時(shí)間:2023-03-27 16:42:48
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關(guān)鍵字:隧道覆蓋覆蓋規(guī)劃鐵路隧道公路隧道
一、概述
對(duì)重要的公路、鐵路實(shí)現(xiàn)全線(xiàn)覆蓋是運(yùn)營(yíng)商提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的一個(gè)重要環(huán)節(jié),是提高綜合競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)有力手段。從交通角度來(lái)看,目前大多數(shù)隧道的目的是覆蓋盲區(qū),因此需要結(jié)合交通線(xiàn)路的覆蓋設(shè)計(jì)來(lái)制訂專(zhuān)門(mén)的隧道覆蓋解決方案。
隧道覆蓋主要分為鐵路隧道、公路隧道、地鐵隧道等,每種隧道具有不同的特點(diǎn),一般來(lái)說(shuō)公路隧道比較寬敞,對(duì)隧道里面的覆蓋狀況,有車(chē)通過(guò)與無(wú)車(chē)通過(guò)時(shí)差別不大。車(chē)輛通過(guò)時(shí),隧道內(nèi)剩余空間較大,可根據(jù)實(shí)際情況選擇尺寸大一些的天線(xiàn),以獲取較高的增益,使覆蓋范圍更大。而鐵路隧道一般來(lái)說(shuō)要狹窄一些,特別是當(dāng)火車(chē)經(jīng)過(guò)時(shí),被火車(chē)填充后所剩余的空間很小,火車(chē)對(duì)隧道的填充會(huì)對(duì)信號(hào)的傳播產(chǎn)生較大的影響,且天線(xiàn)系統(tǒng)的安裝空間有限,使天線(xiàn)的尺寸和增益受到很大的限制。另外,不管是哪種隧道,都存在長(zhǎng)短不一的狀況,短的隧道只有幾百米,而長(zhǎng)的隧道有十幾公里。在解決短隧道覆蓋時(shí),可采用靈活經(jīng)濟(jì)的手段,如在隧道口附近用普通的天線(xiàn)向隧道里進(jìn)行覆蓋。但是,這些手段可能在解決長(zhǎng)隧道覆蓋時(shí)不起作用,對(duì)于長(zhǎng)隧道的覆蓋必須采取其它一些手段。因此,對(duì)于每段隧道的解決方案可能都會(huì)有所區(qū)別,必須根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選定覆蓋解決方案。
在進(jìn)行隧道覆蓋規(guī)劃之前,一般需要知道以下數(shù)據(jù):
隧道長(zhǎng)度、隧道寬度、隧道孔數(shù)(1、2)、覆蓋概率(50%、90%、95%、98%、99%)、隧道結(jié)構(gòu)(金屬、混凝土)、載頻數(shù)目、隧道中最小接收電平(一般為-85dBm到-102dBm)、隧道孔間距、AC/DC是否可用、墻壁能否打孔、隧道入口處的信號(hào)電平、隧道內(nèi)部已有信號(hào)電平等。
二、隧道覆蓋的信號(hào)源選擇
為了提供隧道覆蓋,一個(gè)GSM信號(hào)源與一套分布式系統(tǒng)是必要的。信號(hào)源的選擇,需要根據(jù)隧道附近的無(wú)線(xiàn)覆蓋狀況和傳輸、話(huà)務(wù)、現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等情況來(lái)決定。隧道覆蓋所采用的信號(hào)源包括宏蜂窩基站、微蜂窩基站、直放站等。
對(duì)于鐵路、公路隧道覆蓋來(lái)說(shuō),由于其話(huà)務(wù)量小,宏蜂窩基站作為信號(hào)源較為少用。但是,在城市地鐵隧道中,人流量大,話(huà)務(wù)量也高,這種場(chǎng)合不僅要覆蓋站臺(tái),而且還要覆蓋鐵路系統(tǒng)出口等地方,可采用容量較大的宏蜂窩基站。
使用宏蜂窩基站的優(yōu)點(diǎn)是可以提供更多的信道資源、擴(kuò)容較為容易、單個(gè)基站覆蓋能力強(qiáng);缺點(diǎn)是需要用電纜從BTS設(shè)備所在的機(jī)房引入信號(hào)覆蓋隧道、增加了饋線(xiàn)損耗、需要較大的機(jī)房等配套設(shè)備、總的投資費(fèi)用高。
對(duì)容量要求不是很高的隧道覆蓋,可采用微峰窩基站。使用微蜂窩基站的優(yōu)點(diǎn)是所需設(shè)備空間小、所需配套設(shè)備少、總的投資費(fèi)用低。
如果附近有信號(hào)源可以利用,則可采用無(wú)線(xiàn)直放站來(lái)作為隧道覆蓋的信號(hào)源。采用直放站往往是網(wǎng)絡(luò)拓展的第一步,在網(wǎng)絡(luò)容量上升后再用GSM基站來(lái)替換。采用直放站作為信號(hào)源的優(yōu)點(diǎn)包括:無(wú)需傳輸、綜合成本低、可將遠(yuǎn)處的話(huà)務(wù)帶給施主小區(qū),使小區(qū)的信道利用率更高、安裝速度快等。無(wú)線(xiàn)直放站有寬帶直放站和選頻直放站兩種,采用無(wú)線(xiàn)直放站會(huì)使得網(wǎng)絡(luò)管理復(fù)雜度增加,不便維護(hù),另外在采用選頻直放站時(shí),施主小區(qū)的頻率發(fā)生變更后,直放站的頻率也要進(jìn)行調(diào)整,不利于整網(wǎng)規(guī)劃和優(yōu)化,施主天線(xiàn)和重發(fā)天線(xiàn)需要有足夠的隔離度,造成安裝空間上有些困難等缺點(diǎn)。除采用無(wú)線(xiàn)直放站以之外,也可采用光纖直放站作為信號(hào)源對(duì)隧道進(jìn)行覆蓋。
在實(shí)際工程之中,必須根據(jù)隧道長(zhǎng)度、隧道附近的覆蓋狀況、基站分布、話(huà)務(wù)分布、建站條件等因素選擇信號(hào)源,微蜂窩基站和直放站是隧道覆蓋建設(shè)常用的信號(hào)源。
三、隧道覆蓋的天饋系統(tǒng)選擇
在選擇好了GSM信號(hào)源之后,則必須根據(jù)實(shí)際情況配置天饋系統(tǒng),對(duì)隧道進(jìn)行覆蓋。通常有三種不同配置的天饋系統(tǒng):同軸饋電無(wú)源分布式天線(xiàn)、光纖饋電有源分布式天線(xiàn)、泄漏電纜。
1、同軸饋電無(wú)源分布式天線(xiàn)
這種覆蓋方案的設(shè)計(jì)比較靈活、價(jià)格相對(duì)低、安裝較方便。同軸電纜的饋管衰減較小,天線(xiàn)增益的選擇主要取決于安裝條件,在條件許可的情況下,可選用增益相對(duì)較高的天線(xiàn),來(lái)提高覆蓋范圍。該方案的簡(jiǎn)化版就是采用單根天線(xiàn)對(duì)隧道進(jìn)行覆蓋,對(duì)于較短的隧道來(lái)說(shuō),這種方案確實(shí)是一種低成本解決方案。
2、光纖饋電有源分布式天線(xiàn)系統(tǒng)
在某些復(fù)雜的隧道覆蓋環(huán)境中,可采用光纖饋電有源分布式天線(xiàn)系統(tǒng)來(lái)替代同軸饋電無(wú)源分布式天線(xiàn)系統(tǒng)。它更適用于覆蓋地下隧道(地鐵隧道)和站臺(tái)。采用光纖饋電有源分布式天線(xiàn)系統(tǒng)的主要好處包括在室內(nèi)安裝的電纜數(shù)減少、可適用更細(xì)的電纜、采用光纜可降低電磁干擾、在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)中設(shè)計(jì)更靈活等,缺點(diǎn)是成本高。
3、泄露電纜
采用泄漏電纜進(jìn)行隧道覆蓋,是一種最為常用的方法,這種方法的好處在于:
可減小信號(hào)陰影和遮擋,在復(fù)雜的隧道中采用分布式天線(xiàn),手機(jī)與某特定天線(xiàn)之間可能會(huì)受到遮擋,導(dǎo)致覆蓋不好;
信號(hào)波動(dòng)范圍減少,與其它天線(xiàn)系統(tǒng)相比,隧道內(nèi)信號(hào)覆蓋均勻;
可對(duì)多種服務(wù)同時(shí)提供覆蓋,泄漏電纜本質(zhì)上是寬帶系統(tǒng),多種不同的無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)可以共享同一泄漏電纜,考慮到在隧道中經(jīng)常使用某些無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)(尋呼系統(tǒng)、告警系統(tǒng)、廣播等),采用共享一條泄漏電纜的方法,可省去架設(shè)多條天線(xiàn)的工程。
泄漏電纜覆蓋設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常成熟的技術(shù),其設(shè)計(jì)方案相對(duì)簡(jiǎn)單,本文不作重點(diǎn)分析。下面重點(diǎn)分析采用普通同軸饋電無(wú)源分布式天線(xiàn)進(jìn)行隧道覆蓋的設(shè)計(jì)方案。
四、隧道的無(wú)線(xiàn)傳播
無(wú)線(xiàn)電波在隧道中傳播時(shí)具有隧道效應(yīng),信號(hào)傳播是墻壁反射與直射的結(jié)果,其中直射為主要分量。華為公司基于ITU-R建議,根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)傳播模型進(jìn)行了修正,得出一簡(jiǎn)單實(shí)用的隧道傳播模型,用于進(jìn)行隧道覆蓋設(shè)計(jì),該傳播模型為:
Lpath=20lgf+30lgd―8dB
其中:
洞口施工原則及所采取的措施
(1)隧道洞口施工必須堅(jiān)持18字方針(2)必須堅(jiān)持采用弱爆破或人工、機(jī)械等開(kāi)挖的方式,減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)。保護(hù)圍巖的完整,充分利用圍巖的自承能力。(3)洞口施工前應(yīng)做好各項(xiàng)施工輔助措施:做好洞口修建前的地形、地質(zhì)條件調(diào)查,提前采取措施應(yīng)對(duì)不良地質(zhì)災(zāi)害;提前做好防排水系統(tǒng),尤其是含水量大的地區(qū)以及雨季施工的時(shí)候;盡量少開(kāi)挖邊仰坡土石方保護(hù)好既有的植被,生態(tài)環(huán)境;提前編制進(jìn)洞專(zhuān)項(xiàng)施工技術(shù)方案。(4)要高度重視洞口超前支護(hù)和超前預(yù)加固處理措施:超前支護(hù)主要包括管棚加固法、超前小導(dǎo)管加固法、超前錨桿法、掌子面噴射混凝土封閉法、抗滑樁等;超前預(yù)加固中主要指的是超前預(yù)注漿,包括地表注漿和洞內(nèi)超前鉆孔注漿。
進(jìn)洞前施工準(zhǔn)備工作
(1)清表和清除危石:進(jìn)洞施工前應(yīng)將洞頂?shù)乇矸秶脖磺宄貏e是清除洞口上方有可能滑塌的表土、灌木及山坡的危石。(2)做好截水溝施工:部分洞口地表地勢(shì)較平緩,大部分又處于溝谷,雨水經(jīng)常匯集洞口,故進(jìn)洞前應(yīng)認(rèn)真施作截水溝,以及時(shí)截除地表水。盡早完成洞口排水系統(tǒng)。(3)按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行邊坡、仰坡的放線(xiàn)刷坡,自上而下的開(kāi)挖,不得掏底開(kāi)挖或上下重疊開(kāi)挖。開(kāi)挖中對(duì)地層動(dòng)態(tài)應(yīng)進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)。(4)盡早施工洞門(mén)端墻,防止邊仰坡滑塌,避免落石對(duì)施工人員和機(jī)械傷害,損壞,確保施工機(jī)械、人員的安全。(5)地表加固:根據(jù)洞口地表表層巖石風(fēng)化破碎情況,為了確保隧道進(jìn)洞施工安全,在進(jìn)洞施工前,應(yīng)采取如下措施進(jìn)行地表加固。
單向進(jìn)洞法
關(guān)鍵詞:隧道防排水注漿堵水防水布鋪設(shè)
目前隧道襯砌滲漏水問(wèn)題,尤其是施工縫處、隧道的接口處及管節(jié)之間的連接處等薄弱環(huán)節(jié)的滲、漏水更為嚴(yán)重。如何搞好隧道防排水設(shè)計(jì)及裂縫防水技術(shù),是保證行車(chē)安全和隧道能否長(zhǎng)期使用的重要條件。
一、進(jìn)洞前防排水處理
首先,在隧道進(jìn)洞前應(yīng)對(duì)隧道軸線(xiàn)范圍內(nèi)的地表水進(jìn)行了解,分析地表水的補(bǔ)給方式、來(lái)源情況,做好地表防排水工作:用分層夯實(shí)的粘土回填勘探用的坑洼、探坑;對(duì)通過(guò)隧道洞頂且底部巖層裂縫較多的溝谷,建議用漿砌片石鋪砌溝底,必要時(shí)用水泥砂漿抹面;開(kāi)溝疏導(dǎo)隧道附近封閉的積水洼地,不得積水;在地表有泉眼的地方,涌水處埋設(shè)導(dǎo)管進(jìn)行泉水引排;在隧道洞口上方按設(shè)計(jì)要求做好天溝,并用漿砌片石砌筑,將地表水排到隧道穿過(guò)的地表外側(cè),防止地表水的下滲和對(duì)洞口仰坡沖刷,并與路基邊溝順接成排水系統(tǒng);洞頂開(kāi)挖的仰坡、邊坡坡面可用噴射混凝土將其封閉,并對(duì)洞口上方及兩側(cè)掛網(wǎng)噴漿;若在洞頂設(shè)置高壓水池時(shí),應(yīng)做好防滲防溢設(shè)施,且水池宜設(shè)在遠(yuǎn)離隧道軸線(xiàn)處等。
二、開(kāi)挖過(guò)程中對(duì)涌水地段的防排水處理
(一)涌水地段的防排水處理原則。在隧道施工過(guò)程中,應(yīng)對(duì)開(kāi)挖面出現(xiàn)的涌水進(jìn)行調(diào)查分析,找準(zhǔn)原因,采取“以排為主,防、排、截、堵相結(jié)合”的綜合治理原則,因地制宜地制定治理方案,達(dá)到排水通暢、防水可靠、經(jīng)濟(jì)合理和不留后患的目的。
(二)涌水地段的原因分析。造成隧道涌水現(xiàn)象一般是由于地下水發(fā)育,洞壁局部有水流涌出;碰到斷層地帶,巖石破碎,裂隙發(fā)育,出現(xiàn)涌水現(xiàn)象;洞頂覆蓋層較薄,巖石裂隙發(fā)育,開(kāi)挖地表水下滲等原因。施工中應(yīng)對(duì)洞內(nèi)的出水部位、水量大小、涌水情況、變化規(guī)律、補(bǔ)給來(lái)源及水質(zhì)成分等做好觀(guān)測(cè)和記錄,并不斷改善防排水措施。
(三)涌水地段的處理方法。對(duì)于洞內(nèi)涌水或地下水位較高的地段,可采用超前鉆孔排水、輔助坑道排水、超前小導(dǎo)管預(yù)注漿堵水、超前圍巖預(yù)注漿堵水、井點(diǎn)降水及深井降水等輔助施工方法。當(dāng)涌水較集中時(shí),噴錨前可用打孔或開(kāi)縫的摩擦錨桿進(jìn)行排水;當(dāng)涌水面積較大時(shí),噴錨前可在圍巖表面設(shè)置樹(shù)枝狀軟式透水管,對(duì)涌水進(jìn)行引排,然后再?lài)娚浠炷?當(dāng)涌水嚴(yán)重時(shí),可在圍巖表面設(shè)置匯水孔,邊排水邊噴射。
三、二次襯砌中防排水處理與控制
(一)防水層安裝與控制
