隧道工程施工的特点范文
时间:2023-12-26 17:56:17
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篇1
关键词:特殊地质环境;铁路隧道施工;地质灾害
Abstract: through analysis of our country has built or the typical railway tunnel construction process with problems and difficulties, and the special geological environment of our country under railway tunnel construction of the problems in the process of having learned, the main geological disasters have faults, soft rock and plastic deformation, high pressure rich water, karst, such as coal, aiming at these problems, from seeking inducing factors, and summarizes related experience, combining the construction project in geological conditions, and puts forward the corresponding measures, the hope can effectively solve the special geological environment in the railway tunnel engineering problems of help.
Keywords: special geological environment; Railway tunnel construction; Geological disasters
中图分类号:U45文献标识码:A 文章编号:
地质灾害问题已成为一直困扰着铁路隧道顺利施工的主要问题之一,在施工前要对工程的施工地段的地质条件有充分的了解,为有效解决这些问题提供了依据和基础,文中将详细介绍在这特殊地质环境下施工的工程难题,以及相应的解决措施,并对相关技术问题进行讨论研究。
1.特殊地质环境铁路隧道施工难点
在我国铁路隧道施工过程中,由于特殊的地质条件和因素的影响,存在着很多的地质灾害问题和施工困难,主要包括有“如何保护围岩,如何充分利用围岩”的问题,还有可能会遇到高压涌水、大型岩溶及石油天然气、断层、煤层等地质地质问题,这将给工程施工带来很大的困难。在特殊的地质环境下进行施工作业,突出问题就是“如何保护围岩,如何充分利用围岩”的问题,以及如何有效解决上述的地质灾害给施工所带来的难题。如果该段地层发育有裂隙型蕴气构造,顺层错动带发育,则有利于瓦斯、天然气等有害气体的赋存与运移,具有燃烧、爆炸等危害性;如有岩溶和溶洞的出现,在施工过程中可能出现涌水涌泥甚至突泥的突发事故,这些都会给工程施工带来巨大的困扰。
2.应对施工难题及解决措施
为了解决这些地质灾害性问题,结合工程地区的地质条件和特点我们采用了不同的解决措施和方法,具体内容如下:
2.1要有准确的地质超前预报
有准确的地质超前预报,才能针对这些地质条件设计出相应的措施和对策。一般情况下特殊地质环境的地质条件复杂,地质构造多变,所以有些时候在以超前钻探作为主要勘查方式的基础上,还要有一些辅助手段,辅助方式主要有地质素描、水文地质测试、工程地质测绘、地质雷达、变形量测及岩石物理等综合手段,以此获得相关的地质信息将更加的可靠。为提高预报的效率,还要运用信息技术,组建地质综合预测和地质预报系统,从而综合的分析判断地质信息,这样就能对工程施工段的地质信息有一个准确的把握,结合信息内容,以便有目的在施工过程防止灾害发生,并有效的解决这些地质灾害带来的困扰,使工程能安全、快速、高效的完成。
地质预报工作是隧道施工工作的重要保障,而要提高这项共组的准确性,就要求在进行地质预探预报工作的同时,结合施工进度,两相对照,即将物探与钻探相结合。这样获得地质信息才能更可靠和精确。
2.2大型溶洞的应对措施
在施工时,遇到大型的溶洞时,需采用迂回绕行的方式,从两面对溶洞进行夹击这样就能够及时地绕开了溶洞,在保证隧道开挖能够继续正常施工同时,还为注浆堵水整治溶洞留下了足够的时间。
2.3高压富水区的大型填充性溶洞
在隧道施工是,还会有高压富水区的大型填充性溶洞问题出现。对这种类型的溶洞,就需要采用源头泄水降压的措施。在进行溶洞处理时,采用的方案是超前长管棚和小导管注浆相结合,长管棚其主要的支护作用,而小导管注浆则是为了加强支护效果,同时还需要全断面超前预注浆,以上这些措施主要是为了避免出现涌水突泥的现象,以此保证施工安全和工程顺利实施。
2.4粉细沙充填性溶洞
在解决粉细沙充填性溶洞的问题时,需采用大管棚施工,其能有效的解决这一难题,以确保隧道开挖安全、快速。为增加管棚支护刚度,在隧道施工的过程中,要主要设立大管棚和进行注浆加固等工作。通过管棚注浆,加固管棚周围的粉细沙及淤泥质粘土,形成连续密闭管棚喇叭桶形支护结构,避免或减少施工期间粉细沙、淤泥和岩溶水通过管棚间隙涌入开挖空间。而小导管超前支护是大管棚支护的有效补充和完善,在进行开挖施工前,小导管注浆要对注浆不足部位或注浆盲区进行补充注浆。还有需要注意的就是在进行注浆施工过程中要注意监测,因为注浆压力过大会导致加固的结构变形。
2.5全断面超前帷幕预注浆
隧道施工中出现粉质粘土充填性深洞时,就需要采取全断面超前预注浆堵水加固措施,这种方法可以保证施工安全。开挖后的径向补充注浆和局部补强注浆以及底部钢管桩注浆等措施的采取,可以有效地提高注浆质量。还有一点值得注意的是注浆材料的选择问题,好的注浆材料能够更好的达到注浆加固的目的。如超细水泥就非常适用粉细砂地层,但要注意量的控制问题。
2.6石油天然气突燃喷发及施工措施
在施工过程中,为了有效的防治石油天然气突燃喷发的问题,需加强对瓦斯检测工作,同时还要保证隧道的通风能力,施工器械要具有防爆的功能,这样就能有效的防止因为天然气而引发的安全事故。
当进行煤系地层施工时,首先要考虑通风问题,通风工作要由专业队伍来完成,即包括了通风方案设计、实施和现场管理都要有专业通风队伍来完成,随着施工的不断进行,地质条件和施工情况都会发生改变,所以通风方案要进行及时的更新和改进,确保施工安全;在煤系地层施工,对于瓦斯的监控和防治问题就成为了防护工作的重点内容,需要对瓦斯的含量进行随时的检测,并结合施工实际情况,设计出合理有效的瓦斯安全防护信息报警系统,同时还要做好通风工作,做好安全防护措施,确保施工安全。
2.7对软弱围岩的对策和措施
在处理隧道软弱围岩大变形段的施工问题上,经需采取综合处治措施,具体的内容如下:做好地质超前预报工作,并加强大变形预测分析;工程要采用喷锚复合式衬砌结构,处于地质条件的考虑,可以适当加大预留量;合理的有顺序的分步骤开挖,同时做好支护工作,要能够及时封闭,特别注意在底部加仰拱的问题;在进行混凝土喷施工作时,要注意分层进行,还要有意识的预留变形缝;喷混凝土分层施作,预留纵向变形缝;增加格栅拱架,纵向O.8米一榀;为了进行最终位移的预测,还要量测管理机制,以便动态施工。
上述内容就是笔者对铁路施工遭遇的地质灾害问题的提出的解决方案和措施,还设计了一些关键性的技术的应用,虽然可能在内容上还不够全面,但也基本对这一问题做出了总结。
结论:
文中针对我国铁路隧道工程在特殊地质环境下的施工难题进行了介绍,特别是对岩溶处理这一问题上作了详细的阐述,岩溶处理是一项复杂的工作,这项工作需要采取综合措施,因此在制定处理措施时,必须“因地制宜、综合治理”,文中还提出了在施工过程中遭遇断层、瓦斯、煤层等地质灾害的策略和措施,以及一些采用关键的技术手段解决上述问题,虽然在这一问题上的研究和讨论还存在着许多不足之处,但还是希望个人的一些策略和措施,能够有效的帮助解决我国铁路施工过程中的问题,推动铁路事业的发展。
参考文献:
[1]罗云峰. 地铁隧道盾构施工引起的地面沉降规律分析[J]. 深圳土木与建筑, 2008,(01) .
[2]冯卫星, 杨开志, 王建雷. 岩溶突泥涌水围岩分析与隧道施工方案[J]. 河北交通科技, 2006, (03)
[3]郑笔勇,邓海涛. 松散地质段隧道开挖地表压浆施工技术[J]. 工程科技, 2007,(01) .
