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篇1

建于上世紀五十年代的廈門集杏海堤工程，是鷹廈鐵路、海灣大道、九龍江北溪引水干渠等的通道。由于海堤的建設，使得杏林灣的海水流通不暢，水質惡化，海灘淤積，影響了周邊的環境。為了改善杏林灣的生態環境，市政府計劃在公鐵大橋建成后，在園博園至廈門大橋集美互通間局部拆除集杏海堤。因此，原來設在海堤上的引水干渠和管道必須改造，海堤拆除段的引水干渠、特供管需設置管道在集杏海堤的北側（內側）水域的地下通過，兩端與原來的引水干渠，特供管或北引水大池連接。根據設計圖紙，工程采用的是推介方案即頂管法結合明挖淺埋的施工法案。（即原引水干渠段設置2根DN2600的鋼管，中心距5.2~15.0m；原特供管設置1根DN2000的鋼管）。

2、頂管技術在該工程施工中的應用

2.1頂管工具管進出洞地基加固

為了確保施工順利進行，必須對頂管機進、出洞沉井外側土體進行加固，本工程采用高壓旋噴樁加固土體。旋噴樁樁直徑為φ800mm，需要鉆進到頂管頂進位置進行漿體施噴，采用雙重管高壓旋噴機施工。土體加固范圍橫斷面為頂管進、出洞口上下左右周邊各2.5m寬度，縱斷面為洞口外頂進線路上2.5m長度。

2.2頂管工具管選型

本工程的頂管特點是：從地質、水文條件看，頂管斷面絕大部分分布在粘土、淤泥、淤泥泥砂、中粗砂土層、殘積礫質粘性土，地下水位高，從頂進長度看，三根管道頂進818.7m、805.2m、及763.9m，頂進距離長。

為適應本工程的特點，本工程選擇泥水平衡頂管機。

泥水平衡式工具管是全斷面鉆削式掘進機，分前后兩段，前端的端都是刀盤，其后是格板，將前段分成兩部分，格板的前方是泥水艙，承受泥水壓力，后方是動力艙，處于常壓。以泥水壓力來平衡土壓力和地下水壓力，又以泥水作為輸送棄土介質的機械式工具管。

2.3頂管施工設備配置

⑴頂進系統

1工作井及2工作井每個主頂裝置均為四只千斤頂，分兩列布置，主頂千斤頂為單沖程千斤頂，總行程為1.1m，主頂千斤頂每只最大頂力為3000KN，主頂最大總頂力可達12000KN；實際施工時應控制油壓。各油缸有其獨立的油路控制系統，可根據施工需要通過調整主頂裝置的合力中心來進行輔助糾偏。

⑵出泥系統

出泥系統采用TSWA150×9級高壓水泵抽水，并采用6寸管輸送高壓水。高壓水送至工具管尾部后一路輸送至頂管掘進機尾部水力機械設備。

由于本工程為長距離頂管，當在施工時隨頂進距離的增加管道內進水、出泥效率差時，可在進水管路中串聯增壓泵，及在排泥管路中串聯排泥泵接力。并先將泥漿排入工作井內的泥漿箱中，然后再啟動渣漿泵或備用水力機械進行二級提升。

泥水系統包括泥水輸送（平衡）系統和泥水處理系統兩大部分。

①泥水輸送（平衡）系統：該系統具有兩大功能，一是通過加壓的泥水來平衡開挖面的土體，二是將刀盤切削下來的土體在泥水壓力室中混合通過泵經泥水管路輸送到地面。

②泥水處理系統：該系統的主要功能是通過泥水處理設備，將多余的泥水進行分離、排渣，并將泥水的比重和粘度等指標調整到比較合適的值，通過送泥泵將其送回到頂管機中重復使用。主要采用泥水分離裝置、泥水沉淀池和泥水處理再生池。

⑶泥漿系統

①泥漿減阻

用泥漿減阻是長距離頂管減少摩阻力的重要環節之一。在頂管施工過程中，如果注入的泥漿能在管子的形成一個比較完整的漿套，則其減摩效果將是十分令人滿意的，一般情況摩阻力可由12～20KN/m2減至3～5KN/m2。本工程采用頂管掘進機尾部同步注漿和中繼環后面管段補漿兩種方式進行減阻。

②泥漿置換

頂進結束，對已形成的泥漿套的漿液進行置換，置換漿液為水泥砂漿并摻入適量的粉煤灰，在管內用單螺桿泵壓住。壓漿體凝結后（一般為24h）拆除管路換上封蓋封堵，并進行局部防腐處理。

③注漿設備

符合物理性能要求的泥漿用BW-200壓漿泵通過總管、支管、球閥、管節上的預留注漿孔壓到管子與外管土體之間，包住鋼管。

⑷組合密封中繼間與自動控制系統

長距離頂管中，隨著頂進距離的增長，僅依靠后座頂進系統無法滿足頂力要求，這時必須采用管道內設中繼間接力頂進。

①組合密封中繼間

如何在頂進中對中繼間損壞的密封裝置進行有效調換是長距離頂管的關鍵技術之一，本工程中繼間采用組合式密封中繼間，其主要特點是密封裝置可調節、可組合、可在常壓下對磨損的密封圈進行調換，從而攻克了在高水頭、復雜地質條件下由于中繼間密封圈的磨損而造成中繼間滲漏的技術難題，滿足了各種復雜地質條件下和高水頭壓力下的超長距離頂管的工藝要求。

組合密封中繼間先后應用于多項重要工程中，有砼管頂管工程、鋼頂管工程，有在海底下施工、在中細砂中穿越或在水壓0.3MPa下施工。

②中繼環的布置

經過計算，實際中繼環按以下原則布置：

本工程2、3頂管第一道中繼間（A環）布置在離工具頭20m處，第二道（B環）布置在離第一道中繼間35m處，其余長度范圍內按照每隔70m布置一道中繼間，2頂管布置12道中繼間，3頂管布置12道中繼間。1頂管第一道中繼間（A環）布置在離工具頭50m處，第二道（B環）布置在離第一道中繼間40m處，其余長度范圍內按照每隔90m布置一道中繼間，布置8道中繼間，也可以根據頂進情況確定具體的中繼間數。其余中繼間的布置考慮了一定的安全系數。每道中繼間安裝20只350KN油缸，合計最大頂力7000KN，額定頂力為5600KN，中繼間設計允許轉角1°。中繼間可通過徑向調節螺旋絲自由調節，在圓角方向可以根據需要局部或整體調節，具有良好止水性能，每道中繼環安裝一套行程傳感器及限位開關與DK-20自動控制臺相連。由于本工程為長距離頂管，中繼環可聯動操作。

⑸通風系統

在長距離頂管中，通風是一個不容忽視的問題，它直接影響至管內工作人員的健康。抽風采用抽出式軸流風機安裝在距掘進機12～15m處，中間設接力軸流風機，向管道外排出渾濁空氣。

⑹通訊

管內通訊與工作面現場通訊采用HE系列自動電話總機，用程控電話機互相聯系。電話設置在空壓機房、壓漿棚；各工種間、中控室、辦公室、掘進機、每道中繼環、工作井內。

⑺供電系統

建設單位提供800KVA市電至工作井區域，但在頂管施工時可能仍無法滿足施工用電需求，因此采取市電為主，發電為輔的方式解決。輸出端電纜分三路，分別供工作井上供電系統、井下頂管機頭、及井內主千斤頂。

