被人為破損,何談防水功效?是弊病之一。另外,噴層與澆筑混凝土的主要作用是承載,把一個實施30cm的混凝土工程人為分成兩層,并且不能粘結為一體,降低了混凝土的[!]整體性,損失其承載功效是沿弊病之二。再說混凝土的使用壽命與有機板不能同步,混凝土服務年限大于70年,而有機板小于70年,也小于工程的服務年限。夾層有機板材客觀存在自然老化,因此說,一旦有機板材老化即喪失了防水功效,是弊病之三。這種技術的關鍵是被動防水,因第一層支護不防水,僅依靠有機板材和襯砌混凝土的防水功能,這樣,工藝多而沒有達到主動防治水的效果,值得研究。

針對上述技術現狀,現提供用二道工序完成隧道防水與承載的施工技術方案:

1、錨噴治水支護

2、內襯自防水泵送混凝土本項目的特點:錨噴治水支護、迎水封堵滲水點,達到主動治水的目的。第二道襯砌工序與前道噴射混凝土粘結密實。形成整體的自防水高強度構件。

1、粘結力作用,BR防水劑與水泥水化時,反應生成物——無機硅膠,在噴射作業時,噴射物在膠體粘結力的作用下,呈團狀噴出,在巖體上粘結牢固,迎水噴射能有效地封住淋滲水點、微細裂隙等。形成的噴層達到治理淋水目的。

2、在速凝前提下,噴層抗壓強度提高10——35%,改變了摻速凝型產品而損失噴層程度的通病。

3、降低回彈率,本技術回彈率低于15%,而其它產品回彈率為35%,對于提高工效、降低原料消耗是十分顯著的。

4、噴層內在質量有所改變,因本技術噴射混凝土是團狀,在巖體上因噴射物粘結力大于3MPa,利于粘結。作業時,后續噴射物呈嵌入式粘著成型,提高了噴層的密實性,抗壓程度提高10——30%。噴層不僅是提高強度,抗滲指標大于S20,級配噴射混凝土最佳時抗滲可達S30以上。本發明的錨噴治水支護把原錨噴支護的技術改進為以治水為主,并達到自防水功能的雙重效果。 5、噴層的耐久性,BR錨噴治水支護把常規的頂板淋水問題迎刃而解。廣大用戶對BR噴層治水與支護耐久性是非常關注的。因本技術有效的提高了噴射物粒子粘結力和粘結附著力,經檢測粘結力大于3.4MPa,在常規的噴射混凝土工程中,這樣的質量是極為少見的。所施工程無剝離,不起鼓,粘著牢固。噴層厚度8——12cm,抗滲大于S20的自防水質量,封閉了巖體滲漏水的通道,達到主動治水的目的。

另外,BR水化物——無機硅膠體對混凝土體內鈉離子拆出有抑制作用,杜絕化學腐蝕。對于噴層提高耐久性。抗滲自防水的性能是非常有利的。

本項技術對支撐的鋼拱架和鋼筋無銹蝕危害。

本項技術是用BR速凝型增強防水劑噴射混凝土工藝,頂林水作業,在頂板每平方面積淋水量1m3/h的條件下,用本技術可治水封閉巖體,治理淋水,噴層抗滲大于S30的抗滲性能。

1、凝固時間:BR速凝型增強防水劑噴射混凝土凝固時間30s一7min;

2、噴層厚度10cm,噴射混凝土配制C20的級別,噴層抗滲大于S20;

3、提高抗壓強度10——30%,粘結力大于3.4MPa;

4.適用地質條件:表土層滲淋水,砂層涌水封治,泥質角礫者普淋普滲,各種基巖淋水和冶金礦硫酸根離子含量448mg/L,均可預水治理。目前,己實施治水工程四萬延米,均取得良好效果。

在錨噴治水支護層的表面,干燥無淋水的條件下,澆筑BR泵進自防水混凝土為第二道工藝,混凝土抗修大于S32,抗壓提高10—20%以上,耐久性穩定。

篇9

【關鍵詞】隧道施工;注漿技術;應用分析

一、前言

近年來,注漿技術有了很大的發展,應用范圍越來越廣。就隧道工程而言,在礦山法掘進中,對富水地段、軟弱地層、破碎圍巖注漿,進行堵水和加固;為防止地表沉降,進行隧道拱頂回填注漿;盾構法隧道施工中控制沉降的同步注漿及二次補注漿等。可以說,在現代隧道工程施工中,注漿是一項必備的輔助工法。

二、注漿材料

1、注漿材料的要求

一般對注漿材料有如下要求:漿液黏度低、流動性好;漿液穩定性好,能在預定時間內凝固,具有一定的抗壓抗拉強度,有較好的抗老化性能;材料來源廣,價格適中,配置及操作方便;不污染環境及對操作人員無損害。

