隧道與隧洞的區(qū)別精選(九篇)

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第1篇：隧道與隧洞的區(qū)別范文

[關(guān)鍵詞]隧洞；二次襯砌；邊頂拱；盾構(gòu)掘進(jìn)；同步襯砌；鋼模板臺(tái)車(chē)

目前，國(guó)內(nèi)研究隧道盾構(gòu)施工與隧洞邊頂拱二次襯砌同步施工技術(shù)的較少，本文介紹的隧洞邊頂拱二次襯砌施工與盾構(gòu)掘進(jìn)同步施工技術(shù)是一種有效地提高隧洞施工效率，在不影響盾構(gòu)施工的前提下，隧洞邊頂拱二次襯砌緊跟盾構(gòu)施工完成二襯拱墻與頂拱結(jié)構(gòu)。隧洞二襯與盾構(gòu)掘進(jìn)同步施工相比隧洞二襯與TBM掘進(jìn)同步施工有著截然不同的區(qū)別。兩者的掘進(jìn)效率不同，初支施工工藝不同，隧洞二襯澆筑工藝不同，隧洞物資水平運(yùn)輸方式不同。本文介紹的隧洞邊頂拱二次襯砌與盾構(gòu)掘進(jìn)同步施工技術(shù)特點(diǎn)是：采用了獨(dú)有的液壓整體式鋼模板臺(tái)車(chē)；采用“先拱墻、拱頂分段襯砌，仰拱后做”的施工方法，實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)隧洞與二襯同步實(shí)施；采用改裝的鋼軌攪拌車(chē)負(fù)責(zé)隧洞內(nèi)混凝土運(yùn)輸作業(yè)；采用四軌三線供五列電瓶車(chē)、盾構(gòu)臺(tái)車(chē)行駛、兩列鋼軌攪拌車(chē)、拱墻臺(tái)車(chē)、整體式液壓襯砌鋼模臺(tái)車(chē)，洞內(nèi)運(yùn)輸用有軌運(yùn)輸。

1工程背景

韓江鹿湖隧洞引水工程盾構(gòu)隧洞分為兩段，分別為1975m及2123m長(zhǎng)距離隧洞，隧洞采用雙層復(fù)合式襯砌組合而成，初襯為盾構(gòu)管片，二次襯砌采用模筑鋼筋混凝土。通過(guò)測(cè)算，在完成盾構(gòu)管片安裝、清理軌道后，再進(jìn)行隧洞二次襯砌施工無(wú)法滿足工期要求。若能實(shí)現(xiàn)在盾構(gòu)管片安裝后不需要清理軌道即可同時(shí)施工二襯襯砌，即可滿足工期要求。長(zhǎng)距離隧洞施工二次襯砌對(duì)混凝土泵和混凝土自身的質(zhì)量提出了較高的要求。

2解決思路

解決技術(shù)難題的思路主要為：通過(guò)隧洞二襯與盾構(gòu)同步施工技術(shù)的研究和應(yīng)用，總結(jié)出一套隧洞盾構(gòu)施工與二襯同步施工技術(shù)，規(guī)避二襯施工過(guò)程中對(duì)盾構(gòu)施工的制約；隧洞鋼軌攪拌車(chē)運(yùn)輸二襯混凝土，保證二襯混凝土的坍落度與和易性，避免混凝土長(zhǎng)距離泵送容易被堵的問(wèn)題；通過(guò)隧洞內(nèi)設(shè)道岔鋪軌合理布置，實(shí)現(xiàn)隧洞盾構(gòu)施工電瓶車(chē)輛、二襯鋼軌攪拌車(chē)互不影響的效果。

3邊頂拱同步襯砌總體施工方案

通過(guò)對(duì)隧洞二襯與盾構(gòu)同步施工技術(shù)的研究，采用二次襯砌逆作法施工，將隧洞二襯分成上部（邊墻、拱頂）和下部（仰拱）兩部分進(jìn)行施工，并先進(jìn)行上部施工，即可滿足在不影響初襯（盾構(gòu)掘進(jìn)施工）的前提下同步完成大部分的隧洞二襯，待隧洞貫通、清理軌枕后，進(jìn)行隧洞仰拱的施工，將隧洞二襯擬合成環(huán)。根據(jù)隧洞邊墻、頂拱澆筑特點(diǎn)分析，為滿足拱墻和拱頂?shù)臐仓螅谶厜Φ奈恢猛跻r面上打設(shè)錨桿形成支撐體系對(duì)邊墻、拱頂提供支承的作用。通過(guò)有限元法受力驗(yàn)算可得兩側(cè)各采用雙排鋼筋錨進(jìn)管片面10cm，鉆孔、清理碎渣后采用砂漿或植筋膠填充孔洞，即可滿足受力要求。為了規(guī)避邊墻與頂拱混凝土澆筑過(guò)程中接縫處漏漿的現(xiàn)象，可在管片面先施工一道高度30cm的拱墻，相當(dāng)于拱墻作為二襯邊墻與頂拱的底模與支撐，混凝土澆筑時(shí)，液壓臺(tái)車(chē)貼至拱墻上即可進(jìn)行澆筑，可規(guī)避邊墻與頂拱混凝土澆筑過(guò)程中接縫處漏漿的現(xiàn)象，見(jiàn)圖1。圖1隧洞內(nèi)空間位置示意圖（單位：mm）二次襯砌段落邊墻與頂拱采用定制18m鋼模板襯砌臺(tái)車(chē)，在完成鋼筋綁扎后，通過(guò)調(diào)整液壓元件，使模板正確對(duì)位。自制的2m3砼斗裝卸拱墻混凝土，利用電瓶車(chē)運(yùn)輸混凝土至隧洞內(nèi)自制的拱墻臺(tái)車(chē)下方，利用平臺(tái)下方橫梁上的電動(dòng)葫蘆將砼斗吊放至作業(yè)平臺(tái)上方，利用溜槽從平臺(tái)兩邊同時(shí)下放混凝土，可同時(shí)對(duì)稱澆筑，采用插入式振搗棒進(jìn)行振搗。待隧洞貫通、清理軌枕后，同步進(jìn)行隧洞仰拱的施工，仰拱施工模板采用原頂拱、拱墻液壓模板臺(tái)車(chē)改裝而成的自行式針梁臺(tái)車(chē)。結(jié)合上述措施即可滿足在不影響初襯的前提下完成隧洞二襯同步實(shí)施。

4關(guān)鍵技術(shù)

4.1二襯混凝土運(yùn)輸技術(shù)

二襯混凝土運(yùn)輸包括混凝土地面運(yùn)輸和隧洞內(nèi)混凝土運(yùn)輸。商品混凝攪拌車(chē)運(yùn)輸混凝土至基坑邊上，通過(guò)溜槽與混凝土導(dǎo)管輸送混凝土至隧洞底部洞口軌道上鋼軌攪拌車(chē)存儲(chǔ)罐中，然后鋼軌攪拌車(chē)?yán)貌裼桶l(fā)電機(jī)自驅(qū)運(yùn)輸混凝土到隧洞內(nèi)二襯臺(tái)車(chē)處。根據(jù)盾構(gòu)施工軌道布設(shè)的規(guī)格，改裝一種使用原盾構(gòu)施工行駛軌道的11kW柴油發(fā)電機(jī)自驅(qū)動(dòng)的8m3鋼軌攪拌車(chē)負(fù)責(zé)隧洞內(nèi)混凝土運(yùn)輸，隧洞內(nèi)同時(shí)放置兩臺(tái)或者多臺(tái)鋼軌攪拌車(chē)，一臺(tái)鋼軌攪拌車(chē)在輸送過(guò)程時(shí)，另外一臺(tái)鋼軌攪拌車(chē)在隧洞口接送混凝土準(zhǔn)備，保證最少有一臺(tái)鋼軌攪拌車(chē)在隧洞內(nèi)送料，從而保證澆筑不間斷連續(xù)進(jìn)行。

4.2同步二襯施工臺(tái)車(chē)研究

盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程產(chǎn)生的渣土、預(yù)制的管片、螺栓、油脂等材料需要利用電瓶車(chē)進(jìn)行隧洞內(nèi)運(yùn)輸，隧洞底板敷設(shè)供電瓶車(chē)行駛的鋼軌道、鋼軌枕。通風(fēng)管解決隧洞內(nèi)作業(yè)人員施工環(huán)境的問(wèn)題。隧洞內(nèi)的電瓶車(chē)通行、水、電纜管線、通風(fēng)管、人行道均影響隧洞二襯施工。根據(jù)隧洞內(nèi)盾構(gòu)各配套對(duì)二襯的影響，研究一套滿足盾構(gòu)電瓶車(chē)及管線順利通過(guò)的二襯配套臺(tái)車(chē)設(shè)備，這種設(shè)備可以正常施工拱墻及拱頂，還有足夠的通過(guò)空間，滿足盾構(gòu)電瓶車(chē)和管線通過(guò)要求。

4.3隧洞內(nèi)錯(cuò)車(chē)技術(shù)

隧洞內(nèi)電機(jī)車(chē)通行采用隧洞內(nèi)錯(cuò)車(chē)技術(shù)，隧洞內(nèi)設(shè)道岔鋪軌采用四軌三線供五列電瓶車(chē)、盾構(gòu)臺(tái)車(chē)行駛、兩列鋼軌攪拌車(chē)、拱墻臺(tái)車(chē)、整體式液壓襯砌鋼模臺(tái)車(chē)，洞內(nèi)運(yùn)輸用鋼軌運(yùn)輸。為方便鋼軌從工作井吊入和駁接，單根鋼軌長(zhǎng)6m，軌枕和鋼軌的連接扣件采用螺栓扣板扣件。為了保證材料運(yùn)輸?shù)倪B續(xù)性，在盾構(gòu)正常掘進(jìn)后于盾構(gòu)臺(tái)車(chē)后部鋪設(shè)Y型道岔實(shí)行單洞五列電瓶車(chē)、兩列鋼軌攪拌車(chē)運(yùn)輸，Y型道岔隨盾構(gòu)掘進(jìn)、二襯澆筑遷移，如圖2所示。5結(jié)論與展望以韓江鹿湖隧洞引水工程盾構(gòu)隧洞施工為依托，總結(jié)出一套隧洞二襯施工與盾構(gòu)掘進(jìn)同步施工技術(shù)，解決了因隧洞二襯無(wú)法與盾構(gòu)施工同步導(dǎo)致的工期長(zhǎng)、質(zhì)量難以保障的困局。主要?jiǎng)?chuàng)新和先進(jìn)性體現(xiàn)以下幾點(diǎn)。1）隧洞二次襯砌采用“先拱墻、拱頂分段襯砌，仰拱后做”的施工方法，不影響初襯的前提下，進(jìn)行隧洞的拱墻、拱頂結(jié)構(gòu)施工，實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)隧洞與二襯同步實(shí)施。2）隧洞混凝土澆筑時(shí)，采用改裝的鋼軌攪拌車(chē)負(fù)責(zé)隧洞內(nèi)混凝土運(yùn)輸作業(yè)，有效保證隧道二襯澆筑的混凝土坍落度與和易性滿足要求，避免混凝土長(zhǎng)距離泵送運(yùn)輸發(fā)生堵管現(xiàn)象。3）在隧洞不同位置設(shè)置道岔，在必須滿足盾構(gòu)施工與隧洞二襯澆筑的條件下，合理設(shè)置道岔，有效安排隧洞電瓶車(chē)、混凝土鋼軌攪拌車(chē)錯(cuò)車(chē)位置及行駛線路，保證隧洞盾構(gòu)掘進(jìn)和隧洞二次襯砌的上部同步施工。隧洞二襯施工與盾構(gòu)掘進(jìn)同步施工技術(shù)不僅能較大的節(jié)約成本，取得經(jīng)濟(jì)效益，更能大大促進(jìn)隧道建設(shè)發(fā)展，社會(huì)效益顯著。本項(xiàng)目盾構(gòu)掘進(jìn)效率與二襯施工效率基本一致。如果盾構(gòu)掘進(jìn)效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于二襯施工效率，將會(huì)出現(xiàn)二襯施工無(wú)法緊跟盾構(gòu)施工步伐。如果盾構(gòu)施工效率非常低，二襯施工受到盾構(gòu)施工掘進(jìn)制約，因此如何提高二襯施工與盾構(gòu)掘進(jìn)同步施工工效成為下一步研究重點(diǎn)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]李合．大直徑單洞雙線復(fù)合內(nèi)襯地鐵盾構(gòu)隧道內(nèi)部結(jié)構(gòu)同步快速施工技術(shù)研究[J]．鐵道建筑技術(shù)，2018，(7)：56-57．

[2]李宏亮．中天山特長(zhǎng)隧道敞開(kāi)式TBM掘進(jìn)與二次襯砌同步施工技術(shù)[J]．現(xiàn)代隧道技術(shù)，2010，47(2)：63-64．

[3]李艷明．中天山隧道敞開(kāi)式TBM掘進(jìn)與二次襯砌同步施工方案設(shè)計(jì)[J]．四川建筑，2010，30(3)：211-212．

第2篇：隧道與隧洞的區(qū)別范文

關(guān)鍵詞 高原地?zé)?；隧道；施工措施；安?/p>

中圖分類(lèi)號(hào)U45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2012）67-0050-02

0 引言

高原地?zé)釛l件下，隧道施工時(shí)洞室內(nèi)的高溫地?zé)釙?huì)對(duì)工程產(chǎn)生熱害，產(chǎn)生較大影響。施工環(huán)境中高溫高濕現(xiàn)象不僅危害作業(yè)人員的健康和安全，同時(shí)也將降低勞動(dòng)生產(chǎn)率，甚至使施工無(wú)法進(jìn)行；同時(shí)使機(jī)械設(shè)備的工作條件惡化，效率降低，故障增多。因此，對(duì)高原地?zé)釛l件下隧道施工措施的研究就顯得尤為必要。