綜上所述，1工作井需配備250KW分配電箱一只、75KW發電機一臺。2工作井需配備250KW分配電箱兩只、75KW發電機兩臺。同時市電分別拉至施工現場輔助施工。

⑻測量系統

①建立控制點

工作井、接收井施工結束后，按工作井穿墻孔與接收井接收孔的實際坐標測量放線，定出管道頂進軸線并將軸線投放到工作井測量平臺上和井壁上。在工作井四周建立測量控制網，并定期進行復核各控制點。

為保證精度，工作井上下點的投放采用萊卡全站儀。

投放頂管測量始測點和2個后視點，始測點設在頂管后座專用測量平臺上，后視點設于穿墻孔上部的井壁上，定期互相校核。

②管道施工測量

施工管道測量采用高精度全站儀系統進行測量，測量平臺設在頂管后座處。測量光靶安裝在掘進機尾部，測量時全站儀系統直接測量機頭尾部的測量光靶位置，根據機頭內的傾斜儀計算機頭實際狀態。

③施工過程中的測量校核

施工過程中的測量校核是相當重要的工作，主要從以下兩個方面進行控制：

a.軸線復核

為防止測量產生累積誤差，當頂進距離較長時，對管道的軸線采用導線法進行復測，并利用復測結果在下一根管道頂進時進行修正。

2.4泥水平衡頂管頂進施工

1、頂進主要參數

在頂管機掘進中，泥漿的壓力、濃度對保持挖掘面的穩定性起著關鍵作用。泥水初定參數：

頂進速度10mm/min 泥水比重1.15t/m3

泥水倉壓力 P=245KPa泥水流量Q1≤0.65m3/min

排泥流量 Q2≤1.07m3/min

⑴頂進速度

為保證管外觸變泥漿套的形成和有3cm厚觸變泥漿（3cm厚觸變泥漿主要為糾偏考慮）。機頭頂進速度設定10mm/min。如要加大頂進速度，在保證泥水倉泥壓的條件下，要先加大泥漿流量，再計算頂進速度，否則排泥管會堵塞。

⑵泥水壓力

 泥水壓力值P的選定：P值應能與地層土壓力和靜水壓力相抗衡，設刀盤中心地層靜水壓力、土壓力之和為P0，則P一般控制在P= P0+20（Kpa），并在地層掘進過程中根據地質和埋深情況以及采取的相應技術措施進行反饋和調整優化。

2、泥漿管理

泥漿管理就是對泥漿質量的控制，即對泥漿四大要素的調整。四大要素為：最大顆粒粒徑、粒徑分布、泥漿水密度和泥漿水壓力。

3、頂進工序

⑴ 無中繼間時頂進

啟動輸泥管和排泥管道泵，Z1、Z電動閥關閉，Z3電動閥打開（平常Z4、Z5開啟，Z6關閉），泥路循環，自控系統調正管路壓力，使Z2閥處壓力達到設定壓力并穩定。

機頭頂進：當沒加中繼間時，工作井頂進千斤頂設定頂進速度10mm/min，在計算機控制下，千斤頂以10mm/min速度頂進。如加中繼間，中繼間J設定頂進速度10mm/min，在計算機控制下，中繼間千斤頂以10mm/min速度頂進。同時，流量計測量流量，通過PLC調整工作井變頻泵，使排泥管流量保持在1.07 m3/min。壓力計Z1測量壓力，通過PLC系統，控制Z1電動閥的開啟度，保持泥水倉壓力。

⑵ 中繼間頂進操作程序

中繼間J頂進一個行程 (350mm) 后，通過行程開關反應到計算機，計算機會停止中繼間J頂進；同時，打開電動閥Z3，關閉電動閥Z1、Z2，保持泥水倉壓力。序號1中繼間頂到位后，序號2中繼間頂進，頂進350mm后停頂；重復以上程序，直到管頂進完。當機頭中繼間J頂進時，管路上如有序號3的中繼間也跟著頂進。

⑶ 下管時的操作程序

關閉Z1、Z2電動閥，保持泥水倉壓力，Z3打開沖洗排泥管路；全部中繼間停止頂進，停止油泵；機頭刀盤停轉；待排泥管路沖洗干凈后，停止輸泥泵、排泥泵；關閉觸變泥漿、輸泥管、油管、排泥管閥門。拆除工作井管接口各種管線、電纜，管內應急燈工作。

4、觸變泥漿系統

只要管開始出洞，觸變泥漿只有在下管焊管時不補漿，其他時間全部補漿。

5、排風系統

排風系統下管后馬上接通送風，在頂管焊管過程中保持不間斷送風。

6、測量

每次下管后對工作井中心線校測，同時人工測量機頭后第一管口、第二管口中心、高程，與計算機中記錄數據對照，同時繪制機頭、第一節管、第二節管中心、高程測繪曲線，作為糾偏方案的依據。

7、糾偏

本工程使用的頂管機帶自動糾偏功能，糾偏原理是：全站儀（GTS-800A型）發出不可見光，到機頭中心光靶，光靶把偏移反應到計算機，計算機控制糾偏千斤頂工作。

8、砂水分離和泥漿再生

儲漿罐設10m3可供15min的泥量。

在頂進過程中，泥漿系統是一直不停的，砂水分離工作也必須一直不停，并有專人負責。

排除砂直接裝車外運，沉淀池兩座輪流使用，沉淀池上清液水排放，中層泥由配漿技術員測定比重，用泵把中層泥漿抽到攪拌機內攪配比重新制泥水，下層泥用挖掘機挖出，運到曬干場，曬干后外運。

2.5頂管到達接收井段施工

1、到達接收井的施工準備

（1）在頂管機切口到達接收井前30米左右時，作一次貫通測量。作貫穿測量的目的：

 測定頂管機的里程，精確算出刀盤與洞門之間的距離，使刀具一旦貼近洞門，即采取相應的措施。

 校核頂管機姿態，以利于進洞過程中頂管機姿態的及時調整。

安裝頂管基座：頂管進洞前，將頂管基座按設計軸線在接收井內準確定位安裝；

（2）根據頂管機進洞位置安裝導軌，調整導軌高度，使其緊貼鋼頂管，以免頂管機叩頭。頂管機進洞時其切口平面偏差擬定允許值：平面≤±50mm、高程≤±50mm。

（3）進洞設備、材料的準備。

（4）安裝弧形鋼板：頂管進洞前，在洞圈封門鋼板上按頂管姿態將一圈弧形鋼板安裝就緒。

2、進洞

(1)頂管機靠上洞門

頂管機前端靠近洞門時，為避免頂管機進洞門過程中因正面頂力過大而造成封門變形，正面土體涌入井內等嚴重后果，待頂管機切口距封門3m左右位置時，打開預設在洞門上的2個1寸的應力釋放孔，釋放部分由于頂管頂進而造成對封門的擠壓并通過應力釋放孔對外部土體情況進行初步探查,加強對土體及洞門的變形觀測，嚴格控制排碴量。

(2)頂管機進入接收井

在頂管機靠上洞門后，先割去中間位置的一道橫封門；然后在封門中心位置割出一直徑5cm左右的圓洞；通過此圓洞察看外部土質情況并找出頂管機中心位置；迅速頂進頂管機，并同時插下弧形鋼板；在頂管機完全脫離洞圈并且首節的鋼頂管脫出洞圈30cm后立即將弧形鋼板與管節焊牢。