2、注漿材料的分類

漿液分為化學漿液和非化學漿液。化學漿液主要是指水玻璃類漿液和有機高分子類漿液。非化學漿液主要是指以水泥、黏土、砂、膨潤土、硅粉、粉煤灰等無機細顆粒為主劑,以水為溶劑混合而成的懸濁漿液。

(1)非化學漿液

非化學漿液大致可分為水泥類、黏土類、膨潤土類和砂漿類,下面介紹幾種主要的非化學漿液。

1)普通水泥漿液

水泥漿液是以水泥為主,添加一定量的附加劑,用水調劑而成的漿液。水泥作為注漿材料具有結石體強度高、抗滲性能好、材料來源豐富、價格低廉、注漿工藝簡單、漿液無毒等優點。但由于水泥是顆粒性材料,可灌性差,膠凝時間長,漿液早期強度低,強度增長緩慢,易沉淀淅水等,因而水泥漿液的應用具有一定的局限性。

為了調整水泥的凝膠時間,可在漿液中摻入速凝劑。

為提高漿液的結石率,降低漿液的沉淀速度和提高漿液的穩定性,常在水泥漿液中摻加懸浮劑和分散劑(如黏土、膨潤土等)。

為降低漿液的黏度,提高漿液的流動性,可在水泥漿液中加塑化劑;

在注漿中,當遇到斷層破碎帶需要大量漿液時,為節約水泥,可在水泥漿中摻加惰性材料,如礦渣粉、粉煤灰、巖粉、粉砂等。

注漿過程中,漿液的水灰比應根據現場注漿情況不斷進行變化,一般開始時水灰比較大,而后逐漸變小。根據需要的不同,稀漿通常采用的水灰比為2:1、1.5:1、1:1;稠漿為0.8:1、0.75:1、0.6:1。

2)水泥黏土漿液和水泥膨潤土漿液

黏土具有可塑性及黏性,細粒成分多,親水性好,所以沉淀淅水少,加入水泥漿液中可改善漿液的穩定性,但黏土的固結強度比水泥要低。

膨潤土水泥漿液比純水泥漿液的可注性高,抗滲性強,防水性能好。但強度低,只有5~10MPa,主要用于填充注漿。

(2)化學漿液

1)水玻璃類漿液

按酸堿性,水玻璃溶液分為堿性和非堿性漿液。由于堿性水玻璃溶液凝膠時間不易控制,且存在污染環境及穩定性和耐久性不夠理想等問題。而非堿性水玻璃的凝膠固結體均呈中性,對環境無污染、耐久性好,所以目前廣泛運用,尤其是酸性水玻璃類漿液。

酸性水玻璃溶液的固化劑比較簡單,只要加入堿性物質(如NaHCO3),在偏堿性地層中,可以直接注入帶酸性的水玻璃,在土層中逐漸凝固。

2)水泥-水玻璃漿液

水泥-水玻璃漿液是一定水灰比的水泥漿和一定濃度的水玻璃溶液,按一定比例混合,必要時加入速凝劑和緩凝劑所形成的注漿堵水材料。

水泥-水玻璃漿液的初凝時間是可以控制的,注漿時,改變水泥漿與水玻璃漿的配合比可以調整凝膠時間。

水泥-水玻璃漿液的可灌性比水泥漿液有所提高,材料來源廣泛,價格低廉,無公害。

3)有機高分子化學注漿材料

常見的如:丙凝漿液、脲-甲醛漿液、脲醛樹脂漿液、鉻木素漿液、聚氨酯漿液、甲凝漿液、環氧樹脂漿液等。

有機高分子化學注漿材料具有滲透性好;抗滲性強;強度高的特點,但黏度大,對設備有腐蝕性,且因其含有劇毒物質,污染環境,所以僅在注入水泥漿液、水玻璃漿液無法解決問題的時候才使用。

3、注漿材料的選擇

我們應根據具體地質條件、環境及注入目的來選擇注漿材料。其中地質條件是選擇注漿材料的首要因素。

選擇的漿液必須與砂土層為滲透注入,粘土層為脈狀劈裂注入的機理相吻合。選擇溶液型漿液、超細粒漿液對砂土層進行滲透注入,可提高砂土層的防滲能力和土體的凝聚力。而粘土層劈裂注入是為了提高土層的的強度和穩定性,故應選擇固結強度高的懸濁型漿液,以增加土層的內聚力。

當工程對固結體的強度要求很高,在提高注入率的情況下還不能滿足要求,通常選用超細水泥、細磨水泥、硅粉等超細顆粒狀漿液或高分子化學漿液。

當工程對固結體的耐久性有特殊要求時,應選用凝膠時間長、滲透性好、勻凝強度高的硅溶膠漿液或酸性水玻璃漿液。

當周圍環境要求漿液無毒性或注漿施工靠近公共水域時,應選用中性水玻璃漿液。

二、注漿機理

在隧道工程施工中,可能出現的常見問題大致可以分為以下幾類:

