隧道論文精選(九篇)
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第1篇：隧道論文范文
關鍵詞:地鐵隧道水平凍結凍結壁地表變形數(shù)值模擬
凍結法由于具有高強、阻水、均勻、靈活、經濟等特點,在日本及歐洲各國的城市地鐵等市政工程中都有廣泛應用。我國在北京、上海地鐵施工中也采用過局部凍結技術,但地鐵隧道的水平凍結施工在我國還沒有先例。北京地鐵大北窯車站區(qū)間隧道施工首次成功地采用了水平凍結技術,水平凍結長度40余米。工程地處交通樞紐,交通繁忙、建筑眾多,隧道上覆多條地下市政管線。凍結施工伴有凍脹和融降現(xiàn)象,過量的凍脹量和融降量將使地下管線及地上的建筑物、道路等受到影響甚至破壞,因此,研究和預測城市地鐵隧道水平凍結對地下管線、地表變形的影響規(guī)律十分必要。
1工程簡介
北京地鐵大北窯區(qū)間隧道局部水平凍結施工工程距大北窯車站東側40m,位于建外大街與東三環(huán)的交叉處,有多條地下管線,隧道頂部有2m厚的粉細砂層,由于多條管線滲漏,致使粉細砂土飽和。隧道暗挖施工時出現(xiàn)流砂坍塌,為保障地面立交橋的安全暢通,隔斷門向西40m隧道采用局部水平凍結法施工。地質情況為:0～-115m為雜填土層,-115～-1015m為輕亞粘土層,-1015～-1215m為粉細砂層,-1215～-1815m為圓礫石層,隧道底部-1815～-2215m為輕亞粘土層。
2FLAC軟件及模型的建立
FLAC軟件即連續(xù)介質快速拉格朗日分析軟件,是目前世界上最優(yōu)秀的巖土力學數(shù)值計算軟件之一,在模擬支護體方面可提供梁、樁、錨桿、殼體等多種結構單元,非常適合于研究隧道開挖等巖土工程問題。
211施工隧道的數(shù)值分析模型
選取凍結法施工隧道的橫斷面作為開挖模擬的力學幾何模型,以現(xiàn)場原型工程為研究對象?？紤]問題的對稱性,取一半建立模型,待開挖的隧道斷面取半徑為3m的圓形,上覆蓋土層厚12m,隧道底板土層厚度分別取10m和23m,滿足大于隧道開挖影響范圍3～5倍的要求。力學模型尺寸為23m×28m,按平面應變問題求解,模型底部邊界采用固定X、Y方向位移約束,左、右邊界都采用固定X方向的位移約束條件。由于原型工程屬于淺埋隧道,座落在其上方的東三環(huán)立交橋的樁基持力層在隧道底板埋深水平以下,故地表上方不需加載。212隧道分步開挖模型選取工程現(xiàn)場隧道縱斷面作為隧道開挖模擬的力學幾何模型,隧道縱向長40m,斷面高112m,開挖步距2m,上覆土層厚12m,隧道底部范圍土層深10m,平面40m×28m,網格劃分為1120單元,按平面應變問題求解,模型底部邊界采用固定X、Y方向位移約束,左右邊界采用固定X方向約束。213模型的有關參數(shù)本模型采用摩爾—庫侖準則參考有關資料確定模型材料參數(shù)如表1。
3隧道開挖過程數(shù)值計算結果處理
在修正模型中輸入土體初始參數(shù)后,計算分析主應力、塑性區(qū)發(fā)展狀況及拱頂和隧道上方地表的垂直位移過程,得到如下結論:
(1)作為施工隧道開挖中承受上覆地壓的主要載體凍結壁的拱腳上出現(xiàn)應力集中,應力集中系數(shù)可達3～4之多。
(2)凍結壁拱腳凍土體可能會出現(xiàn)塑性屈服區(qū),這正是現(xiàn)場隧道收斂測試中出現(xiàn)的兩拱腳之間距離先減小后增大現(xiàn)象的根本原因。
(3)在隧道開挖造成土層損失引起地表下沉的過程中,由于抗壓、抗彎強度等力學指標比周圍土體大得多的凍結壁減緩了隧道中線及附近的地表下沉,從而減少了地表下沉量。
根據(jù)PECK原理作出如下地層地表沉降預測:
2
-x
S=Smax·exp
2i2式中Smax地表最大沉降量;
i沉降槽寬度系數(shù);
x距隧道中心線距離。
取i=0141H(H為開挖深度),繪出按PECK公式計算的地面沉降曲線(見圖1)。
圖1地表沉降曲線圖
比較表明,由模擬得到的地面沉降曲線與PECK公式的曲線相一致。從圖1可知,隧道開挖后形成的地表沉降槽在垂直隧道軸線方向上的影響范圍為隧道外側約215倍洞徑。將沉降槽近似看成三角形,沉降槽的平均傾斜率ΔT=SmaxΠW=0100075(W為沉降槽的半寬)。根據(jù)《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GBJ7—89)的規(guī)定,對于高度<60m的多高層建筑,基礎的允許傾斜率≤01003,所以隧道水平凍結施工引起的正常地面沉降不會使地面建筑和混凝土路面遭到破壞。
改變凍結壁厚度(018m、112m、115m、118m)得到地表沉降與凍結壁關系曲線見圖2。
圖2地表沉降與凍結壁厚度的關系
從以上圖形可得出如下結論:
(1)凍結壁的厚度參數(shù)是隧道水平凍結施工中的一個重要參數(shù),凍結壁對控制地表沉降的作用很明顯。地表沉降在凍結壁厚度S=112m時為12mm,S=018m時為16mm(增加60%),S=115m時為10mm(減少了20%)。
(2)對于原型工程,其他條件(開挖步距、臺階工作面長度及掘砌工藝等)不變時,凍結壁厚度可降為018m,此時地表沉降量為16mm,滿足北京地鐵施工地表沉降量最大允許值30mm的要求,取一倍安全系數(shù),得到合理的凍結壁厚度為115m。
4隧道開挖施工動態(tài)數(shù)值模擬
采用虛擬支撐力法來模擬開挖斷面的空間效應。在正臺階工作面長度為4m、開挖步距2m以及其他條件都與現(xiàn)場相同的情況下,在模擬程序中設置隧道的順次開挖拱頂及地表監(jiān)測點,拱頂處從點(i=4,j=17)開始,每隔2m設置一個測點,直至(i=12,j=17),前后共設5個測點;隧道中線垂直上方地表從點(i=1,j=29)開始,每隔2m設置一個測點,直至(i=33,j=29),前后共設17個測點。分析隧道中線垂直上方地表各點、拱頂各監(jiān)測點的沉降數(shù)據(jù)得到如下結論:
(1)當掌子面開挖到與測點距離相差110～115倍洞徑時,隧道開挖就對地表產生影響,造成一定范圍的沉降。
(2)當開挖工作面推進到距離超過測點2～3倍洞徑時,變形速率逐漸穩(wěn)定下來,主要是地層的變形逐漸趨于平緩。