（3）進出洞段地表沉降控制

篇2

Key words： subway station；underground space；continuous wall；pile

中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）14-0134-02

0 引言

地鐵技術自1843年發明以來，已經歷了一百多年的工程實踐和探索，目前地鐵站間隧道技術無論硬巖和軟巖均已達到較為理想的機械化、工業化和自動化水平，其掘進速度也是驚人的，處于技術成熟的狀態。然而，目前地鐵站的施工技術除個別發達國家采用三園盾構施工外，均還處于半機械化與機械化相結合的狀態，施工效率低，工期長，費用高。本文結合目前的施工工藝研究開發了《多功能地鐵換乘站綜合體構筑方法》，并獲得發明專利，專利號：200810230796.4。

1 地鐵站施工技術現狀

1.1 降水、放坡開挖 目前大多數地鐵站施工均采用此法。這種方法的缺點是現場用地面積大，浪費水資源，受氣象條件干擾大。

1.2 支撐鋼管作基坑臨時支撐，維持土體應力平衡，進行地鐵站順筑施工。這種方法的缺點是：①需不停抽水維持基坑作業條件，浪費大量水資源，造成地鐵站附近地下水位下降，永久性造成地面下沉，給城市持續發展帶來負面影響。②鋼管支撐安裝和拆除工作量大，分割基坑空間，不利于機械化作業。③大型機械無法進場作業，工效低。④不安全因素多，需要持續、嚴密的監控措施。

1.3 蓋挖順筑法 此法除地鐵站頂板現澆，形成永久頂層支護層外，其內部與鋼管支撐類同。這種方法的缺點是與鋼管支撐法相比除受氣象條件干擾較少外，其他類同。

1.4 蓋挖逆筑法 地鐵站頂板現場現澆，內部結構主體構件自上而下逐層分部構筑，完成地鐵站主體施工。其主要優點是去掉鋼管支撐，結構本身維持地應力平衡。不足之處是施工期間仍需不停抽水維持作業條件。由于地鐵站原結構體系影響，大型機械仍無法進場作業，工效低、進度慢、工期長。

1.5 淺埋暗挖法 通過對地鐵站地基的改良加固，使其具有大洞室的開挖施工條件，地鐵站施工在原地面下進行作業，此法是我國工人的創造。

以上地鐵站構筑的幾種傳統方法給地鐵站施工帶來極為沉重的負擔，其主要標志是投資大、工期長、工效低，嚴重制約地鐵事業的發展。

2 新理論的探索、確立及其要點

2.1 新理論的探索 目前，地鐵站施工的諸多方法中，絕大多數屬于地下空間開放式方法，在地基與封閉構筑物之間均存在物質交換，是造成地面永久性沉降、水資源浪費、工效低、投資大、工期長的根本原因。結合地鐵站的構筑原理和國內外地鐵站構筑先進技術成果，綜合運用地下空間開發技術，水利工程施工技術，橋梁工程技術，地基處理技術，工業與民用建筑技術解決了地鐵站構筑過程中多層次一系列技術難題，形成了《地鐵站構筑方法》的獨特技術和地下空間封閉式開發的新理念。其核心技術為在地下空間開挖體結合界面處（相應地層處）通過采取填充、壓密、劈裂灌漿等方法，人為構筑地基內封閉隔水層，有效制止土體及封閉構筑物界面處的物質交換，為地鐵站施工過程中保持地基穩定奠定了可靠的施工基礎條件。

2.2 地下空間封閉式開發理念的技術要點 ①著重解決地下工程結構的應力平衡，以保障地下工程地基穩定和施工安全。②針對性解決地下工程施工中局部土體的水土分離問題，為機械化快速施工創造條件。③著重解決地下空間封閉式開發的作業空間條件問題，對傳統地鐵站結構體系進行優化。④按地下空間封閉式開發的要求對地鐵站結構體系的工序進行拆解和調整，以保證地鐵站工程安全、快速的推進。

3 新理論條件下構筑的多功能地鐵換乘站綜合體

3.1 綜合體的構成及概況如圖1。綜合體為地下、地上圓形構筑物，地下三層，24m深，地上二層，16m高。直徑約？準160m。總面積約160768m2（其中，車庫、倉庫面積：60228m2，為結構內部空間）。

3.2 綜合體結構體系，見圖2。

4 綜合體主要構筑工序及方法

多功能地鐵換乘站綜合體是一個龐大的系統工程，涉及到多種技術，現僅就土建工程施工領域主要的工序簡述如下（注：{1}～{16}為逆作法施工，以后為常規施工）：

{1}多功能地鐵換乘站高壓水泥灌漿防滲體（地鐵站地基內隔水層）。{2}地鐵換乘站鋼筋砼連續墻（地鐵站圍護及承重構件）。{3}地鐵換乘站連續墻頂部剛性壓力環及環板（由鋼管砼及型鋼砼構成）。{4}地鐵換乘站地下灌注樁群（含抗拔樁）。{5}地鐵換乘站內土體中水分“疏干”（按需分階段疏干）。{6}井格式雙向預應力鋼纖維型鋼砼地鐵換乘站頂板（±0.00，現場現澆）。{7}地鐵換乘站地下負一層土方開挖（通過采光井機械出土）、負一層連續墻縱橫加強肋施工、負一層樁間聯系梁施工、負一層相應樓層鋼桁架施工。{8}地鐵換乘站負二層土方開挖、負二層連續墻縱橫肋施工、負二層灌注樁群柱間聯系梁施工、負二層相應樓層鋼桁架施工。{9}地鐵換乘站空中站臺地鐵隧道施工。{10}空中站臺橋梁鋼構施工（五跨連續鋼構）。{11}地鐵換乘站負三層土方開挖、負三層連續墻縱橫肋施工、負三層灌注樁群柱間聯系梁施工、負三層相應樓層鋼桁架施工。{12}地鐵換乘站底層站臺盾構隧道施工。{13}地鐵換乘站底層站臺橋梁鋼構施工（五跨連續鋼構）。{14}底層站臺下相應部位土方開挖。{15}連續墻底部扶壁環形地梁型鋼砼施工。{16}綜合體底部倒拱底板型鋼砼施工（至此工序為自上而下施工方向）。{17}綜合體中央采光井施工（自此工序由下而上施工方向）。{18}綜合體型鋼砼電梯井施工。{19}綜合體負三層樓面施工。{20}綜合體底層站臺施工。{21}綜合體負二層樓面施工。{22}綜合體空中站臺施工。{23}綜合體地上一層施工。{24}綜合體地上二層施工。{25}綜合體抗震體系。{26}綜合體三維預應力體系。{27}綜合體各類管線及設備安裝調試。

5 保證綜合體地基和結構穩定的技術措施

本發明根據綜合體的各項功能要求及工程結構的受力特點，構思創造了綜合體的結構體系、工藝技術。為增大綜合體圍護及承重結構地下型鋼砼連續墻的剛度和整體結構穩定性，具體采取了以下技術措施：

5.1 在連續墻頂端設置型鋼砼壓力環及環板，與連續墻頂端固接。

5.2 距連續墻5m，間距10～20m設型鋼砼灌注樁群，與連續墻縱、橫加強肋連為一體，形成厚5m的框架剪力圈層。

5.3 土方開挖前于地面按設計構筑井格式預應力鋼纖維砼地面（±0.00）樓層，與連續墻剛性連為一體。

5.4 為確保綜合體地基穩定，在地基內設置型鋼砼支撐墻，抗拔樁。

5.5 根據地質情況，在綜合體連續墻外土中設置鋼筋砼減載樁。

通過以上技術措施，為綜合體工程安全提供保證。

6 多功能地鐵換乘站綜合體無與倫比的優勢

6.1 把位于兩個以上方向的地鐵線路換乘站集中建于地下，大大縮小了地面換乘站的規模，不僅節約投資，而且大幅度節約土地和地下空間資源。

6.2 把地下、地上工程有機結合起來，實現地鐵站功能多元化，大幅度減輕地鐵工程資金壓力，而且收到節約土地和促進房地產事業的發展。

6.3 地基中“隔水層”的設置，使地鐵站內土體可以“疏干”，進而實現水土分離，為地下站內機械化、工業化、自動化高效、快速施工提供作業平臺，從而達到大幅縮短工期的目標。

