隧道工程認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)

(一)了解并學(xué)習(xí)了隧道工程的基本知識(shí)。

隧道是修建在地下或水下并鋪設(shè)鐵路供機(jī)車動(dòng)車輛通行的建筑物。根據(jù)其所在位置可分為山嶺隧道、水下隧道和城市隧道三大類。為縮短距離和避免大坡道而從山嶺或丘陵下穿越的稱為山嶺隧道;為穿越河流或海峽而從河下或海底通過(guò)的稱為水下隧道;為適應(yīng)鐵路通過(guò)大城市的需要而在城市地下穿越的稱為城市隧道。這三類隧道中修建最多的是山嶺隧道。隧道貫通控制測(cè)量隧道測(cè)量是為了保證測(cè)量的中線和高程在隧道貫通面處的偏差不超出規(guī)定的限值。

隧道開挖方法分為明挖法和暗挖法。明挖法多用于淺埋隧道或城市鐵路隧道，而山嶺鐵路隧道多用暗挖法。按開挖斷面大小、位置分，有分部開挖法和全斷面開挖法。在石質(zhì)巖層中采用鉆爆法最為廣泛，采用掘進(jìn)機(jī)直接開挖也逐漸推廣。

施工通風(fēng)，排出或稀釋爆破后產(chǎn)生的有害氣體和由內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的氮氧化物及一氧化碳,同時(shí)排除煙塵,供給新鮮空氣，借以保證隧道施工人員的安全和改善工作環(huán)境。施工支護(hù)，隧道開挖必須及時(shí)支護(hù)，以減少圍巖松動(dòng)，防止塌方。裝碴與運(yùn)輸，在開挖作業(yè)中，裝碴機(jī)可采用多種類型，如后翻式、裝載式、扒斗式、蟹爪式和大鏟斗內(nèi)燃裝載機(jī)等。運(yùn)輸機(jī)車有內(nèi)燃牽引車、電瓶車等，運(yùn)輸車輛有大斗車、槽式列車、梭式礦車及大型自卸汽車等。運(yùn)輸線分有軌和無(wú)軌兩種。由鉆孔直到出碴完畢稱為一個(gè)開挖循環(huán)。開挖循環(huán)作業(yè)的特點(diǎn)是一個(gè)工序接一個(gè)工序必須逐項(xiàng)按時(shí)完成，否則前一工序推遲就會(huì)影響下一工序，因而拖長(zhǎng)全部時(shí)間。其中最主要的工序?yàn)殂@孔及出碴，所用時(shí)間占全部作業(yè)時(shí)間比例較大。

現(xiàn)代高度競(jìng)爭(zhēng)的地下采礦與隧道工程要求成本集約，安全開鑿與巖石加固等程序步驟。采礦的機(jī)器設(shè)備必須安全可靠，并緊密跟隨工業(yè)持續(xù)提高的生產(chǎn)力與飛速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)步伐。掘進(jìn)機(jī)開挖法正在不斷研究改進(jìn)，并生產(chǎn)出各種新機(jī)械,其應(yīng)用有廣闊前景。液壓鑿巖機(jī)不斷更新完善,使隧道開挖進(jìn)度大大提高。光電測(cè)量?jī)x器和激光導(dǎo)向設(shè)備的使用，使長(zhǎng)隧道施工精確程度有所提高。目前，航空勘測(cè)、遙感技術(shù)、物探技術(shù)、巖層中應(yīng)力應(yīng)變的量測(cè)技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)等的廣泛應(yīng)用，使隧道勘測(cè)設(shè)計(jì)技術(shù)水平也有很大提高。精確爆破技術(shù)，水平鉆探技術(shù)和預(yù)灌漿技術(shù)的不斷提高，有可能提高隧道開挖過(guò)程的安全性，并能保證隧道工程的質(zhì)量。

觀看英法隧道的建設(shè)施工錄想過(guò)程中，我們了解到在英法隧道的建設(shè)中比較突出的工程技術(shù)成就如下：

1.充分的地質(zhì)工作和正確的判斷

勘探發(fā)現(xiàn)海底有一層泥灰質(zhì)白堊巖。該巖層抗?jié)B性好，硬度不大，裂隙也較少，易于掘進(jìn)，隧道線路就布置在它的下部，距海底25~40m。由于巖層的起伏，而隧道要求一定的運(yùn)行坡度，所以隧道軸線在平面和立面上均呈平坦的W形。工程專家們認(rèn)為，充分的地質(zhì)資料和正確的判斷，使歐洲隧道找到了理想的巖層。

2.精心、合理的安全設(shè)計(jì)

海底隧道的規(guī)劃設(shè)計(jì)把施工和運(yùn)行安全放在極重要的地位。之所以不采用一條大跨度雙線鐵路共用隧洞，是為了減小海底施工的風(fēng)險(xiǎn)和提高運(yùn)行、維護(hù)的可靠性。在兩條單線鐵路洞之間是后勤服務(wù)洞，每間距375m設(shè)置直徑為3.3m的橫向通道與兩個(gè)主洞連接，連接處有防火撤離門。后勤服務(wù)洞的主要功能是在隧道全長(zhǎng)范圍內(nèi)提供正常維護(hù)和緊急撤離的通道。在接到命令后，它可在90分鐘內(nèi)將全部人員從隧道和列車中撤到地面。它還是向主洞提供新鮮空氣的通道，并保持其氣壓始終高于主洞，使主洞中的煙氣在任何情況下都不能侵入后勤服務(wù)洞。此外，隧道的運(yùn)輸、供電、照明、供水、冷卻、排水、通風(fēng)、通訊、防火等系統(tǒng)都充分考慮了緊急備用的要求。