1.防水層進(jìn)場(chǎng)時(shí)檢查。除按必要的工作程序進(jìn)行取樣檢查外,還應(yīng)檢查防水板表面是否存在變色、皺紋(厚薄不均)、斑點(diǎn)、撕裂、刀痕、小孔等缺陷,存在質(zhì)量缺陷時(shí),應(yīng)及時(shí)處理。
2.防水層鋪設(shè)前對(duì)初期支護(hù)的檢查和處理。防水層鋪掛前,應(yīng)先對(duì)初期支護(hù)噴射混凝土進(jìn)行量測(cè),對(duì)欠挖部位加以鑿除,對(duì)噴射混凝土表面凹凸顯著部位應(yīng)分層噴射找平。外露的錨桿頭及鋼筋網(wǎng)應(yīng)頭齊根切除,并用水泥砂漿抹平,使混凝土表面平順。
3.防水層鋪設(shè)好后檢查和處理。防水層鋪掛結(jié)束,監(jiān)理工程師應(yīng)對(duì)其焊接質(zhì)量和防水層鋪設(shè)質(zhì)量進(jìn)行檢查。其檢查方法有:(1)用手托起防水板,看其是否能與噴射混凝土密貼。(2)看防水板表面是否有被劃破、扯破、扎破等破損現(xiàn)象。(3)看焊接或粘結(jié)寬度(焊接時(shí),搭接寬度為10cm,兩側(cè)焊縫寬度應(yīng)不小于2.5cm;粘結(jié)時(shí),搭接寬度為10cm,粘結(jié)寬度不小于5cm)是否符合要求,且有無(wú)漏焊、假焊、烤焦等現(xiàn)象。(4)拱部及拱墻壁露的錨固點(diǎn)(釘子)是否有塑料片覆蓋。(5)每鋪設(shè)20延長(zhǎng)米~30延長(zhǎng)米,剪開(kāi)焊縫2處~3處,每處0.5m。看是否有假焊、漏焊現(xiàn)象。(6)進(jìn)行壓水(氣)試驗(yàn),看其有無(wú)漏水(氣)現(xiàn)象等,檢查防水板鋪掛質(zhì)量。如果發(fā)現(xiàn)存在問(wèn)題,除應(yīng)詳細(xì)記錄外,并立即通知施工單位進(jìn)行修補(bǔ),不合格者應(yīng)堅(jiān)決要求返工。
(二)止水帶安裝與控制
防水混凝土施工縫是襯砌防水混凝土間隙灌注施工造成的,對(duì)于施工縫的防排水處理,在復(fù)合式襯砌中,一般采用塑料止水帶或橡膠止水帶。
1.二次襯砌端部的檢查與處理。在澆筑二次襯砌混凝土前,可用鋼絲刷將上層混凝土刷毛,或在襯砌混凝土澆筑完后4h-12h內(nèi),用高壓水將混凝土表面沖洗干凈,并檢查止水帶接頭是否完好,止水帶在混凝土澆筑過(guò)程中是否刺破,止水帶是否發(fā)生偏移,如發(fā)現(xiàn)有割傷、破裂、接頭松動(dòng)及偏移現(xiàn)象,應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)和處理,以保證止水帶防水功能。
2.止水帶安裝質(zhì)量的檢查與處理。檢查是否有固定止水帶和防止偏移的輔助設(shè)施、止水帶接頭寬度是否符合要求、止水帶是否割傷破裂、止水帶是否有卡環(huán)固定并伸入兩端混凝土內(nèi)等項(xiàng)目,做好詳細(xì)檢查記錄,如存在問(wèn)題時(shí),應(yīng)立即通知施工單位進(jìn)行修補(bǔ),不合格者應(yīng)堅(jiān)決要求返工。
(三)混凝土澆筑與控制
襯砌混凝土施工時(shí),應(yīng)督促施工單位加強(qiáng)商品砼的后倉(cāng)管理,定期不定期的進(jìn)行檢查。混凝土振搗時(shí)必須專(zhuān)人負(fù)責(zé),避免出現(xiàn)欠振、漏振、過(guò)振等現(xiàn)象。加強(qiáng)施工縫、變形縫等薄弱環(huán)節(jié)的混凝土振搗,排除止水帶底部氣泡和空隙,使止水帶和混凝土緊密結(jié)合。
四、二次襯砌滲漏處理與控制
(一)引流堵漏。對(duì)于滴水及裂紋滲漏處,可采用鑿槽引流堵漏施工方法。如在滲漏部位順裂縫走向?qū)⒁r砌混凝土鑿出一定寬度和深度(如寬20mm,深30mm)的溝槽,埋設(shè)直徑略大于溝槽寬度或與溝槽寬度相當(dāng)?shù)陌雸A膠管將水引入邊墻排水溝內(nèi),再用無(wú)紡布覆蓋半圓膠管或防水堵漏劑封堵,然后用顏色相當(dāng)?shù)姆浪炷练舛禄蚰妗?/p>
(二)注漿堵漏。對(duì)于滲漏嚴(yán)重部位,可采用注漿堵漏施工方法。如在滲漏部位鑿出一定寬度和深度(如直徑80mm,深40mm)的凹坑,清理混凝土渣,并檢查表面混凝土密實(shí)性,從滲漏部位向襯砌鉆孔,其深度建議控制在襯砌厚度范圍內(nèi),埋管注漿,其注漿漿液通過(guò)設(shè)計(jì)確定。注漿結(jié)束后,其凹坑可按文中上述4.1方法做防水堵漏處理。
五、結(jié)語(yǔ)
每道工序的施工質(zhì)量都對(duì)隧道防排水效果產(chǎn)生很大的影響,施工中的每一點(diǎn)疏忽都可能造成滲漏水隱患。因此,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)每道工序的施工質(zhì)量控制,嚴(yán)格按規(guī)范施工確保施工達(dá)到設(shè)計(jì)效果,使隧道防排水工程質(zhì)量有保證。
參考文獻(xiàn):
本系統(tǒng)基于統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、平臺(tái)及原則的構(gòu)架標(biāo)準(zhǔn),每一個(gè)功能模塊夠能通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的服務(wù)接口調(diào)用數(shù)據(jù)層提供的統(tǒng)一數(shù)據(jù)交換服務(wù),能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)間的互聯(lián)互通、數(shù)據(jù)共享,避免信息孤島現(xiàn)象的出現(xiàn)。本系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)方式,在保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí),由基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)模塊統(tǒng)一管理,對(duì)各種數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)一整合,做到統(tǒng)一入口、展現(xiàn)、管理的一體化管理體系。系統(tǒng)能夠?qū)⒏魉淼老嚓P(guān)數(shù)據(jù)整合顯示在一個(gè)界面上,提供給用戶(hù)直觀(guān)的隧道安全狀態(tài)等相關(guān)信息。
2系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)
2.1洞門(mén)安全分析
該模塊主要利用輸入數(shù)據(jù)庫(kù)中的資料將某一隧道的洞門(mén)和既有隧道的洞門(mén)進(jìn)行對(duì)比,給出該隧道的洞門(mén)安全概率。輸入的基礎(chǔ)資料有圍巖級(jí)別、施工方法、最小埋深、施工超前支護(hù)措施、最大邊仰坡刷方高度等,通過(guò)查詢(xún)有關(guān)資料和系統(tǒng)在項(xiàng)目中的實(shí)際應(yīng)用數(shù)據(jù),不斷豐富數(shù)據(jù)庫(kù)中這些基礎(chǔ)資料。這樣就可以通過(guò)統(tǒng)計(jì)對(duì)比,給出某隧道在既有隧道中同類(lèi)圍巖條件下、采用同樣施工方法下所占的安全概率情況,或者給出采用同樣超前支護(hù)措施的隧道洞門(mén)安全個(gè)數(shù),或者給出最大刷方高度大于本隧道的個(gè)數(shù),該系統(tǒng)為應(yīng)用人員提供輔助決策意見(jiàn)。