在開挖第5步時,改變開挖步距(L0=2m、3m、4m),得到拱頂測點(i=1,j=17)的位移沉降歷史圖(圖3)。分析表明,在開挖步距L0=4m的情況下,檢測點
注:菱形點、方點及三角點分別代表開挖步距為2、3、4m。
(i=1,j=17)地表下沉量約為L0=1m的117倍。在現(xiàn)有施工能力及組織水平的基礎上,根據(jù)圖示的數(shù)據(jù)比較,考慮選擇開挖步距L0=3m是較為合理的。在開挖第5步時,改變臺階工作面長度(L=2m、3m、6m),得到地表測點(i=1,j=43)的沉降歷史圖(圖4)。
注:菱形點、方點及三角點分別代表開挖步距為2、3、4m。分析表明,適當降低臺階工作面長度對地表沉陷及拱頂下沉量的影響不大,但增大臺階工作面長度卻能明顯地減少地表的沉陷值及隧道的收斂變形值。在北京復—八線采用水平凍結法施工時,臺階工作面的合理優(yōu)化長度L=5m。
5結論
(1)通過基于原型工程的數(shù)值模擬可得到隧道水平凍結法開挖施工中應力場、位移場分布特征。
(2)通過數(shù)值計算得到的考慮地表沉降情況下的合理凍結壁厚度為115m。
第2篇：隧道論文范文
新奧法的思想和基本理論形成于上世紀的60年代，是奧地利學者在長期的隧道工程實踐過程中，在巖土開挖理論的一個系統(tǒng)總結的基礎上提出來的。新奧法的核心是將圍巖不僅視為荷載，也是結構的一部分，最大限度地利用和發(fā)揮圍巖的自承能力。利用這一基本思想，根據(jù)地層條件，在隧道的設計施工中最大程度地利用圍巖的自穩(wěn)能力，合理確定支護的時機，使支護的代價最低。新奧法的基本思路有以下幾點：
1）因為圍巖要參與整個結構的承載，應盡量減少對圍巖的擾動，充分保護巖體。
2）為充分發(fā)揮圍巖承載能力，應允許并控制巖體的變形。施工中應采用能與圍巖密貼、及時筑砌又能隨時加強的柔性支護結構，就能通過調整支護結構來控制巖體的變形。
3）開口不利于結構形成整體的受力結構，為此，在施工過程中應使襯砌盡早封閉成整環(huán)。
4）利用信息化施工技術，合理布置監(jiān)測點，及時掌握圍巖及支護結構的應力和變形，通過監(jiān)測信息的反饋及時調整支護參數(shù)。
5）多采用噴錨式初襯外加現(xiàn)澆混凝土二襯的復合式襯砌結構。二次襯砌等初襯施工完成、圍巖基本穩(wěn)定之后再施作。二次襯砌可以用來承擔圍巖流變等引起的后續(xù)荷載。基于上述描述，新奧法的精髓可以概括為十二字方針，即“少擾動、早噴錨、勤量測、快封閉”。新奧法自創(chuàng)立以來，在我國的諸多軟弱破碎圍巖中也得到了廣泛而成功的應用，目前已經發(fā)展為山嶺隧道及地下工程施工的一種重要方法。金雞嶺隧道所處地層圍巖穩(wěn)定性差，故采用新奧法修建，在修建過程中克服多種施工中的難題，取得了較大的成功。本文將對該隧道的施工技術進行系統(tǒng)地分析。
2工程概況
金雞嶺隧道位于鄂州市新廟鎮(zhèn)月陂村，為雙向四車道，非獨立式雙連拱隧道。隧道穿越的山體的最高海拔約為98.5m，隧道最大埋深約為40.7m。隧道起訖樁號為K37+870～K38+215，全長345m。進口隧道設計標高為左洞57.493m，右洞57.483m；出口隧道設計標高分別為左洞56.757m，右洞56.747m。隧道進口、出口采用端墻式洞門。隧道地段進出口及淺埋地段上覆巖體比較薄，風化相對更強烈，圍巖變形模量較小、穩(wěn)定性較差。隧道地段以層次多、結構較松散的軟質、較軟質巖石為多，有軟弱的炭質層存在，巖石強度及穩(wěn)定性較差，洞壁開挖容易產生較大不良變形，產生掉塊、坍塌。
3施工技術方案
根據(jù)隧道的長度、現(xiàn)場地質條件及工期要求等因素，本隧道采用從進口單口掘進的施工方案。
3.1洞口施工
洞口工程主要施工流程如圖1所示。因洞口圍巖風化強烈、穩(wěn)定性差，為保證其穩(wěn)定性，在洞門表土開挖施工過程中，利用挖掘機而采用不爆破或弱爆破方式挖掘洞門土石方。為增加洞口穩(wěn)定性及安全，采用強支護處理。在洞口邊坡及影響范圍內的仰坡上打設錨桿，為增強圍巖的整體性和錨桿支護效果，錨桿打入方向應垂直于巖面。錨桿打入深度為4m。同時布置25cm×25cm的鋼筋掛網，鋼筋直徑6.5mm，在鋼筋掛網上噴射混凝土，形成錨噴支護。
3.2超前管棚注漿施工
為防止巖層坍塌和地表下沉，保證掘進和后續(xù)支護工藝安全，本工程洞口設置有22m長超前管棚作為臨時超前支護。管棚采用φ127×4.5mm的鋼管，鋼管長24m，管棚與4榀I20b做成的拱架連接在一起，并用C25混凝土澆注，形成一個模擬的洞門，在臨時洞門的防護下進行洞身開挖。長管棚內注漿采用水泥單液漿。水泥漿水灰比0.9∶1，注漿初壓0.5～1.0MPa，終壓2.0MPa。
3.3隧道段開挖
根據(jù)不同的地質斷面，選擇不同的開挖和支護方式。V類和Ⅳ類圍巖地段采用三導洞超短臺階式開挖，施工時采用預裂爆破，上下臺階分開，采用短進尺，弱爆破。對于Ⅲ類圍巖洞身開挖，采用全斷面開挖，施工時采用光面爆破，循環(huán)進尺3.0m。中導洞的斷面形式為圓頂直墻，整個斷面全部開挖。采用光面爆破進行全斷面開挖，爆破前用鑿巖機鉆眼掏槽。中導坑開挖完畢之后，對整個中導坑底板進行標高復核，用低標號砂漿鋪底平整，然后進行底部錨桿施工。鋼筋安裝好后，分為基礎及墻身兩部分混凝土澆筑；基礎采用普通拼裝模板，墻身采用8m長模襯臺車、滑模施工工藝進行施工。左右導洞采用全斷面法開挖，左右正洞采用上下臺階法開挖，進洞口、出洞口8m范圍內掘進進尺為0.5～1.0m，其余位置掘進進尺為1m（Ⅴ級圍巖）或2m（Ⅳ級圍巖）。
3.4初期支護
巖體開挖后須及時進行支護，以維持圍巖穩(wěn)定，保障后續(xù)施工有安全的工作空間。金雞嶺隧道施工中，采用中空注漿錨桿、砂漿錨桿、鋼拱架、鋼筋網、噴錨支護緊跟開挖面及時施作，以減少圍巖暴露時間，抑制圍巖變形，防止圍巖在短期內松弛。各區(qū)段采用的初期支護參數(shù)如表3所示。
3.4.1砂漿錨桿
本工程選用20MnSiφ22砂漿錨桿，利用自制鑿巖臺架，風動鑿巖機鉆孔，孔深、孔位、外插角偏差應符合設計和規(guī)范要求。錨桿采用φ25鋼筋按設計長度加工而成，按不同圍巖的設計間距梅花形布置。砂漿錨桿的砂漿應拌制均勻并防止石塊或其它雜物混入，隨拌隨用，初凝前必須用完畢。
3.4.2中空注漿錨桿
