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近几年我国经济发展不断提速，作为经济发展的重要枢纽，道路交通工程建设也随之加快进程。然而，建设过程中频发的桥梁隧道坍塌事故，使人们不得不将目光转移到桥梁隧道施工的安全问题上。从另一个角度来看，正是由于人们对施工安全问题的重视，对施工单位起到了很大程度的监督作用，加强了施工单位的施工安全意识，促进了桥梁隧道施工安全评估监控技术的发展。自20世纪50年代开始，道路桥梁隧道的安全监控体系就已经得到了应用，但是由于该安全监控体系在我国发展较晚各方面理论与实际措施并不完善，监控范围与内容也相对较少，在应用过程中暴露出很多缺陷。随着科技的不断发展，网络信息通讯技术与计算机技术得到了广泛地普及，衍生为结构振动理论、信号分析及处理技术、现代传感技术，为桥梁隧道施工安全评估监控技术的发展注入了新鲜的血液，同时公路工程桥梁隧道施工在理论、结构设计、施工等各方面的技术愈加成熟，这些客观因素都从各个方面推动了我国公路工程桥梁隧道施工安全评估监控技术的发展，对于该项技术的研究与科研，也成为了当下国内外专家学者的重点课题，大部分国外和国内部分桥梁隧道都相继装配了安全检测系统，对于桥梁隧道施工结构损伤识别以及安全监控等方面的研究有了显著的成效。将目光转向国内，从20世纪90年代开始，我国开始投用桥梁隧道施工安全评估监控系统，较为典型的是宜万铁路隧道工程，其安全评估监控措施包括红外探水、地质雷达、TSP、超前炮孔、水平钻探和地质素描等。桥梁安全评估监控方面，较为典型的是上海徐浦大桥，该工程应用了结构状态检测系统主要涵盖了应变、车辆荷载、挠度、斜拉索振动、温度、主梁振动等六个方面。公路工程桥梁隧道施工安全评估监控内容及流程分析公路工程施工中，最重要的内容就是桥梁隧道的安全问题。在进行桥梁隧道施工环节，地形环境、地质条件、围岩的变形与荷载、水文情况以及有害气体等因素，都会诱发施工中的事故与灾害，与此同时，施工单位可以通过实施安全评估监控，制定详尽科学的安全预案，组织专业的技术管理团队，对整个施工过程进行全面、深入的监管和控制。同时，要不断总结与反思以往施工安全管理中的缺陷，不仅要积极进行工程技术和管理方面的研究，扩展监控内容与类别，有效完善安全评估监控体系，使之能够达到地质灾害超前预报、毒性有害气体探测、水文检测、监控预警及量测等技术水平，还需要相关监管人员对施工人员、安全防护设施等采取合理、实时的管理措施，从细节入手全方位掌握施工情况，有效降低甚至是杜绝施工安全事故的发生，或者在事故发生之后采取及时科学的补救措施，将人员财产损失降到最低，达到优化设计、保障施工安全的目的，实现桥梁隧道施工安全评估监控的真正意义。对于桥梁施工过程的安全评估监控，主要是通过系统的测试对桥梁结构的参数（挠度、应变、温度、变形等）实行测量，并将测量的数值与常规数值进行全方位对比，根据对比结果判断该桥梁结构是否属于正常范围。该检测系统仅对桥梁结构施工中的安全情况实行评估，目的在于有效预报和预测结构的工作状态。结合桥梁的特征和实际情况并遵循刚构桥的力学特点，选择合理的检测测点、检测周期、检测参数，继而将预测结果与实际检测结果进行对比验证，在对数值误差进行变量调控之后，由相关设计人员进行后期施工直至竣工之后的结构状态分析，对后期施工中可能会出现的状况进行合理的预测，同时对下一环节需要安装或者已安装的设备进行状态分析并预报，从而判断现阶段施工中是否需要调整相关变量。有关桥梁施工安全评估监控系统工作流程如图1所示。