2.2監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理
本功能模塊主要實(shí)現(xiàn)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)成果和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的上傳、查詢(xún)、分析、曲線(xiàn)顯示、生成報(bào)表等功能。通過(guò)數(shù)學(xué)分析模型,將其處理為各種分析圖表,用來(lái)展現(xiàn)數(shù)據(jù)的變化情況,從而直觀(guān)的給出隧道在某一段時(shí)間的變形情況。報(bào)表包括預(yù)警快報(bào)、日?qǐng)?bào)、周報(bào)、月報(bào)等。
2.3歷史數(shù)據(jù)對(duì)比
本功能模塊主要實(shí)現(xiàn)本隧道和本線(xiàn)隧道或全部隧道在相同的圍巖等級(jí)、圍巖值、施工方法、開(kāi)挖跨度情況下數(shù)據(jù)的對(duì)比情況,給出該隧道的安全概率。該模塊主要構(gòu)建數(shù)據(jù)安全數(shù)據(jù)庫(kù)和坍塌數(shù)據(jù)庫(kù),通過(guò)建立算法模型,給出在正常數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中,在本線(xiàn)隧道或者全部隧道中符合上述某一條件的隧道有多少個(gè),變形小于本隧道的隧道個(gè)數(shù)以及概率情況,從而統(tǒng)計(jì)出本隧道的安全概率情況,并繪制出安全概率分布直方圖。同樣方法,在坍塌數(shù)據(jù)中,給出和本隧道監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相同的隧道有多少個(gè),有多少例隧道的變形值大于該隧道,統(tǒng)計(jì)出本隧道的坍塌概率。
2.4預(yù)警預(yù)報(bào)分析
該模塊主要實(shí)現(xiàn)將報(bào)警信息提取分析、再次確認(rèn)報(bào)警信息的準(zhǔn)確性、向上級(jí)報(bào)告事件等功能,采取有效措施,從而減少損失。該模塊主要包括預(yù)警值設(shè)定、預(yù)警流程管理、施工進(jìn)度報(bào)警、不及時(shí)監(jiān)測(cè)報(bào)警、智能報(bào)警等功能。施工進(jìn)度報(bào)警主要是根據(jù)隧道坍塌卡控紅線(xiàn),判斷某隧道開(kāi)挖面和仰拱封閉距離、開(kāi)挖面至二襯距離是否超過(guò)規(guī)定值;不及時(shí)監(jiān)測(cè)報(bào)警是指系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別出該隧道已有多少天未上報(bào)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),給出預(yù)警提醒;智能報(bào)警是指當(dāng)查看某一隧道的具體監(jiān)測(cè)斷面時(shí),系統(tǒng)給出時(shí)序變形曲線(xiàn),并與數(shù)據(jù)庫(kù)中同樣施工條件下的監(jiān)測(cè)平均值比對(duì),判斷是否報(bào)警。
2.5資料管理
該模塊主要實(shí)現(xiàn)資料的上傳、預(yù)覽、刪除、導(dǎo)出等。資料主要包括監(jiān)控量測(cè)方案、地質(zhì)調(diào)查資料、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)成果、設(shè)計(jì)資料、各種布點(diǎn)圖、會(huì)議紀(jì)要、施工日志、竣工資料等。上述資料按照不同的隧道以目錄樹(shù)的方式進(jìn)行展示,方便用戶(hù)調(diào)閱、編輯等。
2.6系統(tǒng)管理
系統(tǒng)管理模塊是用來(lái)管理整個(gè)系統(tǒng),并保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。擁有系統(tǒng)管理員權(quán)限的用戶(hù)才能登錄使用。系統(tǒng)管理分為用戶(hù)管理、權(quán)限管理、工程管理、控制值管理、數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)等子模塊。
3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
采用C#語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā),數(shù)據(jù)庫(kù)為SQLserv-er2005,運(yùn)行操作系統(tǒng)為MicrosoftWindows7Enterprise,主界面如圖2所示。該系統(tǒng)在廣深港客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)深港隧道施工監(jiān)測(cè)過(guò)程進(jìn)行應(yīng)用,通過(guò)數(shù)據(jù)的分析和洞門(mén)安全比對(duì),較好的實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)預(yù)警信息反饋,為現(xiàn)場(chǎng)施工提供了輔助分析決策建議。
4結(jié)束語(yǔ)
關(guān)鍵詞:斷層;溶腔;土夾層;施工工藝;圍巖量測(cè)
1工程概況
本隧道地處鄂西南地區(qū),屬于亞熱帶季風(fēng)氣候,溫暖多雨、濕潤(rùn)多霧、雨量充沛,區(qū)內(nèi)山巒疊嶂、溝壑縱橫。洞內(nèi)以Ⅲ、Ⅳ級(jí)圍巖為主,地質(zhì)主要以寒武系上統(tǒng)耗子沱群灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r為主,中厚產(chǎn)狀,弱風(fēng)化。但是斷層、溶腔、夾層頻頻出現(xiàn),節(jié)理裂隙較發(fā)育。本隧道全長(zhǎng)2651m,分進(jìn)出口掘進(jìn),進(jìn)口里程為DK238+669,出口里程為DK240+300。
2破碎地質(zhì)帶與隧道的關(guān)系以及對(duì)施工的影響
破碎地質(zhì)帶是指松散地層、巖溶、斷層、軟土地段、土加石、溶腔等不利于隧道工程施工的不良地質(zhì)環(huán)境。在施工中發(fā)現(xiàn),不良地質(zhì)地段的變異是非常復(fù)雜的,設(shè)計(jì)文件提供的地質(zhì)資料和施工方法以及防范措施不可能完全符合實(shí)際情況。
破碎地質(zhì)在隧道施工中會(huì)經(jīng)常出現(xiàn),如認(rèn)識(shí)不夠,施工工藝安排不合理,會(huì)造成塌方,這樣不僅會(huì)造成直接經(jīng)濟(jì)損失,給隧道施工帶來(lái)極大困難,而且耽誤工期,并且會(huì)帶來(lái)安全隱患,甚至?xí)斐砂踩|(zhì)量事故。因此隧道不良地質(zhì)帶的施工必須制定安全、穩(wěn)妥的施工方案,采取積極、有效的施工措施,切忌盲目施工。不良地質(zhì)的發(fā)現(xiàn)一是要熟讀設(shè)計(jì)文件、掌握設(shè)計(jì)意圖以及詳細(xì)的地質(zhì)情況;二是要勤觀(guān)察并要對(duì)癥下藥,因此,在施工過(guò)程中,應(yīng)經(jīng)常觀(guān)察地質(zhì)發(fā)育情況,必要時(shí)采取有效的輔助措施,如TSP、超前鉆孔、紅外線(xiàn)探水、地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)等超前地質(zhì)預(yù)報(bào)措施。