1 工程概述

1.1 工程概況

達(dá)嘎山隧道位于雅江左岸山前沖、洪積臺(tái)地后緣一山坡上；洞身通過(guò)雅魯藏布江北岸中高山區(qū)，地形起伏極大，地勢(shì)極為陡峻，洞身穿越的山體高程范圍為3 780m~4 530m，山勢(shì)總體東高西低，山體周邊沖溝發(fā)育，V型沖溝較多，溝內(nèi)小型泥石流發(fā)育，洞身上方有一條常年流水沖溝；出口位于一泥石流沖溝左岸。

1.2 地?zé)釋?duì)施工的影響

隧道施工中，人員和機(jī)械都受到地?zé)彷^大影響，主要情況有以下幾種：

1）很多施工人員由于作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，會(huì)出現(xiàn)頭暈、嘔吐情況；

2）由于施工機(jī)械散熱難問(wèn)題，造成故障率逐漸升高；

3）在部分地段圍巖表面，潮解現(xiàn)象時(shí)有出現(xiàn)，遇水變成粉末狀，造成巖面噴射混凝土很難粘結(jié)；

4）造成普通的硝銨炸藥膨脹，有的出現(xiàn)包裝紙脹裂的現(xiàn)象；部分導(dǎo)爆管發(fā)生軟化失去彈性，在擠壓后無(wú)法恢復(fù)原狀；

5）大部分砂漿錨桿強(qiáng)度降低；

6）測(cè)量?jī)x器精確度大大下降，在測(cè)量?jī)x器說(shuō)明書(shū)中正常工作環(huán)境溫度范圍為-20℃~40℃。

2 防地?zé)彡P(guān)鍵技術(shù)及措施

在施工過(guò)程中應(yīng)及時(shí)做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，確定熱泉的成因、水源、運(yùn)動(dòng)、水質(zhì)、水量等參數(shù)，上報(bào)設(shè)計(jì)院進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，及時(shí)增加散熱橫洞。治理洞內(nèi)熱水按照“以堵為主，以排為輔”的原則。嚴(yán)防熱水在隧道內(nèi)蔓延而威脅施工人員的安全。在溫度較高的地段，可采取噴霧降溫；在有條件的地段，可抽取江水在隧道內(nèi)形成水循環(huán)降溫系統(tǒng)。還應(yīng)加強(qiáng)合理組織施工，優(yōu)化工序循環(huán)，加大機(jī)械施工在總施工時(shí)間中的比例，盡量減少人員的操作時(shí)間。并做好施工應(yīng)急預(yù)案，在備好搶險(xiǎn)物質(zhì)。

2.1 房地?zé)彡P(guān)鍵技術(shù)

2.1.1 輔助坑道設(shè)計(jì)

在峽谷區(qū)地質(zhì)的復(fù)雜情況下，隧道洞口施工場(chǎng)地困難非常大。此隧道應(yīng)考慮運(yùn)營(yíng)通風(fēng)、工期等要求結(jié)合隧道所處地質(zhì)、地形條件設(shè)置四座輔助坑道。對(duì)于地?zé)崴淼朗┕ぶ校o助坑道選取應(yīng)盡量考慮順坡橫洞。

2.1.2 抽排洞內(nèi)熱水

應(yīng)采用2臺(tái)5.5kW、30m3/h的水泵通過(guò)80mm(壁厚5mm)鍍鋅管及時(shí)的將集水坑內(nèi)混合水排出洞外，以達(dá)到縮短熱水在洞內(nèi)與周?chē)諝膺M(jìn)行熱交換的時(shí)間段，有利于降低洞內(nèi)環(huán)境溫度。洞內(nèi)溫泉熱水的涌出量是水泵的容量進(jìn)行及時(shí)調(diào)配的依據(jù)，應(yīng)備用一臺(tái)水泵。

2.1.3 加強(qiáng)通風(fēng)

改善隧道內(nèi)濕熱條件的最簡(jiǎn)便的方法是加強(qiáng)通風(fēng)，尤其是在熱害程度較小的情況下效果更加突顯，而且也是非常經(jīng)濟(jì)可行的。

1）在采用通風(fēng)降溫時(shí)，通常都是加大風(fēng)量，讓空氣來(lái)吸收由巖體放出的熱量，來(lái)降低溫度；再者是把風(fēng)速提高，來(lái)改善自身散熱條件。然而風(fēng)量和風(fēng)速的增加是有限制的，由于過(guò)高的風(fēng)速會(huì)引起粉塵顆粒對(duì)身體健康影響比較大；

2）在設(shè)備和施工條件有限的條件下，要確保風(fēng)管的安裝質(zhì)量、保證維護(hù)管理順利、降低漏風(fēng)和風(fēng)壓損失，而利用增加管路和風(fēng)機(jī)來(lái)增加通風(fēng)量不現(xiàn)實(shí)時(shí)，必要時(shí)可以選用風(fēng)機(jī)分散串聯(lián)辦法來(lái)確保風(fēng)管的漏風(fēng)長(zhǎng)度，進(jìn)而做到加大風(fēng)壓和風(fēng)量；

3）在布置通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，要達(dá)到降溫的目的必須進(jìn)行合理的安排。設(shè)計(jì)通風(fēng)時(shí)要保證風(fēng)速及風(fēng)量、溫度及濕度等參數(shù)的確定合理，為降低進(jìn)入風(fēng)流中的水汽和熱量，還要讓濕源、熱源與進(jìn)風(fēng)流相互避開(kāi)；

4）在工作面附近采用局部通風(fēng)措施，如引射器等也可加大局部通風(fēng)強(qiáng)度，提高工作面的風(fēng)速。

加強(qiáng)通風(fēng)也是降低洞內(nèi)作業(yè)環(huán)境溫度、改善作業(yè)條件的一種重要手段。洞內(nèi)處于高溫環(huán)境時(shí)，選取常規(guī)的單管壓入式通風(fēng)不易達(dá)到高效降低洞內(nèi)環(huán)境溫度，尤其是伴隨掌子面的推進(jìn)，洞內(nèi)通風(fēng)效果也越來(lái)越差?？梢约釉O(shè)一臺(tái)通風(fēng)機(jī)，選取規(guī)格為117kW×2、1 800m3/min，利用φ1500mm的風(fēng)管給工作面送風(fēng)，選用的通風(fēng)方式為雙管壓入式。在布置洞口外面的通風(fēng)機(jī)時(shí)，最好是遠(yuǎn)離洞口30m，以防洞內(nèi)排出的熱空氣循環(huán)再次進(jìn)入通風(fēng)機(jī)中，影響通風(fēng)降溫的效果。

2.1.4 噴霧降溫

從洞外水池把冷水水管接至洞中，把兩根φ100mm的輸送鋼管順著洞頂分別架設(shè)于兩側(cè)，還要每隔3m~5m在鋼管上安設(shè)噴霧器裝置，做到沿洞線噴霧。利用水霧冷卻洞內(nèi)巖面，使其與洞內(nèi)熱空氣混合，達(dá)到有效的降低洞內(nèi)溫度的目的。此時(shí)，洞內(nèi)粉塵還可以通過(guò)高壓噴霧吸收，大大降低粉塵濃度，有效改善施工條件。

2.1.5 應(yīng)用隔熱材料

利用熱導(dǎo)率低的隔熱材料來(lái)減少冷熱之間的熱交換以達(dá)到降溫的目的。此材料大多用于管道、巖面和風(fēng)筒隔熱單個(gè)方面。

1）用于圍巖隔熱：可以在圍巖四周均勻噴涂隔熱材料；再襯砌背后充填隔熱材料；采用使隔熱材料噴涂在內(nèi)層或中層的復(fù)合式襯砌的方法；

2）用于管道隔熱：在管外包裹泡沫塑料，同時(shí)噴涂化學(xué)發(fā)泡劑或直接采用硬質(zhì)塑料管來(lái)達(dá)到減少散熱的功能；

3）用于隔熱風(fēng)筒：為阻止熱量交換采用雙層隔熱風(fēng)筒或外包隔熱材料的風(fēng)筒等。

高地?zé)崴淼赖氖┕ご胧┑姆绞蕉喾N多樣，可在施工過(guò)程中如何因地制宜的運(yùn)用相應(yīng)措施來(lái)達(dá)到良好的降溫效果，這是一個(gè)需要謹(jǐn)慎考慮的問(wèn)題。

2.2 支護(hù)措施

洞內(nèi)高溫是由于隧洞穿越斷層、地下高溫溫泉涌出造成的。在施工進(jìn)程中，應(yīng)當(dāng)在掌子面推進(jìn)時(shí)使用超前勘探，且超前探孔達(dá)到120m。同時(shí)，利用超前鉆孔掌握掌子面前的具體地質(zhì)環(huán)境，進(jìn)而采取有效措施防范隧洞開(kāi)挖中可能出現(xiàn)的塌方、集中涌水等情況。在地下水富足、洞段集中時(shí)可以選取超前灌漿來(lái)攔截地下水；遇到圍巖破碎穩(wěn)定性差時(shí)，可以選取超前管棚、導(dǎo)管注漿、超前錨桿等方法，來(lái)確保施工中圍巖的自穩(wěn)能力。

高地?zé)釛l件中，在隧洞襯砌支護(hù)施工期間首先要確保洞內(nèi)溫度適宜；其次還要保證運(yùn)行期間列車(chē)的正常運(yùn)作。因此，在選擇襯砌支護(hù)形式時(shí)，應(yīng)綜合考慮施工期和運(yùn)營(yíng)期的要求。無(wú)論何種形式，模筑混凝土的優(yōu)先選擇都應(yīng)考慮以下方面：

1）采用合適的水灰比，還要考慮到混凝土的耐久性，采用分離粉碎型高爐礦渣水泥，通過(guò)試驗(yàn)后優(yōu)選混凝土配合比和摻合劑，以此來(lái)防止高溫時(shí)混凝土的強(qiáng)度降低；

2）一般襯砌混凝土的澆筑長(zhǎng)度要適當(dāng)縮短；

3）為了混凝土襯砌的收縮可以不受約束，緩沖材料可選用防水板和無(wú)紡布組合而成；

4）一般在兩側(cè)拱角延長(zhǎng)方向適當(dāng)設(shè)置裂縫誘發(fā)縫。

2.3 爆破作業(yè)

一定要快速集中裝藥、孔內(nèi)裝藥并在孔外起爆。在經(jīng)過(guò)重復(fù)試驗(yàn)后，把冷水注入孔內(nèi)，在1.5h后可降低炮孔中的溫度至25℃左右，需要30min時(shí)間來(lái)達(dá)到規(guī)范要求的35℃，所以要達(dá)到火工品使用安全，就一定在30min內(nèi)做好裝藥爆破作業(yè)。一次起爆孔的數(shù)量和配備爆破工的數(shù)量的確定可利用必要條件反向計(jì)算得到，進(jìn)而保證火工品的使用安全性。

4 高溫環(huán)境下的安全文明施工

我國(guó)有關(guān)部門(mén)對(duì)隧道施工作業(yè)環(huán)境的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)都有規(guī)定，為保證隧道施工人員進(jìn)行正常的安全生產(chǎn)。比如鐵道部規(guī)定，隧道內(nèi)氣溫不得超過(guò)28℃；如交通部規(guī)定，隧道內(nèi)氣溫不宜高于30℃。

4.1 調(diào)整施工組織

對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地考察分析，進(jìn)而調(diào)整施工組織：作業(yè)形式仍采用原來(lái)的三班倒，適當(dāng)增加每個(gè)班組作業(yè)人數(shù)，將原班組每班10人~15人，增加至每班20人~32人，每班分為兩組，縮短每班組人員的作業(yè)時(shí)間。每組工作時(shí)間控制在1h~2h，采取輪流循環(huán)作業(yè)方式，前一組進(jìn)入低溫室休息，下一小組緊接著進(jìn)行作業(yè)。盡量提高機(jī)械施工在總施工時(shí)間中的比例，進(jìn)而減少人員的作業(yè)時(shí)間。同時(shí)，施工應(yīng)急預(yù)案工作要到位，搶險(xiǎn)物質(zhì)一定要備齊。

以防進(jìn)洞施工的機(jī)械設(shè)備因高溫作業(yè)環(huán)境經(jīng)常出現(xiàn)的熄火問(wèn)題，需增加一套機(jī)械設(shè)備，使洞內(nèi)機(jī)械設(shè)備輪流工作，并做好洞外機(jī)械設(shè)備的及時(shí)維修和保養(yǎng)。

4.2 加強(qiáng)勞動(dòng)保護(hù)

按國(guó)家相關(guān)的規(guī)定：假如施工單位不能有效降低工作場(chǎng)所溫度，溫度高于33℃時(shí)必須支付給勞動(dòng)人員高溫補(bǔ)貼費(fèi)。為確?，F(xiàn)場(chǎng)正常施工，需要增加一倍以上的工人工資，并且及時(shí)供應(yīng)防暑降溫食物，還要加大勞保用品的發(fā)放力度，同時(shí)，做好所有勞動(dòng)人員定期身體檢查的工作。作業(yè)人員出入隧洞，必須有專門(mén)運(yùn)輸車(chē)輛接送，以確保人員的身體健康及施工現(xiàn)場(chǎng)的正常進(jìn)行。只有真心做到關(guān)愛(ài)工人，才能調(diào)動(dòng)他們工作的積極性，并保證施工正常進(jìn)行。

4.3 安全管理措施

對(duì)于項(xiàng)目部必須安排安全員24小時(shí)跟班作業(yè)協(xié)助施工、現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，還有爆破工作必須聘請(qǐng)專業(yè)人員；持續(xù)做到短循環(huán)、小進(jìn)尺，統(tǒng)一指揮洞內(nèi)爆破，裝藥量預(yù)先設(shè)計(jì)；裝藥前必須用高壓風(fēng)吹干凈爆破孔，并做好爆破孔數(shù)量檢查；裝藥時(shí)由爆破員區(qū)別好毫秒雷管段別，謹(jǐn)遵爆破設(shè)計(jì)順序進(jìn)行裝藥；爆破裝藥前布設(shè)崗哨，以防非工作人員誤入爆破區(qū)。作業(yè)分組、分片做到定人定位施工，保證集中快速完工。在工作面和洞內(nèi)安置固定式傳感器，設(shè)置在洞內(nèi)氧的濃度不足18％時(shí)，自動(dòng)的氣體報(bào)警器便發(fā)出報(bào)警信號(hào)，保證洞內(nèi)人員及時(shí)安全疏散。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)拉日鐵路達(dá)嘎山隧道地?zé)岫畏治觯U述地?zé)釋?duì)施工的影響，并總結(jié)有關(guān)隧道地?zé)岫谓ㄔO(shè)的施工方法，并對(duì)高溫環(huán)境下的安全文明施工進(jìn)行介紹。由于不同的工程地質(zhì)條件和水文條件，實(shí)際隧道中由地?zé)岙a(chǎn)生的問(wèn)題也是不一樣的，需針對(duì)實(shí)際情況對(duì)隧道地?zé)岫芜x用合理的施工安全措施。

參考文獻(xiàn)

[1]劉堅(jiān).玉蒙鐵路舊寨隧道地?zé)岫问┕ぜ夹g(shù)研究[J].鐵道建筑技術(shù)，2010(2).