1）施工方法在隧洞的頂部采用中空注漿錨桿，型號采用D25型。首先需要使用風槍進行鉆孔，然后使用注漿泵完成注漿工藝。2）注漿施工要點注漿壓力控制是注漿施工關鍵，根據(jù)工程經驗可取為地下水壓的2～3倍。另外，還需根據(jù)圍巖自身的裂隙阻力進行調整，最大壓力值理論上不宜大于0.4MPa。而注漿的范圍一般根據(jù)經驗類比法或者現(xiàn)場注漿試驗來進行確定，注漿量一般通過注漿壓力達到0.3MPa來進行控制，單孔注漿量一般不超過1t。
3.4.3鋼拱架支護
1）設置方法
鋼拱架先在洞外分段加工，在端部設置法蘭。安設前由運輸車運至洞內，用人工進行螺栓連接和拼裝。拼裝完成之后，掛網噴漿。
2）施工要點
首先，在鋼拱架架設之前應認真檢查鋼拱架的加工質量；在架設時，先清除底腳浮渣；如果遇到超挖的情況，尚應加設墊塊，而中間部位的接頭板應用砂或土體埋住，防止噴射混凝土堵住接頭板上已經打好的螺栓孔。然后，按照設計要求，焊接系筋和縱筋，段與段之間設置墊片并確保螺栓被擰緊，以保證鋼架的受力性能。同時要校核拱架中線的標高和尺寸。而拱架和圍巖面之間尚需安設鞍形的墊塊，使鋼拱架與巖面之間貼實、壓緊。
3.4.4鋼筋網
按設計要求加工鋼筋網，隨受噴面起伏鋪設，同定位錨桿焊接或綁扎固定牢固，鋼筋網與受噴面的間隙以3cm左右為宜，混凝土保護層大于2cm。
3.4.5噴射混凝土
按設計要求的厚度在掛網上噴射混凝土，為保證施工質量，噴混凝土應當分段、分塊。施工順序上先噴墻、后噴拱頂，從下往上噴。為保證噴射混凝土的密實度，混凝土噴嘴應做直徑為20cm～30cm的螺旋路徑移動，反復緩慢地進行噴射?？刂扑畨骸嚎s空氣的風壓，掌握好噴射距離，避免過多的回彈。如果設計厚度大于5cm，應分兩層進行噴射，第二層需在第一層終凝一個小時之后進行，同時有必要對第一層的混凝土面層進行沖洗。
3.5二次襯砌
二襯的施工一般要等圍巖變形穩(wěn)定之后才能進行，而圍巖穩(wěn)定的判斷要依據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，等變形數(shù)據(jù)趨于收斂時方可。在本隧道的施工中，襯砌距離開挖面約為30m～40m之間，一方面能使各工序在空間上互不沖突，同時能保證圍巖在開挖后無支護暴露的時間控制在合理的范圍之內。隧道邊墻及拱部二次襯砌的澆筑采用移動式液壓模板臺車和泵送混凝土整體澆筑，以保證二次襯砌的密實，超挖部分采用同級混凝土回填。每模襯砌混凝土連續(xù)澆筑，一次完成。二次襯砌施作時先澆筑仰拱和矮邊墻，再立模進行拱部混凝土澆筑。
3.6施工監(jiān)測
現(xiàn)場施工監(jiān)測和監(jiān)測數(shù)據(jù)的及時分析和反饋是及時了解圍巖狀況和隧道安全狀況的基本手段，也是現(xiàn)代隧道施工的重要部分，是新奧法的核心之一。根據(jù)圍巖情況，合理地選擇監(jiān)測斷面、布置監(jiān)測元件，合理頻率的動態(tài)監(jiān)測，實時分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，判斷圍巖狀況，分析初襯和二襯是否達到隧道設計要求，并及時地反饋，從而使工程設計人員和施工人員能夠及時調整設計和施工方案。
4結論
第3篇：隧道論文范文
1.1項目管理無法實施
分包合同簽訂，“包工頭”組建臨時設施、混凝土拌合站、鋼筋加工場，配備各種施工機械和設備，并按隧道工程分項施工工序進行分解，再次進行分包，將一個完整的項目經過層層分包，形成很多獨立的個體。項目部各種管理制度和辦法，受“包工頭”的“屏蔽”與“唯利”影響，很難落實到施工現(xiàn)場作業(yè)層，導致項目管理與現(xiàn)場作業(yè)脫節(jié)，項目管理處于失控狀態(tài)。
1.2工程施工不規(guī)范，質量無法保證
“包工頭”為了獲取更多的利潤，想方設法減少投入，采取偷工減料和以劣充好的手段，開挖前不按設計要求施作超前支護、不注漿，爆破作業(yè)時減少炮眼數(shù)量、增加炸藥量，導致隧道超挖或坍塌；初期支護采用不合格鋼拱架、拱架間距拉大、連接筋焊接不牢固，錨桿施作長度、數(shù)量不夠甚至不做、不注漿或者注漿不飽滿，噴射混凝土不密實、厚度不足，制造空洞或空殼，二襯厚度不足，仰拱不按設計放置鋼結構、不分層澆筑、仰拱填充層不密實等質量問題，造成無法彌補的后果，給以后營運帶來安全隱患。
1.3違規(guī)操作，安全事故頻發(fā)
“包工頭”為節(jié)約成本，不按安全規(guī)定配備安全防護設施，在安全生產上弄虛作假、敷衍應付；分包隊伍施工作業(yè)人員安全生產意識淡薄，隧道施工沒有進行安全培訓教育，特種作業(yè)人員無證上崗，施工現(xiàn)場違規(guī)操作，造成安全事故頻發(fā)。
1.4拖欠民工工資，導致的發(fā)生
“包工頭”將項目部結算工程款私自挪用，長期拖欠民工工資，層層分包加劇工資發(fā)放的難度，易發(fā)生民工上訪等群體性惡性事件以及經濟糾紛和民事訴訟。施工企業(yè)將承受巨大的經濟、名譽損失。
2班組化在隧道施工中的應用
蘭永五標項目部改變以往隧道施工分包管理的模式，在恐龍灣隧道施工中組建了項目部直接管理的五個專業(yè)施工班組，使質量、安全始終處于可控狀態(tài)，確保了工程項目順利完成施工任務。
2.1工程慨況
恐龍灣隧道為左、右分離式，單洞全長2351m，縱坡為2%，屬中等埋深長隧道。圍巖級別為Ⅳ和Ⅴ，穩(wěn)定性較差。
2.2班組化的組建
蘭永五標項目部根據(jù)項目實際情況，結合路橋集團公司下發(fā)的《甘肅路橋建設集團橋梁隧道工程實行班組作業(yè)模式指導意見》和《甘肅路橋建設集團橋梁隧道工程實行班組作業(yè)模式操作指南》的要求，從職工隊伍中選拔具有責任心和事業(yè)心的職工為班組長，在恐龍灣隧道施工中組建了開挖班、出碴班、初期支護班、二襯班、輔助工班專業(yè)施工班組，以身體素質好、有經驗的技工或勞務人員為班組成員，簽訂《內部承包合同》，制定了人員、材料、財務、機械、工資分配等管理制度和辦法，把安全、質量、進度等責任落實到班組、落實到個人、落實到每道施工工序上，作業(yè)班組的日常生活納入到項目部的統(tǒng)一管理中，進一步強化了現(xiàn)場施工技術規(guī)范、安全規(guī)范、操作規(guī)程的執(zhí)行力度。
2.3班組化施工管理