6.4 采用蓋挖逆筑法建設地鐵站，自上而下逐層分部施工，既適應巖土工程環境，保證施工安全，又使各層結構在站內“地面”上作業，減少空中作業，提高工效，保證質量。

6.5 利用綜合體空間鋼桁架的內部空間設置車庫和倉庫，充分利用地下空間資源，增加可用建筑面積60288m2。

6.6 變傳統法地鐵站施工不停頓抽取地下水為間斷“疏干”站內局部地基內水分，既可有效制止站周地面永久下沉，還可以節約水資源。

6.7 改善作業環境和條件，把工人從傳統法繁重而條件惡劣的勞動中解放出來，減輕勞動強度，體現人本主義理念。

6.8 綜合體作為現代城市軌道交通的重要節點，將有力加大現代城市的輻射力，促進城鄉一體化和諧發展。

6.9 經測算，該專利技術實施后，同等規模工程可節約投資1/4，工期可縮短1/3。無疑是地鐵工程效益的大跨越。

參考文獻：

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[4]王星華.粘土固化漿液在地下工程中的應用.北京：中國鐵道出版社，1997，9.

篇3

隧道技術對應于修筑隧道過程的各個階段，可以大致分為：運用技術（照明、通風、維修管理防災等）；調查計劃技術（與地質、水文等的調查和預測、測量等有關）；設計技術（指巖石力學、土力學和結構力學、材料等）；施工技術（指開挖、運輸、支撐襯砌的施工、基地改良、改善施工條件而采用的特殊施工方法、安全衛生等）；隧道技術是與地質學、水文學、沿途學和土力學、應用力學和材料力學等有關理工科各部門有著密切的聯系。它同時應用測量、施工機械、炸藥、照明、通風、通訊等各類工程學科，并因對水泥、金屬、混凝土、壓注藥劑等之類化學品的有效利用，而使其與廣泛的領域保持著關聯。因此，有關隧道技術的基礎理論和實際應用，不但涉及土木工程等有關學科，還聯系到其他工科、理科的范圍。

2 公路隧道

2.1公路隧道通風

①半橫向式通風：為了對于除圓形斷面之外的其他斷面形式的隧道換風便利，1934年，英國人在修建莫爾西隧道（長3226米）時，對盡量減少管道斷面的方式做了研究，首次采用半橫向通風系統。 ②豎井式縱向通風：1976年，日本在修建關越隧道（長10855米），首次將縱向通風應用于10km以上的隧道通風。③自然通風： 利用自然風壓、空氣溫差、密度差等對室內；礦井或井巷進行通風的方式。④橫向式通風：美國紐約市的荷蘭隧道，采用盾構法施工，圓形斷面，所以車道下面作為送風道，上部作為排風道，氣流從下往上橫向流動。成為世界上首次采用全橫向通風方式。⑤混合式通風：根據隧道的具體條件和特殊需要，由豎井與上述方式組成最為合理的通風系統。

2.2 公路隧道照明

隧道照明遵守的設計原則可以歸納為以下幾點：

①隧道內不管是白天或夜間均需設基本照明；②白天車輛進入隧道時，路面亮度應逐漸下降，使司機的視覺有一個適應過程，將入口段分為引入段、適應段和過渡段；③確定引入段、適應段和過渡段的長度（S），通常按車速（V）以T=2s的適應時間來確定，可用S=V/3.6（m）來估算；④出口段也應設過度照明，在雙向交通情況下和入口段相同；⑤夜間出入口不設加強照明，洞外應設路燈照明，亮度不低于洞內基本亮度的1/2；隧道內應設應急照明，其亮度不低于基本亮度的1/10。

3 鐵路隧道

3.1鐵路隧道是修建在地下或水下并鋪設鐵路供機車車輛通行的建筑物

根據其所在位置可分為三大類：為縮短距離和避免大坡道而從山嶺或丘陵下穿越的稱為山嶺隧道；為穿越河流或海峽而從河下或海底通過的稱為水下隧道；為適應鐵路通過大城市的需要而在城市地下穿越的稱為城市隧道。這三類隧道中修建最多的是山嶺隧道。

3.2 地下鐵道是地下工程的一種綜合體

地下鐵道建設涉及眾多技術領域，包括路網規劃、線路設計、土建工程、建筑造型和裝修、機電運營設備等系統，要作好地下鐵道建設工作，不但要掌握各個系統的專門知識，而且還要能對名處系統進行全面協調。地下鐵道路網規劃作為城市總體規劃的重要組成部分，就一定要適應城市的發展。地下鐵道線路走向、埋深，車站站位與城市規劃、工程地質和水文地質條件有關，尤其是和準備采用的施工方法關系密切。地鐵車站建筑造型既要充分體現公共交通建筑的特點，又要考慮如何與本地城市建筑風格相協調，反映城市建筑特色。

4 水工隧洞

4.1水工隧洞是指在山體中或地下開鑿的過水洞

水工隧洞可用于灌溉、發電、供水、泄水、輸水、施工導流和通航。水流在洞內具有自由水面的，稱為無壓隧洞；充滿整個斷面，使洞壁承受一定水壓力的，稱為有壓隧洞。

4.2 水工隧洞的工作特點

4.2.1水力特點：深泄水孔：a 泄水能力與H1/2成正比；b 進口位置低，能預泄；c承受得水頭較高，易引起空化、空蝕；d 水流脈動會引起閘門等振動；e 出口單寬流量大，能量集中會造成下游沖刷。

4.2.2結構特點：a 洞室開挖后，引起應力重分布，導致圍巖變形甚至崩塌，為此常布置臨時支護和永久性襯砌。b 承受較大得內水壓力得隧洞，要求圍巖具有足夠得厚度和必要得襯砌。

4.2.3施工特點：隧洞一般斷面小，洞線長，工序多，干擾大，施工條件差，工期較長。

4.2.4水工隧洞的組成，主要包括下列三部分：進口段，洞身段，出口段

4.3 水工隧洞得布置及線路選擇

①總體布置及線路選擇應根據樞紐得任務，對泄水建筑物進行總體規劃。在合理得選定洞線得基礎上，根據地形、地質、水流條件，選定進口得位置及進口結構形成，確定閘門在洞口中得位置。②確定洞身縱坡及洞身斷面形狀及尺寸。③根據地形、地質、尾水位等條件及建筑物之間得相互關系，選定出口得位置，底扳高程及消能方式。

隧道工程的發展對交通運輸的作用具有相當重要的意義，尤其對公路和鐵路運輸具有相當顯著的經濟效益。隧道在公路和鐵路中應用，不但大大節省了路程，避免繞行，縮短了里程，節省了運輸時間，而且節省了燃油，節省了資金，對滿足人們的生活需要外出需要以及人們的生活水平和健康水平有很大的改善作用；對物流的運輸加速周轉、提高了流通效率，在經濟上也會帶來很大的效益。