针对隧道施工安全的评估监控系统主要是通过对隧道施工环境、地质条件、水文情况、井内岩层变形情况等一系列监测信息进行管理、处治、预警，该评估监测的目的是保障施工安全，及时对施工环境、结构荷载、地质灾害、围岩变形等一系列施工环境异常信息的预警采取及时有效的应对措施，该流程是隧道施工安全评估监控系统实际价值的体现，也是辅助管理人员有效处理施工过程中安全问题的前提条件，由此可知，对隧道施工安全评估监控流程的清晰认知相当重要。针对我国现行公路隧道施工监控技术标准和规范、监控技术的发展状态和隧道施工管理监控要求分析。有效实施公路工程桥梁隧道施工安全评估监控的具体措施建立科学的监督管理体系（1）凭借法律的监督和和强制性作用，在管理体系中明确划分各部门的工作职责。譬如，管理部门要确认在管理、规划、监理、设计等内容的合同中出现明显错误，以及管理不到位和监理不全面因而致使工程发生问题的责任方。要明确划分施工单位在施工质量、施工现场职业健康安全、施工环保等方面的职责，同时，还要明确在实施监督管理工作中所参照的检验标准和规范的检验程序。另外，还需要定期对工程施工进行分段式检查，验收检查结果。（2）在管理体系中对质量费用设立详细的管理规范，在进行工程设计阶段时，将质量费用纳入工程整体预算中，并结合工程的实际情况如工程性质、工程规模等要素进行预算编列。并且，需要将质量费用单独标注在招标文件中，需要注意的是，质量费用不属于投标条件。通常情况下，质量费用所占整体建安费用的。质量费用主要包含第三方管理机构对施工材料的抽样检查费用，以及相关工程质量管理人员的劳务费用。（3）聘任专业的管理人员实行工程施工质量监督管理工作，按照相关条例规定，施工单位需要在施工现场配备两名或两名以上具备专业资质的管理人员，根据设计施工图纸以及有关合同，结合技术规范和行业标准，制定全面的施工质量监管流程并实施到实际工作中。另外，积极实行施工单位内部的质量检查工作，统计检查结果并进行深入的分析，根据自身实际情况制定解决或者完善问题的有效途径。对施工质量进行严格的管理控制进行工程施工现场安全评估监控，主要就是从施工材料检验和施工工序检查等两个层面入手，确保工程施工的质量，该环节的工作主要是由第三方监理单位实施。第三方监理单位需要在工程施工之前，结合实际的工程内容制定出工程监理计划，监理计划中需要确定施工检查中的重点项目以及关键阶段，在实际检查中要落实检查方案，细化施工安全与施工质量的具体内容，并对检查过程进行录像保存，以满足后期工作中的需求。在对工程施工现场安全评估监控中，还需要将检查工作延伸到施工材料的进场监督与质量审查中，此过程需要取得施工单位、建设单位与监理单位的三方合作，相互配合联合实施施工材料的抽样检查，在通过三方单位以及具有检测资质的实验室检测合格后，才能顺利进场投入建设施工使用中。在公路工程桥梁隧道施工中，应用安全评估监控系统，完善了施工管理制度、革新了施工管理模式、保障了施工安全，是我国桥梁隧道工程安全管理，实现科学化发展和可持续性发展的重要标志。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作，提升中标率，您可以点击底部官网客服免费咨询：
veinna2002
深埋隧道工程的灾害地质问题论文
摘要 ：在进行深埋隧道工程施工过程中，由于洞程较长，洞深埋设较大，地质条件较复杂，在施工时，如果处理措施不当会出现高地温、岩爆、高压涌水等问题。鉴于此，以实际工程为例，对深埋隧道工程主要存在的灾害地质问题进行了分析和探讨，保证了施工的顺利进行，以期为类似工程提供参考与借鉴。
关键词 ：深埋隧道工程；灾害地质；高压涌水
1工程概况