3破碎地質(zhì)的施工原則
在隧道施工過(guò)程中如遇到不良地質(zhì)段,首先要對(duì)地質(zhì)、水文情況有一個(gè)整體的了解。嚴(yán)格按照“先治水、短開(kāi)挖、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、勤量測(cè)、早襯砌、”的指導(dǎo)原則。
(1)先治水:在有水地段,應(yīng)采用引、排、堵相結(jié)合的方式,處理好巖溶水,消除隱患。
(2)短開(kāi)挖、弱爆破:不良地質(zhì)段,應(yīng)遵循多打眼、淺打眼、弱爆破、短進(jìn)尺的原則,減少對(duì)周邊圍巖的擾動(dòng)。
(3)強(qiáng)支護(hù):及破碎地段,應(yīng)采取錨、噴、網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)的原則。如果噴錨支護(hù)仍不能提供足夠的支護(hù)能力時(shí),應(yīng)及早裝設(shè)鋼架(工字鋼或格柵鋼架)支撐加強(qiáng)支護(hù)。
(4)勤量測(cè):及在開(kāi)挖完成后,立即進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)工作,及時(shí)掌握圍巖變化情況。如變化較大,應(yīng)制定相應(yīng)的補(bǔ)救措施。
(5)早襯砌:在監(jiān)控量測(cè)反映圍巖變化穩(wěn)定、邊墻完成后,襯砌結(jié)構(gòu)盡早封閉,改善受力狀態(tài),確保襯砌結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期穩(wěn)定、堅(jiān)固。
4長(zhǎng)鷹壩二號(hào)隧道的開(kāi)挖方法
由于長(zhǎng)鷹壩二號(hào)隧道地質(zhì)情況復(fù)雜,節(jié)理較發(fā)育,溶洞、斷層、土夾石巖層等不良地質(zhì)頻頻出現(xiàn),所以全斷面開(kāi)挖法已經(jīng)不再合適,結(jié)合實(shí)際地質(zhì)情況,我們采取了上下斷面順序開(kāi)挖法,采用減輕震動(dòng)控制爆破技術(shù)。下面就以DK239+705~+770段巖溶處理措施為例,淺談一下不良地質(zhì)段的施工方法。
在隧道開(kāi)挖過(guò)程中,如果圍巖的整體性差、穩(wěn)定性差、風(fēng)化程度比較嚴(yán)重時(shí),一般多采用上下臺(tái)階開(kāi)挖方法。上下臺(tái)階開(kāi)挖法,就是上半斷面施工(包括支護(hù))一段距離后(至少50m),再進(jìn)行下半斷面的開(kāi)挖和支護(hù)。這種情況的施工難度取決于圍巖破碎的程度以及填充物的含水性、活動(dòng)性。
(1)長(zhǎng)鷹壩二號(hào)隧道進(jìn)口施工至DK239+710時(shí)線(xiàn)路左側(cè)出現(xiàn)粘土填充物(附圖1),通過(guò)超前鉆孔探測(cè)發(fā)現(xiàn)前方20m范圍內(nèi)仍是破碎巖層并向線(xiàn)路右側(cè)發(fā)展,圍巖破碎程度嚴(yán)重,自穩(wěn)能力差。施工不當(dāng)極易造成側(cè)壁整體滑塌,應(yīng)注意輔以鋼架和噴錨網(wǎng)聯(lián)合加強(qiáng)支護(hù)。我們采取了在側(cè)壁不良地質(zhì)的范圍布設(shè)¢42小導(dǎo)管注漿固結(jié)巖體;與線(xiàn)路方向成15°夾角、長(zhǎng)度為6m,施工方法采用先兩側(cè)、后中間,短進(jìn)尺、快支護(hù)的原則,較順利的通過(guò)了該地段。
(2)施工至DK239+720時(shí)拱部出現(xiàn)大量的砂礫土填充物,隨著進(jìn)尺填充物逐步擴(kuò)大,因考慮安全起見(jiàn),改為人工配合機(jī)械施工,以人工為主,盡量縮短進(jìn)尺,一般為一榀鋼架間距的進(jìn)尺。
(3)至DK239+750時(shí)隧道大部分?jǐn)嗝娑荚谄扑閹r層中,且破碎程度比較嚴(yán)重,隨時(shí)有掉塊、滑體現(xiàn)象發(fā)生。在開(kāi)挖方法上采用了分部開(kāi)挖法,即先開(kāi)挖破碎帶,開(kāi)挖完成后立即采用¢42小導(dǎo)管注漿封閉巖體,待注漿效果達(dá)到一定程度后再開(kāi)挖較好圍巖。在開(kāi)挖時(shí)可采用風(fēng)槍與小炮相結(jié)合,但必須考慮減少對(duì)已封閉好破碎帶的振動(dòng)。在下斷面施工中,必須使上斷面鋼架與下斷面鋼架之間焊接牢固、下斷面鋼架座落穩(wěn)定。
5破碎帶的支護(hù)方法
在開(kāi)挖的同時(shí),應(yīng)及時(shí)施做初期支護(hù),這是破碎地段施工的原則。以免圍巖暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng),產(chǎn)生松動(dòng)、變形或掉塊以及坍塌現(xiàn)象,所以應(yīng)遵循“早支護(hù),強(qiáng)支護(hù)”的原則。一般在破碎地段采用噴錨網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)方法。在必要時(shí),應(yīng)采用超前小導(dǎo)管或超前管棚和鋼拱架加強(qiáng)支護(hù)。在DK239+710時(shí)雖然我們對(duì)破碎帶進(jìn)行了注漿固結(jié),但這只是臨時(shí)支護(hù),考慮到整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定,對(duì)該段我們進(jìn)行輔以鋼架加強(qiáng)支護(hù),施做鋼架從DK239+705開(kāi)始,鋼拱架間距50cm,縱向連接鋼筋用¢22螺紋鋼間距加密至50cm,因?yàn)樵诰€(xiàn)路左側(cè)出現(xiàn)大量粘土填充,基底極其松軟,為了使鋼架座落穩(wěn)定,我們?cè)谧髠?cè)基底設(shè)置P43槽鋼并延伸出破碎區(qū)段如圖2所示,這樣確保鋼拱架座落穩(wěn)定不下沉,并且整體性較強(qiáng)。每榀鋼架在邊墻位置設(shè)置長(zhǎng)3.5m的鎖腳錨桿與槽鋼焊接成一體。
DK239+730左側(cè)為粘土填充,即易發(fā)生坍方或掉塊現(xiàn)象,所以在鋼拱架架立完畢后,在左側(cè)設(shè)置3.5m長(zhǎng)的小導(dǎo)管并注漿加固巖體,小導(dǎo)管施工如圖3所示,梅花型布置。上斷面施工至DK239+750時(shí),線(xiàn)路左側(cè)發(fā)生塌方現(xiàn)象,隧道左邊形成一空腔(縱向2.8m,高度無(wú)法測(cè)出),這種空腔處理就不能再以簡(jiǎn)單的鋼架支護(hù)。首先,考慮到安全起見(jiàn),要對(duì)空腔周?chē)奈J㈦U(xiǎn)石進(jìn)行處理,然后進(jìn)行鋼架架立。鋼架后面鋼筋網(wǎng)片和縱向連接筋焊接牢固后,支模噴射C20混凝土,待噴射混凝土達(dá)到一定程度后,拆除摸板,用C25素混凝土施做1m厚護(hù)拱,在護(hù)拱上墊至少1m厚砂土,對(duì)空腔內(nèi)的落石起緩沖作用,防止破壞鋼架支護(hù)結(jié)構(gòu)。如圖4所示。
6超前預(yù)報(bào)工作