參考文獻：

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知識經濟時代到來后，人工智能、網絡化、信息化將人從工業經濟中解放出來，同時也正在改變資源和化石能源的開采方式和消費方式，必須將傳統采礦模式適時調整到基于大數據信息技術、智能技術和網絡技術的新常態采礦模式。采礦工程是對儲存在地下、大海中、山體內的礦藏進行開采的工程，包括礦產資源的儲量探測、礦藏定位、礦區建設和后期采礦實施等一系列工程。由于礦產資源是按地質規律儲存的，礦區建設和后期采礦也不能違背地應力及其發展規律，基于大數據信息的統計分析離不開智能技術，故新常態采礦的一系列工程離不開大數據信息技術和智能技術的支持。此外，采礦過程中存在多種信息(如地應力場、采動應力場、瓦斯滲流與運動場、水滲流場、溫度場)的獲取與實時傳輸，網絡技術能實現實時傳輸與實時分析，故新常態采礦的一系列工程也離不開網絡技術的支持。綜上所述，新階段采礦人才知識體系應從知識經濟時代中獲取智力支持，即將信息技術、智能技術和網絡技術融入采礦人才知識體系中，為采礦工程專業人才的創新技能發展提供智力支持。

1．2新階段礦業工程活動的社會責任需求

長期的采礦活動對環境造成了大量的破壞，生態環境嚴重惡化，采礦工程與環境的矛盾日益凸顯，采礦工程與環境的和諧發展是新階段采礦人才在發展采礦工程中必須始終堅持的社會責任。采礦工程目前正處在結構調整期，必須將采礦與環境和諧發展戰略運用到采礦工程中的各個環節，這將成為未來采礦工程活動的必然趨勢。對新階段采礦人才知識體系的培養也應體現環境保護方面的智力支持，增設與環境保護相關的課程與實踐活動。

1．3新階段礦業工程活動的國際化發展

進入新的階段，礦業市場世界一體化趨勢在增強，伴隨著美歐經濟復蘇，印度、非洲經濟快速發展對礦產資源的需求量大幅度提升，我國采礦工程即將迎來新的、更加健康的穩步發展。同時，隨著我國更多的礦產資源開采企業走向國際市場，這些企業必將在國際化競爭中強化管理機制，革新理念，提高機械化、智能化水平，保證我國采礦工程的競爭優勢。另外，合同制采礦模式將是今后國際采礦的通用模式，根據承包商的設備投入水平，合同制采礦模式有勞務合同采礦和投資合同采礦兩種形式。我國合同采礦模式伴隨著國際礦業承包的發展也逐步興起，一些新的礦山開發無一例外地采取合同制采礦模式，采礦權人負責礦山的管理、協調和經營工作，由工程承包單位負責礦山的生產。綜上所述，新階段的礦山資源開采模式將更多地采用合同制開采模式，新階段采礦專業人才的知識體系也應適應這種合同制開采模式。在我國計劃經濟時代，礦井建設由井巷建設公司施工，煤炭開采由煤炭開采企業開采，而且大多數資源開采企業只熟悉一種礦產資源的開采，故傳統的采礦工程培養方案知識面過窄，不能適應國際化采礦和合同制開采的需求。合同制開采模式與傳統采礦模式的區別主要表現在礦山的擁有者不再直接參與生產經營，而是將重點放在如何融資、資本市場運作上;礦山的生產管理者從礦井建設、主體資源開采、伴生資源開采等方面開展全現代化管理模式的生產經營活動。當主體資源為煤時，其伴生資源為煤層氣，這類礦山的生產管理者不僅要有煤炭開采方面的主體知識(傳統采礦工程專業的知識面)，還要有礦山建設、礦山管理、煤層氣開采方面的知識。目前我校的采礦工程專業培養方案在傳統采礦工程專業培養方案基礎上已拓展了礦山管理方面的知識，仍需在礦業經濟、礦山建設和煤層氣開采方面加強知識儲備，完善采礦工程知識體系。

2采礦工程專業方向課程優化

未來一段時間，采礦工程活動必須堅持采礦與環境和諧發展，順應國際化發展趨勢。而作為培養專業技術人才的高等院校必須調整教學計劃和培養方向，使培養的人才更適應礦業工程健康發展的需要。為確保在堅持固體礦床開采方向的基礎上盡量拓展礦業經濟、礦山建設和煤層氣開采方面的專業知識，我校采礦工程專業培養方案應在大的采礦工程專業基礎上實施小的專業方向。即在采礦工程專業下設固體礦床開采、礦山建設和煤與煤層氣工程三個方向，三個方向的課程既要體現共性(聯系)，也要體現個性(適應就業的多樣化)，在共性方面要體現專業固有特點，專業基礎課程一致;在個性方面要體現專業發展特點，設置體現就業和專業發展方向的專業方向課程，也即需在三個專業方向上進行專業方向課程優化。

2．1專業基礎課程優化

隨著礦業工程活動中機械化、智能化和國際化的普及，采礦工程專業人員也應在機械、智能和經濟方面進行知識儲備。基于上述需求，采礦工程專業的固體礦床開采方向和礦山建設方向應在原高等數學、線性代數、概率論與數理統計、大學物理、地質學基礎、礦山地質、測量學、C語言程序設計、理論力學、材料力學、巖體力學、機械設計基礎、電工與電子學等專業基礎課程基礎上增加微機原理與接口技術、技術經濟分析等課程;而煤與煤層氣工程方向應在上述原有專業基礎課程基礎上增加大學化學、構造地質學、煤層氣地質學。

2．2固體礦床開采方向課程優化

采礦工程專業固體礦床開采方向主要學習固體礦床開采的理論、技術和裝備，本專業方向畢業生能在固體礦床開采(含煤炭、金屬和非金屬開采)領域圍繞礦山開采和環境保持從事生產、管理、設計及科學研究等方面工作。同時，隨著固體礦床開采向機械化、智能化、少人化方向發展，對礦山生產技術水平、裝備水平、安全和環境保護要求也越來越高，要求畢業生有相應的知識儲備。根據行業和就業要求，固體礦床開采方向應在原彈性力學、流體力學、煤礦開采學、礦山壓力與巖層控制、非煤固體礦床開采、通風安全學、井巷工程、礦山機械、礦山電工、礦井設計、礦山企業管理、采礦工程專業英語、采礦CAD等必修專業課程基礎上增加礦山系統工程、礦山環境保護等課程;同時，根據礦山企業發展方向，開設特殊開采、計算機輔助設計、文獻檢索、法律法規與事故案例、軟巖巷道支護技術、數字化礦山、數據庫技術、礦山突害監控與防治、物聯網技術與應用等選修課程。

2．3礦山建設方向課程優化

采礦工程專業礦山建設方向主要學習礦山巖土工程的理論、技術和裝備，本專業方向畢業生能在礦山、公路、鐵路、地鐵、水利和建筑等行業從事巖土工程等方面的規劃、設計、施工、管理及科學研究工作。根據專業方向就業要求，礦山建設方向應開設彈性力學、流體力學、結構力學、土力學、采礦學基礎、地下工程測試理論與技術、混凝土結構設計基本原理、鋼結構設計基本原理、井巷工程、地下工程、爆破工程、巖土工程施工、工程項目管理等基礎性必修專業課程;同時，根據礦山建設發展方向，開設城市地下工程、土木工程概論、計算機輔助設計、文獻檢索、法律法規、工程估價、地基處理技術、建設監理概論、邊坡工程、礦山建設專業英語、砌體工程等選修課程。