項目部直接管理各施工班組，管理人員和技術人員現(xiàn)場指導、檢查、監(jiān)督各班組施工過程，對各工序的重點部位實施動態(tài)管理，每一道工序都經過嚴格的質量檢查、檢驗和檢測，及時整改不符合標準的作業(yè)方式。項目部統(tǒng)一組織調配施工所需機械設備、主材、耗材等，安排專人負責鋼筋加工廠、拌合場、庫房、材料采購，并根據(jù)隧道的結構設計和支護方式，科學安排工藝流程，合理的控制材料消耗、有效的杜絕了偷工減料現(xiàn)象的發(fā)生。
2.3.1做好進度計劃
項目部根據(jù)工期要求，合理劃分階段性施工任務，每月各給各班組下達施工任務令，月底進行績效考核和工程結算，按合同規(guī)定進行薪酬的發(fā)放。
2.3.2落實三級技術交底制度
項目部負責各班組技術工作，堅持安全、質量技術交底制度；各班組在進場施工前，由技術部、安全部對各工序施工工藝、質量控制、安全注意事項等進行詳細交底，并留有記錄；并對施工過程進行監(jiān)督、檢查，嚴格按技術交底內容組織施工。
2.3.3強化質量管理
項目部對勞務班組質量管理具有主動權。為了保證襯砌質量，每10m檢測鋼拱架間距、初期支護噴射混凝土鉆芯和混凝土強度，對不合格段及時進行返工處理，并根據(jù)監(jiān)控量測數(shù)據(jù)及時調整預留沉降量。為確保仰拱施工滿足設計要求，每50m進行鉆芯取樣檢測。從測量放樣、爆破作業(yè)入手，嚴格控制光面爆破工藝，減少超欠挖現(xiàn)象的發(fā)生。通過多項質量管控措施的落實，恐龍灣隧道二襯厚度合格率100％，初期支護噴射混凝土厚度合格率100％，鋼拱架間距全部符合規(guī)范要求，二襯和初期支護混凝土密實、無空洞。
2．3．4加強進度管理
勞務班組與項目部利益一致，通過績效考核等有效的激勵機制，提高了勞務班組的工作效率與積極性，在施工緊張時能全力以赴從事生產，從而解決了分包隊伍與項目部討價還價的矛盾，項目部在進度控制上有了更大的執(zhí)行力。另外，在這種作業(yè)模式下，管理和技術人員齊心協(xié)力搶時間，抓工序銜接，改變了項目和施工一線脫節(jié)的現(xiàn)象。
2．3．5落實合同承諾
項目部按照《內部承包合同》進行績效考核，充分調動管理人員、作業(yè)工人的生產積極性。
2.4班組化施工安全管理
建立和完善安全質量管理體系，明確責任，實行安全質量逐級負責制；定期開展施工機械設備安全隱患排查專項整治，排查隱患、落實安全長效機制。通過建立項目安全培訓教育中心、班前安全講評室等手段，加大安全培訓教育工作力度。積極推行安全標準化建設，規(guī)范安全生產行為。隧道洞口實行門禁管理系統(tǒng)和隧道進出洞人員定位管理系統(tǒng)，并設置LED顯示屏，能及時、準確的概述恐龍灣隧道施工工序和進洞作業(yè)人數(shù)。自開工以來蘭永五標項目安全一直處于可控狀態(tài)，未發(fā)生任何安全事故。
2.5班組化施工的成本管理
項目部加強項目成本管理，嚴格實行當月核算、考核、分析，當月結算兌現(xiàn)、獎勵，堅持每月25號召開責任成本分析會，各部門按照對口管理原則，制定成本控制措施。
2.5.1班組化施工的材料控制
隧道施工材料費占施工總成本的70%—75%，項目部成本管理主要是控制物資，工程部核算物資計劃臺帳，設材部嚴格把關采購計劃，每月定時開展剩余材料盤庫，建立健全材料進、出庫制度，消除了分包模式下項目部管不了材料的弊端，蘭永五標通過班組化管理材料消耗得到有效的控制。
2.5.2班組化施工現(xiàn)場管理
隧道項目中人工費占到總成本25%—30%，現(xiàn)場管理渙散、窩工或安排不當，都會加大管理成本。蘭永5標項目部每天晚上召開作業(yè)協(xié)調會，要求工程、機械、材料、測量等相關人員參加，安排第二天的工作順序，明確各自的任務，確保隧道施工各工序、各班組緊張有序的開展，每月按期完成制定的施工任務。
3結束語
第4篇：隧道論文范文
巖堆體的形成條件是多樣的，形成途徑主要有兩個，一是由千枚巖、泥質頁巖以及各種板巖、片巖等軟弱且易風化的巖層所組成的大坡度山坡;二是在構造帶的交接部位，經多次地殼運動，因巖層遭遇強烈破壞，巖石風化剝落在山腳而形成的巖堆。巖堆的形成發(fā)展過程可分為三大階段:①母巖崩解;②風化產物的搬運;③風化物的堆積。與此相適應，巖堆的形成過程可劃分為與上述三個階段相對應的三個區(qū)域，分別是:A－供給區(qū);B－搬運區(qū);C－堆積區(qū)。通過查閱云南省昭通地區(qū)高速公路沿線巖堆的踏勘和地質資料，該地區(qū)巖堆形成過程如下:①在地殼板塊運動過程中，地層受構造擠壓作用而隆起抬升，形成陡峭山峰;②在逆層邊坡側，巖層斷裂出露，形成軟弱泥巖與堅硬巖層(砂巖或灰?guī)r)的交替結構;③由于軟弱泥巖易于風化，碎裂塊體沿邊坡滾落逐漸在坡腳或突出坡臺堆積;④懸空硬巖在外力和風化作用下斷裂，沿邊坡滾落與軟巖風化物混合形成堆積體;⑤隨上部堆積體的增加，在降雨等因素作用下，巖堆體逐漸密實，并可能形成向下的滑動趨勢;⑥巖堆體趨于穩(wěn)定。
2巖堆體特征
2.1外部特征
巖堆體主要分布在山嶺區(qū)的陡坡上或山麓下，巖堆體深度變化很大，上部較疏松，中下部較密實，深度一般在10～45m，甚至更深。其縱斷面一般呈各種形狀的三角形，主要由巖堆基底傍依區(qū)和巖堆坡面所圍成的三角形區(qū)域組成。1～3分別表示為巖堆基準面(基底)，支承(傍依)區(qū)和巖堆坡面。受地下水影響，巖堆體底部與基巖接觸面處一般有可塑狀低液限黏土夾碎石軟層。一般而言，上下陡中間緩型巖堆的穩(wěn)定性最好，其次是單面坡型，上陡下緩型巖堆穩(wěn)定性最差。巖堆體坡面形狀，即平面形態(tài)。巖堆體大小和范圍極不一致，其面積少則幾十平方米，大則幾平方公里。其平面形態(tài)主要有楔形、三角形、舌形、半圓形、梨形、梯形等類型。圓形巖堆相對最穩(wěn)定，而舌形巖堆和梨形巖堆穩(wěn)定性最差。
2.2內部特征
巖堆體上部覆蓋層為黏土夾碎石，下部為塊石土夾黏土，巖堆主要由千枚巖、泥巖、頁巖、板巖和片巖的風化產物與砂巖、石灰?guī)r和花崗巖等的巖塊堆積而成。碎屑巖類巖堆由砂巖質塊(碎)石和玄武巖塊(碎)石組成，塊石含量70%～80%。碳酸鹽巖類巖堆由灰?guī)r質、白云巖巖質塊(碎)石組成，塊石含量80%～90%。