隧道破碎帶的超前預(yù)報(bào)工作在隧道施工中是一項(xiàng)基礎(chǔ)性的、非常重要的工作,它是保證隧道施工安全的一項(xiàng)重要措施,同時(shí),它又是隧道動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的主要決策依據(jù)。因?yàn)椴涣嫉囟蔚某霈F(xiàn)具有一定的突然性,如沒(méi)有意識(shí)到它的存在,依然采用常規(guī)的施工方法,將導(dǎo)致塌方而影響到整個(gè)工程的施工。因此,要根據(jù)實(shí)際地質(zhì)變化情況作出相應(yīng)的預(yù)防措施。超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)得以實(shí)施原則:在隧道施工中要做到“加強(qiáng)探測(cè),強(qiáng)化治理,不留后患”的原則。
超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的方法主要有以下幾種:(1)掌子面地質(zhì)素描法(2)物探法(TSP203,地質(zhì)雷達(dá)法,紅外線(xiàn)法)和鉆探法(超前深孔鉆探)。根據(jù)以上幾種方法得出的地質(zhì)資料再結(jié)合實(shí)際地質(zhì)素描,進(jìn)行初步的地質(zhì)分析,判斷破碎巖體的發(fā)育情況。隧道破碎帶在隧道中是有一定的延伸長(zhǎng)度的,它的出現(xiàn)也是有一個(gè)由小到大的過(guò)程的,若隧道局部圍巖破碎、石質(zhì)較差,且圍巖軟硬分界明顯,應(yīng)小心對(duì)待,可根據(jù)巖層的走向、傾角等預(yù)測(cè)前方可能出現(xiàn)的地質(zhì)變化情況。
在實(shí)際開(kāi)挖作業(yè)中,若鉆速突然加快,巖漿有異常變化時(shí),則肯定存在明顯的軟硬巖層分界面,應(yīng)探明情況并及時(shí)采取相關(guān)措施。
對(duì)重點(diǎn)懷疑地段,采用超前水平鉆孔。根據(jù)巖芯和鉆進(jìn)過(guò)程中的巖粉、鉆速和水質(zhì)情況,判斷前方水文、地質(zhì)條件;取巖芯,并利用巖芯作試樣進(jìn)行試驗(yàn),對(duì)鉆進(jìn)的地質(zhì)狀態(tài)進(jìn)行判斷;鉆速測(cè)試,根據(jù)鉆機(jī)在巖石中的鉆進(jìn)速度和巖石特性之間的關(guān)系來(lái)判斷。
7監(jiān)控量測(cè)
7.1監(jiān)控量測(cè)的目的
現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)是隧道工程監(jiān)控的重要手段,其目的在于了解圍巖變形和應(yīng)力變化的動(dòng)態(tài)過(guò)程,掌握隧道圍巖的穩(wěn)定情況,判斷支護(hù)系統(tǒng)地可靠程度,是直接為施工和支護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)服務(wù)的。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)掌握圍巖力學(xué)形態(tài)的變化規(guī)律,掌握支護(hù)的工作狀態(tài)信息并及時(shí)反饋,指導(dǎo)施工作業(yè)。對(duì)量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,作出工程預(yù)測(cè),確定施工對(duì)策和措施,以確保施工安全和隧道穩(wěn)定。
7.2量測(cè)部位的確定和測(cè)點(diǎn)的布置
尤其在圍巖破碎地段,更應(yīng)該加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)工作。在破碎段,一般都是邊開(kāi)挖邊支護(hù),所以在支護(hù)工作完成后立即布設(shè)量測(cè)點(diǎn)(水平收斂和拱頂下沉),進(jìn)行量測(cè)工作。水平收斂和拱頂下沉測(cè)點(diǎn)應(yīng)盡量布設(shè)在同一斷面上,量測(cè)斷面間距一般在5m左右(破碎段),尤其在洞口埋深較淺地段更應(yīng)該縮小量測(cè)間距。通過(guò)每次的量測(cè)數(shù)據(jù),及時(shí)匯制時(shí)間與位移之間的變化曲線(xiàn)圖,從而可直接了解該點(diǎn)的圍巖變化情況,為施工提供依據(jù)。
總之,量測(cè)試監(jiān)控的手段,監(jiān)控是量測(cè)得目的。監(jiān)控過(guò)程可分為:現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)——數(shù)據(jù)處理——信息反饋。
8結(jié)束語(yǔ)
公路隧道施工工程中,采用的施工技術(shù)新奧法具有許多實(shí)際的優(yōu)點(diǎn),在開(kāi)挖的過(guò)程中,對(duì)公路隧道所造成的影響小,能降低土層的松動(dòng)和下沉率,減少對(duì)地層周?chē)臄_動(dòng),開(kāi)挖地面能夠控制成效,在施工時(shí),安全系數(shù)較高,這樣就能很好的保證施工進(jìn)度和安全。新奧法施工技術(shù)比較靈活,具有很好的適應(yīng)性,充分利用好這些優(yōu)點(diǎn),需要精心設(shè)計(jì)具有高效率的工藝流程,要求施工人員是經(jīng)驗(yàn)豐富的,現(xiàn)場(chǎng)施工有專(zhuān)家進(jìn)行科學(xué)指導(dǎo),新奧法施工技術(shù)就能富有成效的應(yīng)用在公路隧道施工工程中。
2.新奧法在公路隧道工程中的應(yīng)用
2.1新奧法基本原理
新奧法是現(xiàn)代公路隧道工程中的一項(xiàng)標(biāo)志性的新技術(shù),新奧法的原理首先就是了解隧道結(jié)構(gòu)的主要部分,知道圍巖是其主要承載結(jié)構(gòu)部分;開(kāi)挖后要加固圍巖,確保圍巖不會(huì)在開(kāi)挖卸載后發(fā)生原有強(qiáng)度不在的情況;公路隧道圍巖時(shí),對(duì)圍巖的卸載位移的程度要降低;隧道圍巖支護(hù)工程中可以允許圍巖產(chǎn)生小范圍的變形,產(chǎn)生受力環(huán)區(qū),限制圍巖位移程度,避免變形產(chǎn)生松懈;初次支護(hù)主要是保持圍巖自承狀態(tài),避免松弛;適時(shí)建造初次支護(hù),選擇比較適宜的早晚時(shí)間,延遲圍巖的變形,讓支撐效果達(dá)到最佳;圍巖要注意對(duì)地質(zhì)條件的檢查,評(píng)定隧道洞周的位移變形;因?yàn)閲娚浠炷潦芰臁⑴c圍巖密貼等。
2.2應(yīng)用新奧法進(jìn)行隧道圍巖的支護(hù)