篇2
关键词:高速公路;隧道;安全管理
中图分类号: U412 文献标识码: A
引言
我国地处于一个多山地带,山岭与高原的总面积就占到我国土地面积的70%左右。随着我国经济建设的发展,我国交通事业建设也在不断的发展当中,其高速公路隧道施工占据的位置也越来越大,在隧道施工的建设中,其地质条件和环境具有不确定性因素,使得在进行施工时存在巨大的安全隐患。近些年来,隧道施工的规模也在不断的增大,因为对隧道施工风险的认识度不够,管理不合理及一些不专业的施工队伍,从而使得一些安全事故屡次发生,其造成的后果是无法弥补和挽救的。
一、隧道施工特点
由于高速公路隧道工程施工的施工地点多是在山体或者地下,这些地方由于地质结构比较复杂或者地理环境多变,给高速公路隧道工程施工造成了诸多困难,同时也是形成高速公路隧道工程项目施工特点的主要原因。高速公路隧道工程项目施工的主要特点有第一、施工地点隐蔽,同时高速公路隧道工程空间狭小,给工程项目施工队伍造成很多施工困难,使高速公路隧道工程施工工序造成严重干扰。第二、高速公路隧道工程施工中存在的未知因素多,高速公路隧道工程不管是山体施工或者地下施工,工程在施工中复杂多变的地质环境和地质结构的力学条件,使高速公路隧道工程施工存在安全隐患。第三、灵活性差,受到高速公路隧道工程施工环境的影响,高速公路隧道工程施工程序性强,不能随意变动。第四、综合性强,高速公路隧道工程施工包括材料控制、爆破工程、道路建设等诸多环节,所以,高速公路隧道工程是一门综合性较强的工程项目。
二、高速公路隧道施工的管理现状及存在的安全问题
(一)高速公路隧道施工的管理现状
高速公路的建设与城市的发展有着密切的关系,在高速公路建设中隧道施工存在巨大的安全隐患。我国建造高速公路的过程一般是,先对隧道地段进行改造和建设,然后再建造公路地段。在施工的建造过程中工作人员只重时间,所以质量就不能完全得到保证。在隧道建设的施工中有存在着滞后性,在隧道工程施工中要把管道建设和桥梁架设这些基本的工程建设一起操作,但是我国的建设方法一般在主体工程结束之后才进行管道架设,这样虽然会使建造的工期缩短,但是因为工期一再的压缩使质量无法得到保证。
(二)高速公路隧道施工中所存在的安全问题
在进行高速公路隧道施工建造的过程中存在诸多的安全控制问题,比如、隧道钻爆施工安全、隧道初期支护施工安全、隧道内用电安全、隧道不良地质段施工安全等这些问题都关系到高速公路隧道施工安全管理。参与施工的人员没有进行综合的安全学习和培训,在施工中不按照相关的操作和规范进行施工,从而造成一些不良的安全隐患。在隧道施工中技术施工建造中没有按照计划进行实施改造,一些用电等系统在施工过程中,出现了诸多的问题。
三、隧道施工技术安全控制措施
(一)隧道初期支护施工安全保证措施
在隧道施工过程中,专业技术检测人员要对所有的支护部件进行定期检测。不良地段要有专人进行负责和检查。施工工作要加强监控力度,测量的数据值如果发现变动,立刻上报有关负责人进行及时处理,并通知所有施工人员先行撤离。锚杆及格栅钢架所有的安装、测量等规程都要严格按照设计方案进行建造。隧道中所进行的喷层中的裂缝是必须检测的安全内容,其喷层的平面要保证平顺,在喷层时注意力要集中,以免出现喷层开裂现象。
(二)钻爆施工安全控制点
在高速公路隧道施工之前,所有参与人员都要进行安全教育学习,一些从事爆破及操作人员,必须要进行专业技术的培训及考试,考试合格后才可以上岗。爆破方式要严格按照所设计的方案进行施工,对药量要全面进行控制,进行光面爆破,从而可以防止一些塌方等事件的发生。进行钻眼时,工作人员要先对路面进行安全评估,设定安全界限,要有专人进行指挥方可操作,进行钻眼是不能倾斜。在隧道洞内实施爆破时,所有人员要撤离到安全范围地段。爆破完毕后洞内要先进行通风排烟,经过专业人员进行检查确认安全后才可进入。
(三)通风、防尘安全控制要点
高速公路隧道工程中的空气成至少分每月取样分析一次,高速公路隧道内的含尘量、风速至少每月检测一次。无论在高速公路隧道工程中通风机运转与否,严禁人员在高速公路隧道工程中的风管的进出口附近停留,不得将任何物品堆放在高速公路隧道工程通风管或管口上。在高速公路隧道工程项目施工机械宜采用湿式凿岩机钻孔,用水炮泥进行水封爆破以及湿喷混凝土等有利于减少粉尘浓度的高速公路隧道工程施工工艺。在凿岩和装碴工作面上应做好高速公路隧道工程防尘工作,放炮前后应在高速公路隧道工程中进行喷雾与洒水,出碴前应用水淋透渣堆和喷湿岩壁。在吹入式的出风口,宜放置喷雾器。
(四)隧道不良地质段施工安全保证措施
隧道施工前,首先对一些不良地质段落进行检测,同时加强其地质预测预报措施,一些围岩中的不稳定地段,要提前做好支护工作,注浆工作程序要严格按照规程操作,有效的保证注浆的效果来保障围岩的稳定性能。一些严重的不良地段,要进行设立双层的网片进行稳固。在施工建造中,如果出现涌泥或涌水现象,要立刻停止开挖,采取有效的防护措施。
四、辨识重大危险源,实施重点监控
高速公路隧道工程施工都具有安全风险,加强高速公路隧道工程危险源识别和控制是防止高速公路隧道工程重大安全事故发生的有效途径。其关键是把握两个重点:
(一)认真辨识危险源,让危险源人人皆知。高速公路隧道工程施工最常见的危险源有在高速公路隧道工程施工生产用电、特种设备作业、火工品的管理与使用、突水突泥、隧道坍塌、瓦斯等。准确的识别和确定高速公路隧道工程危险源才能有效地制定高速公路隧道工程应急预案和防护方法。特别是要将识别确定高速公路隧道工程的危险源、重大危险源通过会议、教育培训传达到全体员工,或制作成牌悬挂在高速公路隧道工程施工现场显眼的地方,使高速公路隧道工程中的危险源和重大危险源全员人人皆知,其名称、部位、可能在高速公路隧道工程施工中产生危害的程度、防护方法、应急措施员工要心知肚明,从而提高高速公路隧道工程员工整体防范危险源和重大危险的能力。
(二)加强应急管理,提高抢险救援能力。在高速公路隧道工程施工中危险源一经确定,就必须纳入高速公路隧道工程施工安全管理控制范围,设立安全标志牌,实施重点监控。监控办法除常规安全人员日常检查、现场巡查外,还要在高速公路隧道工程施工中积极用高科技视频监控网络系统对掌子面、二衬作业面等施工区域,以及炸药库、油库等高速公路隧道工程重大危险源进行有效监控。
结束语
随着我国社会经济的不断发展,交通行业承受的压力也越来越大。为了应对这种压力,我国高速铁道建设、高速公路建设、城市地铁建设已经成为我国基础建设中的重要组成部分。其中高速公路隧道工程建设研究是公路、铁路建设的重要支持,所以对高速公路隧道工程施工安全措施及高速公路隧道工程质量控制的研究至关重要。
参考文献:
[1]刘靖.高速公路隧道施工全过程风险动态分析与反馈设计方法研究[D].长安大学,2013.
篇3
1.1风险与风险管理
风险发展至今,广义上的含义指的是未来结果的未知性,或者指的是对未来期望结果与未来真实结果所出现的不一性。受不同行业领域就风险侧重点不一致影响,使得社会对风险含义存在各式各样的理解,当前相对而言较为普遍的风险理解包括以下内容:
①风险指的是造成损失形成的未知性;
②风险指的是潜在的损失隐患;
③风险指的是形成损失的可能性;
④风险指的是人身财产损失;
⑤风险指的是未来期望结果与未来真实结果所出现的不一性等等。不同行业领域对于风险的理解存在一定的差异,但这些理解均有着两个基本特点,分别为损失性和未知性。风险管理属于风险的衍生物,风险管理是社会发展阶段,人类根据过往的历史经验以及先进的科学技术,探寻风险控制技术及风险引发规律的一门管理学科。以获得令人满意的成效。
1.2隧道工程安全风险管理
在隧道工程中,风险指的是安全事故引发的可能性与安全事故引发所造成的损失的组合。安全事故指的是在隧道工程中出现人员伤害、伤亡或者财产损失、经济损失等不利情况;安全事故引发所造成的损失指的是在隧道工程施工过程中所有存在的、潜在的不利后果或者负面情况,好比人身财产受损、社会不良影响等。基于上述含义,隧道工程安全风险管理指的是隧道工程施工方经过对施工安全风险展开计划、识别、评估、预测及处置等,对各类风险管理技术进行优化调配,就隧道工程开展针对的风险控制、风险处理,有效缩减由风险所造成的影响,实现通过低成本取得高安全保障的管理活动。
2隧道施工安全风险识别
隧道风险识别过程主要包括两方面主要内容:
①对隧道相关资料进行采集研究,为进行有效的风险识别,第一步应当组建专业的咨询专家队伍,队伍成员应当包括隧道专业工程师、隧道工程项目总工程师、隧道专业教授以及隧道专业工程师等,经咨询专家组对隧道相关资料进行全面的采集,并展开充分的研究,以实现对隧道工程实际情况的科学合理把握,提升隧道风险识别准确程度;
②由咨询专家队伍成员展开头脑风暴,评估预测隧道工程的首要潜在风险,可事先设立头脑风暴的主要目的,即对隧道风险进行识别,并制定相关问题由咨询专家队伍成员进行讨论作答,问题内容是:预测分析隧道工程施工期间存在哪些风险;预测分析造成风险的相关因素有哪些等。经过咨询专家队伍成员对风险的有效识别,得出隧道工程潜在风险情况。
1)隧道工程施工安全风险事故中,塌方事故约占其中的50.0%,导致隧道工程引发塌方风险事故的因素有很多。基于新奥法相关原理,隧道工程塌方的主要原因包括以下方面:
①隧道工程施工环境地质条件不良,围岩自稳水平不足,施工过程中没有采取支护方式便出现塌方;
②施工过程中,没有对相关条件差地质体开展超前支护、注浆支护等预防处理,开挖爆破效果不足,使得围岩应力集中,引发滑塌情况;
③隧道工程规划环节并未对隧道区域地质环节进行准确的分析、判断,未就施工现场实际地质情况展开实时分析,使得在开挖进尺、支护参数设计内容等不规范。
2)导致隧道工程引发瓦斯风险事故的因素多种多样,引起瓦斯爆炸有三种必要条件,分别是一定的瓦斯浓度、一定的温度或者冥火、一定的氧气浓度。瓦斯爆炸事故必须要有一定的氧气浓度,在没有氧气的情况下是不可能出现瓦斯爆炸的。但另一方面,为了确保隧道工程施工人员的人身安全,保证隧道工程施工的顺利进行,不得不供给充分的氧气。相关风险管理研究指出,施工人员的不规范施工行为、施工设施设备的不安全状态以及施工管理制度的不完善情况等,均可能引发瓦斯爆炸。