3巖堆體力學參數(shù)
盡管巖堆體的力學性質研究十分困難，但是研究者依然取得了一些有價值的成果，vallejo等對砂石～黏土混合材料的孔隙度與抗剪強度進行了研究，得出混合材料的抗剪強度與砂石、土的比例有關，當砂石的重量比小于40%時，材料抗剪強度主要由黏土的抗剪強度控制;當砂石的重量比介于40%～75%之間，材料抗剪強度由砂石的摩擦阻力和黏土的抗剪強度共同控制;當砂石的重量比超過75%時，材料抗剪強度主要由砂石的摩擦阻力控制;混合體抗剪強度隨含石率增加而增加。可以根據(jù)現(xiàn)場巖堆體的坡度來初步判斷巖堆體的摩擦角。巖堆的含石率較高，巖堆表面坡度一般也較大;相反，坡度相應變小;隨著巖堆的增加以及雨水的作用，將逐漸密實，因此對早期的巖堆，其穩(wěn)定性高。巖堆體整體松散，其粘聚力低，巖堆體的粘聚力為大約8～20kPa。
4巖堆體對隧道施工的影響
在穿越巖堆體隧道的施工中，導致進洞困難的根本原因有兩個方面:一是水患，二是圍巖松散軟弱。施工中的困難具體表現(xiàn)為:卡鉆與孔塌現(xiàn)象，嚴重影響噴錨支護的施工速度，增加施工成本;錨固力不足、坍塌現(xiàn)象、邊坡失穩(wěn)、涌水現(xiàn)象、流砂現(xiàn)象。
5巖堆體隧道施工控制措施
針對以上問題，在巖堆體隧道施工過程中，采取的防治措施主要有兩大原則。一是，隧道防排水設計原則:“以排為主，堵、截、防、排相結合”;二是，隧道開挖原則:“減少對圍巖的擾動、先護后挖、密閉支撐、邊挖邊封閉”。具體措施包括:
1)對于施工過程中的成孔困難。采用錨桿鉆機跟管鉆進的方法、套管跟進取代管棚，此外還可采用小導管徑向注漿取代中空錨桿徑向注漿的方法;
2)針對錨固力不足的問題。采用管錨與注漿聯(lián)合支護技術，全面調動了圍巖自身承載能力，是目前解決巖堆體支護問題的最有效手段;
3)對于邊仰坡失穩(wěn)及圍巖軟弱問題。主要是進行小導管注漿、網噴支護處理邊坡;
4)對洞內流沙。開挖時應準備草束或麻袋，隨時堵塞縫隙，以免漏砂引起坍塌;
5)針對失穩(wěn)，偏壓問題。在巖堆體中隧道施工，采取大管棚注漿超前支護，短進尺，弱爆破，及時施作加強型的初期支護，鎖腳錨桿，盡早成環(huán)，形成封閉結構。
6結束語
1)現(xiàn)有的成果主要是針對具體實際巖堆邊坡的綜合治理進行研究，對于巖堆的形成條件、機理、幾何特征及變形規(guī)律，以及巖堆的破壞模式和破壞機理方面的研究較少，在機理分析的基礎上提出標準化施工方案及其基本施工措施的研究更少，有待深入研究;
2)巖堆體作為山區(qū)的一種不良地質，必須根據(jù)其特殊性查明其固有性質，同時還須查明周圍環(huán)境條件對巖堆穩(wěn)定性的影響;
第5篇：隧道論文范文
首先，處理地基。在挖基坑的時候，要想防止挖掘過度就要提前做好規(guī)劃，掌握好比例，要不就會發(fā)生地基下沉的問題，這些問題一旦出現(xiàn)就會嚴重的影響到后續(xù)的建設工作，使得項目的品質受到很大的干擾。在挖掘的時候要清理好基底，而且平整得當、在挖掘工作結束之后要測試其受力能力，如果達標才可以開展后續(xù)的建設工作。其次，捆扎鋼筋。此項工作要按照圖紙的規(guī)定來開展，要明確鋼筋的類型和總數(shù)尺寸等等，還應該做好測量工作，要保證整個時期都有專門的監(jiān)管者，以此來確保項目的品質不受干擾。還要選擇合理的焊接措施。捆扎好之后要適當?shù)奶畛?，通常填充砂漿和土壤，這樣做的目的是提升器穩(wěn)定性。再次，控制好模板。在進行模板建設工作時，要做好模板加工工作，而且要使用定型模，使用腳手架來輔助。模塊要采用截面設計的形式，鋼管采用腳手架形成斜向支撐，在具體工作的時候要認真的掌控好該項內容，否則就會干擾項目的品質。最后，做好混凝土施工工作。在此時期，要在基底處和模板有效對接，為了防止?jié)B漏通常用砂漿來圍堵。同時此舉還能避免場地發(fā)生塌陷。在具體的工作時，要結合材料的特點做好保護工作，避免其破損。在拆除模板之后，要進行臺身的維護工作，要在其表層遮蓋一層塑料薄膜，同時還要確保它的邊角和表層不受撞擊，確保平整。
2橋梁涵洞隧道施工技術
2.1橋梁涵洞隧道明洞施工技術
（1）材料方面的規(guī)定。通常規(guī)定泥沙以及水等材料的品質要合乎相關的規(guī)定。在氣溫較低的區(qū)域要做好抗凍測試工作。對于防水的材料還要測試它的防水能力。
（2）工藝方面的要求。在開展工作之前的時候要認真的測繪放樣，要掌控好基槽的挖掘力度。洞1：3段及基槽開挖支護：洞口明挖可采用敞口放坡法施工?；孜锾郊俺休d力試：使用地質雷達對基底進行探測，并用重型動力觸探儀對基底進行承載力試驗。仰拱混凝土：基底承載力滿足設計要求后應及時澆注仰拱混凝土。
2.2鋼支撐施工技術
第一，材料品質方面的規(guī)定。要保證支撐使用的材料的品質良好，通常支撐是集中制造的，在場地中直接安放。而且在用之前的時候要對其調直處理，還要清理污漬。第二，工藝方面的規(guī)定。要認真的檢測斷面。對挖掘平面檢測，假如出現(xiàn)過度挖掘或是挖掘力度不夠的情況，就要對挖掘平面再次處理，確保挖掘平面合乎規(guī)定。在其達標之后就要盡快的噴射混凝土。同時還要明確鋼架的方位。
3結束語
第6篇：隧道論文范文
本隧道施工采用暗挖噴錨構筑法施工，具體的支護結構采取為：Ⅳ級圍巖采用φ42超前導管（超前支護）+φ25中空注漿錨桿和φ22早強砂漿錨桿+鋼筋網+H14格柵拱架+噴砼支護；Ⅲ級圍巖采用φ22藥卷錨桿+鋼筋網+噴砼支護。支護施工流程方案采取為，先沿開挖輪廓線施作超前導管，開挖后立即噴射混凝土3～5cm進行臨時支護，然后打設錨桿、掛鋼筋網、架設鋼拱架，完成后復噴砼至設計厚度，進入下一循環(huán)。
1.1錨桿施工
本隧道工程的錨桿采用了φ25中空注漿錨桿和φ22藥卷錨桿，錨桿的布置范圍和間距根據(jù)施工情況進行確定，并根據(jù)鉆孔情況作出標記。本工程采取YT28風鉆鉆孔進行鉆孔施工，在鉆孔前在鉆桿上標明錨桿的長度，以便控制鉆孔深度，鉆孔完后采用高壓風吹孔，吹盡孔內積水和巖粉。對于本工程的中空錨桿施工，要求φ25中空注漿錨桿由全螺紋中空桿等關鍵配件組成。
1.2鋼拱架施工