開(kāi)挖工作進(jìn)行過(guò)程中,隧道圍巖的應(yīng)力開(kāi)始重新分布,必須加固圍巖,使圍巖卸載后強(qiáng)度不會(huì)失去。結(jié)構(gòu)承載要盡量被滿(mǎn)足,當(dāng)圍巖周?chē)霈F(xiàn)位移和變形,開(kāi)挖曲面后,就形成拱模效應(yīng),進(jìn)而形成受力環(huán)區(qū),此外,對(duì)圍巖位移速度要進(jìn)行控制,防止變形松動(dòng)。所以,對(duì)公路隧道進(jìn)行支護(hù)要采用新奧法支護(hù)結(jié)構(gòu),支護(hù)時(shí)初期采用錨噴的方式,再次支護(hù)時(shí),進(jìn)行的復(fù)合襯砌采用的是模筑混凝土。噴射混凝土、鋼筋網(wǎng)噴射混凝土和錨桿共同組成錨噴支護(hù),是一種支護(hù)結(jié)構(gòu)。具有速凝劑的混凝土混合料是噴射混凝土的一種材料,將其混合高壓水和混凝土噴射機(jī),借用高壓空氣的作用,直接噴射至巖面,然后凝結(jié)成形狀。圍巖情況的好與壞決定支護(hù)使用混凝土的種類(lèi),圍巖情況好,則支護(hù)的主要方式是噴射混凝土,輔助工具是錨桿;如果圍巖情況不好,那么支護(hù)的主要方式則是錨桿,借用的材料是鋼筋網(wǎng)混凝土和噴射混凝土等其他混凝土,結(jié)合配合使用。新奧法的噴射支護(hù)技術(shù),作為圍巖的承載結(jié)構(gòu)的重要組成部分,被應(yīng)用在公路隧道支護(hù)中。所以,二次襯砌支付時(shí),新奧法支護(hù)技術(shù)是后期的圍巖飾面的承載力,要綜合評(píng)估圍巖的變形,評(píng)估初期支付和隧道的周邊情況。任何支護(hù)都需要薄型的柔性結(jié)構(gòu),使手受彎變形的情況和撓曲斷裂的情況減少。新奧法施工技術(shù)被應(yīng)用在公路隧道圍巖支護(hù)中,值得注意的是公路隧道巖石的軟硬問(wèn)題,使用新奧法施工技術(shù),要區(qū)別硬巖隧道和軟巖隧道。軟巖地層的隧道是接近地表的,很難承受再次荷載,再有就是覆蓋土的重力作用大,很難控制其變形,然而在硬巖隧道中如果使用支護(hù)時(shí)柔性的,風(fēng)險(xiǎn)就是客觀(guān)存在的,釋放過(guò)度會(huì)導(dǎo)致坍塌。若圍巖中淺埋隧道式軟弱破碎的,新奧法原理就在這時(shí)起作用了,可以控制圍巖變形,但是不能采用一次性柔性支護(hù),應(yīng)該加固地層,高強(qiáng)度的預(yù)支護(hù),達(dá)到好的自承性能效果。
2.3應(yīng)用新奧法加強(qiáng)隧道施工監(jiān)測(cè)
作為公路隧道新奧法施工技術(shù)核心的公路隧道施工監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)是圍巖穩(wěn)定性的保障,確保支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)的穩(wěn)定,科學(xué)合理的確定襯砌時(shí)間和支護(hù)時(shí)間,做出精細(xì)的施工設(shè)計(jì)。所以,開(kāi)挖公路隧道后首先是及時(shí)支付圍巖,保證其穩(wěn)定性,噴射混凝土,加大噴射厚度,添加錨桿和鋼筋網(wǎng);然后是初期結(jié)束后加設(shè)模板,二次襯砌混凝土。采用新奧法施工技術(shù)施工監(jiān)測(cè),力學(xué)計(jì)算,融合整個(gè)設(shè)計(jì)、勘察和施工等環(huán)節(jié),所以初步調(diào)查地質(zhì)后使用數(shù)學(xué)計(jì)算進(jìn)行預(yù)設(shè)計(jì),確定好支護(hù)參數(shù),在施工中布置監(jiān)控測(cè)試系統(tǒng),全面了解支護(hù)過(guò)程和圍巖,通過(guò)信息的反饋,確定科學(xué)的開(kāi)挖方案和支護(hù)參數(shù)。
2.4應(yīng)用新奧法進(jìn)行隧道的開(kāi)挖施工
公路隧道開(kāi)挖的方法很多。比如掘進(jìn)機(jī)法、礦山法等這些都離不開(kāi)爆破手段,爆破是利用了巖石抗裂能力低的特點(diǎn),通過(guò)各種措施來(lái)減少?lài)鷰r周邊的損壞,達(dá)到更加好的效果。爆破還能使開(kāi)挖受控制,襯砌混凝土量得以節(jié)省,施工進(jìn)度加快,成本降低。利用新奧法施工技術(shù),對(duì)公路隧道施工建設(shè)來(lái)說(shuō),不僅要利用爆破避免圍巖擾動(dòng),還要開(kāi)挖輪廓線(xiàn),保護(hù)圍巖,增強(qiáng)自承能力。
3.結(jié)論
1.1車(chē)輛的不安全因素1)車(chē)輛本身技術(shù)狀況不良或安全裝置失效。如制動(dòng)失效、轉(zhuǎn)向失控、電路老化或短路起火、發(fā)動(dòng)機(jī)自燃、輪胎爆炸等。2)高速行駛的車(chē)輛本身就是危險(xiǎn)源。因高速行駛的汽車(chē)具有較大的動(dòng)能,遇到意外阻擋能量會(huì)突然釋放,具有較大的破壞力,如果外界環(huán)境具備條件,則極易引起火災(zāi)或爆炸事故。3)車(chē)輛本身或裝載貨物易燃易爆。如車(chē)輛自身的燃油、油、橡膠管線(xiàn)、內(nèi)裝潢皮布塑料等;所載貨物為危險(xiǎn)品,如爆炸品、易燃?xì)怏w、液體、固體、易自燃物質(zhì)和遇水放出易燃?xì)怏w的物品、氧化物和有機(jī)過(guò)氧化物、有毒物品和感染性物質(zhì)、放射性物質(zhì)、腐蝕品及雜類(lèi)危險(xiǎn)物等;即使所載貨物為普通貨物,如面粉、煤炭、木材、棉花、日用品、農(nóng)副產(chǎn)品、奶粉、化肥及農(nóng)藥、電子和工業(yè)機(jī)械等也具有可燃性。4)運(yùn)輸企業(yè)沒(méi)有使用相應(yīng)的專(zhuān)用車(chē)輛運(yùn)輸危險(xiǎn)品,或運(yùn)輸危險(xiǎn)品專(zhuān)用車(chē)輛的技術(shù)性能不符合相關(guān)安全規(guī)定的等級(jí)要求。
1.2道路的不安全因素1)路面縱坡較大且坡長(zhǎng)較長(zhǎng),路面摩擦力較小,路面突然出現(xiàn)障礙物或障礙物未及時(shí)清理。2)遇雨雪天氣或隧道漏水,引起隧道路面濕滑、洞口路面結(jié)冰,摩擦力下降。3)隧道空間狹長(zhǎng),撲救路線(xiàn)單一,加上發(fā)生事故后極易造成混亂和交通擁堵,消防和救護(hù)車(chē)輛難以迅速到達(dá)現(xiàn)場(chǎng);部分隧道內(nèi)救護(hù)工具較少,或水消防失效、滅火器丟失,一旦發(fā)生火災(zāi)等災(zāi)難時(shí),無(wú)法及時(shí)滅火救災(zāi)。
1.3不良環(huán)境的不安全因素1)隧道本身的特殊性改變了車(chē)輛正常行使的環(huán)境,給駕駛員造成心理壓力和緊張情緒,行車(chē)的危險(xiǎn)性增大。2)隧道空間狹小,通風(fēng)不暢,溫度上升快,隧道中經(jīng)常通過(guò)運(yùn)輸化學(xué)物品和多種易燃易爆物品的車(chē)輛,許多有害氣體若滯留在隧道內(nèi),包括煤炭粉末和運(yùn)輸?shù)拿娣邸⒖Х确酆湍谭鄣扔袡C(jī)物粉末與隧道中灰塵混合后,遇到高溫和明火,極易發(fā)生火災(zāi)和爆炸。3)隧道照明太亮或太暗,與駕駛員安全行車(chē)的視覺(jué)需求不太吻合。4)某種原因引起的隧道內(nèi)車(chē)速異常降低或堵車(chē),極易誘發(fā)后續(xù)車(chē)輛的追尾,引發(fā)交通事故。
2優(yōu)化隧道安全性設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)管理的建議
據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)[2],駕駛員是道路交通安全要素的主體,占交通事故總數(shù)的95.30%,車(chē)輛的因素占交通事故總數(shù)的4.57%,道路因素占交通事故總數(shù)的0.13%。因此,強(qiáng)調(diào)運(yùn)輸安全,首先要加強(qiáng)對(duì)駕駛員的管理教育和對(duì)車(chē)輛進(jìn)行檢查,確保上路行駛的車(chē)輛和駕駛員符合法律法規(guī)的要求,具備必需的駕駛和應(yīng)急知識(shí)[3,4]。道路運(yùn)輸企業(yè)要真正承擔(dān)起運(yùn)輸安全的主體責(zé)任,真正落實(shí)好道路危險(xiǎn)品貨物運(yùn)輸管理的規(guī)定,確保運(yùn)輸車(chē)輛及技術(shù)指標(biāo)符合要求,駕駛員、押運(yùn)員培訓(xùn)考核合格,具有應(yīng)有的職業(yè)道德。為進(jìn)一步提高公路隧道運(yùn)營(yíng)的安全性,特提以下幾點(diǎn)建議。