第3篇：隧道與隧洞的區(qū)別范文

【關(guān)鍵詞】隧道工程 設(shè)計(jì) 施工

1.對(duì)圍巖級(jí)別的判斷誤差較大

隧道設(shè)計(jì)是以圍巖級(jí)別為基礎(chǔ)的，一種圍巖對(duì)應(yīng)一種設(shè)計(jì)，盡管設(shè)計(jì)圖有圍巖分級(jí)的縱剖面以及相應(yīng)的斷面襯砌，但是，由于對(duì)地質(zhì)勘測(cè)受到限制，所以，對(duì)圍巖級(jí)別的劃分存在比較大的誤差，所以，強(qiáng)調(diào)地質(zhì)超前預(yù)報(bào)，施工中要不斷對(duì)原設(shè)計(jì)進(jìn)行修正，本來(lái)這個(gè)工作應(yīng)由設(shè)計(jì)單位完成，但是由于國(guó)家建設(shè)管理體制的影響，形成了由施工單位為主體的管理模式，由于施工單位地質(zhì)技術(shù)力量相對(duì)薄弱，對(duì)圍巖級(jí)別的判斷能力極其有限，這就造成了沒(méi)能按設(shè)計(jì)施工的一大根源。

2.施工工藝對(duì)荷載的影響

“新奧法”設(shè)計(jì)是建立在保護(hù)圍巖的基礎(chǔ)之上的，如果施工過(guò)程中不注意保護(hù)圍巖，圍巖級(jí)別就會(huì)由低向高變化，如仍然按原設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)施作，結(jié)構(gòu)就不能滿足使用功能，主要表現(xiàn)為：

①如Ⅲ級(jí)圍巖塌方后就應(yīng)該按Ⅴ級(jí)圍巖施工；

②原設(shè)計(jì)暗洞結(jié)構(gòu)，改為明挖后就得變更原設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，

③明挖段增長(zhǎng)，如果埋深也增大，則須加大襯砌厚度；

上述情況與橋梁、房建等行業(yè)有本質(zhì)的區(qū)別。有許多橋梁、房建專業(yè)的技術(shù)人員從事隧道施工，頭腦中沒(méi)有圍巖級(jí)別劃分的概念，機(jī)械照搬設(shè)計(jì)圖紙，給工程留下巨大質(zhì)量、安全隱患。

3.對(duì)“新奧法”的誤解造成對(duì)隧道認(rèn)識(shí)的多樣性

一般情況，設(shè)計(jì)單位只負(fù)責(zé)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，保證結(jié)構(gòu)的使用功能，對(duì)于隧道而言，主要目標(biāo)是二次襯砌；我國(guó)隧道業(yè)有一個(gè)從“礦山法”到“新奧法”的發(fā)展過(guò)程，轉(zhuǎn)折點(diǎn)是上世紀(jì)八十年代，據(jù)今時(shí)間很短，所以，如今的隧道業(yè)處在“礦山法”和“新奧法”兩種方法交替之間，在施工實(shí)踐的表現(xiàn)就是兩種思想混雜，其中表現(xiàn)在對(duì)結(jié)構(gòu)的理解上，設(shè)計(jì)單位按“礦山法”設(shè)計(jì)，就只設(shè)計(jì)襯砌，施工措施如支護(hù)由施工單位來(lái)定，所以支護(hù)稱為“臨時(shí)支護(hù)”，包括木支撐、鋼支撐以及噴錨支護(hù)；而“新奧法”設(shè)計(jì)的支護(hù)結(jié)構(gòu)為復(fù)合式，所以就有“初期支護(hù)”和“二次襯砌”的說(shuō)法，“初期支護(hù)”不是“臨時(shí)支護(hù)”，是結(jié)構(gòu)的重要組成，在這一點(diǎn)上，受傳統(tǒng)“礦山法”影響的范圍很廣，很多人，甚至包括高級(jí)領(lǐng)導(dǎo)、質(zhì)檢單位等仍然將噴錨支護(hù)當(dāng)作臨時(shí)支護(hù)，不注意質(zhì)量，為工程留下隱患。

噴錨支護(hù)既是施工輔助措施又是結(jié)構(gòu)的重要組成，作為施工措施，設(shè)計(jì)單位不愿過(guò)多關(guān)注，而作為結(jié)構(gòu)組成，則必須明確設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。在當(dāng)今社會(huì)技術(shù)水平下，噴錨支護(hù)的質(zhì)量與施工者的技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)、設(shè)備、工藝等有很大關(guān)系，目前國(guó)家還沒(méi)有一個(gè)通用的隧道工法，設(shè)計(jì)單位很難針對(duì)某一具體施工單位來(lái)開(kāi)展設(shè)計(jì)，所以，有關(guān)這方面的設(shè)計(jì)的性質(zhì)就是設(shè)計(jì)原則，這就產(chǎn)生了又一個(gè)不確定因素。重點(diǎn)表現(xiàn)在超前支護(hù)以及錨桿的實(shí)施。

3.1超前支護(hù)是保護(hù)圍巖的一項(xiàng)重要措施，設(shè)計(jì)單位一般設(shè)計(jì)為間距300～400mm的超前小導(dǎo)管，其理念是通過(guò)插入圍巖中的超前小導(dǎo)管向圍巖注入水泥漿以固結(jié)圍巖，以實(shí)現(xiàn)控制圍巖應(yīng)力釋放的目標(biāo)，要達(dá)到這個(gè)要求，必須做到：導(dǎo)管孔口以及臨空面有封堵措施，以保證注漿有一定的壓力方有可能實(shí)現(xiàn)滲透、固結(jié)的目的，但是在實(shí)踐應(yīng)用中，如果施作封堵、拆除封堵，隧道進(jìn)度將受到嚴(yán)重制約，這似乎表明設(shè)計(jì)不合理，其實(shí)未必，因?yàn)槟壳暗脑O(shè)備與材料及工藝也是制約因素之一，爭(zhēng)論沒(méi)有任何意義，重要的是作為隧道工程師要理解設(shè)計(jì)的本來(lái)目的，要達(dá)到超前預(yù)支護(hù)的目的未必靠注漿，有的設(shè)計(jì)將超前小導(dǎo)管改為超前鋼插管，這就符合當(dāng)前的施工技術(shù)水平，但是，作為隧道技術(shù)工作者要清楚，這種設(shè)計(jì)未必較超前小導(dǎo)管更先進(jìn)、更合理，只能講這項(xiàng)技術(shù)符合當(dāng)前的生產(chǎn)技術(shù)水平。上述講明超前預(yù)支護(hù)的本來(lái)面目，作為現(xiàn)場(chǎng)的隧道工程師要在理解設(shè)計(jì)意圖的基礎(chǔ)上實(shí)施超前預(yù)支護(hù)，如果插入超前小導(dǎo)管后，注漿隨便應(yīng)付一下，就認(rèn)為是嚴(yán)格按設(shè)計(jì)施工了，尤其是在塌方后，還堅(jiān)持是按設(shè)計(jì)施工，就十分錯(cuò)誤了。

3.2錨噴支護(hù)是“新奧法”三大支柱之一，其中的“錨”主要指系統(tǒng)錨桿，這個(gè)行業(yè)對(duì)于系統(tǒng)錨桿有兩種不同的觀點(diǎn)，即系統(tǒng)錨桿由于以及系統(tǒng)錨桿無(wú)用，在當(dāng)前，系統(tǒng)錨桿無(wú)用論的影響很廣，這與礦山法的影響有很大關(guān)系，但歸根到底是沒(méi)有理解“新奧法”的基本原理，“新奧法”定義為：

圍巖是主要承載結(jié)構(gòu)，支護(hù)是激發(fā)圍巖承載能力的手段，激發(fā)圍巖承載環(huán)的條件就是對(duì)圍巖松動(dòng)圈施加“側(cè)限”，如何提供有效的側(cè)限，與圍巖穩(wěn)定性和開(kāi)挖方法有關(guān)：如果可以全斷面開(kāi)挖、支護(hù)一次閉合成環(huán)且其強(qiáng)度足夠，則不需要系統(tǒng)錨桿，典型的實(shí)例就是“盾構(gòu)法”施工；如果不能實(shí)現(xiàn)全斷面開(kāi)挖，支護(hù)分部實(shí)施，如果能在圍巖應(yīng)力有效控制之內(nèi)將支護(hù)閉合成環(huán)，則亦可不必施作系統(tǒng)錨桿。但是，以上工法均要求鋼架加工必須嚴(yán)格圓形、節(jié)點(diǎn)必須吻合（即要求支護(hù)結(jié)構(gòu)受力后偏心滿足強(qiáng)度要求），否則僅靠鋼架就無(wú)法提供有效的側(cè)限，事實(shí)上只有全斷面開(kāi)挖有這個(gè)條件，分部開(kāi)挖由于安裝以及圍巖變形影響，鋼架根本無(wú)法作到圓順、節(jié)點(diǎn)亦無(wú)法作到吻合，所以，在現(xiàn)階段社會(huì)生產(chǎn)水平條件下，系統(tǒng)錨桿必須認(rèn)真施作。

4.隧洞襯砌和監(jiān)測(cè)措施

4.1隧道襯砌

4.1.1復(fù)合式襯砌設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮包括圍巖在內(nèi)的支護(hù)結(jié)構(gòu)、斷面形狀、開(kāi)挖方法、施工順序和斷面閉合時(shí)間等因素，力求充分發(fā)揮圍巖的自承能力。

4.1.2復(fù)合式襯砌的初期支護(hù)，宜采用噴錨支護(hù)，其基層平整度應(yīng)符合D/L≤1/6（D為初期支護(hù)基層相鄰兩凸面凹進(jìn)去的深度；L為基層兩凸面的距離）；二次襯砌宜采用模筑混凝土，二次襯砌宜為等厚截面，連接圓順。

4.1.3各級(jí)圍巖在確定開(kāi)挖斷面時(shí)，除應(yīng)滿足隧道建筑限界要求外，還應(yīng)預(yù)留適當(dāng)?shù)膰鷰r變形量，其量值可根據(jù)圍巖級(jí)別、隧道寬度、埋置深度、施工方法和支護(hù)情況等條件，采用工程類(lèi)比法確定。

4.1.4超前支護(hù)

超前支護(hù)的性質(zhì)完全是施工措施，所以，不必拘泥于原設(shè)計(jì)圖，施工中應(yīng)根據(jù)圍巖、進(jìn)尺、施工工藝等因素不斷調(diào)整間距、材質(zhì)、長(zhǎng)度等。

4.2圍巖監(jiān)測(cè)

4.2.1.監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

監(jiān)測(cè)項(xiàng)目分為必測(cè)項(xiàng)目和選測(cè)項(xiàng)目，滿足施工需要的是必測(cè)項(xiàng)目，包括：

（1）洞內(nèi)、外觀察

洞內(nèi)觀察圍巖吊塊規(guī)模、頻率，節(jié)理、裂隙發(fā)展變化以及噴射混凝土開(kāi)裂情況，其別注意縱向裂縫和斜交裂縫，除了眼觀之外，應(yīng)配合儀器測(cè)量，裂縫只有發(fā)展?fàn)顟B(tài)的才是不安全的；

（2）拱頂下沉

拱頂下沉量由兩部分組成：一是拱部支護(hù)整體下沉，而是拱部局部變形下沉，要區(qū)分兩種數(shù)據(jù)，須結(jié)合拱腳的量測(cè)結(jié)果；

（3）凈空變化

對(duì)凈空變化的量測(cè)，傳統(tǒng)只測(cè)水平位移，這主要受到接觸式量測(cè)儀器的限制，不能全面、真實(shí)地反映實(shí)際圍巖變化，全站儀測(cè)量具備測(cè)量水平以及豎向位移的條件，結(jié)合拱頂下稱，可區(qū)分局部變形和整體下沉兩種情況；