采取全站儀準確測設格鋼拱架位置（位于隧道法線方向），并用紅油漆準確標注拱頂、拱腳和邊墻等控制點位置，設置足夠的定位錨桿。初噴砼后，安設鋼拱架，沿預先標注點對正安設。安設縱向連接鋼筋：鋼架與鋼架之間用直徑為φ22mm的螺紋鋼筋沿著縱向連接起來，環(huán)向間距為1.0米，增強鋼架的整體穩(wěn)定性。為保證鋼拱架的穩(wěn)定性，可在邊墻鋼拱架接頭處設兩根長3.0m的φ22藥卷鎖腳錨桿。
1.3噴射砼施工技術
為了進一步減少粉塵，全面提高噴射砼的質量，隧道采用濕噴法施工，砼在洞外拌合站拌合，砼罐車運輸至洞內卸入TK-961濕噴機料斗，人工抱噴嘴濕噴。
（1）材料及配合比。水泥采用425#普通硅酸鹽水泥。每立方米用量380kg，使用前做強度復查試驗。砂采用人工砂，要求砂粒的平均粒徑為0.35～0.5mm，細度模數(shù)大于2.5，含水率為5～7%，使用前過篩。碎石要求采用的粒徑在15mm以內，含水率控制在2%，級配良好，使用前篩洗干凈。施工所采用的水，要求其不含有影響水泥正常凝結與硬化的有害雜質，不得使用污水，PH值小于4的酸性水和含硫酸鹽量按SO42-計超過水重1%的水，使用前進行水質分析。經試驗確定，噴射第一層時可采用水泥：砂：石=1：2：(1.5～2)，水灰比0.4～0.5。
（2）施工工藝。先送風，后打開速凝劑，然后開始進料。
（3）施工控制技術。噴射混凝土施工采取分段、分片由下而上順序進行，巖面有較大凹洼時，應先噴凹處找平。噴射施工前，埋設標志或利用錨桿外露長度以控制噴射混凝土的厚度。隧道開挖后立即對巖面噴射砼，以防巖體發(fā)生松弛。后一層噴射應在前一層混凝土終凝后進行，若終凝后間隔1h以上再次噴射時，受噴面應用風、水清冼。噴嘴應與受噴面保持垂直，同時與受噴面保持一定的距離，一般取1.0～1.5m。新噴射的混凝土按規(guī)定灑水養(yǎng)護。
（4）噴射砼。是用噴射法施工的混凝土。噴射混凝土有"干拌"和"濕拌"兩種施工法，一般采用"干拌"法。它是漿水泥、砂及最大粒徑小于25毫米的石子按一定比例拌合后，裝入噴射機，用壓縮空氣將干混合料沿管路輸送至噴頭處,與水混合并以40～60米/秒的高速噴射至作業(yè)面上。濕拌法則是將原材料預先加水拌和后噴射。噴射混凝土施工時，由于水泥顆粒與集料互相撞擊，連續(xù)擠壓，以及采用較小的水灰比，從而使混凝土具有足夠的密實性、較高的強度和較好的耐久性。全部粗骨料與水泥加入攪拌機內先拌和，加入1/3含有加氣劑的水，隨后再加入砂和1/3含有減水劑的水，最后按坍落度要求加入另一部分水。在全部加入后持續(xù)4min即可輸入濕噴機噴射。
1.4鋼筋網
鋼筋網可以現(xiàn)場綁扎，也可以預先按設計網格尺寸要求制成1×2米的鋼筋網片，運至現(xiàn)場后將其焊接在錨桿端上，在巖面噴射一層混凝土后再進行，并在錨桿安設后進行。
2結語
第7篇：隧道論文范文
鐵路隧道工程建設具有多種不確定性因素，給隧道施工帶來潛在的風險。所以，各參建方、特別是施工方加強隧道施工中的風險管理、強化管理人員和施工人員的風險意識、加強風險管理體系建設，采取有效措施識別風險、預防風險、應對風險和處理風險，是保證工程項目順利建成的關鍵，對實現(xiàn)風險管理目標和總體效益具有重要意義。
2隧道施工風險管理內容和過程
隧道施工風險管理的內容和過程大體歸納為風險識別、風險分析、風險評估和風險應對4個方面。
2．1風險識別
鐵路隧道工程施工的風險識別就是在諸多的影響因素中抓住主要因素，從而辨識出可能影響隧道工程建設質量、安全、工期、費用、環(huán)境等目標的風險因素。識別內容包括在施工過程中，哪些風險應當考慮，引起這些風險的因素有哪些，這些風險的后果及其嚴重程度如何。識別的原則是收集和研究資料、確定分析方法、確定隧道施工風險的主要類型、分析主要風險的構成、建立風險系統(tǒng)及采取的應對措施等。
2．2風險分析
進行隧道施工風險分析，有助于確定不確定因素變化對施工方案的影響程度，有助于確定工程造價對某一特定因素變動的敏感性。所以要針對施工方案中存在的不確定性因素，分析其對實際環(huán)境和施工方案的敏感程度，預測并估算相關數(shù)據(jù)和采取預防措施的費用，或在不同情況下得到的收益以及不確定性因素各種機遇的概率，對此作出正確的判斷等。
2．3風險評估
在識別和分析可能發(fā)生的風險事件后，要對其進行相應的風險評估。風險評估就是對發(fā)生風險的概率及其破壞性后果做出評價。隧道施工風險評估是一個非常復雜的系統(tǒng)，在施工前期，要針對地質等不確定性因素，通過定性的風險評估方法對影響施工的關鍵因素進行預測，為制定和優(yōu)化施工方案提供數(shù)據(jù)基礎;在施工過程中要針對地質信息、周圍環(huán)境及設計目標等，選用定量的風險評估方法進行全面準確的評估。定性的評估方法有層次分析法和專家調查法等，定量的風險評估方法有敏感性分析法和風險矩陣法等，本文將采用風險矩陣法對石長鐵路柞樹灣隧道施工進行風險評估。
2．險應對
風險應對是指在確定了施工中可能存在的風險后，在分析出風險概率及其風險影響程度的基礎上，根據(jù)風險性質、項目設計參數(shù)、項目總體目標和對風險的承受能力而制定應對措施，將存在的風險降到最低或可控制范圍內。風險應對措施有風險回避、風險控制、風險分擔、風險自留和風險轉移等。
3石長鐵路柞樹灣隧道施工風險識別與分析
3．1工程概況
柞樹灣隧道位于長沙市開福區(qū)新港鎮(zhèn)，屬于石門至長沙鐵路增建第二線工程中的聯(lián)絡線隧道，用于連接京廣線與石長鐵路，隧道起訖里程為BXDK1+865～BXDK3+929，全長2．064km。其中明洞1．284km，暗洞780m，洞身最大埋深17m左右。柞樹灣隧道下穿長沙繞城高速公路，在BXDK2+520～+540段與既有石長鐵路下行線垂直相交，在BXDK2+585～+615段與京廣鐵路、撈霞聯(lián)絡線相交，在BXDK2+670～+705段與石長鐵路上行線成110°夾角相交，在BXDK3+760～+840段與長沙市主干道金霞路(芙蓉北路)近似垂直相交。該隧道地理條件復雜，地質條件較差，基本為Ⅴ級圍巖～Ⅵ級圍巖，地面有水塘及大量民房，施工難度大，安全要求高。
3．2施工風險識別與分析