2.1加強(qiáng)對(duì)駕駛員和車(chē)輛的管理1)隧道內(nèi)及進(jìn)口外1000m范圍內(nèi)最高車(chē)速限70km/h。2)隧道內(nèi)禁止隨意停車(chē)。如車(chē)輛發(fā)生機(jī)械故障不能移動(dòng)時(shí),應(yīng)立即開(kāi)啟危險(xiǎn)報(bào)警閃光燈,在來(lái)車(chē)方向距事故車(chē)150m外放置警告標(biāo)志牌,并報(bào)警請(qǐng)求交通安全管理部門(mén)處理。3)運(yùn)輸易燃易爆等危險(xiǎn)物品的車(chē)輛遇緊急情況需要在隧道內(nèi)停車(chē)時(shí),應(yīng)立即開(kāi)啟危險(xiǎn)報(bào)警閃光燈,并在來(lái)車(chē)方向距事故車(chē)200m,100m,50m放置3塊警告標(biāo)志牌,同時(shí)報(bào)警請(qǐng)求交通安全管理部門(mén)處理。4)運(yùn)輸易燃易爆等危險(xiǎn)物品的車(chē)輛應(yīng)安裝夜間紅色示警燈、霧天示警燈、反光標(biāo)識(shí),隨車(chē)配備所載危險(xiǎn)品的滅火器具等應(yīng)急處理器材。5)隧道內(nèi)應(yīng)保持車(chē)距,避免發(fā)生堵車(chē)現(xiàn)象。一旦出現(xiàn)行車(chē)緩慢、排隊(duì)等候等交通擁堵現(xiàn)象,應(yīng)報(bào)警請(qǐng)求交通安全管理部門(mén)及時(shí)疏導(dǎo)處理。6)道路危險(xiǎn)品運(yùn)輸企業(yè)要對(duì)駕駛員和押運(yùn)員等危險(xiǎn)品運(yùn)輸從業(yè)人員,每年進(jìn)行1次職業(yè)道德、業(yè)務(wù)知識(shí)和操作規(guī)程培訓(xùn)考核,開(kāi)展應(yīng)急演練,熟悉所裝運(yùn)危險(xiǎn)貨物的性質(zhì)、危害特性和發(fā)生意外事故時(shí)的處置措施。7)運(yùn)輸易燃易爆等危險(xiǎn)物品的車(chē)輛經(jīng)過(guò)特長(zhǎng)隧道時(shí),應(yīng)經(jīng)過(guò)公安機(jī)關(guān)批準(zhǔn),按指定的時(shí)間、路線(xiàn)、速度行駛,懸掛警示標(biāo)志并采取必要的安全措施。8)從事旅客運(yùn)輸?shù)鸟{駛員和隨車(chē)服務(wù)員,應(yīng)熟悉隧道緊急救援逃生知識(shí),在車(chē)輛通過(guò)隧道前向乘客講解、演示發(fā)生緊急情況時(shí)的逃生預(yù)案,并在事故發(fā)生后組織乘客有序逃生。9)對(duì)從事危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸?shù)钠髽I(yè)進(jìn)行安全應(yīng)急信譽(yù)考核,并對(duì)信譽(yù)等級(jí)低的企業(yè)增加一倍許可事項(xiàng)的檢查頻度。10)禁止任何形式的掛靠車(chē)輛從事危險(xiǎn)品運(yùn)輸。11)從事危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸?shù)钠髽I(yè)應(yīng)建立《職業(yè)健康安全管理體系》,并通過(guò)第三方審核認(rèn)證。
2.2優(yōu)化隧道設(shè)計(jì)[5-8]1)隧道平面盡量采用直線(xiàn)或圓曲線(xiàn)線(xiàn)形,縱面盡量采用大于0.3%的小縱坡,中隧道縱坡不宜大于3%,長(zhǎng)隧道縱坡不宜大于2.5%,特長(zhǎng)隧道縱坡不宜大于2%或更小。2)隧道洞口內(nèi)外各100m以?xún)?nèi)的平縱面線(xiàn)形應(yīng)一致,洞內(nèi)外線(xiàn)形應(yīng)順暢、連續(xù),不得設(shè)S形曲線(xiàn),縱坡盡量設(shè)置成單向縱坡,且洞內(nèi)和洞口外100m范圍內(nèi)的平縱面線(xiàn)形指標(biāo)應(yīng)高于相鄰路段的線(xiàn)形指標(biāo),洞內(nèi)外環(huán)境差異盡量小,變化盡量平緩。3)隧道洞口處不得設(shè)置凹形豎曲線(xiàn),避免積水、結(jié)冰等引起車(chē)輛側(cè)滑。4)隧道路面應(yīng)采用抗滑系數(shù)較高的抗滑阻燃瀝青混凝土路面。5)洞口兩端應(yīng)設(shè)亮度檢測(cè)器,根據(jù)檢測(cè)結(jié)果,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及時(shí)自動(dòng)調(diào)整隧道進(jìn)出口段照明亮度。6)應(yīng)加強(qiáng)洞口外接近洞口段50m范圍內(nèi)遮光措施的設(shè)計(jì),使駕駛員視覺(jué)逐漸適應(yīng)洞內(nèi)外亮度的變化。7)應(yīng)強(qiáng)化隧道的監(jiān)控、消防和救援設(shè)施設(shè)計(jì),增設(shè)一定數(shù)量的警示標(biāo)志,以吸引駕駛員集中注意力。
2.3加強(qiáng)隧道運(yùn)營(yíng)管理1)隧道管理養(yǎng)護(hù)單位應(yīng)加強(qiáng)隧道路況巡查,發(fā)現(xiàn)安全隱患及時(shí)排除。如路面積水、結(jié)冰、出現(xiàn)障礙物,消防及各種監(jiān)控設(shè)施失效,洞內(nèi)危險(xiǎn)有害氣體超標(biāo)等。2)在特長(zhǎng)隧道洞口附近建立消防救援應(yīng)急中隊(duì),配備必要的交通和消防救援工具,一旦發(fā)生事故,及早將其控制并消滅在初始階段。3)交通安全管理部門(mén)應(yīng)依法加強(qiáng)對(duì)違法違規(guī)上路行駛的車(chē)輛和駕駛員進(jìn)行巡檢,發(fā)現(xiàn)違章及時(shí)處理,發(fā)現(xiàn)洞內(nèi)堵車(chē)或行駛緩慢應(yīng)及時(shí)疏導(dǎo),并采取相應(yīng)的交通管制措施。4)公安機(jī)關(guān)應(yīng)對(duì)運(yùn)輸易燃易爆等危險(xiǎn)物品的車(chē)輛經(jīng)過(guò)特長(zhǎng)隧道時(shí)進(jìn)行審核批準(zhǔn),指定車(chē)輛按規(guī)定的時(shí)間、路線(xiàn)、速度等要素通過(guò)特長(zhǎng)隧道,并要求采取必要的安全措施。同時(shí)交通安全管理部門(mén)應(yīng)配備引導(dǎo)車(chē)輛,前后護(hù)送危險(xiǎn)品車(chē)輛通過(guò)特長(zhǎng)隧道。通過(guò)時(shí)間最好選擇在凌晨1點(diǎn)~2點(diǎn)間交通量較小的時(shí)段。5)交通主管部門(mén)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)運(yùn)輸企業(yè)和隧道養(yǎng)管單位的安全檢查,一旦發(fā)現(xiàn)隱患,督促其及時(shí)整改。6)隧道出口外設(shè)置的各類(lèi)車(chē)輛檢查站點(diǎn),宜距隧道出口4000m以外,最近不得小于1000m。
3結(jié)語(yǔ)