(1)開挖時工作面失穩(包括坍塌);

(2)襯砌背后注漿加固問題;

(3)襯砌裂縫問題;

(4)襯砌滲漏水問題

下面,就如何運用注漿技術處理好這些常見問題作一闡述。

1、開挖時掌子面失穩坍塌

實際施工過程中,對圍巖加固和塌方處理的方法多種多樣,關鍵是根據現場情況確定經濟可靠的注漿方案。

我公司在蘭新鐵路第二雙線項目承擔的富川隧道施工過程中,屢次遇到過這種問題。福川隧道全長10.649km,洞身所穿巖層均為膨脹巖,圍巖級別為Ⅳ、Ⅴ級圍巖。在DK40+000~DK40+030處洞頂為自然沖溝,埋深最淺處僅5m,有少量裂隙水,圍巖較破碎。為安全通過淺埋段,研究決定采用Φ42小導管配合Φ80大管棚注漿超前支護,后如期安全通過淺埋段。

在DK46+600處,掌子面失穩坍塌,拱頂塌空高度3m,長度6m,弧度9m。掌子面處為Ⅳ級圍巖,膨脹巖,無水。坍塌后拱頂不時有小塊落石,后經噴漿封閉后,觀察兩天無落石、無變形后,按原設計進行初期支護,掛網噴漿,并預留注漿孔。待初期支護達到一定強度后回填混凝土0.5m厚,因塌腔過高,若一次性回填過重,自重過大,初期支護不能承載。故待第一次回填混凝土具有一定強度后,對空腔內進行吹砂回填,吹砂完成后進行水泥漿液注漿。后經超聲波檢測,支護背后已無空洞,此次坍塌得到較為經濟、可靠的處理。

(2)隧道襯砌背后注漿

隧道襯砌背后與圍巖之間空隙的存在,造成圍巖松弛、襯砌荷載增大和增加地表沉降的可能性。因此,必須采取襯砌背后注漿措施,以使隧道襯砌與圍巖形成一個整體,均勻承載圍巖壓力,確保隧道結構穩定,并可減少隧道滲漏水。我國現修建的隧道工程設計中,一般都有預留襯砌背后注漿管并在襯砌施工后進行注漿的要求。注漿材料多采用水泥漿。

(3)襯砌裂縫處理

先向該段襯砌背后的巖體進行注漿加固。然后采用環氧樹脂注入裂縫填充結合,恢復襯砌強度。其施工步驟如下:

1)清理混凝土表面;

2)在裂縫部位插入注入管,其間距與裂縫深度相同;

3)用速固型粘結劑封閉裂縫表面;

4)注入環氧樹脂

5)硬化養護及修飾

我公司在海南芭蕉嶺隧道施工中,采用的這種裂縫處理方法,效果較好,也比較經濟。

(4)襯砌滲漏水處理

從根本上解決滲漏的途徑是“表里結合,綜合治理”。所謂“表里結合”是指結構內部缺陷和滲漏通道的修復同結構表層整體防水的實施相結合;“綜合治理”是指多種方案比較、多種技術結合,以在技術上和經濟上達到最優。注漿法是治理結構內部滲水和缺陷的有效方法。

我公司在海南文尖嶺隧道施工完成后,發現襯砌滲水現象嚴重,處理后又經常復發,此情況引起了公司的高度重視,后決定采取注漿封堵及隧道回填注漿等措施,基本解決了襯砌滲漏水問題。

1)回填注漿施工,對元襯砌背后空腔進行回填水泥砂漿,

2)注漿封堵,沿滲水縫兩側切槽,槽寬4~5cm,深5cm左右,鑿出中間的混凝土并清理干凈,埋設注漿管,注漿管對準滲水處,然后用速凝堵漏劑封堵管周圍空隙,注漿管1.0~1.5m埋設一個,埋設后要檢查,除水從注漿管流出外,其余部位不應再漏。注漿管埋設完畢后,連接好管路和泵自上而下進行注漿,漿液采用超細水泥漿,注漿完畢后清除注漿管,修飾混凝土表面。

此外,對滲水量大的部位,采取引排等措施,由于采用了以注漿封堵為主的綜合治理措施,收到了良好的效果。

結語

注漿,必須與現場緊密結合,必須與地層相適應,必須與水壓、水量、土質等參數相匹配,在注漿過程中要不斷調整漿液的各種參數、甚至修改注漿材料。注漿,是一門臨場發揮、創新的科學,而它對于有效提高隧道的穩定性具有十分重要的意義,因此必須不斷的深入對注漿技術的探究,這是工程技術人員的責任。

參考文獻

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