太行山高速公路邯郸东坡隧道位于武安市岭底村南、七水岭村东、涉县东坡村东北处。隧道为分离式特长隧道，隧道工程总施工长度为3134m。左幅为ZK38+624~ZK41+740，长3116；右幅为K38+642~K41+776。最大埋深为176m。本文以此工程为例，对深埋隧道工程主要灾害地质问题进行分析和探讨。
2深埋隧道中的高地温难题
深埋地下隧道的工程中，地质问题是需要进行探索和研究的关键领域，最先要通过预测天然地温，一旦地温超过30℃一般将其称之为高地温。高地温不仅会恶化深埋隧道作业的环境，还会严重降低工人的劳动生产率，甚至会对现场施工人员的生命造成极大危害。此外，对深埋隧道施工材料选取的难度也相应增加[1]。然而，地温值是随着地下工程埋深在不断变化的，但地下工程的最大埋深和地温值的增加关系不是呈线性的，因为造成这种深埋隧道中的高地温问题的原因主要是地下水活动以及近期岩浆活动中放射性生热元素含量较高等。
3深埋隧道与岩爆的高地应力问题
在深埋地下隧道的工程中，其中一个突出的地质难题就是岩爆问题。地下隧道工程埋得越深，其地应力就会越高。深埋隧道工程和近地表工程的不同之处除了具有较高的水平构造应力外，最主要取决于围岩出现的高地应力。它不仅在硐侧壁引起高压应力，还导致硐顶部出现高拉应力，这样会导致硐室围岩不稳定，埋下隐患。由于高地应力的存在，一些黏性土含量较高，而硬岩含量较低的围岩就会产生被塑性挤出的可能。高地应力不断释放，地下隧洞就会发生变形，往往会出现隧洞短时间内突然变小的异常现象。就好比从掌子面距离正洞30m开始，洞身变形的长度有40m，起初的支架保护结构破坏就会非常严重，通过测量计算，隧洞拱顶的下沉在10~20cm之间，隧洞的拱脚和边墙也出现不同程度的挤压和移位，甚至还有混凝土开裂的情况[2]。这时就需设计一套科学有效、刚柔结合、综合治理的施工方案。为克制高地应力，考虑使用约1万根超长锚杆，要求总长超过11×104m，把地下隧洞中的断面改成环形成拱，做到先柔后刚、先放后抗的设计要求。岩爆受影响的原因有地震爆破，也有相邻岩爆或机械等外因动力的振动，但其中影响岩爆的最基本原因是岩石的结构特征。经过大量的数据分析发现，岩石颗粒排列呈定向排列还是随机排列，岩石是胶结连接还是结晶连接，是钙质胶结还是硅质胶结，这最终关系着岩爆烈度的强弱。例如：（1）随机排列的花岗岩、闪长岩等岩石的岩爆烈度，会比片麻岩、花岗片麻岩、糜棱岩等具有定向排列的围岩颗粒更强一些；（2）结晶连接的深层岩浆岩石中的岩爆烈度比胶结连接的沉积岩强；（3）具有硅质胶结岩石的天生桥二级水电站引水隧洞比关村坝的隧道中钙质胶结岩石的爆烈度强。
4深埋隧道中的高压涌水难题
深埋地下隧道的施工过程中，除了高地温以外，涌水问题也成为隧道运营中亟待解决的又一难题。由于地质条件复杂，隧道通过的地段会挖掘出很多水流量大的地质单元，一般就会出现涌水量大或水头压力高的情况。地下水水压在深部岩体中极高时，就会导致岩体水力劈裂。这就说明在高水头压力的作用下，在岩体的突水点附近，岩体断续裂隙、裂缝是朝着某个方向的，受网状交织的构造裂隙影响，经过融合后发生扩展的裂隙、空隙最终张裂开来。随着隧道深部岩体涌水量越来越大，地下水水压越来越高，会导致深埋隧道工程围岩水力劈裂。一旦出现水力劈裂的情况，就会迅速连通裂隙，空隙的张裂程度就会越来越大，涌水的渗透力会越来越强。再加上动水压力的影响，裂隙会再扩展，而使在裂隙面上的充填物发生剪切变形和位移。不论是在深埋隧道工程中还是在浅埋隧道中，容易发生的地质灾害主要表现为断层破碎带，岩体不整合接触面和结构不利组合段造成的塌方、地震，还有瓦斯爆炸、有害气体以及溶岩塌陷、泥屑流等[3]。其中，瓦斯爆炸主要指甲烷CH4在相对封闭的煤系构造地层中，由冲击波的产生、剧烈的氧化作用而导致的爆破，其灾害性极强。