在施工準備階段，首先收集該隧道地段的水文和地質資料、設計和技術標準、下穿鐵路和公路及其他建筑物的情況，針對編制的施工方案和擬采用的工法等，對所需資料進行全面分析。根據(jù)施工圖設計階段所做的風險評估結果和相關資料以及合同中反饋的有關信息，針對現(xiàn)場情況和施工水平對施工中可能發(fā)生的風險進行了識別，歸納起來分為2類，施工技術風險和施工管理風險。該隧道施工管理風險包括施工進度風險、項目成本風險、施工質量風險和安全風險。施工進度風險主要指現(xiàn)場環(huán)境條件和施工過程中存在不確定因素會導致工期延誤;項目成本風險指直接成本和間接成本控制不當會導致工程投資增加;施工環(huán)境發(fā)生變化，管理人員和施工人員責任心不強，施工機械操作不當，施工方案存在不確定因素都會引發(fā)施工質量風險;防范措施不到位，施工過程中發(fā)生塌方、涌水、觸電、火災、爆炸、機械傷害等安全事故，會引發(fā)安全風險。
4柞樹灣隧道施工風險評估
采用風險矩陣法對柞樹灣隧道施工進行風險評估(即采用概率理論對風險事件發(fā)生的概率和后果進行評估)，先對風險評估中的威脅、脆弱性、資產3個基本要素進行識別、并賦值，從而確定風險事件中威脅出現(xiàn)的頻率、脆弱性嚴重程度、資產的價值3個評估指標值;然后根據(jù)風險基本要素識別的結果和矩陣法原理，由威脅出現(xiàn)的頻率和脆弱性嚴重程度計算風險發(fā)生的概率值，由脆弱性嚴重程度和風險事件作用的資產價值計算風險后果值;最后根據(jù)風險發(fā)生的概率值和風險后果值確定風險等級。
5結束語
第8篇：隧道論文范文
1、設計公路隧道前對交通量進行合理預測
合理預測交通量是公路隧道照明設計中的重要內容，在設計速度一樣的前提條件下，設計交通量不同，最后得到公路隧道照明需求也是不一樣。例如：公路隧道設計速度為90km/h，小交通量要比大交通量少用能源40%以上，公路隧道設計速度為65km/h時，小交通量要比大交通量少用能源50%以上，從上述也就不難看出，依據(jù)實際情況合理預測公路隧道交通量對公路隧道照明系統(tǒng)的優(yōu)化設計具有積極作用。
2、依據(jù)實際情況，合理布設燈具位置
從普遍意義上來說，公路隧道基本照明方式可以分為三種：中間單排布燈、兩側對稱布燈、兩側交錯布燈等，不同的布設方式自然而然的所用燈具、檢查維修程度也不一樣，在查閱相關資料后得知：雙側布置燈具要比中間布置燈具其效率更高，而雙側交錯布置要比雙側對稱布置效率要更高。在布置設計過程中，要考慮到其高度問題，采用合理布燈方式又能夠達到節(jié)能目的，還能夠減少維修檢查方面的費用，這是“低碳經濟”的又一種體現(xiàn)。
3、在公路隧道中應用新型節(jié)能設備
縱觀當前公路隧道照明設計整個領域，其大多都是采用路面亮度與長隧道取值相同的方式。倘若采用LED誘導燈，既能夠節(jié)約建設成本也能夠減少一些不必要的損耗。LED燈彌補了以往燈具清晰度差的缺點，站在駕駛員的角度出發(fā)能夠降低駕駛員的心理壓力，在保障公路隧道行車安全的基礎上可以依據(jù)行車量降低LED燈的亮度，尤其是在夜間或者晴朗天氣。
4、不定期對照明燈具進行維護
在實際中我們不難發(fā)現(xiàn)，公路隧道照明燈具開始使用時比較明亮，但是使用一段時間后衰減，造成其根本原因塵埃以及汽車油垢等多種因素降低了光的透射能力，如若長期沒有對燈具進行檢測維護，照明強度降低，為行車安全埋下隱患，因此不定期對照明燈具進行檢測維護是非常重要的。
二、結語
第9篇：隧道論文范文
關鍵詞：地鐵防排煙隧道通風
1科學地設置防排煙設施及事故狀態(tài)下進行合理的防排煙處置,對于減少人員傷亡和財產損失具有極為重要的意義。
在地鐵站臺、隧道設置通風排煙設施是由地鐵的建筑結構決定的。與地面建筑相比,地鐵工程結構復雜,環(huán)境密閉、通道狹窄,連通地面的疏散出口少,逃生路徑長。發(fā)生火災,不僅火勢蔓延快,而且積聚的高溫濃煙很難自然排除,并迅速在地鐵隧道、車站內蔓延,給人員疏散和滅火搶險帶來困難,嚴重威脅乘客、地鐵職工和搶險救援人員的生命安全,這是造成地鐵火災人員傷亡的最大原因。經統(tǒng)計,北京地鐵自1969年至今的34年運營歷史中就曾發(fā)生過151起火災。1969年11月11日,北京地鐵客車行至萬壽路東600米處時,在隧道內因車下放弧引燃車體起火,造成300多人中毒,3人死亡的重大事故。1987年11月18日英國倫敦地鐵國王十字車站電梯引發(fā)火災,造成32人死亡、100多人受傷。2003年2月18日韓國大邱市中央路地鐵車站因縱火造成火災,造成196人死亡、147人受傷。國內外地鐵火災的歷史充分證明:地鐵車站、客車和隧道不僅會發(fā)生火災,而且一旦發(fā)生火災將很難進行有效的搶險救援和火災撲救,極易造成群死群傷的重大災害事故。根據(jù)國內外地鐵火災資料統(tǒng)計,地鐵發(fā)生火災時造成的人員傷亡,絕大多數(shù)是因為煙氣中毒和窒息所致。而且地鐵是人員高度密集的公眾聚集場所,恐怖集團、組織、對社會不滿分子均有可能把地鐵作為襲擊的目標,人為破壞造成的火災,其損失和影響將更為嚴重。因此,有地鐵的國家,均對地鐵的通風排煙設施極為重視,不僅將通風排煙設施做為地鐵必備和最為重要的安全設施,在各自國家的規(guī)范中明確提出了很高的設計標準和設置要求,而且無一例外在地鐵的站臺、隧道都設置了機械通風排煙設施。由此可見,在地鐵站臺、隧道科學地設置防排煙設施以及事故狀態(tài)下合理地進行防排煙處置,對于減少人員傷亡和財產損失具有極為重要的意義。
2目前國內地鐵站臺、隧道設置的通風和排煙設施的情況
因建設年代不同,北京地鐵、上海地鐵、廣州地鐵的通風和排煙系統(tǒng)不盡相同。總體可分為兩類。
第一類是通風和排煙同為一個系統(tǒng),即通風和排煙系統(tǒng)均由相同的風機、消音器、風口、風道和風亭組成。由風機的風葉進行正轉或反轉,來實現(xiàn)系統(tǒng)的送風或者排煙。隧道、站臺內的煙氣流動方向為沿隧道或站臺水平方向流動。站臺發(fā)生火災,通風排煙方式是站臺隧道入口上部的風機反向運轉,將站臺內的煙氣由風口吸入風道,經風道盡頭處的風亭排到地面;隧道內發(fā)生火災,區(qū)間風機反轉吸風,站臺風機正轉送風,使隧道內煙氣從事故發(fā)生處流向區(qū)間風口,經風口進入風道,再從風道盡端的風亭排到地面。