3隧道施工安全风险管理
3.1风险自留
风险自留,即对风险进行接受,指的是承受风险的主体对风险进行自行承担,同时采取相关的应对工作。隧道工程施工方应用风险自留策略过程中,要求施工方能够对风险有着全面的了解,并组织安排科学合理的风险应急解决计划,实施有效、有针对性的风险防范策略,最大限度的将风险出现的可能性降至最低值,缩减潜在的风险损失。采取风险自留策略包括以下三方面情况:
①主动风险自留情况,即通过评估预测得到风险引发可能性较低,风险出现所导致损失较小,自行承担风险的情况;还有一种对于风险评估预测没有十足把握,自行承担风险的情况;
②被动风险自留情况,即难以对风险进行有效转移、回避,只能够自行承担风险的情况。隧道工程施工方不管是选择哪一种风险自留情况,第一步都应当开展好风险评估预测工作,通过对各式各样潜在的风险进行有效的评估预测,对于风险引发概率、风险损失程度做到心知肚明,尽可能防止受风险评估预测不合理影响,而造成对风险认识不足,最终只能够毫无计划地选应用风险自留策略。若通过有效的风险评估预测,认识到风险引发概率较低、风险损失程度较小,隧道工程施工方就可对风险展开计划性自留。同时,隧道工程施工方采取风险自留策略后,还应当实施相应的风险控制手段,全阶段对风险展开监控,一经发现风险出现转变,应立即更新风险控制手段。风险控制不但能够对风险源、风险因素引发进行防范及缩减,还可以将涉及风险的人、物与风险源及风险因素进行有效剥离,尽可能降低风险导致的损失。
3.2风险转移
风险转移,指的是原风险承担主体经采取相关方法把风险转移至另一主体。风险转移不仅转移了风险,还转移了风险可能产生的收益。现阶段,风险转移策略得到广泛应用,其被认为是当前最行之有效的一种风险处置策略。隧道工程行业通常应用的风险转移方法有:
①采取担保方式,由担保人作为风险转移的主体对象,例如,在相关双方签订合同时,一方要求另一方必须履行合同要求的保证金;
②找寻合作伙伴的方式,受人属性优劣特征有别影响,使得每个人对于风险的承受能力不尽相同,即一些风险对于不同的人可能会出现不同的损失引况,例如,隧道工程施工方可将一些专业性强、难度较大的施工项目通过邀请专业的施工队伍得以完成;
③购买保险的方式,由保险公司作为风险转移的主体对象,例如,我国相关法律法规特别强调,施工单位必须要为从事危险职业的职工办理人身意外保险,并支付保险费用。
3.3风险回避
风险回避指的是风险承担主体对风险源、风险因素进行有效消除,防止风险出现的可能性。风险回避属于防范风险的一种有效手段,但同时风险回避会使得风险造成的收益丧失。由此可见,在应用风险回避前,应全面分析风险实际情况,就风险引发的概率及风险引发的损失程度有着十足的驾驭能力。自另一方面风险管理角度而言,风险回避属于一项负面的风险处置策略。
3.险利用
风险是存在两面性的,一方面风险会给人们造成损失,另一方面风险能够带来一定的收益,即并非任何风险都会使人遭受损失,人们通过对风险的有效利用,同样能够化风险为收益。隧道工程施工方可采取风险利用策略,但不是任何风险都能够被利用,风险也不是任何人都能够利用的。隧道工程施工方采取风险利用策略过程中,应当注意以下几点:
①对风险展开严格密切监控,隧道工程施工方风险管理人员须对风险展开严格密切的监控,对风险损失、收益两面的转变情况进行第一时间反应,实施应对策略,顺着风险发展的趋势,向有利于获取收益的方向加以引导;
②实事求是,隧道工程施工方应客观认清自身实力,并对外界和寻求的实力展开整体评价,只有对自身实力、外界实力有了明确的认识,才不至于在对风险进行利用时力不从心,此外还应当认识到风险利用策略不但要求要有充足的经济实力,而且还要求要有十足的驾驭水平;
③科学合理应对,采取风险利用策略前,应当进行全面充分的前期准备,制定好风险利用成功或失败的应急防范预案,不至于在风险利用失败后没有后路可退。
3.5建立安全管理控制体系
建设单位应当协同施工单位到施工现场开展安全技术交底程序,并结合施工现场相关危险因素,对规划的隧道工程施工、安全技术方案进行分析,辅助规范应急预案,制定监控策略,避免引发安全事故。隧道工程相关方结合自身切实情况,做好严谨的隧道工程施工安全风险引发应急预案。制定预案所涉及的内容务必要全面、规范,同时要具备目标性、针对性以及合理性等特征。加强对隧道工程主体管理的重要性认识,强调指定要求、考核,经指定人员贯彻实施,提升隧道工程全体施工人员的安全风险管理责任。为了确保安全风险控制管理工作的顺利进行,隧道工程施工方还应当将施工建设相关的各个单位部门统一收纳风险控制管理信息系统,建立安全管理控制体系,在隧道工程施工全体人员参与、不同侧重的实施模式,促进隧道工程施工全面安全风险管理工作进一步完善,安全管理工作效果显著。
3.6强化对施工人员的管理
现阶段,我国隧道工程施工存在安全风险管理技术落后的问题,隧道工程安全风险管理技术所涉及的内容十分广泛,且施工环境存在复杂的特征,而我国很大部分隧道工程施工企业中的技术人员所拥有的专业技术并不能满足风险管理需求,使得隧道工程安全风险管理效果不尽如人意。从现阶段隧道工程施工安全风险管理技术落后问题出发,隧道工程施工方应当结合自身实际情况,对安全风险管理人员开展针对性的技术培训、安全教育培训工作,全面整合风险管理技术框架,注重科技创新,逐步完善安全风险管理理念;施工方还应当组织安全风险管理人员对隧道实际工程施工情况进行专题分析,提升安全风险管理人员主观能动性,全面提升安全风险管理人员专业技术水平、风险防范意识;同时在隧道工程施工准备阶段,按照隧道工程特征进行一系列专业技术培训,一方面传授施工实用的技能,包括混凝土常规知识、配比准则、混凝土拌合方法、施工缝隙处理以及钢筋正负筋调节等,应当有针对性地开展风险防范、风险规避等知识的学习,一方面开展工作职责教育,加深施工人员对安全施工重要性的认识,塑造其良好的责任心及道德素养,以在隧道工程施工过程中更好地进行安全风险管理工作。
4结束语
篇4
如今,随着我国经济的快速发展,国家和人们对出行的交通工具也要求越来越高,铁路和高铁频频建立,高风险隧道的施工会随之会出现在隧道工程中。众所周知隧道的施工中存在着很多的安全隐患,所以我们对其应高度重视,并应用有效的管理方法和技术措施来避免隧道工程事故的发生。隧道工程安全管理是一个动态的、全过程的控制行为。随着高水平隧道工程的建设施工,更多的因素增添了隧道的风险系数,隧道施工存在的潜在风险极大有可能对隧道的施工产生很大的影响,由于施工风险管理的实施能够使发生施工风险的概率减小到最低限度。所以,进行隧道工程建设风险管理是很有必要的。
【关键词】
隧道工程;施工安全;风险控制
改革开放以来,我国的高速铁路、高等级公路、高速公路、城际铁路、地铁、城市轨道交通等得到了较快的发展,隧道及地下工程也越来越多,而隧道施工一直是这些施工中的难点,怎样才能控制隧道施工的风险是参加施工的单位应该思考和担忧的问题。因此,做好隧道工程施工中的安全管理,是保证国家财产安全和人民生命安全的关键。隧道工程不仅仅是一个有涉及很多学科的复杂工程,并且还具有现金投入量大、技术难、建设周期长、项目涉及范围广等特点。
由于隧道建设存在着很多的风险和不确定性因素,复杂难懂的工程地质条件及勘察资料的片面性和相关设计理论的不完整性,使得很多意外事故在工程施工不可避免的发生了。同时,地层、水文地质及周围环境都会由于工程的施工造成了直接影响,并且由于工程施工要与环境发生直接或间接的关系,所以使得隧道以及地下工程风险不仅仅具有多样性、复杂性的内部因素,也有综合性、层次性的外部因素。另外,由于隧道工程施工建设时间长涉及到的工作人员比较多,在工程建设中由于人为的疏忽,也会发生一些意想不到的事件,工程风险也具有很大的偶然性和突发性,现如今隧道工程中施工工程风险的研究大部分还很不完善。由于我国地域了阔,所以有着各种各样的地形。很多的隧道工程都需要在交通建设工程过程中来进行。另外随着城市经济的快速发展,很多的地下轨道交通和高速铁路也需要加大建设,这也使得对隧道工程的需求量不断增加。因此我们必须加大对隧道工程施工安全因素的研究分析。
一、隧道施工风险所具有的特性
在隧道施工中的地下施工、照明通风、岩爆塌方等问题都是地下施工中所具有的问题。另外,由于片面的地质勘探、复杂和变化的地质条件,它的好坏以及正确性直接影响了隧道施工的安全、质量和进度。因此,隧道工程施工风险除具有一般的风险特征外,并且还具有其自身所独有的特点,主要体现在高度依赖工程地质和水文地质条件,还有由此产生的隧道施工风险的随机性和隐蔽性的风险发生。众所周知,隧道施工风险的结果相当严重,除了有比较大的影响外,还会在隧道工程施工的过程中增加一定性的风险性。另外,隧道工程施工现场的环境与其风险在某些程度上也有一定的关系。通过隧道风险各不相同的特点,结合现成的分析和经验积累,得出包括技术风险、施工风险和设备风险在内的隧道工程施工中常见的风险因素。由于隧道施工风险所具有的这些各不相同的个性,所以我们应该充分认识与了解这些特性在隧道施工过程风险管理中的影响大小,采取适当的措施来应对风格不同的隧道施工风险,以达到隧道施工风险的有效管理。
二、隧道施工风险管理内涵
隧道工程是一个投资资金多、建设时间长、涉及面大的复杂系统,在建设这些项目的过程中,也有很多不确定性和不可预知的环境因素,另外还有更多、更大的风险因素存在于隧道工程建设中。为了使危险因素对项目造成的不利影响能减小到最低,我们应该将合理有效的风险管理用在隧道工程施工的实施上。通过风险分析、风险规划和风险监控,来科学合理地使用具体的管理办法、技术手段对项目涉及的风险实施有效控制,主动进行对项目风险进行全过程管理及监控,以减小到项目最低风险。