3.較好地解決了某些特殊的工程技術(shù)問(wèn)題

列車在很長(zhǎng)的隧洞中高速行駛時(shí)會(huì)產(chǎn)生壓差和空氣動(dòng)力阻抗。為此隧道沿線設(shè)卸壓管，從后勤服務(wù)洞的頂上跨過(guò)，把兩個(gè)鐵路主洞連接起來(lái)。在設(shè)計(jì)階段對(duì)卸壓管的作用做了許多模型研究，使其有較好的空氣動(dòng)力效應(yīng)，并避免在管中產(chǎn)生氣流沖擊。

鐵路隧道和列車要承受車輛震動(dòng)的長(zhǎng)期反復(fù)荷載。為此鐵道路軌采用的系統(tǒng)中包含一系列連續(xù)焊接的鐵軌下面設(shè)彈性減振裝置，使車輛在軌道上行駛非常平穩(wěn)。

該隧道還采用一種由鐵路控制中心操縱的司機(jī)臺(tái)信號(hào)系統(tǒng)。這種信號(hào)不是在機(jī)車外面或軌道旁邊，而是顯示在司機(jī)臺(tái)的屏幕上。一旦司機(jī)對(duì)信號(hào)沒有作出反應(yīng)，自動(dòng)列車保護(hù)裝置就會(huì)使列車減速，直到停止，保證列車安全行駛。

長(zhǎng)隧洞掘進(jìn)時(shí)的通風(fēng)往往是施工中的一個(gè)難題。歐洲隧道對(duì)空氣循環(huán)的途徑和風(fēng)機(jī)的布置都作了詳細(xì)的規(guī)劃和研究。不僅設(shè)置通風(fēng)管，而且也利用隧洞本身作為通風(fēng)通道，保障了地下施工場(chǎng)地的通風(fēng)。

4.掘進(jìn)機(jī)發(fā)揮重要作用

隧道施工的主要設(shè)備是隧道掘進(jìn)機(jī)。它們從英國(guó)海岸的莎士比亞崖和法國(guó)海岸的桑潔灘兩個(gè)掘進(jìn)基地開始，分別沿三條隧洞的兩個(gè)方向開挖，共有12個(gè)開挖面，其中6個(gè)面向陸地方向掘進(jìn)，另6個(gè)面向海峽方向掘進(jìn)。開敞式掘進(jìn)機(jī)適用于透水性較小的地層;封閉式掘進(jìn)機(jī)適用于透水性較強(qiáng)的地層。在工期對(duì)經(jīng)濟(jì)效益有重大影響而掘進(jìn)工作面又受限制的情況下，采用隧道掘進(jìn)機(jī)能發(fā)揮很好的作用。

(二)觀察隧道施工現(xiàn)場(chǎng)、參觀隧道

在理路雪中我們了解到，隧道工程的施工流程包括以下幾方面,

1.隧道勘測(cè)。為確定隧道位置、施工方法和支護(hù)、襯砌類型等技術(shù)方案，對(duì)隧道地處范圍內(nèi)的地形、地質(zhì)狀況，以及對(duì)地下水的分布和水量等水文情況要進(jìn)行勘測(cè)。在隧道勘測(cè)和開挖過(guò)程中，須了解圍巖的類別。圍巖是隧道開挖后對(duì)隧道穩(wěn)定性有影響的周邊巖體。圍巖分類是依次表明周圍巖石的綜合強(qiáng)度。

2.隧道設(shè)計(jì)。包括隧道選線、縱斷面設(shè)計(jì)、橫斷面設(shè)計(jì)、輔助坑道設(shè)計(jì)等。

3.選線。根據(jù)線路標(biāo)準(zhǔn)、地形、地質(zhì)等條件選定隧道位置和長(zhǎng)度。選線應(yīng)作多種方案的比較。長(zhǎng)隧道要考慮輔助坑道和運(yùn)營(yíng)通風(fēng)的設(shè)置。洞口位置的選擇要依據(jù)地質(zhì)情況。考慮邊坡和仰坡的穩(wěn)定，避免塌方。

4.縱斷面設(shè)計(jì)。沿隧道中線的縱向坡度要服從線路設(shè)計(jì)的限制坡度。因隧道內(nèi)濕度大，輪軌間粘著系數(shù)減小，列車空氣阻力增大，因此在較長(zhǎng)隧道內(nèi)縱向坡度應(yīng)加以折減�？v坡形狀以單坡和人字坡居多，單坡有利于爭(zhēng)取高程，人字坡便于施工排水和出碴。為利于排水，最小縱坡一般為2～3。

5.橫斷面設(shè)計(jì)。隧道橫斷面即襯砌內(nèi)輪廓，是根據(jù)不侵入隧道建筑限界而制定的。

6.輔助坑道設(shè)計(jì)。輔助坑道有斜井、豎井、平行導(dǎo)坑及橫洞四種。斜井是在中線附近的山上有利地點(diǎn)開鑿的斜向正洞的坑道。豎井是由山頂中線附近垂直開挖的坑道，通向正洞。豎井?dāng)嗝娑酁閳A形，內(nèi)徑約為4.5～6.0米。平行導(dǎo)坑是距隧道中線17～25米開挖的平行小坑道，以斜向通道與隧道連接，亦可作將來(lái)擴(kuò)建為第二線的導(dǎo)洞。橫洞是在傍山隧道靠河谷一側(cè)地形有利之處開辟的小斷面坑道。

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