篇5

1）地下工程建設中過量抽取地下水引起的區域性地面沉降，以及由此引起的海平面上升而造成的風暴潮加劇、海岸侵蝕加速與鹽水入侵對沿海城市的影響；

2）不恰當的工業作用或工程作用在成巖土環境的失衡，如道路建設、采空區、大面積滑坡導致的災難性后果；

3）若干老城市也相繼出現了一些新的工程環境問題，如西安市區的地裂縫和武漢等地的地面塌陷；

4）交通建設中引起的環境問題 .其對生態環境的影響 ，主要包括占用土地、改變生態、對珍稀動植物的影響等。此外，線路工程建設（包括道路與鐵道建設）對社會環境也會照成影響，比如高速公路的建設有可能分隔原有的居民村莊和土地，造成居民出行不便；公路，鐵路的建設有時會造成居民拆遷、人文景觀環境的改造和破壞等。

在最近的十年里，大規模的土木工程建設，也引發了一系列的超過以往的嚴重環境問題。

水利港口工程的建設不僅會改造原有河床結構，打破原有河床環境，也會對地面環境照成巨大影響。三峽大壩的建設在緩解我國電力緊張，促進國家工業化水平提升上將發揮巨大作用。但是大壩的建設使得土地短缺矛盾突出，不合理的開發造成當地植被破壞，氣候變化，使得生態退化，水土流失加劇。同時還影響了壩區上當地的地質基礎的穩定。有地質學家稱，三峽大壩攔截水量的龐大重力已開始在好幾個地點侵蝕長江陡峭邊岸。再加上水位波動頻繁，因而引發了一系列的滑坡災害，也使得大壩附近的地區的地質結構被破壞。此外，峽水庫蓄水之后，三峽地區儀器可測到的地震次數明顯增加。雖然到現在為止還沒有發生破壞性的地震，但是地震專家認為有可能發生六級或六點五級地震。

地鐵成為我國許多大城市解決城市交通問題，提高城市品味的一項重要工程，全國目前建設有地鐵的城市已有30多個，大規模的地鐵建設也帶來一系列環境問題。比如線路規劃全線拆遷房屋，施工中城市綠地被暫時破壞，施工打亂了城市正常交通秩序，但這些影響只是臨時性的。而地鐵建設對地下環境的影響，則是永久的，并且往往是難以恢復的。

地鐵施工往往照成城市地面塌陷，引發建筑物的破壞。其引起地表的沉降是多方面的，各種因素之間相互影響的結果。國內比較典型案例包括：廣州地鐵6號線施工中照成沿線地表大面積沉陷，影響城市道路通行；深圳地鐵5號線施工中也因基坑降水引發大面積地面沉降，照成地表建筑物出現大開裂，嚴重影響了城市環境。而施工工程中采取切實有效的措施應對沉降的發生，往往又造價偏高，效果不明顯。

地鐵建成運行時，車輛的行駛中的震動往往會引起周圍土體的變形，最后將這種變形影響傳遞到地表面。為了減輕這種影響，國內地鐵建設中往往采用減震鐵軌（鋼彈簧浮置板減震道床）等措施，典型的工程案例包括西安地鐵2號線中鐘樓的保護。鐘樓位于西安市城中心，是國家一級重點保護文物，西安地鐵二號線在下穿鐘樓時為了盡量減輕對鐘樓的影響，采取將隧道線路外撤18米的方案，避開從鐘樓正下方穿行，同時在鐘樓基礎5米外采用水泥灌注一圈深20米的水泥樁的方法，每個水泥樁直徑1米，水泥樁頂部設置寬1米高0.8米的冠梁，將水泥樁連接成一個整體，整個將鐘樓“箍”起來。較好解決了地鐵建設與城市土工環境保護問題。

除了城市地下鐵道，我國高速鐵路建設的步伐也在迅速加快。鐵路干線大都貫穿很多城市，干線的布局要穿過很多耕地，旅游景區，保護區，而沿線的土地保護問題尤其突出。而施工過程中的橋梁建設，路基堆填，隧道建設等，都會對環境照成巨大影響。比如：隧道施工向環境中排出大量挖掘的巖石，會在一定程度改變原有環境的外貌，同時也會改變地下水文環境。路基填筑往往制造很多人工邊坡，引發邊坡的穩定問題，除此以外，高鐵運行后也會對沿線環境排放廢棄物，產生一定噪聲污染。

高鐵建設過程中，施工需要大量征地，對土地產生二次改造的不良后果，進過二次改造的土地哪怕在復耕之后，也難以達到改造前的狀態。而京滬高鐵在建設中就對耕地保護做了詳細而細致的研究，對施工中的征地保護和復原都進行了周密計劃，這對減少高鐵施工對土地和對環境的破壞具有相當積極的意義。

土木工程建設與環境的相互作用問題，已經引起我國很多學者的高度重視。我國土木工程環境這一學科，就是是以土木工程學與環境科學，特別是環境生態學的基本理論為基礎，研究人類工程活動對地球土木工程的環境作用和影響的學科。許多著作都科普性地介紹了土木工程中常見的環境問題，以及解決環境污染的預防措施及治理技術，幫助土木工程師更加全面地了解當代工程師的職責，從而建立適應時展需要的環境友好型土木工程知識結構。

基于環境保護的土木工程建設，做好以下幾點非常重要：

1. 嚴格做好規劃設計中的環境問題的處理。在工程設計中基于環境保護對工程進行優化。比如對于高速鐵路線路選擇要盡量繞過自然保護區以及大面積耕地區；選擇高橋大跨的橋梁設計方案，減少對土地的占用。地鐵線路規劃中也要全面考慮建設期間的環境問題，并應編制詳細的環境影響評估報告和環境問題的具體措施。

2. 施工期和運行初期加強對周圍環境的監測。設立環境監測站，并將相應的配備配置齊全，并且區域內對水源，地質條件等進行觀測，分析對比，對建設期環境的變化進行密切觀察；進行環境工程監理，保護區內的工程必須經過相應管理部門的審查，并且接受相關部門的檢查、監督。加強環境工程監理工作，加強各項保障措施的落實，從而減輕施工對環境造成的影響；強化環境管理，嚴格的遵照施工制度進行管理，嚴禁隨意擴大工作面，對作業人數和作業時間也應該嚴格規定。

3.做好后期建設環境恢與保護措施。比如對于成型的路基邊坡進行及時播植草皮或種植花草；對路線周邊的環境進行全面修復治理，力求盡量達到建設前狀態。同時在恢復初期加強對環境的保護，避免二次破壞。

只有在土木工程建設的全過程中恪守環境維護的原則，從工程立項，設計，施工到最后建成運營的全過程中，一切基于對環境保護的高度責任，才能真正實現土木工程技術的可持續和諧發展。

參考文獻：

[1]《土木工程環境概論》 王利平著 科學出版社

篇6

1、工程概況

某工程暗挖段長155.4 m (DK0+063.279～DK0+218.679)。該暗挖通道地表有火車站12條客運線、2條貨運線、1條駝峰線、4座旅客站臺、4座郵政通道（郵政通道底板距中跨開挖拱頂凈距僅有1.2m）。

暗挖段通道結構形式為雙柱三連拱，跨度16.2m，拱頂最大高度7.3m，拱頂最小覆土厚度4.5m，拱底至地面最大埋深12.3m，施工工法為大管棚、超前小導管支護，雙側壁導洞法結合臺階法、CD法施工，采用復合式襯砌，初期支護為格柵鋼架+C20干噴砼錨噴支護，二襯為鋼筋混凝土結構，防水工程采用ECB防水板全斷面封閉+二襯C40P8抗滲混凝土。

區間結構抗震烈度為Ⅶ級。

2、地質情況

0（軌面標高）～-2.17m為雜填土，褐黑色；-2.17m～-8.57m為粉質粘土，呈褐黃色，濕粘性較好；-8.57m以下為粘土，呈褐黃色，濕、可塑狀；地下水埋深為-2.1m～-3.8m，對砼無侵蝕性，滲透速度為0.87m/d；土壤最大凍結深度1.7m。