三、进行隧道施工安全的风险评估
在隧道施工前,应该组织隧道方面的专家对隧道不良地质和可能发生的地质灾害,进行相关性的风险评估,通过实施隧道风险等级管理,建立安全有效的计划和有针对性的预防演练,并主动进行必要的安全监控及防护措施,继续加强在施工过程中的安全保证措施。为了保证重大技术安全问题的隐患在隧道施工的过程中尽可能少发生,我们应该通过组织隧道方面的专家来进行研讨和咨询,建立专家研讨和协商制度,尽力确保隧道施工的安全性,并且利用科技手段、先进的设备以及可靠的经验,有效降低项目成本和施工风险系数。
四、控制隧道施工风险的措施
1、建立风险管理系统,科学有效的进行风险防范工作为了保证隧道施工的安全,应对风险管理应该进行理念的树立,要进一步树立“安全发展”的观念。要形成安全生产责任制,强化企业的安全责任。施工建设单位要按照设计文件进行防范措施的制度,监理单位也要进行审查防范措施,另外还要检查隧道施工风险管理制度的执行情况。加强危险源的监视,加强风险排查,特别是增加风险排查和管理工作。必须针对查出来的安全隐患进行立即组织整改,有效防范、阻止施工安全事故的发生。
2、要做好地质预报工作,真实落实地质预报的责任施工单位应结合隧道工程相关的地质条件以及超前地质预报方案进行指导,首先明确隧道地质预报的方案、预报频次、预报的内容、实施计划,其次要提出设备配置及操作要求、数据采集、信息判断与处理、预报成果报告制作等技术要求。要对能够胜任超前地质预报工作的工作人员进行一定的培训,用来保证超前地质成果及数据的有效性。
3、加强施工安全的培训,落实施工安全的责任要加强安全的意识和培训,根据各企业的情况来建设施工单位的安全文化。负责隧道施工安全的施工单位,必须提高工作人员的安全生产意识,进行相关方面的技术培训,增加管理人员和技术人员的安全生产知识。严格遵守国家的安全法律和规章制度,建立合适的安全生产保障体系,做好安全方面生产的措施,并且做好安全应急救援预案,还应配备相应的应急救援人员、器材、设备,应急救援预案按规定应报监理单位批准并报建设单位备案,并定期进行演练。某些工作程序的操作人员必须进行上岗前的技术、安全培训,考试合格后才能上岗。
五、小结
篇5
关键词:铁路隧道;工程施工监理
1 提高认识转变观念
在全国铁路路网建设中,目前提出了高标准、讲科学、不懈怠的建设理念。标准提高了,质量要求更严了。作为控制性工程、重点难点工程的隧道工程,监理工作显得更加艰巨。这就要求在实际工作中,必须树立全新的建设理念,迎难而上,积极主动。
1.1变被动监理为主动监理
在监理过程中,必须彻底改变以往监理行为滞后于施工的状况;改变上靠建设单位,下靠施工单位的被动依赖作风。例如,在监理工作初期,一方面应及时督促检查施工单位的施工准备情况,一方面着手编写《监理规划》、《监理细则》,积极主动地开展工作,为工程全面展开赢得时间。在监理过程中,坚持“主动监理、预控为主”的方针。针对隧道施工的特点,采取24小时跟班监理,及时掌握第一手资料;积极配合设计单位和施工单位做好动态设计和超前地质预报工作。
1.2变单纯质量控制为全面控制
以往监理工作注重的是质量控制。针对目前国家、建设单位对监理单位的要求和隧道工程施工的特点,不仅要做好质量控制,而且对安全控制、进度控制、投资控制、合同管理、文档信息管理、协调管理、环保水保都要抓好,一项也不能滞后。例如,为保证隧道工程的工期目标,在抓好质量控制的同时,每天都要与施工单位共同进行施工进尺丈量,汇总上报,做到信息准确、畅通;隧道监理组按时记录收集“钻、爆、装、运、锚、挂、支、喷”八个工序的作业时间,分析影响进度的原因,进一步采取改进措施,加快施工进度;为确保施工安全,督促检查施工单位的安全交接班记录,对现场安全隐患及时要求施工单位进行整改;根据不同的围岩特征,要求施工单位及时采取调整进尺、装药量等措施。
1.3严格兑现投标承诺,配足监理人员和设备
根据以往隧道监理工作的经验,严格兑现投标承诺,在配足监理人员、设备的前提下,保证监理人员具有丰富的工程实践经验、工程管理经验、良好的职业道德和健康的身体是做好铁路隧道工程监理工作的前提和保障。监理工作的成败与总监的能力和水平有着重要关系,因此,严格按照投标书配备总监对做好铁路隧道工程监理工作是必须的。
1.4设立便于开展工作、靠近施工现场的驻地监理机构
针对隧道施工围岩变化较大、施工方法随之不断变化的特点,在施工现场(甚至在隧道口)设立驻地监理机构,及时掌握施工的第一手资料,掌握工程的质量、进度等情况,无疑将使施工的各项工作始终处于
受控状态。
2建立健全各项制度,明确工作职责
2.1认真组织学习、培训,提高人员素质,明确责任
铁路隧道工程的监理工作,对每一个人都存在学习、认识和提高的过程。为此需要组织监理人员进行四方面的学习培训:
1)技术方面,学习隧道的设计思想、结构特点、施工方法、工程控制要点等,使监理人员掌握基本原理和主要控制点;
2)监理工作程序方面,认真学习贯彻《铁路建设工程监理规范》和铁道部新颁布的《建设项目监理管理办法》,使每一位监理人员明确自己的职责;
3)学习党风廉政责任制和职业道德规范,规范每一位监理人员的行为;
4)每月坚持召开监理例会,传达、贯彻国家、铁道部、建设指挥部下达的相关文件、指示和要求。
2.2 细化各项管理制度,提高针对性和可操作性
为了使各项工作落到实处,结合隧道工程的要求和特点,制定《隧道监理工作实施细则》,细化从总监到监理员的各项岗位职责;制定适应隧道工程特点的《质量控制监理操作手册》和《安全控制监理操作手册》,并在工作实践中不断修改完善;在工作中严格执行公司制定的各项规章制度,并完善《例会制度》、《值班制度》、《报表制度》、《旁站制度》等,做到每项工作职责清晰、有章可循。
3加强现场管理,严格全面把好质量关
为了保证隧道工程施工安全和工程质量、进度,在工作中必须突出一个“严”字,强调一个“实”字,环环不漏地把好关。
3.1严把安全关
在隧道工程施工中,确保安全是做好其它一切工作的前提。在监理过程中,应按要求配备一名安全监理工程师负责安全监督管理,现场核对设计单位对工程的安全设计措施是否到位,是否合理;必须审查施工单位的安全管理体系;在工程施工中监督施工单位认真执行国务院颁布的《建设工程安全生产管理条例》(国务院393号令)和铁道部、各铁路局下发的有关安全施工的文件、通知,把安全纳入专项监理工作的范畴。尤其是对施工场地安全、施工机械使用及技术安全、围岩失稳、爆破器材、隧道竖井斜井的提升系统、洞内有毒有害物质的浓度、高处作业等必须严格进行监控。
3.2 严把图纸审核关
监理机构接到设计图纸后,要求监理人员认真细致地阅图审图,并进行现场核对优化。当存在疑难问题时,应组织专家进行会审,对发现的问题在图纸会审时及时提出。这样,将对工程质量和进度起到很好的预控。
3.3严把原材料进场关
原材料是形成质量的第一关,对工程安全、质量起着决定性作用,监理过程中应严格进行控制。水泥、钢筋、型钢等主材进场,要求按批号向驻地监理工程师提品合格证和出厂检测报告;初次进场,必须提供生产许可证。砂子、碎石等地材进场时必须向驻地监理工程师提供检测机构出具的检验报告。其他原材料进场必须向监理方提供“三证”,而且所有原材料必须按程序经施工单位自检合格并认真填写《进场材料报验单》后方可报验。
3.4严把试验关
监理机构首先应督促施工单位尽快建立工地试验室,工地试验室建立的快慢将直接影响工程施工进度。试验人员进场后,要对其资质及上岗持证情况进行检查;不合要求的,坚决要求施工单位予以更换。工作中坚持见证取样和平行抽检的相关规定,特别注重对拌合用水、水泥、砂、石、外加剂、掺合剂的碱含量进行检测。采用低碱水泥,预防混凝土碱骨料反应。
3.5严把现场旁站监理关
监理过程中,在严格按程序进行监理的同时,必须注重现场旁站监理。现场旁站监理是现场监理工作中比较容易忽视的环节,许多问题都出在现场旁站监理不到位。为此,工作中必须强化这一环节。对掌子面施工情况、混凝土浇注、塌方处理、超挖回填等工作必须实行旁站监理。同时加强日常巡检、抽查等工作,以便及时发现和解决施工中出现和存在的问题。
3.6严把施工质量关
隧道工程的基本质量目标是:内实外美、不渗、不漏、不裂。在工期紧张的情况下,任何质量事故都会严重影响工程质量和进度,并且还有可能留下安全隐患。为此,必须严把施工质量关,严格按照最新的《铁路隧道工程施工质量验收标准》以及铁道部下发的相关标准进行监理。把质量控制的重点放在施工过程中,特别需要注重容易出现问题的环节,防患于未然。例如,隧道初期支护的施作质量和工艺过程是不渗、不漏、不裂为基础,监理工程师必须要求施工单位按照设计要求做到位;对初期支护的收敛测量,要求施工单位每天向监理工程师报告量测结果,出现异常情况,立即进行处理;防水板和透水盲管的施作质量和工艺,监理工程师一定要格外注意。
3.7 严把工程质量验收关
在工程质量验收中,必须先划分好检验批、分项工程、分部工程、单位工程。以检验批工程质量控制分项工程质量,以分项工程质量控制分部工程质量,以分部工程质量控制单位工程质量,以单位工程质量控制整个隧道工程质量。针对工程质量验收普遍滞后的现象,监理工程师必须要求施工单位及时上报,否则,不允许进入下一道施工工序。当发现局部喷护厚度不够、锚杆的实际数量与设计不符、拱架施做不符规范、开挖后存在欠挖等问题时,坚决要求施工单位及时进行补做、整改,不能为运营留下任何隐患。
3.8 严把冬雨季施工关
监理机构应密切关注当地气象、水文情况,审查施工单位在施工组织设计中编制的针对本工程特点的冬雨季施工和应急方案是否可行,并在监理过程中督促施工单位认真落实。这将十分有助于保障隧道工程施工安全、质量、进度。
3.9严把环保、水保关