5基岩裂隙水
基岩裂隙水的含义
只有储存在坚硬岩石裂隙中的非可溶性地下水，才被统一归纳在基岩裂隙水的`传统范畴中，根据含水介质的基础特征，可以将地下水分为空隙、裂隙、岩溶3种，但并非在地下水、岩石以及岩石中的空隙这3者之中产生对应关系。贮水空隙系统具有双重空隙介质，在地下水勘探中，关于贮水空隙类型还探索到了新的领域。基岩裂隙水主要存在于受符合地质构造条件的属坚硬或半坚硬的岩石所控制的以裂隙为主的贮水空间，是具有运动、富集规律的地下水。不管是溶蚀裂隙地下水在可溶性岩石中的部分，还是孔隙裂隙水中的半坚硬岩石，都属于基岩裂隙水，而它与其他类型地下水的基本区别，关键在于是不是受地质构造因素的严格控制。岩石含水的裂隙有成岩裂、构造裂和风化裂，主要是依照它的成因来划分的。如果非要与风化裂隙水和成岩裂隙水作比较，那么水源集中、水量较大的必定是构造裂隙。
基岩裂隙水的特点
由于主控因素作用，不同的蓄水构造中分布、富集基岩裂隙水的基本规律和决定主控的因素也基本相同，具有独特的分布和运动规律。我国基岩裂隙水富集的基本特色理论就是蓄水构造系统，其主要特点如下。（1）基岩裂隙水具有复杂多样的埋藏和分布形态。将储存、运移基岩裂隙水的空间和通道，叫做岩石裂隙。基岩裂隙的大小和基岩裂隙的形状，以及控制埋藏和分布裂隙发育带的产状，都是受地质构造、地层岩性、地貌条件等影响的。埋藏、分布不均匀的基岩裂隙水，大多具有不规则的含水层、多种多样形态、分布呈带状的特点[4]。比如用脆性和塑性这两种地层做比较，会产生较强的赋水性。若裂隙发育在褶皱构造中，像褶皱轴、转折、背斜倾伏等处，富水段的形成就会比较容易，而压性断裂破碎带中的赋水性是比较差的。（2）复杂的基岩裂隙水中，由于储存空间中不均匀的介质，埋深程度不同的同一含水层，其地下水的运动状态也各有不同。对于岩石中所要形成和分布的空隙，最基础的因素是地质构造，主要表现在：岩石裂隙的发育和裂隙水的储存都是受地质构造和地层岩性所影响，其中，基岩裂隙水的运动规律也被地质构造所牵制。由于地下水面的不同，即便是在基岩相同的裂缝水中，也是有时而出现无压水，时而出现承压水的情况[5]。层流、管道流、紊流、明渠流水是在岩石裂隙、溶洞的特殊形态作用下形成水运动的不同状态，因此，基岩裂隙水的不均一性以及强烈的方向感，是导致裂隙岩体的透水复杂多样、不具有规律性的根本原因。
6结论
在深埋地下隧道的工程中，比较突出的几大地质难题包括高地应力及岩爆问题、高压涌水突水问题、高地温问题等。此外，还有像地震震害、瓦斯有害气体爆炸以及涌水突泥、围岩塌方、岩溶塌陷、泥屑流等。于是，在这个复杂的、系统的深埋隧道工程中，关于灾害地质的研究，对隧道工程能否顺利开展是关键的一步，在隧道工程施工前应按照隧道工程的各方面具体情况，采取有效、有针对性的防御措施。
参考文献：
[1]重庆交通科研设计院.公路隧道设计规范：JTGD70—2004[S].北京：人民交通出版社，2004.
[2]上海市隧道工程轨道交通设计研究院，清华大学.隧道工程防水技术规范：CECS370—2014[S].北京：中国计划出版社，2014
[3]孙赤.锦屏二级深埋隧道大理岩段突水破坏机理研究[D].成都：成都理工大学，2014.
[4]王洪新.土压平衡盾构刀盘开口率选型及其对地层适应性研究[J].土木工程学报，2010（3）：88-92．
[5]武力，屈福政，孙伟，等.基于离散元的土压平衡盾构密封舱压力分析[J].岩土工程学报，2010，32（1）：18-23．
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