（4）地表沉降

第4篇：隧道與隧洞的區(qū)別范文

【關(guān)鍵詞】柳坪水電站；底拱襯砌；施工；技術(shù)

大斷面圓形引水隧洞為了滿足襯砌砼受力結(jié)構(gòu)合理及運(yùn)營(yíng)期間洞身結(jié)構(gòu)安全，一般采用針梁臺(tái)車(chē)全斷面襯砌。我單位所施工柳坪水電站引水隧洞巖石以風(fēng)化炭質(zhì)千枚巖為主（Ⅳ、Ⅴ類(lèi)占95%），地下水豐富，圍巖變形大，已支護(hù)洞段多次出現(xiàn)塌方，局部段出現(xiàn)二次、三次支護(hù)，已侵占襯砌斷面.在襯砌前對(duì)侵占斷面處理，存在較大安全隱患.為保證施工期間洞身結(jié)構(gòu)及人員安全，同時(shí)要確保發(fā)電工期，在關(guān)鍵線路4#引水隧洞上游采用邊頂拱襯砌（1200m）。這樣就造成下部底拱襯砌至關(guān)重要，無(wú)論是質(zhì)量、進(jìn)度、還是在效益方面都是焦點(diǎn)，經(jīng)過(guò)對(duì)組合鋼模、拖模、針梁臺(tái)車(chē)改裝等幾種方案的比較，最終選擇我單位與臺(tái)車(chē)制造廠家共同研究制造的自行式底拱襯砌臺(tái)車(chē)施工方案，并取得成功，現(xiàn)將有關(guān)情況作一介紹。

1、工程簡(jiǎn)介

柳坪水電站位于四川省阿壩州茂縣境內(nèi)，是黑水河流域“二庫(kù)五級(jí)”水電開(kāi)發(fā)最下游梯級(jí)電站開(kāi)發(fā)，電站為引水式開(kāi)發(fā)。引水隧洞全長(zhǎng)10.6Km，過(guò)水?dāng)嗝鏋槿珗A結(jié)構(gòu)（D=9 m），裝機(jī)容量120MW。其中4#引水隧洞上游控制段1.6Km，襯砌厚度50cm/80cm（Ⅳ類(lèi)/Ⅴ類(lèi)），砼為鋼筋C20砼，開(kāi)挖方式為上下斷面分步開(kāi)挖，襯砌方式主要為邊頂拱臺(tái)車(chē)襯砌，部份采用全圓針梁臺(tái)車(chē)初砌。

2、需要進(jìn)行底拱襯砌的原因

柳坪水電站多數(shù)洞段都是采用全圓針梁臺(tái)車(chē)襯砌，由于4#引水隧洞洞體埋深大（1000～1500m），圍巖地質(zhì)復(fù)雜多變，全部以Ⅳ類(lèi)、Ⅴ類(lèi)軟弱炭質(zhì)千枚巖為主，裂隙水發(fā)育，巖體塑變值大（15～20cm），變形周期長(zhǎng)（約2個(gè)月），在洞身開(kāi)挖及支護(hù)過(guò)程中多次出現(xiàn)大的坍塌，其中坍塌體超過(guò)500m3達(dá)七次，局部已型鋼支護(hù)洞段因圍巖埋深大，地應(yīng)力作用強(qiáng)烈，巖體變形嚴(yán)重，支護(hù)體系出現(xiàn)剝落掉塊，拱架扭曲變形，甚至坍塌。造成前方施工后方坍塌的危險(xiǎn)作業(yè)環(huán)境，對(duì)隧洞作業(yè)人員產(chǎn)生嚴(yán)重安全隱患，同時(shí)也制約了4#洞開(kāi)挖進(jìn)度（約平均開(kāi)挖進(jìn)尺50m），影響了柳坪水電站發(fā)電工期目標(biāo)。針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)存在的安全、進(jìn)度難題，由業(yè)主工程部、設(shè)計(jì)院、監(jiān)理部及施工單位四方召開(kāi)專題會(huì)議論證決定：全圓隧洞采用兩次襯砌，已開(kāi)挖上導(dǎo)坑采用邊頂拱襯砌施工工藝，與開(kāi)挖工作平行作業(yè)，抑制已支護(hù)段圍巖收斂變形；底部在邊頂拱襯砌完成后從掌子面方向往后進(jìn)行二次襯砌。這樣既保證了避免圍巖因形變轉(zhuǎn)化為質(zhì)變，出現(xiàn)坍塌安全事故；同時(shí)保證了邊開(kāi)挖邊襯砌同步施工，減少襯砌施工占用直線工期，滿足電站發(fā)電工期要求；對(duì)于邊頂拱襯砌與底拱襯砌結(jié)合部位，采用鋼筋預(yù)留焊接，縱縫加設(shè)止水帶，后期接縫處理采用接縫灌漿等施工措施確保質(zhì)量要求，達(dá)到引水隧洞過(guò)水結(jié)構(gòu)要求。

3、底部砼襯砌的施工方案選擇

采用邊頂拱臺(tái)車(chē)襯砌方案在開(kāi)挖過(guò)程中解決了安全與進(jìn)度的問(wèn)題，同時(shí)采取了各項(xiàng)措施來(lái)確保后期砼的質(zhì)量，但由于是圓形斷面，同時(shí)邊頂拱襯砌的預(yù)期結(jié)果沒(méi)有當(dāng)時(shí)所想哪么理想，底部襯砌難度仍較大：工作面狹小，開(kāi)挖運(yùn)輸難度大；襯砌工程量小，但工序煩多；施工縫處理難度大，鋼筋預(yù)留焊接難度大，接縫處密實(shí)度的保證困難；砼表面光潔度與成型難度大；并且在當(dāng)時(shí)的情況下需要保證一個(gè)月底拱澆筑的最低月強(qiáng)度在420米左右，因此如何選擇底部砼的施工方案為整個(gè)工程的重中之重。

3.1邊頂拱襯砌后的施工狀態(tài)如圖3-1所示，底板仍有部分圍巖未開(kāi)挖，底拱襯砌斷面如圖3-2所示

3.2底拱襯砌施工的方案

根據(jù)現(xiàn)狀和存在的困難，對(duì)于底拱臺(tái)車(chē)的方案有：

A、組合鋼模內(nèi)拉施工

B、異型鋼模拖模施工

C、針梁臺(tái)車(chē)改裝底拱臺(tái)車(chē)施工

D、鐵路仰拱用穿行式底拱臺(tái)車(chē)施工

E、自行式底拱襯砌臺(tái)車(chē)施工

3.3方案的比較與選擇

針對(duì)以上幾大方案，經(jīng)業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)、各施工單位專題會(huì)論證，前四種方案都不能全面有效的解決模板定位、接縫質(zhì)量、砼表面光潔度與成型、模板上浮、砼排氣等問(wèn)題，更重要的是在以上四種方案中還沒(méi)有一種方案能使施工強(qiáng)度達(dá)到450米每月。最后對(duì)我單位提出的自行式底拱襯砌臺(tái)車(chē)施工方案興趣很大，并要求我單位細(xì)化方案再次與臺(tái)車(chē)廠聯(lián)系解決限位、行走等問(wèn)題后在我單位4#洞下游的少量采取的邊頂拱襯砌方案的段落先作實(shí)驗(yàn)。

4、自行式底拱臺(tái)車(chē)襯砌施工方案

4.1自行式底拱臺(tái)車(chē)簡(jiǎn)介

自行式底拱臺(tái)車(chē)采用無(wú)輪緣鋼輪式臺(tái)車(chē)（見(jiàn)下圖），此方案是設(shè)計(jì)一個(gè)架體，行走輪安裝在架體八字梁的底部，作用在已襯砌的邊拱表面上，這樣架體長(zhǎng)度與模板長(zhǎng)度基本相等，不但大大降低了整體重量，同時(shí)節(jié)約了成本，使用靈活方便。

設(shè)計(jì)方案圖

在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要解決以下問(wèn)題：

① 行走：

因?yàn)樾凶咻喪亲饔迷谝岩r砌的邊拱混凝土上，而此混凝土由于澆注時(shí)間較早，強(qiáng)度早已達(dá)到規(guī)定值，故行走輪采用無(wú)輪緣鋼輪即可，但是車(chē)輪行走的邊頂拱混凝土表面縱向并不是非常平整的，因此前后行走輪組與架體之間均為鉸接設(shè)計(jì)，這樣當(dāng)混凝土表面不平整時(shí)，輪組具有一定的爬坡越坎能力。

② 抗?。?/p>

由于架體上端距離頂拱高度過(guò)大，若采用豎向抗浮千斤，則會(huì)造成操作不便，采取臺(tái)車(chē)自身重量及用鋼筋固定在模板翼緣和底拱鋼筋之間的方法防止臺(tái)車(chē)上浮。

混凝土浮力的計(jì)算：

此臺(tái)車(chē)所受浮力除了混凝土的浮力外，還有泵送壓力轉(zhuǎn)化而成的向上的力，因此臺(tái)車(chē)所受浮力比較復(fù)雜，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，采取混凝土的浮力×1.5倍來(lái)計(jì)算臺(tái)車(chē)受到的整體浮力。

混凝土的浮力=底拱混凝土體積×混凝土比重=6.84m×0.4m×12m×2.5=82噸

整體受力F=82噸×1.5=123噸

4.2自行式底拱臺(tái)車(chē)襯砌工藝圖

底拱開(kāi)挖

清底

四方驗(yàn)收

底拱鋼筋綁扎

臺(tái)車(chē)就位、合模

堵板、止水帶安裝

輸送泵管接入倉(cāng)內(nèi)

驗(yàn)收、澆注

養(yǎng)護(hù)

脫模

進(jìn)入下一循環(huán)施工

4.3各工序施工操作

① 底部開(kāi)挖：

為避免底部超挖，采用松動(dòng)爆破，預(yù)留保護(hù)層方式施工。開(kāi)挖長(zhǎng)度以滿足底拱襯砌長(zhǎng)度要求，且考慮砼輸送泵管輸送有效長(zhǎng)度。同時(shí)還要考慮開(kāi)挖與襯砌間的進(jìn)度關(guān)系，落底距臺(tái)車(chē)長(zhǎng)度以90～120m為合適距離。

② 底部排水及出渣：

由于圍巖差，滲水量較大，在邊頂拱襯砌時(shí)左側(cè)留有排水溝，底拱開(kāi)挖后因高差原因易形成積水，不利于基礎(chǔ)清基及砼施工。采用分段設(shè)積水坑，架設(shè)φ100排水管抽排。底部松動(dòng)爆破后采用挖掘機(jī)清渣，20T自卸汽車(chē)運(yùn)輸。由于邊底拱底端凈空小于7m，出渣車(chē)從交叉口倒至渣體處裝運(yùn)。

③基礎(chǔ)清理：

專門(mén)班組對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行人工清理，由于該洞段均為炭質(zhì)千枚巖，遇水易泥化，在基礎(chǔ)清理達(dá)到無(wú)積水、無(wú)松渣驗(yàn)收規(guī)范要求，邊墻部位有邊頂拱襯砌預(yù)留鋼筋和縱向止水帶，對(duì)此部位人工用風(fēng)鎬、鐵鍬等工具清除底端砂漿及跑模砼，注意對(duì)止水帶及鋼筋進(jìn)行保護(hù)同時(shí)加強(qiáng)檢查力度，若在邊頂拱施工時(shí)止水帶破損或完全被砼包裹（砼跑模引起），則用專業(yè)工具進(jìn)行焊接。同時(shí)為保證接縫質(zhì)量，施工縫部位采用GCHJ50B高壓水沖毛機(jī)進(jìn)行處理。

④ 鋼筋綁扎：

在進(jìn)行邊頂拱襯砌時(shí)底端鋼筋進(jìn)行預(yù)留（長(zhǎng)短交替布置），在底部開(kāi)挖時(shí)局部預(yù)留鋼筋會(huì)拆彎、變形給鋼筋搭接增加難度，基礎(chǔ)清理完后立即人工進(jìn)行調(diào)直，按鋼筋搭接要求進(jìn)行施工，對(duì)于已拆斷鋼筋可在旁邊砼施作插筋（同型號(hào)），增加兩層砼間結(jié)合力。

⑤ 臺(tái)車(chē)就位：

待鋼筋綁扎完畢，采用臺(tái)車(chē)行車(chē)系統(tǒng)移動(dòng)臺(tái)車(chē)按測(cè)量放放線數(shù)據(jù)準(zhǔn)確定位，由于在邊頂拱襯砌時(shí)邊頂拱兩底角會(huì)出理跑模、錯(cuò)臺(tái)等缺陷，底拱臺(tái)車(chē)與邊頂拱臺(tái)車(chē)接合處會(huì)不密實(shí)，局部有空隙，為了消除底拱臺(tái)車(chē)交接處合模困難，在加工底拱臺(tái)車(chē)模板時(shí)接合處采用30cm長(zhǎng)鉸接模板（可適當(dāng)調(diào)整圓弧弧度便于合模），對(duì)于接合處小的空隙可采用海棉等封堵。

⑥ 砼澆注及振搗：

用洞外攪拌站按配合比要求進(jìn)行砼拌合，6m3砼運(yùn)輸車(chē)運(yùn)輸，砼泵送入倉(cāng)，底模臺(tái)車(chē)有多個(gè)部位入口器，將砼從不同部位及高度進(jìn)行入倉(cāng)。振搗時(shí)可用作業(yè)窗口（50×50cm）人工插入式振搗棒及面板附著式振搗兩種方式振搗。保證砼外觀及內(nèi)在質(zhì)量，在砼澆注過(guò)程要對(duì)臺(tái)車(chē)進(jìn)行巡模檢查，防止底拱臺(tái)車(chē)移位，上?。ㄅ_(tái)車(chē)設(shè)計(jì)有抗滑、抗浮裝置）。