环境保护和水土保持关系到人类的生存,是时代和可持续发展的需要。在监理过程中,应按要求配备一名环保、水保监理工程师负责监督管理,现场核对设计单位的环保、水保设计措施是否到位,是否合理;审批施工组织设计要审核环保条款;在工程施工中监督施工单位执行国家、建设部、环保总局、铁道部等单位下发的有关环境保护的法律、法规、文件、通知,把“环保、水保”纳入专项监理工作范畴。尤其是对污水排放、隧道弃渣、施工便道、垃圾处理等必须严格进行监控。
篇6
关键词:隧道工程 安全问题
中图分类号:U45文献标识码: A
随着我国国民经济的发展,基础设施建设工业和民用建筑、铁路和公路运输、水利和电力、矿山、港口等的建设将不断增加。近三十年来,我国的高速铁路、高速公路、铁路客运专线、高等级公路、城际铁路、城市地铁、城市轨道交通等得到了快速发展,隧道及地下工程也越来越多,而隧道施工一直是交通工程施工中的重点和难点,如何才能控制隧道施工的风险是所有施工单位思考和担忧的问题。因此,做好隧道工程施工中的安全管理,是保证国家财产安全和人民生命安全的关键。
一、隧道工程施工的特点
隧道施工在工程中比较常见,它具有以下几个主要的特点:第一,工程的隐蔽性比较强,未知因素比较多。虽然在施工之前进行了地质探测,但由于地质探测并不是全线探测,因此在施工过程中会发生很多意想不到的情况,甚至在某些地方会出现和地质探测完全相反的情况。第二,隧道施工时用到的施工设备很多,这些设备体积比较庞大,因此占地面积也比较大,再加上施工人员比较多,从而造成了施工环境比较拥挤,这就需要在施工的时候人员和设备要紧密的结合起来,并且严格按照规范标准以及工序流程进行施工。另外,由于受隧道空间大小的影响,很多大型的设备进入隧道内部施工也有一定的难度,这些在施工的过程中都要妥善的处理。第三,由于隧道施工的复杂性比较高,工程的综合性也比较强,这就需要合理安排,在同一环境条件下根据需要同时开展多个工种的施工作业,如掘进、照明、通风换气、排水、出渣等等。另外,在施工空间内存在着氧气不足、噪声大、粉尘重、烟雾及有害气体多等等问题,这些问题给施工人员的身心和心里健康带来了很大的危害。第四,由于隧道的地质条件比较复杂,因此在施工的过程中经常有发生事故的危险,例如坍塌、涌水、瓦斯爆炸等等,这些问题严重危及了施工人员的生命安全。
隧道工程的施工是一种多工序、多工种联合的地下作业,工作面狭窄,而且地层愈差,所采用的坑道愈小,工作面能容纳的人数不多,出碴、进料运输量多,施工干扰大,为加快施工进度,需以横洞、斜井、平行导坑增加工作面,施工复杂而艰巨。因而施工进度受到限制,必须全面规划,科学地组织施工。由于隧道工程纵长,施工过程必须严格按照一定的顺序进行循环作业,是一种不可逆过程。所以作业的秩序性强,不能随意变动。例如,隧道的开挖必须按照“钻孔、装药、爆破、通风、出渣”的顺序进行,不能破坏顺序。
由于隧道工程施工的特殊性,因而其施工具有较强的综合性,通常在同一工作环境条件下进行多个工种的作业,如掘进、衬砌、通风换气、照明、出渣、排水等等。隧道工程施工空间内,狭窄潮湿,氧气不足,噪声污染严重,粉尘、烟雾、有害气体多,光线不好,地质条件极不稳定,环境中的这些不良因素会给施工人员的健康、心理状况等造成负面影响。
隧道工程施工过程中,由于地质、水文地质以及围岩压力复杂多变,作业空间狭小等特点,随时都有发生施工事故的危险,例如坍塌、涌水、瓦斯等,这些都严重威胁了施工人员的生命安全,必须引起极大的重视。
二、 隧道工程施工中的主要安全问题
1.塌方
塌方是指在隧道施工的过程中,由于地压等的作用,使围岩产生裂缝或破坏,或围岩内层理、节理等发生松弛、剥离,导致岩石、泥土大规模坍落的现象。隧道工程的施工环境和施工条件要比地面上的工程险恶和复杂得多,危险性也非常高。出现塌方的主要情形有两种:一种是采用“暗挖法”进行隧道施工时发生塌方,这种塌方又分为仅是洞内塌方和冒顶塌方,这两种塌方都会造成洞内施工人员的伤亡、设备的毁坏和周围地下水管道的断裂等事故,这种塌方主要发生在铁路隧道、公路隧道、地铁区间隧道等工程中;另一种是采用“明挖法”进行隧道施工时工作坑发生塌方,它会造成坑内施工人员的伤亡、施工设备的毁坏、坑周路面的坍塌、车辆和行人的淹埋、邻近的建筑物和地下管网的损坏等事故,这种塌方事故主要发生在明挖地铁车站工程。
为防止隧道施工过程中的塌方事故,无论是公路铁路隧道还是城市地铁,都应该做到科学规划、合理选线。在项目可行性研究阶段,做好地质勘探工作,并做到科学组织、缜密考虑、规范施工。建立健全并且严格落实安全生产规章制度,真正做到不留死角,不留盲区。
2.涌水
隧道涌水是指在隧道工程施工过程中,围岩含水层的地下水在水头压力和其它压力的综合作用下,克服了隔水层、断层、裂隙带等的阻力,以突然的方式涌入隧道的现象,因而又称之为突水。如果地下水携带有大量的泥砂,或饱水的泥砂突然涌入隧道,则称之为突泥。突泥可以看成是突水的伴生现象。因此,突泥的关键仍是涌水,没有地下水作为动力和载体,突泥是不可能发生的。涌水突泥给隧道施工,甚至运营带来了极大的危害。轻则掩埋、淹没机械设备,堵塞坑道,重则造成施工人员伤亡,影响施工进度,使工程蒙受巨大的损失。
隧道工程施工过程中,应遵循“以排为主、防排结合、因地制宜、综合治理”的原则,确保隧道建成后达到洞内基本干燥、结构和设备能正常使用和行车安全的目的,按照“截、堵、排”的防排水意图,采取适当的防排水措施。
3. 隧道工程施工安全管理问题的解决对策
1.正确把握安全生产管理的规律
隧道施工过程中必须要遵循“情况明、预加固、弱爆破、勤测量、早发现、早处理”的原则。在隧道工程中一定要舍的投资,购买先进的地质超前预报仪加强对隧道的监控和预报,以确保出现安全问题时能有效的进行处理。另外,在施工之前要详细的考察隧道的地质特点,并据此做出详细合理的施工方案,同时在设计要考虑可能出现的各种安全问题并设置处理预案。
2.认真贯彻落实安全生产责任制
安全生产责任值是企业在生产或者施工过程中为保障安全而采取的重要安全措施。它主要包含以下几点:第一,制度要严明,出现问题时一定要照章执行,做到奖罚分明。第二,上级要做好榜样带头作用,树立安全生产的典型,示范给下级。而下级要按照上级对安全生产的要求,结合自身的生产环境的条件按照安全生产规范做好自己的工作。同时,对于安全生产责任制要常抓不懈,可以采取由主要领导专门主抓安全生产的制度,以加强监督和管理,对施工过程中出现的各种安全问题进行及时的处理。
3.加大对安全设施和安全教育的投入
对于一个新的项目或者工程要先在设备上做好准备,在项目开始前对现有的设备进行评估,如果现有的设备达不到要求那么就需要重新购置新的设备或者对现有的设备进行技术升级和改造以满足要求,物资材料和电力供应方面的工作也要提前做好。此外,在重大项目实施前要对项目设计方案和技术问题进行仔细的探讨和评估,如果遇到重大的施工方案,一定要组织相关专家进行集体会诊。同时要加强安全教育培训方面的投入,提高员工处置安全事故的技能和素质。并且在施工时要安置好安全警示的标牌和标语,做好各种安全防护措施。以此来避免安全事故的发生或者尽可能的减小其危害。
隧道通过瓦斯逸出地段时,应预先确定瓦斯探测方法,并制定瓦斯稀释措施、防爆措施和紧急救援措施等。隧道通过瓦斯地区的施工方法,宜采用全断面开挖,因其工序简单、面积大、通风良好,随掘进随衬砌,能够很快缩短煤层的瓦斯放出时间和缩小围岩暴露面,有利于排除瓦斯。
三、 结语
总而言之,隧道工程施工过程中的安全管理直接关系到整个工程的质量和经济效益以及施工人员的人身财产安全,及时发现施工过程中存在的安全隐患,并针对相关安全问题采用相应的技术和管理措施,逐步完善施工安全管理工作,才能保证工程的顺利完成。
参考文献
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关键词:公路隧道;施工过程;动态设计
社会经济的发展促进了现代交通业的更快发展。 新奥法施工技术作为当前公路隧道工程中被广泛应用的设计原则和方法,具有较高的施工效益。由于隧道工程的地质环境条件存在复杂性及不确定性,针对施工过程中遇到的很多断层、破碎带等特殊地质工况,采用科学措施进行修改和完善的动态设计,能够有效保障隧道工程的顺利施工。
1.公路隧道及动态设计概述
公路隧道,通常是指为保障交通畅通而在山体岩层中或者地下、海底等围岩结构中开挖修建的狭长型工程通道。动态设计是在动态作用下,以结构构件动力状态反应为依据的优化设计。有时可采用动力系数方法简化为静态设计
公路隧道工程施工中,实施动态设计的主要依据是在具体施工过程中所反馈的各种相关信息,工程监测部门人员根据有关地质超前预报、监控量测数据、掌子面的地质描述以及实际存在的地质条件等反馈信息,采用类比法以及其它科学的分析方法,将反馈信息与施工前预设计的地质勘探资料相互比对,结合工程现场的地质变化工况,针对公路隧道的相关施工方法工艺技术、断面开挖施工步骤顺序、衬砌结构支护参数等进行科学合理的优化和调整,然后依据相关现行规范规定要求,经原工程设计部门作出针对性设计方案的修改,上报隧道工程动态设计决策机构审定,最后由施工单位具体实施落实。以保证隧道工程的施工质量和支护施工的经济性,达到安全施工需求。
工程施工的动态设计,是一个不断优化动态循环的实施过程,相关工程管控、地质监测等部门在施工过程中,要严格依据修改后的设计方案进行监理量测,再次获得变化信息并反馈,如此反复循环,直至工程完工交付使用为止。
2.公路隧道施工动态设计的技术要点
2.1 超前地质检测预报
2.1.1 TSP超前预报
TSP超前地质预报技术是利用地震波在不均匀地质结构中产生的反射波特性来判定并预报隧道掘进面前方及周围临近区域地质状况的技术,具有适用范围广、预测距离长、施工干扰小、资料反馈及时的技术优势。
2.1.2 断层参数预测
断层参数预测技术是利用围岩断层带内的特殊节理裂隙,根据其集中分布的规律性特点,经过系统编录得出计算,超前预报隧洞断层破碎带位置机规模的新技术。以便及时预测隧道中的如溶洞、暗河、岩溶陷落柱、淤泥带等不良地质。
2.1.3 超前钻探技术