3、工程難點

3.1地質條件復雜，地下水豐富。

粉質粘土、粘土自穩性差，遇水就變成稀泥，而且車站各類地下管線繁多，日偽時期的管線走向、高程資料無處可查，給施工帶來極大的不便。

3.2隧道埋深淺

鐵道軌面至中跨開挖拱頂凈距僅4.5m。

3.3地表建筑物對沉降控制要求高

在列車正常運營情況下，隧道穿越15條既有鐵路線（包括客、貨運線），4座郵政通道及4座旅客站臺，為避免形成三角坑沖擊效應，鐵路軌面絕對沉降值不得超過10mm。

3.4施工工藝復雜

超前支護采用大管棚，中跨和左右兩側邊跨各設置5座管棚工作室；暗挖施工工法有雙側壁導洞法+臺階法+CD法；襯砌施工時需進行結構受力體系轉換。

4、施工方案的確定

根據隧道地質條件及工程特點，總體方案為：降水施工軌道加固西跨初期支護東跨初期支護（滯后西跨10m）中跨初期支護（滯后東跨15m）東、西跨二次襯砌拆除東西跨中隔墻（待襯砌混凝土強度達到設計強度的100％時施工）中跨二次襯砌。

4.1降水施工

根據場地水文地質條件和設計要求，采用井點降水，保證降水效果。

4.2軌道加固

對鐵路軌道進行3－5－3扣軌加固，增強鋼軌抵抗變形能力。

4.3超前支護

采用φ108mm注漿大管棚、φ42mm小導管超前支護，格柵鋼架（間距500mm）隨挖隨噴，盡早封閉成環。。

4.4雙側壁導洞法、CD法、臺階法暗挖施工

充分發揮圍巖自身支護作用，根據圍巖的性質采用工法為雙側壁導洞法+臺階法+CD法，及時收集、分析監測的數據，進行反饋并指導下一步施工。

4.5受力體系轉換

左右兩側邊跨襯砌混凝土強度達到設計強度的100％，開始拆除中隔墻，結構受力體系轉換，進行中跨襯砌施工。

5.井點降水施工

5.1井位布置

降水井深19m，井徑600mm，因地表既有設施復雜，降水井盡最大可能沿軸線按10m/眼布設，考慮到降水效果及防止邊跨施工時鎖腳錨桿打到降水井壁上，降水井橫向間距為21m。管井內的水經支管匯入ф150mm總管內，經匯水總管排入車站排水管溝。

5.2施工工藝

測量放線定井位探明地下管線人工鉆孔成孔下管填礫石下泵洗井接總管

5.3降水設備選型

根據現場實際情況及以往經驗，降水設備選型為Q6－32/3－1.1三相潛水電泵，參數如下：

流量：6m3/h 揚程：32m 功率：1.1KW配管內徑：40mm

5.4降水系統運行情況

降水井抽水開始時間為預計開挖掌子面到降水井里程處提前45天，直到二次襯砌施工完畢停止。降水方式為循環式降水，降水隨時間的延續抽水量遞減。最初抽水量統計： 24m3/天/眼。根據現場實測情況，井內水位一直保持在軌面下17m左右，降水效果比較理想。

6.軌道加固施工

6.1方案選擇的依據和原則

軌面絕對沉降值不得超過10mm，防止形成“三角坑沖擊效應”。在地表沉降不超過30mm的情況下，軌道加固必須保證列車的正常運營。

6.2軌道加固方案

軌道加固方案為3-5-3扣軌：以重型鋼軌加鋼扣件、螺栓連接形成為縱、橫梁。（3－5－3扣軌斷面見圖1）通過監測所得的數據，及時反饋給線路專業維護隊伍，進行填碴整道。

6.3方案實施過程

6.3.1軌道加固的時間

在開挖掌子面距軌道15米時形成加固體系。（單側導洞開挖縱向影響范圍12米）

6.3.2加固范圍

沿通道中線每側各12.5米為加固范圍。

6.3.3加固材料

橫梁：1.5m鋼軌每隔一根枕木下一根；

縱梁：3-5-3扣軌形式需共11根25m長鋼軌；

鋼扣件、配套螺栓若干。

6.3.4扣軌施工工藝

扣軌施工順序為：清理道碴架設橫、縱鋼軌扣件連接回填道碴監控量測填碴整道。

6.3.5既有線路維護：

設計要求挖支施工過程中地表沉降不得超過30mm，軌面絕對沉降值不得超過10mm，雖然對線路進行了3－5－3扣軌加固，但加固后的鋼軌抵抗變形能力不足以抵抗挖支引起的地表下沉對線路的影響。故線路加固后的施工重點為：列車限速、加強監測、及時維護。

6.3.5.1列車限速

為了減小列車對線路的沖擊，列車通過扣軌段線路時的速度限制在40km/h。

6.3.5.2加強監測

地表布設沉降點、軌道布置軌面沉降點，測得的數據及時反饋給專業維護隊伍。

6.3.5.3及時維護

保證列車正常運營的關鍵在于對既有線路的維護保養，根據地表沉降、軌面沉降值及鐵路軌距儀測得的數據，及時進行填碴整道，是保證既有線安全的關鍵所在。

7.大管棚超前支護及注漿

暗挖155.4m范圍內共設7組管棚，每組60根，管棚長25m，每循環搭接長度3m，利用兩座豎井做為管棚施工的起點工作室，洞內工作室尺寸為初支外擴600mm、長6.5m。

7.1管棚材料及加工方式

大管棚采用φ108mm、壁厚8mm的無縫鋼管打設梅花孔，單根長2.5、3.5、4.5m，采用公、母絲扣連接，絲扣長度不小于200mm。

7.2管棚施工及格柵鋼架布置

管棚仰角2.50～30，方向與線路縱向一致，在管棚工作室末端一榀外放600mm格柵同一里程處支立一榀標準段格柵，做為管棚施工的鋼支架。

7.3止漿墻設計

垂直于洞內上導掌子面施作長3.0m錨桿、間距1.0m、梅花型布置，網噴C20混凝土20cm厚封閉，做為止漿墻。

7.4注漿參數的確定

根據現場土體條件，綜合考慮工程質量、安全、工期及成本，大管棚注漿采用水泥單液漿。水泥漿水灰比W/C =1:1注漿初壓在0.5～1.0Mpa，終壓2.0 Mpa。

7.5注漿工藝

將預制好的φ42mm鋼管及150×150mm封端鋼板（3mm厚）焊接在已施工的管棚端頭上。

8.雙側壁導洞法、臺階法、CD法挖支施工

本隧道采用新奧法施工，初期支護做為永久襯砌的一部分是施工中重要的一環，主要有φ108mm注漿大管棚、φ42mm注漿小導管、格柵鋼架和C20網噴混凝土。支護參數見表1。開挖后及時對圍巖噴射50mm厚混凝土，盡快封閉巖面，形成封閉的受力環，防止圍巖松動，然后準確支立格柵鋼架復噴砼至設計厚度。詳見挖支施工順序圖。

表1初期支護參數表

9.受力體系轉換

為保證邊跨、中跨洞室施工安全而施作的臨時中隔墻，中跨開挖、初支后形成的受力結構在中跨襯砌時必須拆除，受力體系將發生轉換，如何安全轉換受力體系是本隧道施工的重點，只有當邊跨襯砌強度達到設計強度的100％時，才能拆除中隔墻，進行中跨襯砌施工。