⑦ 搭接處砼施工措施：

該部位為砼施工簿弱環(huán)節(jié)，它影響到洞身襯砌砼整體受力強(qiáng)度及止水效果，該部位砼一定要密實(shí)，抗?jié)B性強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。由于接合處砼呈“反?！苯Y(jié)構(gòu)，在砼靠自然流動(dòng)性入倉(cāng)后不易密實(shí)，在該部位澆注時(shí)采用泵送砼入倉(cāng)壓力（約10MPa）達(dá)到接合處砼密實(shí)，在施工時(shí)觀察縫隙處砼外溢情況，一定要保證外溢砼呈壓力狀溢出（區(qū)別自然飽滿后緩慢滲出，現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)可鑒別）。

5、該方案各項(xiàng)指標(biāo)的比較

在我單位4#洞下游采用自行式底拱臺(tái)車(chē)初砌方案施工后，在第一次使用就達(dá)到了當(dāng)月完成Ⅴ類(lèi)圍巖襯砌311米（下游僅311米邊頂拱襯砌）的成績(jī)，并且接縫平滑飽滿，表面光潔度和成型均符合規(guī)范要求。在后期4#洞上游的施工中，已達(dá)到Ⅴ類(lèi)圍巖月完成450米的進(jìn)度，同時(shí)在3#洞的施工中因其是Ⅲ類(lèi)圍巖，根據(jù)其目前的進(jìn)度可達(dá)到500米每月的進(jìn)度，經(jīng)過(guò)多方分析，如果不考慮停電及機(jī)械設(shè)備等故障的發(fā)生，最高速度可以達(dá)到700米每月。為柳坪電站的按期發(fā)電提供了有力的保證。

下面我們?cè)購(gòu)慕?jīng)濟(jì)效益方面來(lái)分析下，這里采取當(dāng)時(shí)通用的組合鋼模施工來(lái)作比較，詳見(jiàn)下表：

從上表可以看出，采取自行式底拱臺(tái)車(chē)襯砌，每米僅多出4.26元，但提前了工期40天，提前投產(chǎn)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益在3000萬(wàn)元左右。

我們?cè)購(gòu)馁|(zhì)量方面來(lái)作比較，明顯的采用組合鋼模施工的質(zhì)量肯定是差于整體大型模板，在接縫處小鋼模僅靠?jī)?nèi)拉和外撐是無(wú)法滿足砼輸送泵的壓力的，接縫的質(zhì)量也明顯差于臺(tái)車(chē)澆筑效果。

第5篇：隧道與隧洞的區(qū)別范文

關(guān)鍵詞:隧道施工；盾構(gòu)機(jī)；地鐵；控制測(cè)量；導(dǎo)向系統(tǒng)；姿態(tài)解算；修正曲線

Abstract：Basedonthesampleofsingle-circleTBMmadeinGermanyVMTCo.,thecomponentsofTBMandtheLaserNavigationSystemaredescribed,andtheprinciplesoftheAutomaticLaserNavigationSystem,especiallyintermsofSurveyingScience,arediscussed.Finally,themeasurestoimprovethesurveyingprecisionoftheNavigationSystemaresummarized.

Keywords:tunnelconstruction;TBM;Metro;controlsurvey;navigationsystem;positioning;correctioncurve

0引言：

20世紀(jì)70年代以來(lái)，盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)施工技術(shù)有了新的飛躍。伴隨著激光、計(jì)算機(jī)以及自動(dòng)控制等技術(shù)的發(fā)展成熟，激光導(dǎo)向系統(tǒng)在盾構(gòu)機(jī)中逐漸得到成功運(yùn)用、發(fā)展和完善。激光導(dǎo)向系統(tǒng)，使得盾構(gòu)法施工極大地提高了準(zhǔn)確性、可靠性和自動(dòng)化程度，從而被廣泛應(yīng)用于鐵路、公路、市政、油氣等專業(yè)領(lǐng)域。

全面理解激光導(dǎo)向系統(tǒng)的原理，有助于工程技術(shù)人員在地鐵的盾構(gòu)施工中及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，保證隧道的正確掘進(jìn)和最后貫通；有助于國(guó)產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)研制工作的開(kāi)展。

1盾構(gòu)機(jī)和激光導(dǎo)向系統(tǒng)的組成

1.1盾構(gòu)機(jī)的組成

盾構(gòu)機(jī)按推力方式可分為網(wǎng)格式、壓氣式、插板式以及土壓式和水壓式；按形狀劃分，除典型的矩形、單圓筒形外，近年來(lái)又出現(xiàn)了雙圓、三圓及多圓等異構(gòu)形。它們的組成有一定差異。其中，土壓式單圓盾構(gòu)機(jī)在我國(guó)應(yīng)用比較普遍。它主要由盾體（含刀盤(pán)等）、管片拼裝機(jī)、排土機(jī)構(gòu)、后配套設(shè)備、電氣設(shè)備、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、SLS-T激光導(dǎo)向系統(tǒng)及其他輔助設(shè)備組成。

1.2激光導(dǎo)向系統(tǒng)的組成

激光導(dǎo)向系統(tǒng)是綜合運(yùn)用測(cè)繪技術(shù)、激光傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及機(jī)械電子等技術(shù)指導(dǎo)盾構(gòu)隧道施工的有機(jī)體系。其組成(見(jiàn)圖1：激光全站儀（激光發(fā)射源和角度、距離及坐標(biāo)量測(cè)設(shè)備）和黃盒子（信號(hào)傳輸和供電裝置）；激光接收靶（ELSTarget，內(nèi)置光柵和兩把豎向測(cè)角儀）、棱鏡（ELSPrism）和定向點(diǎn)（ReferenceTarget）；盾構(gòu)機(jī)主控室（TBMControlCabin）：由程控計(jì)算機(jī)（預(yù)裝隧道掘進(jìn)軟件，具有顯示和操作面板）、控制盒、網(wǎng)絡(luò)傳輸Modem和可編程邏輯控制器（PLC）四部分組成；油缸桿伸長(zhǎng)量測(cè)量（ExtensionMeasurement）裝置等。其中，隧道掘進(jìn)軟件是盾構(gòu)機(jī)激光導(dǎo)向系統(tǒng)的核心。

2激光導(dǎo)向系統(tǒng)和盾構(gòu)機(jī)控制測(cè)量在盾構(gòu)施工中的地位和作用

地鐵盾構(gòu)法施工過(guò)程如圖3所示。在隧道掘進(jìn)模式下，激光導(dǎo)向系統(tǒng)是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和調(diào)整盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)狀態(tài)，保持盾構(gòu)機(jī)沿設(shè)計(jì)隧道軸線前進(jìn)的工具之一。在整個(gè)盾構(gòu)施工過(guò)程中，激光導(dǎo)向系統(tǒng)起著極其重要的作用：

(1)在顯示面板上動(dòng)態(tài)顯示盾構(gòu)機(jī)軸線相對(duì)于隧道設(shè)計(jì)軸線的準(zhǔn)確位置，報(bào)告掘進(jìn)狀態(tài)（見(jiàn)圖2）；并在一定模式下，自動(dòng)調(diào)整或指導(dǎo)操作者人工調(diào)整盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)的姿態(tài)，使盾構(gòu)機(jī)沿接近隧道設(shè)計(jì)軸線掘進(jìn)。

(2)獲取各環(huán)掘進(jìn)姿態(tài)及最前端已裝環(huán)片狀態(tài)，指導(dǎo)環(huán)片安裝。

(3)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的隧道設(shè)計(jì)幾何元素自動(dòng)計(jì)算隧道的理論軸線坐標(biāo)。

(4)和地面電腦相連，對(duì)盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)姿態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。

從盾構(gòu)施工基本過(guò)程（圖3）可以看出，激光導(dǎo)向系統(tǒng)不能夠獨(dú)立完成導(dǎo)向任務(wù)，在盾構(gòu)機(jī)始發(fā)、該系統(tǒng)啟用之前，還需要做一些輔助工作：首先，激光全站儀首次設(shè)站點(diǎn)及其定向點(diǎn)坐標(biāo)，需用人工測(cè)定。其次必須使用人工測(cè)量的方法，對(duì)盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)初值進(jìn)行精確測(cè)定，以便于對(duì)激光導(dǎo)向系統(tǒng)中有關(guān)初始參數(shù)（如激光標(biāo)靶上棱鏡的坐標(biāo)，內(nèi)部的光柵初始位置及兩豎角測(cè)量?jī)x初值等）進(jìn)行配置。

盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)是指盾構(gòu)機(jī)前端刀盤(pán)中心（以下簡(jiǎn)稱“刀頭”）三維坐標(biāo)和盾構(gòu)機(jī)筒體中心軸線在三個(gè)相互垂直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)角等參數(shù)。盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)除了可以通過(guò)人工測(cè)量、單獨(dú)解算方式獲得外，還可以由導(dǎo)向系統(tǒng)實(shí)時(shí)、自動(dòng)地獲取。用人工測(cè)量方式獲得盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)的過(guò)程，被稱作“盾構(gòu)機(jī)控制測(cè)量”。盾構(gòu)機(jī)控制測(cè)量的另一個(gè)作用是：在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過(guò)程的間隙，對(duì)激光導(dǎo)向系統(tǒng)采集的盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)參數(shù)進(jìn)行檢核，對(duì)激光導(dǎo)向系統(tǒng)中有關(guān)配置參數(shù)進(jìn)行校正。

3盾構(gòu)機(jī)激光導(dǎo)向系統(tǒng)原理：

3.1盾構(gòu)機(jī)激光導(dǎo)向系統(tǒng)涉及的坐標(biāo)系

為了闡明激光導(dǎo)向系統(tǒng)的原理，首先介紹一些與盾構(gòu)機(jī)及隧道有關(guān)的坐標(biāo)系（見(jiàn)圖4）：

(1)地面直角坐標(biāo)系（O-XYZ）：簡(jiǎn)稱地面坐標(biāo)系，根據(jù)隧道中線設(shè)計(jì)而定，一般為地方坐標(biāo)系。洞內(nèi)(外)控制點(diǎn)、測(cè)站點(diǎn)、后視點(diǎn)以及隧道中線坐標(biāo)，均用該系坐標(biāo)表示。

(2)盾構(gòu)機(jī)坐標(biāo)系（F-xyz）：在盾構(gòu)機(jī)水平放置且未發(fā)生旋轉(zhuǎn)的情況下，以盾構(gòu)機(jī)刀頭中心前端切點(diǎn)為原點(diǎn)，以盾構(gòu)機(jī)中心縱軸為x軸，由盾尾指向刀頭為正向；以豎直向上的方向線為z軸，y軸沿水平方向與x、z軸構(gòu)成左手系。盾構(gòu)機(jī)坐標(biāo)系是連同盾構(gòu)機(jī)一起運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立直角坐標(biāo)系。盾構(gòu)機(jī)尾部中心參考點(diǎn)、盾構(gòu)機(jī)棱鏡等相對(duì)盾構(gòu)機(jī)的位置都以此系坐標(biāo)表示，這些坐標(biāo)由盾構(gòu)機(jī)制造商測(cè)定并給出。

(3)棱鏡中心坐標(biāo)系（P-x’y’z’）：原點(diǎn)為安裝在盾構(gòu)機(jī)尾部的棱鏡的中心，與盾構(gòu)機(jī)坐標(biāo)系平行。

除此之外，為了解算還引入了其他一些空間輔助坐標(biāo)系，從略。

3.2描述盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)的要素

描述盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)的參數(shù)有：刀頭坐標(biāo)（xF''''，yF，zF）：水平角A；傾角α；旋轉(zhuǎn)角κ。如圖4所示。

由盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)及設(shè)計(jì)隧道中線，可推算如下數(shù)據(jù)：刀頭里程：刀頭、盾尾三維偏差；平面偏角（Yaw）：盾構(gòu)機(jī)中心軸線和設(shè)計(jì)隧道中線在水平投影面的夾角；傾角（Pitch）：盾構(gòu)機(jī)中心軸線和設(shè)計(jì)隧道中線在縱向（線路前進(jìn)方向）豎直投影面的夾角；旋角（Roll）：盾構(gòu)機(jī)繞自身中心軸線相對(duì)于水平位置旋轉(zhuǎn)的角度。

3.3激光導(dǎo)向系統(tǒng)原理和工作過(guò)程

激光導(dǎo)向系統(tǒng)的英文本義是“盾構(gòu)指導(dǎo)系統(tǒng)”，在盾構(gòu)施工中有指導(dǎo)隧道掘進(jìn)、指導(dǎo)環(huán)片安裝、數(shù)據(jù)采集等多種功能；其中指導(dǎo)掘進(jìn)是核心功能。本文僅研究激光導(dǎo)向系統(tǒng)指導(dǎo)掘進(jìn)的原理。