超前钻探法是通过在隧道施工掌子面设置钻孔并取芯进行相关力学试验,通过信息比对探测地质岩性节理、围岩力学参数、溶洞空间构造分布以及地下水文特征等各项地质信息,以此判断前方围岩级别及各种地质病害类型及分布规律。
2.1.4 地质雷达预测
地质雷达技术是采用超高频电磁波针对隧道地下岩层介质界面进行扫描,检测地下岩层结构的地质特征,以确定其内部结构形态或位置的技术,对于隧道开挖面前方20-30m的断裂破碎带、含水带等地层变化具有很好的预报性能。
2.1.5 编录预测技术
编录预测技术通常又称掌子面地质素描法,主要通过对隧道施工掌子面的岩层地质体构造进行检测与编录,然后根据获取的相关岩层信息对施工掌子面前方的地质延伸情况进行科学推断。
2.2 施工过程监控量测
隧道施工过程中的现场监控量测是验证施工设计科学性的关键环节,是监测围岩力学性能的最直接手段。由于地质岩体构造的复杂性,隧道施工开挖技术和支护结构强度等对围岩稳定性具有一定的影响,
公路隧道施工的现场监控量测,旨在采集能够准确反映施工过程中的围岩结构信息,据以判定隧道围岩稳定状态,预测比对施工方案及支护结构参数的合理性。实施过程中应根据隧道地质结构条件、开挖施工技术、支护类型参数等制定相关监测项目、监测技术等检测计划,明确量测任务和目的,掌握围岩支护动态,分析监测数据并在科学计算预测后进行及时反馈,提供动态设计参凭数据。
隧道工程的施工量测项目通常分为地质环境和支护状况观察、岩壁地表或拱顶下沉量等必测项目;岩移、围岩及支护压力、钢支撑受力分布、支护衬砌应力以及围岩裂缝、弹性波测试等选测项目,还有锚杆拉拔力检测抽检项目。
隧道工程反分析法是根据工程现场量测数据来反演初始地应力和岩体性态参数的技术措施,利用现场量测获取的来自工程施工引起的介质结构的位移、形变、或地层压力等扰动量,依据给定的材料模型,在施工前后反演工程介质材料的性状参数和初始荷载,并根据反演结果预测后续施工对岩体支护的影响,
2.3 动态信息反馈设计
动态设计是为保障隧道施工能够随时适应实际现场工况环境条件的重要管控措施。通常情况下,隧道施工现场的地质岩层结构与原有地质勘测资料误差较大时,应根据实际工况重新确定支护类型结构和开挖施工方法。针对围岩位移总量监测接近临界值时,要优化施工方案、加强支护结构性能。要重视超前地质预报信息的作用,当工作面前方遇到不良地质状况时,通过反分析法确定围岩地层的初始应力以其特性参数的估计值,设计对策预案。
隧道施工中,由于采用的施工技术和开挖断面形式不同,围岩支护的应力状态也不一样,当施工信息反映出不稳定征兆时,应检查其形成原因,采取暂停开挖、及时锚喷、二次衬砌等改变施工工序,都可能促使围岩支护趋向稳定。当某种方法不能满足围岩稳定性要求时,应及时建议变更施工方法,选择有效的断面形式或辅施工措施。
工程施工前预设计的预留变形量和设计参数,通常是采用工程类比或理论计算确定的,与实际工况存在差异性变化。施工过程中,当预留变形量以及设计参数与现场量测结果不相符时,应及时修正未开挖地段的预留变形量,根据超前地质预报和监控量测信息,并对设计参数进行修改或确认,使之满足工程施工的结构受力要求,减少不必要的工程浪费。
篇8
关键词:风险评价; 模糊综合评价; 风险定级; 盾构隧道; 施工风险
盾构法主要应用于地下隧道工程,由于地下和水底工程地质环境的不确定性,使得在隧道施工时存在很多不确定的风险因素,这些因素如果处理不当就可能产生严重后果.对盾构隧道施工存在的各种风险进行评价和定级,从而采取各种合适的针对性措施,实施风险控制,防止风险事件的发生,具有十分重要的意义.
工程项目风险评价的方法主要有检查表式综合评价法、优良可劣评价法、道氏指数法以及权衡风险法等,这些评价方法大多建立在对工程项目所存在的各类风险进行客观量度的基础上,没有体现风险评价过程中专家的作用,且系统性不强,对风险大小的描述比较模糊,缺少直观的结论,不便于决策者做出进一步的决策.本文采用R=P×C定级法对采用盾构法的武汉长江水下隧道工程的施工风险进行分析和定级评价,其结果可供隧道工程施工风险控制参考.
1 R=P×C定级法
R=P×C定级法是综合考虑风险因素发生概率和风险后果,给风险定级的一种方法,其中,R表示风险;P表示风险因素发生的概率;C表示风险因素发生时可能产生的后果.P×C不是简单意义的相乘,而是表示风险因素发生概率和风险因素产生后果的级别的组合.R=P×C定级法是一种定性与定量相结合的方法,是目前国内外比较推崇的一种风险评价方法,采用此法对建设工程项目风险因素实施定级步骤如下.
a. 找出工程项目存在的各种主要风险因素.
b. 根据实际情况,并借鉴以往类似建设工程项目风险管理的经验,分析各个风险因素的发生概率,得出发生概率P.
c. 根据发生后可能产生的后果,对人、环境和工程项目本身造成影响的程度,采用定量计算的方法给这些风险因素划分后果等级;一般划分为5个等级(灾难性、重大、严重、中等、轻微),通过定量计算确定各个风险因素的后果等级C.
d. 最后综合风险因素的影响程度等级C和其发生的概率P,将两者组合起来,参照R=P×C定级方法的风险评估矩阵,确定各个风险因素的等级并制定不同的方案,用比较合理的措施实施风险管理和风险控制.
2 施工风险识别
武汉长江隧道,被称为“万里长江第一隧”,是目前长江上正在进行的首条穿越长江江底的过江隧道.该项目工程量大、工期长,且在江底施工,施工难度大,技术要求高,在施工中潜在风险因素多,施工风险管理难度大.结合长江隧道工程特殊的地理位置、工程地质水文以及盾构法施工技术的特点等,参考国内外类似工程隧道施工经验,在风险识别的基础上,采用专家调查法和层次分析法识别出长江隧道工程在采用盾构进行施工时主要有以下15种风险因素:地质预测预报准确性(u1)、盾构机适应性和可靠性(u2)、盾构进出洞(u3)、开挖面失稳(u4)、盾尾密封失效(u5)、软硬不均且差异性较大地层施工(u6)、盾构江底段可能换刀(u7)、盾构隧道衬补强度不够(u8)、盾构的推进控制不当(u9)、较大的地层损失及不均匀沉降(u10)、开挖面有障碍物(u11)、隧道上浮(u12)、高水位粉细砂层联络通道施工(u13)、基坑失稳(u14)及隧道透水(u15).
3 施工风险定级评价
3.1风险事件及其发生的概率确定
对长江隧道工程施工风险进行评价,分析并找出施工阶段可能发生的主要风险,并确定这些主要风险发生的概率,是R=P×C风险定级法的第一步.通过对武汉长江隧道工程风险的分析,得出了工程可能发生的15种主要风险因素,采用专家调查法和层次分析法得出这些主要风险事件发生的概率范围(表1).
3.2 用模糊综合评价法对风险事件后果排序
模糊综合评价法(FuzzyComprehensiveEvaluation,简称FCE),可以分为单因素模糊评价和多层次模糊评价,这里只介绍单因素的模糊评价方法,其评价过程如下.
a. 确定因素集.因素集为各种风险因素的集合,即U={u1,u2,…,un}.
b. 给定各因素的权重.由于评价指标体系具有明显的层次性,可采用层次分析法或由专家确定各指标层的权重,一般用权重向量A={a1,a2, …,an}表示.
c. 建立评价等级集.评价等级集是评价者对评价对象可能做出的各种评价结果所组成的集合,即V=(V1,V2,…,Vn).这里,由十位专家组成评价小组,评价等级分为5级,即V={很好,好,一般,差,很差}.
d. 确定隶属关系,建立模糊评价矩阵.从U到V的一个模糊映射,可以确定一个模糊关系R,它可表示为
R={rij|i=1,2,…n;j=1,2,…,m},(1)
式中,rij为隶属度,即第i个指标隶属于第j个评价等级的程度.
e. 进行模糊矩阵的运算,得到模糊综合评价结果为B=A·R.
用模糊综合评价法对长江隧道工程施工风险进行评价时,具体计算过程如下.
a. 确定风险事件集和后果评语集两个论域.前面已经找出了长江隧道工程施工阶段的15种主要风险,将这些风险事件构成集合,就形成风险事件因素集U={u1,u2,…,u15}.评价风险事件产生的后果,一般分成五种情况,这五种情况就构成了长江隧道工程风险事件的后果评语集V={灾难性(v1),重大(v2),严重(v3),中等(v4),轻微(v5)}.
b. 确定参评风险事件因素权重值.参评风险事件因素权重值的确定,就是确定风险事件因素的权重向量距阵A.本文主要采用0-1评分累计法,即经过专家对每个风险事件评分后,取其平均值,求得各参评因素权重值(表2),则参评风险事件因素的权重向量为
A={a1,a2,…,a15}={0.124,0.072,0.01,0.124,0.072,0.03,0.072,0.072,0.03,0.03,0.01,0.03,0.072,0.124,0.124}.
c. 计算模糊关系距阵R.作为从U到V的一个模糊映射,可以确定一个模糊关系R,它可以表示为一个模糊矩阵(式(1)).rij可以通过专家投票百分比法确定,即由专家及有关人员组成投票小组,按照评语等级分级标准,在每项评价因素的m个等级中进行投票,最后以百分数确定rij.通过专家投票,经统计和计算,就可以得出模糊距阵R.以计算r11为例,专家30人中,对评价因素u1的5个评语中,投V1的有25人,则r11=25/30=0.833.依此类推,可计算得到R矩阵的其他因素,得到R为
根据计算的综合评价值,用五个区间将长江隧道工程的15种风险事件因素纳入上述后果评语集V定义的五个级别,具体划分情况见表3.
3.3 风险定级
表4是R=P×C风险定级法的工程灾害风险评估矩阵,表中数值和字母的组合就是表示风险事件的P和C的组合.
根据表4,对工程风险事件的P·C组合进行分级,从表5中可以看出,每一级风险水平都有多个P和C的组合情况.
通过前面的分析和计算,得出长江隧道工程施工阶段可能发生的主要风险事件发生的概率以及发生后造成后果的等级,将每个风险事件的概率和后果等级组合起来,再参照表5,就可以确定每个风险事件的等级(表6).