另一類是通風系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)分開設置,各自分別成為相對獨立的系統(tǒng)。即通風系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)是由各自獨立的風機、消音器、風道、風口(排煙系統(tǒng)含風亭)分別組成。進煙口、通風口分別設在站臺行車道上方和站臺集散廳頂部,站臺內的煙氣流動為垂直方向流動。
因建設年代早,北京地鐵的站臺和隧道采用的是通風和排煙共為一個系統(tǒng)。上海、廣州地鐵的通風和排煙是將兩種方式結合使用,即隧道內采用第一種方式,站臺上采用第二種方式。
國內地鐵設置的通風排煙設施的實際排煙能力至今沒有經過重特大火災的實踐檢驗。站臺的通風排煙設施在通風排煙的設計能力上,能夠有效解決站臺火災的排煙問題。北京地鐵每個站臺及隧道的通風排煙系統(tǒng)均采用雙風道、雙風機,單臺風機的設計排氣量為每小時20萬立方米,(即每分鐘3333立方米,每6分鐘為2萬立方米),每個站臺或隧道通風排煙系統(tǒng)的通風排煙能力為每小時40萬立方米,北京地鐵多數(shù)站臺的體積為6000立方米至10000立方米。依靠現(xiàn)風機能力,僅需1～1.5分鐘即可對站臺內空氣實現(xiàn)一次換氣?，F(xiàn)《地下鐵道設計規(guī)范》對疏散的要求是6分鐘內將一列客車及站臺候車乘客疏散完畢。按此要求,在車站乘客6分鐘的疏散時間內,排煙系統(tǒng)能夠對站臺實現(xiàn)4～6次換氣。因此北京地鐵站臺的通風排煙設施是具備了足夠的設計排煙能力。作者雖沒詳細了解上海、廣州地鐵站臺通風、排煙系統(tǒng)設計的具體情況。但上海、廣州地鐵均為九十年代設計建造的,建設年代近,且通風排煙方式較北京地鐵的通風排煙方式更為先進和有效。因此,上海、廣州地鐵站臺的通風排煙系統(tǒng)應該具備了有效的排煙能力,能夠保證人員的疏散安全。
3地鐵站臺、隧道的通風和排煙存在的問題
3.1地鐵隧道在通風排煙方面存在嚴重問題
隧道內排煙的原則是沿乘客安全疏散方向相反的方向送風。這樣既可以阻止煙氣與人同向流動,又給疏散逃生人員送去新鮮的空氣。地鐵隧道內起火部位與客車的位置關系決定了乘客的疏散方式。而乘客的疏散方式又決定了隧道內的排煙方向。因此,隧道內發(fā)生火災時,起火部位與客車的位置關系既決定了乘客的疏散方向,又決定了區(qū)間兩端站臺風機和區(qū)間風機的送風排煙方向。
發(fā)生火災時,起火部位與客車大致有三種位置關系,即起火部位位于車頭、車中或車尾。
當起火部位位于車頭時,乘客必然向車尾即后方車站疏散,后方車站的風機送風,前方車站的風機排風,使隧道內的煙氣流動方向與乘客的疏散方向相反。
當起火部位位于車尾時,乘客必然向車頭方向即前方車站疏散,前方車站的風機正轉送風,后方車站的風機反轉排風,使隧道內的煙氣流動方向與乘客的疏散方向相反。
若火災發(fā)生在客車的中部,起火處前部車廂的乘客將向前方車站疏散;起火處后部車廂乘客將向后方車站疏散。無論客車迫停在區(qū)間隧道的任何位置,乘客自然分成兩部分分別向隧道兩端進行疏散。在此種情況下,用地鐵隧道現(xiàn)有的排煙設施無論采取怎樣的排煙措施,隧道內煙氣流向必然與部分乘客的疏散逃生方向相同,威脅同向逃生乘客的生命安全。
由此可見,現(xiàn)在地鐵隧道采用的通風和排煙共用一個系統(tǒng)的方式,勢必造成煙氣在排入風道前與疏散逃生人員均同處隧道內,這種通風排煙方式既不科學合理也不安全有效,無法從根本上保證隧道內避難人員的安全疏散,因此沒有徹底解決地鐵隧道的通風排煙問題。
3.2地鐵風機的實際耐火性能以及《地下鐵道設計規(guī)范》對風機耐火性能的規(guī)定要求過低
《地下鐵道設計規(guī)范》規(guī)定“火災狀態(tài)下不超過150℃時連續(xù)工作1小時”。北京地鐵風機的軸溫繼電器的正常工作溫度為90℃,風機的實際火災工作時間和工作溫度均與《地下鐵道設計規(guī)范》的規(guī)定相同。然而地鐵的特點及地鐵火災的歷史充分證明了:搶險救援力量難以在短時間內完成搶險救援工作和滅火作戰(zhàn)任務。因此《地下鐵道設計規(guī)范》對火災時風機的150℃的最高工作溫度和1小時的工作時間的規(guī)定以及北京地鐵風機的實際耐火性能,均不能滿足實際地鐵火災的防排煙要求。此外,風機的電源箱設在風機房內,電器線路也沒有經過防火保護,火災狀態(tài)下風機的電源系統(tǒng)必然在短時間內被高溫煙氣損壞,使風機停止運行,無法進行通風和排煙。
3.3北京地鐵站臺防排煙設施不完善
一是沒有實施防排煙分區(qū),二是站臺通向站廳的出口處也未設擋煙垂幕。
4地鐵站臺、隧道通風排煙問題的整改意見
總原則是實施人、煙分流。即在地鐵發(fā)生火災時,用設施將人員和火災煙氣有效分隔,使避難人員在無煙氣的環(huán)境中進行避難和逃生。
4.1改變通風排煙系統(tǒng)的通風排煙方式
在站臺、隧道頂部設置排煙管道,將通風系統(tǒng)和排煙
系統(tǒng)分開設置,用垂直方向的排煙方式取代水平方向的排煙方式。
因為自下向上是煙氣本身的擴散規(guī)律,且排煙管道內氣體的流動降低了煙道內部壓力,使隧道和煙道形成壓差,這種“吸啜效應”進一步加快了隧道內的煙氣進入煙道中的速度,從而提高了排煙效率。此外通過排煙管道也使避難人員和煙氣進行了有效的分隔,從而使避難人員的安全有了更好的保障。
4.2充分利用上下行隧道并行的特點,對現(xiàn)有隧道安全設施進行改造和完善
應在上下行隧道的聯(lián)絡通道處安裝甲級防火門,使上下行隧道各自成為獨立的防火分區(qū),并在隧道內設置應急事故照明和蓄光型或蓄電池型疏散導流指示標志,使上下行隧道相互作為緊急事故避難通道。保證事故狀態(tài)下,避難人員能夠盡快由起火隧道疏散到非起火隧道。這樣不僅可以使避難人員免受起火隧道中煙氣的傷害,而且能夠在非起火隧道中進行安全有序的逃生。
4.3完善地鐵站臺的防排煙設施
在站臺按規(guī)范標準設置防排煙分區(qū),在站臺通向站廳的樓梯口處設置擋煙垂幕。
4.4提高地鐵排煙風機及其供電設施的整體耐火性能
提高規(guī)范對地鐵排煙風機耐火性能的標準,提高地鐵排煙風機的實際耐火性能。將設置于風機房內的風機電源箱遷出風機房;對風機房內的電氣線路進行耐火保護,提高電氣線路的實際耐火性能。從而使地鐵排煙風機的整體性能真正能夠滿足防止重特大火災的實際需要。