在掘進(jìn)過(guò)程中，激光導(dǎo)向系統(tǒng)按如下流程工作：由系統(tǒng)控制激光全站儀實(shí)時(shí)測(cè)定盾構(gòu)機(jī)棱鏡的三維地面坐標(biāo)；同時(shí)發(fā)射激光自動(dòng)照準(zhǔn)激光標(biāo)靶，并自動(dòng)記錄激光水平方位角；標(biāo)靶內(nèi)部光柵捕獲激光的入射角，間接得到盾構(gòu)機(jī)縱軸水平方位角；利用安裝在標(biāo)靶中相互垂直兩立面內(nèi)的兩把測(cè)角儀測(cè)得盾構(gòu)機(jī)傾角和旋轉(zhuǎn)角。利用以上參數(shù)及刀頭、盾尾、棱鏡中心三者的幾何關(guān)系，通過(guò)空間坐標(biāo)變換解算刀頭、盾尾中心坐標(biāo)，結(jié)合設(shè)計(jì)隧道中線參數(shù)計(jì)算盾構(gòu)機(jī)與隧道中線的相對(duì)偏差。依據(jù)各偏差值擬合改正曲線，由PLC根據(jù)修正曲線控制機(jī)械裝置，調(diào)整各油缸桿在不同時(shí)刻的伸長(zhǎng)量。如此反復(fù)，指導(dǎo)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)。

該導(dǎo)向過(guò)程包括如下6個(gè)步驟。

3.3.1棱鏡P點(diǎn)坐標(biāo)和旋轉(zhuǎn)參數(shù)的獲取：

P點(diǎn)坐標(biāo)(XP,YP,ZP)：由系統(tǒng)控制架設(shè)在隧洞頂部吊籃上的激光全站儀自動(dòng)測(cè)量。盾構(gòu)機(jī)水平方位角：設(shè)自激光全站儀發(fā)射到激光標(biāo)靶的激光束的水平方位角為A0，光柵根據(jù)折射率捕獲的激光入射角為θ。則系統(tǒng)獲取盾構(gòu)機(jī)方位角為A=A0-θ(見(jiàn)圖5)。豎向傾角α和旋角κ：依靠ELS中的兩只相互垂直的測(cè)角儀測(cè)得。本文規(guī)定A順時(shí)針旋為正，α、κ逆時(shí)針旋為正。

3.3.2刀頭、盾尾中心的地面坐標(biāo)系三維坐標(biāo)解算：

1）將盾構(gòu)機(jī)坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為棱鏡中心坐標(biāo)：

設(shè)刀頭中心F、盾尾中心B及棱鏡中心在盾構(gòu)機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)分別為（0,0,0）（xB,yB，zB）和（xP,yP,zP）則三點(diǎn)在棱鏡坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為（-xP,-yP,-zP）、（xB-xP,yB-yP,zB-zP）和（0,0,0）。

2）刀頭、盾尾中心地面坐標(biāo)解算：

刀頭中心在地面坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)為

3.3.3刀頭、盾尾里程及盾構(gòu)機(jī)與隧道中線相對(duì)偏差的解算：

根據(jù)解出的刀頭、盾尾地面坐標(biāo)和隧道中心軸線設(shè)計(jì)參數(shù)，計(jì)算刀頭、盾尾里程（難點(diǎn)是刀頭和盾尾位于隧道中線緩和曲線段的情形，解法可參考文獻(xiàn)[5]、[6]），以及刀頭、盾尾里程處設(shè)計(jì)隧道軸線平面坐標(biāo)和高程。進(jìn)而根據(jù)盾構(gòu)機(jī)刀頭、盾尾中心坐標(biāo)、高程和對(duì)應(yīng)的隧道中線理論坐標(biāo)、高程，容易計(jì)算得到刀頭、盾尾橫向偏移和豎向偏移（方法略）。

前面已經(jīng)提到，激光導(dǎo)向系統(tǒng)的顯示面板在掘進(jìn)模式下動(dòng)態(tài)顯示盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)及偏差。內(nèi)容包括：以圖形和數(shù)字方式顯示刀頭、盾尾橫向偏差和豎向偏差，以數(shù)字方式顯示刀頭里程、水平偏角、縱向傾角和旋轉(zhuǎn)角等參數(shù)（見(jiàn)圖2）。

3.3.4擬合修正曲線：

以盾構(gòu)機(jī)橫向、豎向偏移量和設(shè)計(jì)隧道中線為參數(shù)，擬合修正曲線（擬合方式和算法有待進(jìn)一步研究）?？扇斯ぽ斎胄拚€的曲率半徑等參數(shù)，以控制盾構(gòu)機(jī)回到設(shè)計(jì)軸線的速度。

3.3.5推進(jìn)：

根據(jù)修正曲線由可編程邏輯控制器（PLC）控制機(jī)械設(shè)備，調(diào)整各油缸桿的伸長(zhǎng)量。。

3.3.6重復(fù)1至5步。

從以上分析可以發(fā)現(xiàn)，自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)的測(cè)繪學(xué)原理實(shí)質(zhì)是：已知兩坐標(biāo)系之間的3個(gè)平移參數(shù)和3個(gè)轉(zhuǎn)角參數(shù)，求解一個(gè)坐標(biāo)系內(nèi)的參考點(diǎn)在另一個(gè)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。進(jìn)一步比較該系內(nèi)盾構(gòu)機(jī)參考點(diǎn)和對(duì)應(yīng)理論隧道軸線坐標(biāo)偏差，擬合修正曲線。

4盾構(gòu)機(jī)控制測(cè)量

盾構(gòu)機(jī)控制測(cè)量的原理是：通過(guò)人工測(cè)量盾構(gòu)機(jī)體上具有精確盾構(gòu)機(jī)坐標(biāo)的若干個(gè)(盾構(gòu)機(jī)始發(fā)前，機(jī)體全身多于16個(gè)；在隧道掘進(jìn)中，僅尾部16個(gè)可見(jiàn))參考點(diǎn)的地面坐標(biāo)系坐標(biāo)，以著名的“Bursa-wolf模型”為基礎(chǔ)，建立盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)解算改進(jìn)模型，按最小二乘原理平差解算兩坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換參數(shù)，即得盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)參數(shù)。

建模方法和解算步驟限于篇幅，不再討論。

5影響激光導(dǎo)向系統(tǒng)和盾構(gòu)機(jī)控制測(cè)量精度的因素

從以上分析可知，激光導(dǎo)向系統(tǒng)和盾構(gòu)機(jī)控制測(cè)量中，盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)解算的方法有本質(zhì)區(qū)別：激光導(dǎo)向系統(tǒng)，通過(guò)直接采集一個(gè)參考點(diǎn)（P）地面坐標(biāo)和三個(gè)轉(zhuǎn)角參數(shù)，正解刀頭、盾尾地面坐標(biāo)；盾構(gòu)機(jī)控制測(cè)量是通過(guò)采集多個(gè)(至少3個(gè))參考點(diǎn)地面坐標(biāo)，反解刀頭、盾尾地面坐標(biāo)和三個(gè)轉(zhuǎn)角參數(shù)。正解不含平差，反解運(yùn)用了最小二乘原理平差。因此，從理論上講，后者在盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)解算方面比前者更能有效地減少或消除偶然誤差。這也是采用盾構(gòu)機(jī)控制測(cè)量對(duì)激光導(dǎo)向系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)配置和校核的原因。

不論是激光導(dǎo)向系統(tǒng),還是盾構(gòu)機(jī)控制測(cè)量,原始依據(jù)都是用支導(dǎo)線形式獲得的測(cè)站坐標(biāo)和定向點(diǎn)（后視）坐標(biāo)。對(duì)于前者，三個(gè)轉(zhuǎn)角的精度取決于光柵和測(cè)角儀的靈敏程度，其誤差相對(duì)于測(cè)站誤差和定向誤差微乎其微。對(duì)于后者，盾尾參考點(diǎn)的盾構(gòu)機(jī)坐標(biāo)，由于在出廠前精確測(cè)定，誤差亦可忽略。因此，激光導(dǎo)向和盾構(gòu)機(jī)控制測(cè)量的誤差主要集中在測(cè)站點(diǎn)三維坐標(biāo)和后視方向上。另外，由于隧道內(nèi)空氣溫、濕度條件對(duì)視線和激光都會(huì)產(chǎn)生折光影響，使得激光導(dǎo)向系統(tǒng)和盾構(gòu)機(jī)控制測(cè)量測(cè)角均產(chǎn)生誤差。

6結(jié)論

在盾構(gòu)施工中，采取以下措施，可提高激光導(dǎo)向系統(tǒng)的測(cè)量精度：

(1)在掘進(jìn)始發(fā)前進(jìn)行盾構(gòu)機(jī)控制測(cè)量時(shí),注意觀測(cè)參考點(diǎn)的均勻分布、足數(shù)和有可能含粗差點(diǎn)的判定和剔除,以便精確解算盾構(gòu)機(jī)初始姿態(tài)參數(shù),保證激光導(dǎo)向系統(tǒng)正確初始化。

(2)向系統(tǒng)正確錄入隧道平曲線、豎曲線參數(shù)。

(3)提高地下支導(dǎo)線的精度，并及時(shí)對(duì)激光全站儀設(shè)站點(diǎn)、定向點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行人工檢測(cè)。

(4)隨隧道掘進(jìn)、環(huán)片拼裝進(jìn)度，及時(shí)對(duì)激光全站儀進(jìn)行移站，以減少外界溫、濕度等氣象條件的影響。一般激光全站儀到盾構(gòu)機(jī)上棱鏡最遠(yuǎn)距離，在直線段不應(yīng)超過(guò)200m,在曲線段不應(yīng)超過(guò)100m。

(5)隧道掘進(jìn)過(guò)程的間隙，及時(shí)進(jìn)行盾構(gòu)機(jī)控制測(cè)量，以檢核、修正激光導(dǎo)向系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)。

參考文獻(xiàn)

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第6篇：隧道與隧洞的區(qū)別范文

關(guān)鍵詞：土釘墻支護(hù)；噴錨支護(hù)；擋土支護(hù)技術(shù)；錨桿；錨索

中圖分類(lèi)號(hào)：TU942

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-2374(2009)17-0179-02

土釘墻支護(hù)與噴錨支護(hù)因其在支護(hù)施工中的可靠性、可行性與經(jīng)濟(jì)性，在現(xiàn)代的邊坡基坑及隧道等支護(hù)工程中得到了廣泛的應(yīng)用。土釘墻支護(hù)與噴錨支護(hù)(特別是非預(yù)應(yīng)力錨桿噴錨支護(hù))在型式上是相似的，都是在開(kāi)挖邊表面鋪鋼筋網(wǎng)，噴射混凝土面層，并在其上成孔然后安設(shè)錨釘或錨桿(索)。二者從表面看有著很多相似之處，具有共性一面；另一方面，各自又有各自的特征和使用范圍，具有個(gè)性的一面。由于二者的共性和個(gè)性，使我們?cè)趹?yīng)用中有選擇的可能性和必要性，而且能夠借鑒兩者各自的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)，以滿足各種復(fù)雜施工現(xiàn)場(chǎng)和環(huán)境的要求。其實(shí)，這種所謂的復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中是較普遍的?，F(xiàn)在先對(duì)二者進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析，然后在此基礎(chǔ)上得出二者的異同點(diǎn)及適用條件。

一、土釘墻

土釘支護(hù)(soitnailing)，是新興的擋土支護(hù)技術(shù)，最先用于隧道及治理滑坡，20世紀(jì)90年代在基礎(chǔ)深基坑支護(hù)中應(yīng)用。土釘墻是將短而密的土釘(鋼筋、鋼管)置入被支護(hù)的土體中，通常輔之以噴射混凝土面層。被支護(hù)土體置入土釘后得到加固改善而形成土釘墻。土釘墻是抵抗其后土壓力的承載體，近似于重力式擋土墻。土釘墻后的土壓力是使土釘墻變形、位移、傾覆的動(dòng)力。土釘?shù)拈L(zhǎng)度取決于基坑的深度和土質(zhì)情況，一般為基坑深度的0.5～0.8倍。

土釘支護(hù)工藝，可以先錨后噴，也可以先噴后錨。噴射混凝土在高壓空氣作用下，高速噴向噴面，在噴層與土層間產(chǎn)生嵌固效應(yīng)，從而改善了邊坡的受力條件，有效地保邊坡穩(wěn)定；土釘深固于土體內(nèi)部，主動(dòng)支護(hù)土體，并與土體共同作用，有效地提高周?chē)恋膹?qiáng)度，使土體加固變?yōu)橹ёo(hù)結(jié)構(gòu)的一部分，從而使原來(lái)的被動(dòng)支護(hù)變?yōu)橹鲃?dòng)支護(hù)；鋼筋網(wǎng)能調(diào)整噴層與錨桿應(yīng)力分布，增大支護(hù)體系的柔性與整體性。

土釘支護(hù)的施工工藝流程是：按設(shè)計(jì)要求開(kāi)挖工作面，修正邊坡；噴射第一層混凝土；安設(shè)土釘(包括鉆孔、插筋、注漿、墊板等)；綁扎鋼筋網(wǎng)、留搭接筋、噴射第二層混凝土；開(kāi)挖第二層土方，按此循環(huán)，直到坑底標(biāo)高。

土釘施工機(jī)具采用螺旋鉆、沖擊鉆、地質(zhì)鉆、洛陽(yáng)鏟等。其施工要點(diǎn)是：按設(shè)計(jì)圖的縱向、橫向尺寸與水平面夾角進(jìn)行鉆孔施工；鋼筋要平直、除銹、除油；注漿材料用水泥或水泥砂漿，水泥砂漿配合比為1:1―1.2(重量比)，水灰比宜為0.4―0.45；注漿管插到距孔底250～500mm，為保證注漿飽滿，在孔口設(shè)止?jié){塞：土釘應(yīng)設(shè)定定位器，以保證鋼筋的保護(hù)層厚度。

土釘支護(hù)適用于水位低的地區(qū)，或能保證降水到基坑面以下；土層為粘土、砂土和粉土；基坑深度一般在15m左右。

二、噴錨支護(hù)