摘 要:根据工程风险评价的基本原理,针对水下盾构隧道施工的特点,提出了一种可以对水下隧道工程的施工风险进行定级评估的方法,其主要原理是将定性和定量结合起来,正确定位各个风险因素,从而指导风险控制和管理.并以长江隧道工程为例,阐述了R=P×C风险定级法的具体应用.
关键词:风险评价; 模糊综合评价; 风险定级; 盾构隧道; 施工风险
盾构法主要应用于地下隧道工程,由于地下和水底工程地质环境的不确定性,使得在隧道施工时存在很多不确定的风险因素,这些因素如果处理不当就可能产生严重后果.对盾构隧道施工存在的各种风险进行评价和定级,从而采取各种合适的针对性措施,实施风险控制,防止风险事件的发生,具有十分重要的意义.
工程项目风险评价的方法主要有检查表式综合评价法、优良可劣评价法、道氏指数法以及权衡风险法等,这些评价方法大多建立在对工程项目所存在的各类风险进行客观量度的基础上,没有体现风险评价过程中专家的作用,且系统性不强,对风险大小的描述比较模糊,缺少直观的结论,不便于决策者做出进一步的决策.本文采用R=P×C定级法对采用盾构法的武汉长江水下隧道工程的施工风险进行分析和定级评价,其结果可供隧道工程施工风险控制参考.
1 R=P×C定级法
R=P×C定级法是综合考虑风险因素发生概率和风险后果,给风险定级的一种方法,其中,R表示风险;P表示风险因素发生的概率;C表示风险因素发生时可能产生的后果.P×C不是简单意义的相乘,而是表示风险因素发生概率和风险因素产生后果的级别的组合.R=P×C定级法是一种定性与定量相结合的方法,是目前国内外比较推崇的一种风险评价方法,采用此法对建设工程项目风险因素实施定级步骤如下.
a. 找出工程项目存在的各种主要风险因素.
b. 根据实际情况,并借鉴以往类似建设工程项目风险管理的经验,分析各个风险因素的发生概率,得出发生概率P.
c. 根据发生后可能产生的后果,对人、环境和工程项目本身造成影响的程度,采用定量计算的方法给这些风险因素划分后果等级;一般划分为5个等级(灾难性、重大、严重、中等、轻微),通过定量计算确定各个风险因素的后果等级C.
d. 最后综合风险因素的影响程度等级C和其发生的概率P,将两者组合起来,参照R=P×C定级方法的风险评估矩阵,确定各个风险因素的等级并制定不同的方案,用比较合理的措施实施风险管理和风险控制.
2 施工风险识别
武汉长江隧道,被称为“万里长江第一隧”,是目前长江上正在进行的首条穿越长江江底的过江隧道.该项目工程量大、工期长,且在江底施工,施工难度大,技术要求高,在施工中潜在风险因素多,施工风险管理难度大.结合长江隧道工程特殊的地理位置、工程地质水文以及盾构法施工技术的特点等,参考国内外类似工程隧道施工经验,在风险识别的基础上,采用专家调查法和层次分析法识别出长江隧道工程在采用盾构进行施工时主要有以下15种风险因素:地质预测预报准确性(u1)、盾构机适应性和可靠性(u2)、盾构进出洞(u3)、开挖面失稳(u4)、盾尾密封失效(u5)、软硬不均且差异性较大地层施工(u6)、盾构江底段可能换刀(u7)、盾构隧道衬补强度不够(u8)、盾构的推进控制不当(u9)、较大的地层损失及不均匀沉降(u10)、开挖面有障碍物(u11)、隧道上浮(u12)、高水位粉细砂层联络通道施工(u13)、基坑失稳(u14)及隧道透水(u15).
3 施工风险定级评价
3.1风险事件及其发生的概率确定
对长江隧道工程施工风险进行评价,分析并找出施工阶段可能发生的主要风险,并确定这些主要风险发生的概率,是R=P×C风险定级法的第一步.通过对武汉长江隧道工程风险的分析,得出了工程可能发生的15种主要风险因素,采用专家调查法和层次分析法得出这些主要风险事件发生的概率范围(表1).
3.2 用模糊综合评价法对风险事件后果排序
模糊综合评价法(FuzzyComprehensiveEvaluation,简称FCE),可以分为单因素模糊评价和多层次模糊评价,这里只介绍单因素的模糊评价方法,其评价过程如下.
a. 确定因素集.因素集为各种风险因素的集合,即U={u1,u2,…,un}.
b. 给定各因素的权重.由于评价指标体系具有明显的层次性,可采用层次分析法或由专家确定各指标层的权重,一般用权重向量A={a1,a2, …,an}表示.
c. 建立评价等级集.评价等级集是评价者对评价对象可能做出的各种评价结果所组成的集合,即V=(V1,V2,…,Vn).这里,由十位专家组成评价小组,评价等级分为5级,即V={很好,好,一般,差,很差}.
d. 确定隶属关系,建立模糊评价矩阵.从U到V的一个模糊映射,可以确定一个模糊关系R,它可表示为
R={rij|i=1,2,…n;j=1,2,…,m},(1)
式中,rij为隶属度,即第i个指标隶属于第j个评价等级的程度.
e. 进行模糊矩阵的运算,得到模糊综合评价结果为B=A·R.
用模糊综合评价法对长江隧道工程施工风险进行评价时,具体计算过程如下.
a. 确定风险事件集和后果评语集两个论域.前面已经找出了长江隧道工程施工阶段的15种主要风险,将这些风险事件构成集合,就形成风险事件因素集U={u1,u2,…,u15}.评价风险事件产生的后果,一般分成五种情况,这五种情况就构成了长江隧道工程风险事件的后果评语集V={灾难性(v1),重大(v2),严重(v3),中等(v4),轻微(v5)}.
b. 确定参评风险事件因素权重值.参评风险事件因素权重值的确定,就是确定风险事件因素的权重向量距阵A.本文主要采用0-1评分累计法,即经过专家对每个风险事件评分后,取其平均值,求得各参评因素权重值(表2),则参评风险事件因素的权重向量为
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关键词:BIM技术;隧道工程;存在问题;解决对策
0引言
BIM技术是我国科学技术不断发展演变而来的一种新型技术,将其运用到建设项目中,能够有效的解决传统技术不能解决的问题。然而,隧道工程与建民用筑工程具有一定的差异性,因此,建筑中使用的BIM标准不能充分满足隧道工程的具体需求,隧道工程需要在不断创新的过程中寻求适合自身发展的BIM标准。在隧道工程中[1],BIM技术可以使用到隧道工程的碰撞检测阶段和设计阶段,随着我国隧道工程规模的逐渐扩大,加上信息化技术的飞速发展以及环保要求的日益提高,将BIM技术应用到隧道工程中是未来发展的必然趋
1BIM技术应用到隧道工程中存在的问题
1.1缺乏统一的标准和平台
在隧道工程中,如果使用BIM技术,需要同时具备与BIM技术相关的各项软件,并且需要将建模、施工模拟、制图等软件进行有效的融合,使其能够互相协作,从而促进隧道工程顺利展开,当前,部分隧道工程施工单位缺少统一的标准和平台,不利于BIM技术充分发挥其作用和功能。
1.2BIM相关软件平台不统一
当前,我国在隧道工程中使用的BIM软件大多数是从现金国家引进而来的,我国对于BIM软件的开发缺乏创新能力,由于我国隧道工程与国外隧道工程在地形条件等诸多方面存在差异,导致在我国隧道工程应用国外引进的BIM技术会出现使用不习惯、与其他软件不兼容等问题[2]。为了能够保证BIM软件的可靠性,在与其他软件配合使用时,通常需要对其进行二次开发。另外,由于隧道工程具有特殊性,跨度较大且地质条件较为复杂,使用BIM软件对其进行建模时具有一定的难度。同时,BIM软件与隧道工程中使用的地质软件存在不兼容问题,因此,为了能够满足兼容性,通常情况下隧道工程会使用建筑中的BIM软件展开工作,导致软件应用平台不同意,不利于隧道工程模型的数据交流。
1.3BIM在隧道工程中的使用具有局限性
当前,隧道工程中只有几个特殊项目能够通过BIM技术实现,想要在隧道工程中更加广泛的应用BIM技术还需要不断研发和创新,当前仍然处于设计阶段,纵观隧道工程中使用BIM技术的实际情况来看,应用最为广泛的还属施工阶段。
1.4与GIS配套使用
我国的隧道工程大多建立在地形条件复杂的山岭处,使用BIM对其进行模型建立难度较大,如果能够将BIM技术与GIS技术配套使用,可以通过BIM软件的模型对GIS的地理数据做出科学、合理的分析[3],从而为隧道工程的模型建立提供了有利的条件。
1.5地质条件较为复杂
由于隧道工程与其他建设工程相比具有独特性,并且普遍建立在地质条件较为堵在的山岭中,导致常规的BIM软件在隧道工程的模型建立方面存在一定的难度,当前,隧道工程中使用的BIM软件与隧道工程的地质条件没能做到充分兼容,导致通过BIM建立的模型在放入整合系统后不能进行再次编辑,并且无法对模型作布尔运算。
2BIM技术应用到隧道工程中存在的问题的解决措施
对于上文提到的将BIM技术应用到隧道工程中存在的问题,以下通过几个方面进行具体的分析,从而探析能够有效解决存在问题的措施。
2.1建立健全的隧道工程BIM标准体系
隧道工程的BIM标准体系与其他建设类的BIM标准体系具有很大的差异性,不仅包括信息技术自身的标准,还包括企业信息技术的应用标准,当前,我国铁路工程总公司对于隧道工程项目的BIM技术进行了全面的分析和研究[4],在一定程度上已经有了突破和进展。
2.2提高隧道工程BIM软件开发的能力
由于我国隧道工程相对于发达国家起步较晚,对于建模平台、GIS平台等开发尚不成熟,在隧道工程中,需要结合隧道工程项目的实际情况进行分析,并按照隧道工程的相关规范和BIM的设计标准对BIM软件进行自主研发,从而扩大BIM技术在隧道工程中的使用范围。
2.3转变传统的管理模式
随着隧道工程的逐渐成熟和BIM技术的不断创新,为了能够在隧道工程中充分发挥BIM的作用和价值,当前隧道工程广泛使用IPD管理模式,IPD管理模式有效的解决了传统管理模式中孙在的弊端,能够实现IBM技术与其他软件兼容使用的目标,从而促进隧道工程能够有序进行。
2.4借助国外先进的科学技术不断创新,有效提高我国BIM的发展
纵观BIM技术的发展趋势,BIM已经由建筑业扩散到了基础设施行业,并且随着科学技术的不断发展以及隧道工程的规模扩大,将BIM技术应用到隧道工程中也有了显著的效果,然而,将BIN技术应用到隧道工程中目前尚且处于发展阶段,在隧道工程中只有个别项目能够通过BIM技术实现[5],其他方面的应用还存在着一定的局限性,因此,隧道工程还需在不断发展中向工业化和信息化迈进,并制定健全的隧道工程BIM标准体系,提高软件开发能力,从而使BIM技术在隧道工程中的应用更加广泛,从而充分发挥BIM技术的作用和价值。
3BIM技术在隧道工程中的应用
3.1隧道工程流程方面
将BIM技术应用到隧道工程中,能够简化隧道工程的流程,具体可以通过以下几个方面进行分析:第一,简化施工图的设计,BIM能够科学的对隧道工程作出合理的规划,并通过BIM对隧道工程的规划内容,向施工单位和设计部门明确BIM应用的相关要求。第二,通过BIM进行隧道工程建模,通过设计单位对隧道工程进行建模,保证所建模型与隧道工程具有较高的契合度。第三,模型检测和修改,施工单位在施工前需要对BIM设计模型进行检测,如果发现模型中存在问题,需要及时对其进行修改。综上所述,通过BIM技术的使用,能够简化隧道工程的流程,提高隧道工程的整体工作效率。
3.2隧道工程建模方面
隧道工程具有特殊性,由于隧道间的跨度较大且地质条件较为复杂,使BIM建模工程量相对较大,并且建模难度相对较高。因此,在使用BIM技术进行隧道工程建模时,需要对地质条件和地段等因素进行分析,并将各种因素进行明确的划分,通过BIM技术对划分区域构建BIM模型,全部构建完毕后,还需通过BIM技术将所有的数据、参数等统一整合,从而形成一个完整的隧道工程模型。
3.3BIM管理平台的构建方面
为了能够在隧道工程中充分体现BIM技术可视化和模拟性的优势,可以通过构建BIM管理平台进行展开。为了提高BIM平台的效率和质量,可以在构建过程中通过以下几点进行设计:第一,需要充分考虑隧道工程中使用的材料和设备等因素,并对其制定科学的管理平台。第二,BIM管理平台还需具备良好的数据格式转化功能,如果在隧道工程中得出的数据并非IFC格式,可以通过数据转换为IFC格式,从而能够实现对数据进行科学分析的目标。第三,BIM管理平台在使用过程中,需要通过BIM技术对施工进度、施工质量等进行分析,并获取相应的参数,在这一过程中,BIM管理平台需要具备将手机参数及时传递给BIM管理平台数据层的功能。
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关键词:高速公路;隧道工程;质量控制
1工程概况
乐昌至广州高速是京港澳高速公路粤境段复线,它促进粤北地区与珠三角地区的经济联系。其中T4大瑶山段起讫桩号为右线YK33+350~YK40+270,左线ZK33+350~ZK40+275,路线长6.920km(以右线计),按双向六车道高速公路标准建设,主线设计速度100Km/h,合同工期30个月。共有3个隧道工程,一号特长隧道左线长度4257米,右线长度4220米,为双向6车道,于2009年12月份开工,2014年7月份顺利贯通。
2公路隧道施工的特点
由于我国山地面积较大,高原、丘陵、山地面积占到我国总面积的一半以上,为了合理的避免山体阻碍正常交通,多在高等级公路建设中遇到山岭时,多采用隧道工程穿越山岭,从而有效地缩减公路里程,优化线路线型,并可以很大程度上避免山区公路出现塌方、滑坡等灾害。同时,采用穿山隧道还可以减少对山体表层植物的砍伐破坏,提高对生态环境的保护。此外,在修建跨海、跨河的公路时,为了最大程度降低对河流、航运的影响,确保海运正常通行,通常也采用水下修建隧道形式。根据笔者多年施工经验发现,在公路隧道施工中具有以下几项特点,具体如下:第一,隧道施工是在原始应力场中进行开挖施工,即隧道施工过程是先有荷载,然后再有结构;第二,在隧道工程施工过程中,其结构受力存在不确定性,其受到支护形式、开挖方式、支护结构等多方因素限制;第三,在隧道设计中主要以参照类似工程为主,用设计软件计算为辅,施工中不可预见的影响因素较多,因此需要加强动态设计;第四,因隧道工程处于地下,施工作业面较小,加之各工序交错进行,各工序间干扰较强;第五,开挖空间环境较差,作业空间内能见度较低,施工噪声较大,对施工人员的施工技能和施工情绪产生一定程度的影响;第六,工程多是隐蔽性质,在工程施工完成后,无法直观对施工质量进行准确评价,质量隐患很难直观发觉,且直观发现的问题很难判断质量问题的原因。
3公路隧道质量管理中的不足
3.1注意初期支护作用的应用
在隧道工程施工中多采用新奥法施工,其主要是利用隧道围岩结构的稳定性,并在开挖后及时支护结构,从而使初期支护结构与围岩一起承载上部荷载,减小围岩变形,并在后续开挖施工中加强围岩变形、沉降观测等。但是在本工程施工中,由于喷射混凝土不及时,即喷射混凝土出现延迟现象,从而直接影响隧道围岩结构的稳定性,并给后续开挖施工留下很大的安全隐患。同时,由于初期喷射混凝土滞后,造成混凝土随围岩变形大而结构密实性差,降低围岩结构与隧道支护结构的共同受力,易导致初期支护结构中出现分层,影响隧道结构的稳定性。
3.2隧道二次衬砌质量问题及质量缺陷
隧道二次衬砌施工质量对结构的稳定性、防水性有直接影响,但在T4大瑶山一号隧道二次衬砌施工中发现以下几项问题:第一,防水板完整性较差。在现场检查时发现防水板搭接部位不牢靠,且局部地方存在漏焊现象,甚至在焊接钢筋时存在烧伤防水板现象,影响防水板的防水效果;第二,钢筋网布置质量较差。针对布置钢筋网进行检查,发现局部区域钢筋层距不均匀,且钢筋保护层厚度不均匀;第三,喷射混凝土质量差。衬砌外观存在麻面、粘模现象,混凝土外观颜色不一致,流水波纹较重;第四,混凝土浇注过程中存在离析,有漏浆现象;第五,砂砾质量差。现场用砂,粒径偏大,直径达到2.5~2.8mm,且夹有圆砾,影响混凝土浇筑质量。
4加强公路隧道施工的质量管理
4.1加强对公路隧道断面开挖质量控制
为确保隧道断面开挖施工质量,需要做到以下几点:第一,加强人员质量责任心。在公路隧道工程施工中,施工人员作为工程参与者,若其施工质量责任心不高、施工技术不足,很容易造成隧道工程施工质量存在隐患。因此,在工程施工前,需要加强施工人员培训,针对性隧道工程的施工特点做专业施工培训;第二,加强隧道断面沉降、变形监测。在隧道开挖施工过程中,由于隧道开挖后,上部结构处于悬空状态,会随时间发展而出现沉降,因此,需要在开挖隧道后,及时对隧洞围岩结构稳定性进行实时动态监测。同时,在开挖过程中要遵循“短进尺、弱爆破、勤量测、强支护、紧封闭”的基本原则,并通过监测数据,修正爆破参数,有效地避免隧道超挖或欠挖现象,确保隧道围岩结构的稳定性。此外,加强对施工设备性能检测,并及时进行维护。因为隧道施工机械维保工作具有其独特性,维保时间、维保地点不容易管理和控制,所以要把每台设备的维护工作落实到个人,建立岗位责任制,谁保养谁负责的原则,这样就可以提高工作的灵活化与积极性,还可以提高维修保养人员的责任心与工作效率。
4.2实现对初期支护的有效控制
为确保隧道开挖后围岩变形控制在合理范围内,需要及时采取初期支护。需要做到以下几点:第一,严格按照规范要求架设钢拱架,增加围岩的稳定性;第二,严格控制锚杆加工、安装质量,例如,检查锚杆的长度、抗拉性能,并在安装后检查锚杆的安装质量是否满足设计要求;第三,加强原材料进场检查工作,对喷射混凝土施工进行有效的控制,避免出现喷射混凝土出现厚度不均匀现象。
4.3二次衬砌的施工质量有效控制
针对本工程二次衬砌施工中出现的质量问题,需要采取以下解决措施,提高隧道工程施工质量,具体如下:第一,针对防水板质量差,项目部需重视施工过程中的精细化管理工作,克服不良施工习惯,同时技术人员及现场监理人员要提高工作责任心,需要对防水板的每条焊缝采取严格质量检查措施,发现问题及时进行补焊;第二,为确保钢筋保护层厚度均匀,需要提高钢筋的焊接和安装质量,特别是边墙与仰拱处弯曲部位钢筋的弧度,确保钢筋保护层厚度,提高保护层合格率。同时,为确保钢筋钢筋骨架的整体稳固,项目部应做好测量放样工作,每板设置3-4个标准断面;保护层垫块安装后应进行湿养,避免过度吸浆产生空洞;第三,注重施工材料质量。在二衬混凝土浇筑施工前,需要对水泥性能、砂、碎石原料进行质量检测,确保砂含泥量、碎石级配在规范允许的范围内。同时监理中心室应配合项目部工地试验室,做好混凝土和易性检测,确保进仓前混凝土坍落度满足施工要求;第四,针对混凝土浇筑质量。若发现混凝土出现离析现象时,要及时采取措施进行处理,确保浇注过程中混凝土质量。在浇筑混凝土时,为确保混凝土连续进行施工,需要配备备用泵送机。同时,二衬混凝土浇筑完毕后,应在12h以内对混凝土进行洒水养护,且在混凝土强度达到5MPa前,不得私自拆除堵头模板。且在拆除模板后,严禁对混凝土表面进行装饰,以避免进行不必要的质量验证,确保颜色均一。
5结论
综上所述,在大瑶山一号特长隧道施工中,需要加强对初期支护、二次衬砌等施工的质量控制,确保隧道工程施工质量满足设计要求,提供隧道结构的稳定性。
作者:朱鹏飞 单位:广东华路交通科技有限公司
参考文献:
[1]黄蛟.高速公路隧道施工管理的有效措施[J].黑龙江交通科技,2014(02).
[2]赵廷新.特长高速公路隧道高效通风的施工管理与控制研究[J].科技致富向导,2013(12).