噴錨支護(hù)(shot-anchoring protection)，其形式與土釘墻支護(hù)類(lèi)似，亦是在開(kāi)挖邊表面鋪鋼筋網(wǎng)，噴射混凝土面層，并在其上成孔，但不是埋設(shè)土釘，而是錨桿，借助錨桿與周?chē)馏w間的粘聚力，使與邊坡土體形成復(fù)合體共同工作。

噴錨支護(hù)是以圓弧滑動(dòng)面以內(nèi)的土體為研究對(duì)象，將其分成若干個(gè)垂直的土條，該土體的自重w土釘墻支護(hù)與噴錨支護(hù)因其在支護(hù)施工中的可靠性、可行性與經(jīng)濟(jì)性，在現(xiàn)代的邊坡基坑及隧道等支護(hù)工程中得到了廣泛的應(yīng)用。土釘墻支護(hù)與噴錨支護(hù)(特別是非預(yù)應(yīng)力錨桿噴錨支護(hù))在型式上是相似的，和該土體上的地面荷載是該土體下滑失穩(wěn)的動(dòng)力，而圓弧滑動(dòng)面上的總抗剪力和作用于該土體上的總錨固力是該土體下滑失穩(wěn)的抗力。被研究的土體沿滑動(dòng)面下滑的平衡狀態(tài)是：下滑抗力≥下滑動(dòng)力。

噴錨支護(hù)實(shí)際上可分為兩大部分：一部分是噴混凝土；一部分是設(shè)錨桿。在基礎(chǔ)開(kāi)控后，將巖石或土體表面清理，然后立刻噴上一層厚3～8cm的混凝土，防止圍巖或土體過(guò)分松動(dòng)。如果這層混凝土不足以支護(hù)圍巖，則根據(jù)情況及時(shí)加設(shè)錨桿，或再加厚混凝土的噴層。

噴混凝土的施工工序是：首先清理支護(hù)面(為了提高噴層與支護(hù)面的粘結(jié)，并減少回彈，有的國(guó)家在巖體表面先噴一層厚約1cm、水灰比較小的砂漿，或噴2～3cm含水泥量較高的混凝土)。噴完底層后，即可分層噴混凝土，每層厚度約3～8cm，每層噴完之后，應(yīng)將回彈、松散料加以消除。每層噴完之后，頭7d內(nèi)應(yīng)噴水養(yǎng)護(hù)，正確的養(yǎng)護(hù)是保證混凝土強(qiáng)度所必不可少的。第一層噴完之后，常加設(shè)錨桿，再掛鋼筋網(wǎng)，然后再噴第二層以至第三層混凝土。

噴混凝土的方法有“干噴”、“濕噴”兩種。干噴是將水泥、砂、小石等干料拌和好，裝入噴射機(jī)中，用壓縮空氣通過(guò)輸料管，把拌和物送到噴嘴處加上溶有速凝劑的水，噴射出去；濕噴是將水泥、砂、小石及水等拌和好，裝入噴射機(jī)中，送到噴嘴處，在噴嘴處再加上溶入水的速凝劑噴射出去。上述兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，目前我國(guó)多數(shù)工地仍然采用干噴。

混凝土配比一般為水：水泥：砂：石：速凝劑為0.35～0.5:1:2:2:0.03。正確選用配合比和正確操作養(yǎng)護(hù)是提高混凝土強(qiáng)度的基本方法。此外，還可以在噴射混凝土中加入鋼纖維，這樣將大大改變噴混凝土層的韌性及抗拉強(qiáng)度，使之能夠承擔(dān)較大的荷載。

錨桿與錨索有各種不同的形式。按材料分，有金屬錨桿、木錨桿；按受力情況分，有不加預(yù)應(yīng)力錨桿和預(yù)應(yīng)力錨桿。錨桿與錨索各有不同，錨桿一般都較短，不超過(guò)10m，錨索則可以較長(zhǎng)，如有的長(zhǎng)達(dá)30～40m；錨桿一般受力較小，每根錨桿幾噸至十余噸，錨索受力則較大，一組錨索受力可達(dá)幾十噸甚至上百噸。

所有各種錨桿錨索均要求先鉆孔，然后才能安設(shè)。錨桿的孔徑較小，鉆孔的費(fèi)用較小，一般間距較?。诲^索要求的孔徑較大，可大到150mm，鉆孔的費(fèi)用較大，一般間距較大。 錨桿與錨索的類(lèi)型多樣，主要有楔縫桿、漲殼式錨桿、倒楔式錨桿、開(kāi)縫管式錨桿、樹(shù)脂錨桿、砂漿錨桿、預(yù)應(yīng)力錨索等。

三、二者的區(qū)別

由以上兩種結(jié)構(gòu)的組成構(gòu)造和作用機(jī)理可以看出，正是因?yàn)閲婂^支護(hù)和土釘墻支護(hù)的作用機(jī)理不同，設(shè)計(jì)思想和方法也不同，造成了支護(hù)的適用對(duì)象范圍的不同，從而也造成了造價(jià)的不同。

土釘墻是埋設(shè)土釘，使邊坡與土體形成復(fù)合體共同工作，適用于無(wú)水的基坑，起主動(dòng)嵌固作用，增加邊坡的穩(wěn)定性，基坑深度不宜大于12m。噴錨護(hù)壁埋設(shè)的是錨桿(預(yù)應(yīng)力和非預(yù)應(yīng)力)，主要利用的是錨桿與周?chē)馏w之間的粘聚力。噴錨支護(hù)一般用于土質(zhì)不均勻、不穩(wěn)定土層、地下水位較低、埋置較深、基坑深度在18m以內(nèi)時(shí)采用；對(duì)硬塑土層，可適當(dāng)放寬；對(duì)風(fēng)化頁(yè)巖、頁(yè)巖開(kāi)挖深度不受限制，但不適用于有流砂土層和淤泥質(zhì)土采用。目前，噴錨支護(hù)已廣泛采用，錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)適用于礦山井巷交通“隧道”、水工“隧洞”和各類(lèi)“洞室”等地下工程，也適用于大部分巖土邊坡錨噴支護(hù)的施工。

設(shè)計(jì)的錨桿一般是鋼絞線束。土釘墻不施加預(yù)應(yīng)力，錨桿可施加預(yù)應(yīng)力。土釘全長(zhǎng)范圍內(nèi)受力，錨桿分為自由段和錨固段。土釘復(fù)合整體作用，個(gè)別失效，整個(gè)土釘墻影響不大；而各錨桿為重要受力部位，失效影響范圍大。土釘墻面板基本不受力，錨桿護(hù)墻面板和立柱受力較大。

土釘墻與噴錨支護(hù)相比，前者構(gòu)造較簡(jiǎn)單、成本相對(duì)要低些，一般適用于土質(zhì)較好、放一定坡度的情況；后者在不適宜有較大放坡的情況下采用，且后者要求錨桿前端嵌入堅(jiān)實(shí)可靠的巖土層，才能起到支護(hù)的作用，要不然就轉(zhuǎn)化為土釘墻了。

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第7篇：隧道與隧洞的區(qū)別范文

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)；工程項(xiàng)目；施工管理；運(yùn)用

建筑業(yè)在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起到十分重要的作用，隨著國(guó)家對(duì)建筑業(yè)發(fā)展的重視，建筑業(yè)在將來(lái)具有良好的發(fā)展前景.但我國(guó)目前的建筑技術(shù)水平整體依舊還處于較低位置，其管理水平也是如此，并且存在諸多不合理的現(xiàn)象，同時(shí)經(jīng)常發(fā)生一些安全事故以及質(zhì)量事故，也存在較為嚴(yán)重的資源損耗.尤其是大型工程項(xiàng)目，其具有極其復(fù)雜的施工程序，也存在較多因素對(duì)施工的順利進(jìn)行產(chǎn)生影響，施工的環(huán)境條件也有諸多不確定性，導(dǎo)致施工難度增加，也承受更大的風(fēng)險(xiǎn).為確保施工更加順利，必須進(jìn)行施工計(jì)劃與指導(dǎo)的編制，使施工的各個(gè)環(huán)節(jié)得到指導(dǎo).工程設(shè)計(jì)文件中，施工進(jìn)度以及資源使用計(jì)劃十分重要，在工程實(shí)施的各個(gè)階段均起到十分關(guān)鍵的影響.所以，施工進(jìn)度以及資源計(jì)劃的合理安排，對(duì)參建方而言，都需要得到足夠的重視.傳統(tǒng)項(xiàng)目計(jì)劃的編制主要采用CPM和PERT，兩者的使用也存在一定的局限性.其中，后者的缺點(diǎn)在于精度缺乏保障，存在較大的誤差，不能使實(shí)際工程的要求得到滿足.對(duì)此，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的出現(xiàn)，為項(xiàng)目計(jì)劃的制定帶來(lái)了極大的幫助.在我國(guó)社會(huì)與科學(xué)不斷發(fā)展的背景下，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)同樣發(fā)展顯著，在我國(guó)工程施工管理領(lǐng)域得到更加廣泛的應(yīng)用，也形成較多趨于完善的施工仿真系統(tǒng)，其中包括GIS以及CY-CLONE等.計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)憑借其風(fēng)險(xiǎn)小、成本低的優(yōu)勢(shì)，其在工程項(xiàng)目施工管理中的應(yīng)用，將更好地解決實(shí)際問(wèn)題，對(duì)建筑業(yè)的發(fā)展具有十分重要的意義.

1計(jì)算機(jī)仿真的相關(guān)概念及基本步驟分析

1.1概念

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與計(jì)算機(jī)建模技術(shù)，是一種新型技術(shù)，目前已經(jīng)得到較大的發(fā)展，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)研究中占據(jù)重要的地位.該技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，能夠有效幫助解決復(fù)雜系統(tǒng)的問(wèn)題.在計(jì)算機(jī)仿真中，計(jì)算機(jī)、系統(tǒng)以及系統(tǒng)模型是其主要的三大要素.其中，系統(tǒng)指的是事物及其規(guī)律的一種總稱；系統(tǒng)模型是指關(guān)于系統(tǒng)特性及關(guān)系的描述，用于系統(tǒng)功能及部件間規(guī)律的研究.目前，系統(tǒng)模型類(lèi)型更多，其中的數(shù)學(xué)模型也已經(jīng)得到更加廣泛的應(yīng)用.目前，仿真的概念也逐漸得到完善，雖然各學(xué)者對(duì)仿真的定義存在一些區(qū)別，但是根據(jù)這些定義，可對(duì)計(jì)算機(jī)仿真的定義作出以下概括：計(jì)算機(jī)仿真是針對(duì)實(shí)物進(jìn)行模擬，建立于豐富的技術(shù)理論層面，借助計(jì)算機(jī)等工具，通過(guò)系統(tǒng)模型對(duì)系統(tǒng)實(shí)施動(dòng)態(tài)研究，屬于一種新型技術(shù)，涉及較多的專業(yè)與學(xué)科，具有較強(qiáng)的綜合性.換句話說(shuō)，計(jì)算機(jī)仿真是不改變實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)上，通過(guò)計(jì)算機(jī)構(gòu)建系統(tǒng)模型進(jìn)行系統(tǒng)性能研究及系統(tǒng)構(gòu)造的一種技術(shù).計(jì)算機(jī)仿真類(lèi)型各種各樣，按照不同的分類(lèi)依據(jù)可得到不同的種類(lèi)劃分.例如以模型的種類(lèi)為依據(jù)，可將計(jì)算機(jī)仿真分為半實(shí)物仿真、物理仿真以及數(shù)學(xué)仿真.根據(jù)仿真時(shí)鐘和實(shí)際時(shí)鐘之間的比例進(jìn)行相關(guān)劃分可得出，計(jì)算機(jī)仿真可以分為三種仿真，即超實(shí)時(shí)、亞實(shí)時(shí)以及實(shí)時(shí).若依據(jù)系統(tǒng)模型的特征進(jìn)行相關(guān)分化可得出兩種仿真，即離散系統(tǒng)以及連續(xù)系統(tǒng).

1.2基本步驟

（1）建立問(wèn)題及目標(biāo).首選需對(duì)仿真系統(tǒng)的相關(guān)處理對(duì)象進(jìn)行確認(rèn)，并且明確仿真的目標(biāo)，也就是通常所說(shuō)的促使某一問(wèn)題得到有效的解決.（2）進(jìn)行建模.仿真模型可以實(shí)現(xiàn)對(duì)研究對(duì)象的抽象描述，能使研究系統(tǒng)的屬性特征得到體現(xiàn).仿真建模特點(diǎn)顯著，通常采用針對(duì)問(wèn)題進(jìn)行建模以及針對(duì)運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行建模的方式.（3）數(shù)據(jù)采集.若仿真模型已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行相關(guān)基本框架的建設(shè).那么其所輸入的數(shù)據(jù)必須是準(zhǔn)確無(wú)誤的，以此才能使仿真運(yùn)行中模型的數(shù)學(xué)及邏輯關(guān)系得到有效利用，從而通過(guò)計(jì)算與分析得出可信的仿真結(jié)果.而離散系統(tǒng)仿真中，數(shù)據(jù)分布通常存在某種概率，所以，實(shí)際系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)和調(diào)查的實(shí)施必不可少.（4）驗(yàn)證模型.需要驗(yàn)證仿真模型，判斷其是否具有代表性，從而確保模型能夠有效體現(xiàn)真實(shí)系統(tǒng)的特征及性能，促使仿真得到成功.（5）運(yùn)用模型，分析結(jié)果.完成模型驗(yàn)證后，接下來(lái)就是仿真模型的運(yùn)用.在運(yùn)用仿真模型的過(guò)程中，需要確保初始條件和數(shù)據(jù)輸入一致，進(jìn)行多次仿真運(yùn)行，才能通過(guò)仿真得到真實(shí)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和輸出結(jié)果.建筑工程中仿真模型的運(yùn)用，需要對(duì)某事件的概率和隨機(jī)變量的期望值進(jìn)行分析，也需要進(jìn)行敏感性分析.

2計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在施工管理領(lǐng)域中的應(yīng)用分析

2.1蒙特卡洛模擬（Monte-Carlo）在施工仿真中的應(yīng)用

該模式方法是根據(jù)統(tǒng)計(jì)理論，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生率或者風(fēng)險(xiǎn)損失數(shù)值進(jìn)行研究和計(jì)算機(jī)計(jì)算.該方法的基本原理是使用數(shù)學(xué)模型（模擬模型）將研究對(duì)象進(jìn)行代替，在模型中盡可能將所有的影響因素包含其中.模擬模型中使用具體的概率分布來(lái)描述各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)變量的風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果和其有關(guān)的概率值.然后采用隨機(jī)的方式給出某個(gè)數(shù)值，然后根據(jù)該數(shù)值在各風(fēng)險(xiǎn)變量中的概率分布進(jìn)行取值，完成各風(fēng)險(xiǎn)變量的取值后，可以模擬模型為依據(jù)得出風(fēng)險(xiǎn)總體效果.對(duì)這一程序進(jìn)行重復(fù)，以產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)為依據(jù)，得出風(fēng)險(xiǎn)總體效果確切值.計(jì)算機(jī)仿真的概念是在20世紀(jì)40年代馮•諾依曼最先提出，而計(jì)算機(jī)仿真中最早應(yīng)用的方法就是蒙特卡洛模擬，起初該方法的應(yīng)用只能對(duì)隨機(jī)過(guò)程問(wèn)題進(jìn)行解決.現(xiàn)階段，蒙特卡洛模擬在工程施工領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，主要體現(xiàn)在對(duì)成本以及進(jìn)度的仿真方面.應(yīng)用蒙特卡洛模擬于工程網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃中，憑此對(duì)工程進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行仿真分析，能夠通過(guò)概率計(jì)算得出合理的工程工期以及明確工作中的重點(diǎn)，有助于施工管理人員工作的進(jìn)行.而施工項(xiàng)目成本風(fēng)險(xiǎn)管理中蒙特卡洛模擬技術(shù)的應(yīng)用，則能有效分析以及空時(shí)施工項(xiàng)目成本中的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)施工成本風(fēng)險(xiǎn)分析與管控具有十分積極的作用.

2.2循環(huán)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（CYCLONE）在施工仿真中的應(yīng)用

就循環(huán)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而言，該技術(shù)能夠在仿真系統(tǒng)和建筑建模中體現(xiàn)價(jià)值，是最先專門(mén)為建筑施工仿真而研發(fā)的仿真系統(tǒng).其有效結(jié)合多項(xiàng)理論與技術(shù)，包括排隊(duì)理論、網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)以及計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)模擬，可對(duì)各施工組織的工期和費(fèi)用進(jìn)行計(jì)算，也能對(duì)各項(xiàng)資源的利用率進(jìn)行計(jì)算.CYCLONE模型的組成元素主要包括流水單元、節(jié)點(diǎn)以及矢線.其中，流水單元也就是模型中能夠流動(dòng)的部分，包括各方面的資源，例如人力、物力、財(cái)力以及控制信息等；矢線則表示的是各節(jié)點(diǎn)之間存在的關(guān)聯(lián)以及流水單元的相關(guān)位置走向；節(jié)點(diǎn)通常可以劃分為五種節(jié)點(diǎn)：第一種是一般節(jié)點(diǎn).其主要表示非限制性工作和其主動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)流水單元經(jīng)過(guò)此節(jié)點(diǎn)時(shí)能夠稍作的停留，但工作仍然是在進(jìn)行中.第二種是復(fù)合節(jié)點(diǎn).表示工作的開(kāi)始受控，只有確保所有要求得到滿足后才能開(kāi)始工作，所以，復(fù)合節(jié)點(diǎn)往往處于排隊(duì)節(jié)點(diǎn)之后，而兩者又同屬于活動(dòng)節(jié)點(diǎn).第三種是控制節(jié)點(diǎn).能夠?qū)α魉畣卧獙?shí)行監(jiān)測(cè)以及控制.第四是排隊(duì)節(jié)點(diǎn).該節(jié)點(diǎn)主要對(duì)流水單元的被動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行描述.流水單元進(jìn)入該節(jié)點(diǎn)后進(jìn)入暫停狀態(tài)，等其他排隊(duì)節(jié)點(diǎn)滿足要求后同時(shí)進(jìn)入復(fù)合節(jié)點(diǎn).排隊(duì)節(jié)點(diǎn)是流水單元等待的停留場(chǎng)所.最后是職能節(jié)點(diǎn).其功能在于合成模型中的各個(gè)流水單元，使其成為一個(gè)流水單元，并且該節(jié)點(diǎn)能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和計(jì)算.CYCLONE具有以下優(yōu)勢(shì)，例如簡(jiǎn)單、操作方便、建模容易等，目前其應(yīng)用已經(jīng)比較廣泛.有學(xué)者結(jié)合水電站導(dǎo)流隧洞循環(huán)施工的特點(diǎn)，將CYCLONE應(yīng)用于施工仿真中，取得的效果比較顯著.也有學(xué)者在土石方工程施工模擬中對(duì)循環(huán)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，能夠得出一些對(duì)于管理人員決策而言、具有重要參考意義的參數(shù).此外，CYCLONE模擬同樣也在隧道工程施工以及高層建筑施工仿真中得到應(yīng)用，也取得一定的應(yīng)用效果.

2.3地理信息系統(tǒng)（GIS）在施工仿真中的應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)，即GIS，是一門(mén)新型學(xué)科技術(shù)，其介于地球科學(xué)和信息科學(xué)之間，能夠有效結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)以及地學(xué)空間數(shù)據(jù)，屬于空間信息技術(shù)的范疇.該項(xiàng)技術(shù)是對(duì)地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行利用，進(jìn)行集空間數(shù)據(jù)的采集，然后對(duì)其進(jìn)行分析、操作、管理，最后進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示，且通過(guò)地理模型分析，得出各種空間及動(dòng)態(tài)地理信息.GIS使用屬性數(shù)據(jù)和圖形數(shù)據(jù)對(duì)空間數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行描述，并通過(guò)用戶標(biāo)識(shí)碼和內(nèi)部代碼連接兩者成為公共數(shù)據(jù)項(xiàng)，促使兩者相互對(duì)應(yīng).施工仿真系統(tǒng)是通過(guò)計(jì)算機(jī)采集、管理、操作以及分析施工過(guò)程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，并且給出各種空間及動(dòng)態(tài)信息.因此，GIS系統(tǒng)與施工仿真系統(tǒng)能夠在多方面實(shí)現(xiàn)結(jié)合，GIS的屬性、位置雙向查詢技術(shù)以及空間處理技術(shù)等，均可在施工仿真中得到應(yīng)用.其中，天津大學(xué)對(duì)該技術(shù)的研究更為廣泛，然而目前該項(xiàng)技術(shù)僅僅在水利水電工程施工中得到一定程度上應(yīng)用.GIS技術(shù)應(yīng)用于水利水電工程施工中，主要是在水利工程的施工導(dǎo)流動(dòng)態(tài)可視化仿真中得到應(yīng)用，建立導(dǎo)流三維可視化模型并采用三維動(dòng)態(tài)演示方法，對(duì)三維動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行演示.復(fù)雜地下洞室施工仿真系統(tǒng)中GIS技術(shù)的應(yīng)用，使用可視化圖像形象地表示大壩施工具體過(guò)程，從而使工程人員能夠清楚地、及時(shí)地了解大壩施工的情況，促使施工組織水平得到有效提高.也有不少學(xué)者對(duì)施工仿真中GIS技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研究，例如在隧道施工的可視化仿真中應(yīng)用GIS技術(shù)，使GIS有效結(jié)合工程動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)，對(duì)施工過(guò)程中進(jìn)行模擬，從而得到施工組織管理的一些數(shù)據(jù)信息.

2.4Petri網(wǎng)在施工仿真中的應(yīng)用

1962年德國(guó)CarlAdamPetrified最先提及Petri網(wǎng)，現(xiàn)階段，Petri網(wǎng)在自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造等相關(guān)仿真領(lǐng)域已經(jīng)有了較為廣泛的應(yīng)用.Petri網(wǎng)屬于一種網(wǎng)狀的信息流，其節(jié)點(diǎn)通常分為兩類(lèi)，即條件、事件，基于節(jié)點(diǎn)的有向二分圖進(jìn)行token分布的添加，這些token分布能夠表示狀態(tài)信息.并且，根據(jù)引發(fā)規(guī)則改變事件驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，從而使系統(tǒng)動(dòng)態(tài)運(yùn)行過(guò)程得到體現(xiàn).Petri網(wǎng)憑借其具備的系統(tǒng)分析及驗(yàn)證方法，能夠有效進(jìn)行不確定性、資源共享性、并發(fā)性系統(tǒng)的分析.而建筑工程施工的復(fù)雜性，也正是在資源共享、并發(fā)性以及不確定性問(wèn)題上得到體現(xiàn)，因此，建筑工程施工系統(tǒng)仿真中Petri網(wǎng)能夠得到有效的應(yīng)用.在20世紀(jì)90年代末，Wakefield等人最先提出在模擬施工系統(tǒng)中應(yīng)用Petri網(wǎng)，改變了人們認(rèn)為Petri網(wǎng)只適用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及自動(dòng)化制造技術(shù)的觀點(diǎn)，并且完成有關(guān)仿真模型的建立.隨著時(shí)代的發(fā)展，相繼有學(xué)者將Petri網(wǎng)應(yīng)用于工程項(xiàng)目的計(jì)劃管理、攪拌站混凝土的生產(chǎn)過(guò)程的模擬、鋼結(jié)構(gòu)的施工仿真建模、公路工程的施工過(guò)程仿真、隧洞工程的施工仿真等，同時(shí)建立起相應(yīng)的模型.

2.5施工仿真中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的有效應(yīng)用

20世紀(jì)末虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)被提出，并且很快得到有關(guān)領(lǐng)域的關(guān)注.該項(xiàng)技術(shù)集成了多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，這些技術(shù)主要有計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、人體交互理論、人體工程學(xué)、傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中計(jì)算機(jī)占據(jù)十分重要的地位，通過(guò)計(jì)算機(jī)及有關(guān)輸出、輸入設(shè)備進(jìn)行逼真、多感官三維虛擬世界的構(gòu)建.有學(xué)者提出這樣的觀點(diǎn)：21世紀(jì)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將成為信息技術(shù)的典型.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相比于其他信息技術(shù)，其具備三維空間表現(xiàn)能力、人機(jī)交互式操作環(huán)境具有實(shí)時(shí)交互性，能給人帶來(lái)逼真的感受，使人機(jī)交互接口的研究領(lǐng)域更加廣闊，也有利于各類(lèi)工程海量資料描述的形象具體化.并且，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠?qū)㈦y以觀察到的場(chǎng)景進(jìn)行有效創(chuàng)建和再現(xiàn)，促使人們更好地了解和掌握所描述對(duì)象的運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律.系統(tǒng)仿真技術(shù)可以抽象的形式，客觀展示真實(shí)復(fù)雜的世界，并且展現(xiàn)客觀世界的運(yùn)動(dòng)形式，應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠促使系統(tǒng)仿真模型的驗(yàn)證更加合理有效，并且能夠?qū)⒎抡娼Y(jié)果更好地進(jìn)行展示.就目前而言，在軍事、航天以及航空領(lǐng)域.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)相對(duì)廣泛.并且，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在工程建模及仿真領(lǐng)域也將得到較好的發(fā)展.工程建模及仿真領(lǐng)域，由于工程規(guī)模較大、施工環(huán)境條件比較復(fù)雜，并且在建模及仿真過(guò)程中需要考慮全面，根據(jù)系統(tǒng)仿真的要求，選擇適用的仿真技術(shù)，動(dòng)畫(huà)演示虛擬世界的造型，并且進(jìn)行有效的交互設(shè)計(jì)，可使以上問(wèn)題得到有效的處理.

3結(jié)語(yǔ)

總而言之，建筑工程施工程序具有較強(qiáng)的復(fù)雜性，其涉及到的不確定性因素也多種多樣，施工方案是否合理、資源類(lèi)別及數(shù)量是否滿足要求，等等諸多因素均對(duì)施工進(jìn)度產(chǎn)生較大的影響.如果繼續(xù)采用傳統(tǒng)施工計(jì)劃編制方法，將始終無(wú)法取得令人滿意的效果.在此背景下，施工仿真技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用，能夠促使這些問(wèn)題得到有效的解決.目前，我國(guó)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在工程項(xiàng)目施工管理中的應(yīng)用已經(jīng)取得較大的發(fā)展，例如蒙特卡洛模擬、循環(huán)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)（GIS）、Petri網(wǎng)以及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等均在施工仿真中得到一定的應(yīng)用，并且取得較好的應(yīng)用成效.隨著社會(huì)的發(fā)展以及我國(guó)科技技術(shù)的提升，三維立體的可視化技術(shù)終將會(huì)實(shí)現(xiàn)，不僅能夠進(jìn)行一般仿真數(shù)據(jù)的提供，也能對(duì)施工具體過(guò)程進(jìn)行展示，從而為建筑工程項(xiàng)目施工管理提供更有效的幫助，促使我國(guó)建筑行業(yè)得到更好的發(fā)展。

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