中隔墻鑿除過程中加強地表沉降監測，通過數據分析來確定一次鑿除長度，施工順序見表2（受力體系轉換說明）。

10.監控量測

隧道開挖后，在應力重分布和應力釋放過程中，圍巖表現出各種狀態，如位移、性質變化等，特別是采用雙側壁導洞法施工步驟多，且列車動荷載作用下的超淺埋隧道又沒有成熟的經驗可循，所以在施工中建立嚴密的監控量測體系是保證安全的主要手段，同時也是調整支護參數的依據。

根據現場實際情況，主要量測的項目有：地表及軌面下沉、拱頂下沉、收斂位移及地下水位觀測。

10.1地表及軌面下沉監測

10.1.1測點布置（見圖3）

10.1.2開挖施工至襯砌完成，測得地表最大下沉量為29mm，軌面下沉量為10mm，施作二次襯砌后，地表下沉呈收斂趨勢，經過一段時間觀測沒有發生下沉現象。

10.1.2.1兩側導洞開挖到該斷面至成環前地表沉降較大，這主要與拱腳積水和拱腳下墊鋼板不實有關，應在降排水和開挖上控制拱腳土體的密實性。

10.1.2.2上下導成環快慢直接影響地表沉降，應控制上下導距離，及時封閉成環。

10.1.2.3軌道沉降隨地表沉降進行，當累計超過10mm時必須及時填碴整道，確保安全。

10.1.2.4中跨上導開挖采用CD法施工，主要沉降是在上導成環前后，應該控制的重點是中跨拱頂處的立柱支撐要支立穩固，縮短兩側開挖距離，及時成環。

10.2收斂監控量測

10.2.1測點布置（見圖4）

10.2.2根據實測結果的回歸分析，收斂值大部分未突破控限標準的80％就已趨于穩定，且后施工導洞與先施工導洞變形相差不大，說明支護參數和施工方法是安全、可行的，襯砌施工后位移收斂觀測無變化，說明洞室變形已穩定。

10.3地下水位監控量測

在粉質粘土、粘土巖層中，降水效果是工程成敗的關鍵，因為粘土遇水即變成稀泥。必須加強對地下水位的觀測，確保挖支的正常進行。

表2受力體系轉換說明

10.3.1測點布設

測點布設在通道兩側水文條件影響施工的范圍內，沿隧道軸線方向每10米一個斷面，考慮與降水井對應。用地質鉆機成孔，孔深18米（大于隧道埋深13米），測管采用直徑為100mm的硬塑料管，水位線以下至隔水層間安裝相同直徑的濾管，濾管外裹濾布，用膠帶紙固定在濾管上，孔底部設1米深的沉淀管。

10.3.2降水效果分析

根據現場實測情況，降水需提前45－60天開始，以保證降水效果達到最佳效果后開始開挖支護施工，降水開始進行的前10天速率較快，能達到整個降水深度的60%以上。

11.施工效果

該工程在挖支及受力體系轉換過程中，克服了埋深淺、地表列車動荷載作用、地質條件差、地下管線復雜等困難，施工中始終未發生任何大小坍塌事故，也未對列車的正常運轉造成任何影響。施工中的量測結果表明，地表下沉最大只有29mm；二次襯砌施工前初期支護未出現過裂縫或表皮剝落等現象；二次襯砌施作后同樣未發現裂縫等質量問題。這說明我們選擇的施工方案是安全可靠的，為今后在超淺埋、軟弱圍巖、穿越鐵路既有線路、動荷載作用下的隧道、地鐵工程施工技術提供了值得借鑒的經驗。

隧道開挖支護過程中的信息化施工、動態管理，綜合控制地表沉降，優化了四座站臺雨棚柱基礎的地梁托換；大管棚一次施作長度的優化，節省了三座管棚工作室；通過與原設計方案比較，綜合降低造價275萬元，節約工期四個月。

12.幾點體會

12.1粉質粘土、粘土層中降水效果是暗挖施工成敗的關鍵。

12.2軌道加固是保證列車正常運營的必要手段。

12.3建立監控量測體系，確保地表設施及洞室結構的安全。

12.4雙側壁導洞法施工時，兩側邊跨格柵里程必須相對應，確保中跨格柵與兩邊跨格柵連接時在同一平面上。

12.5臺階法施工上臺階拱腳處加設臨時鋼墊板，必須落到實處，不得有虛碴、積水，這樣能夠有效的控制地表沉降。

【參考文獻】

1、地下工程概論關寶樹、楊其新西南交通大學出版社2001年6月第一版

篇7

自2009年我國住房與城鄉建設部正式實施注冊巖土工程師執業制度以來，注冊巖土工程師可在規定的執業范圍內，以注冊土木工程師（巖土）的名義在全國范圍內從事相關執業活動；未取得注冊證書和執業印章的人員，不得以注冊土木工程師（巖土）的名義從事巖土工程及相關業務活動[1-2]。作為一種行業準入制度，這有利于提高巖土工程人員的業務素質，有利于行業國際化；也將成為高等學校巖土相關專業教學改革的方向標，推動著高校專業教學改革，使之緊緊圍繞行業市場，為巖土工程行業培養較高執業素質的專業人才[3-5]。

一、我國注冊巖土工程師考試簡介

注冊巖土工程師考試分為基礎和專業考試。

1.基礎考試。主要考查考生的綜合基礎理論知識和相關專業基礎。考試分上、下午兩場，均為單項選擇題，涉及的考試內容包括：（上午）高等數學、液體力學、計算機應用基礎、電工電子技術、普通物理、普通化學、理論力學、材料力學、工程經濟學；（下午）土木工程材料、巖體力學與土力學、工程測量、工程地質、巖體工程與基礎工程、土木工程施工與管理、結構力學與結構設計、職業法規。

2.參加基礎考試合格并按規定完成職業實踐年限者，方能報名參加專業考試。專業考試分2天進行，共四場，開卷考試，分別考查巖土工程專業知識及案例分析。專業考試內容包括：（1）巖土工程勘察；（2）巖土工程設計基本原則；（3）淺基礎；（4）深基礎；（5）地基處理；（6）土工結構與邊坡防護；（7）基坑工程與地下工程；（8）特殊條件下的巖土工程；（9）地震工程；（10）巖土工程檢測與監測；（11）工程經濟與管理。涉及的行業規范、規程有40本左右，每年的規范清單都在增刪。

專業考試合格后，方可獲得《中華人民共和國注冊土木工程師（巖土）執業資格證書》。

二、現行培養模式存在的主要問題及專業教學改革的必要性

注冊巖土工程師執業制度作為一種行業準入制度，明確了其對從業人員的素質要求，作為一名合格注冊巖土工程師應該懂勘察、懂設計、懂施工、懂監測檢測、懂法律法規，既要懂得地質方面的知識，又要懂得力學、土木工程專業方面的知識，要求是綜合素質較高的復合型人才。作為人才培養的基地，高等院校發揮著重要的作用，尤其是如今注冊土木工程師（巖土）制度對人才提出的更全面更綜合的要求[6]。

目前，高校培養模式主要存在兩方面問題：（1）課程設置不全，與注冊巖土工程師考試內容相比，學生專業知識面窄，不能兼顧地質、力學、土木工程等各方面理論知識。（2）培養的學生實踐動手能力弱，工程意識不強，不利于巖土工程工程的開展。

因此，發揮注冊巖土工程師執業考試制度的指導作用，對現有的勘查技術與工程專業的教學模式進行改革勢在必行。

三、我校勘查技術與工程專業教學改革

我校自2005年首次招收勘查技術與工程專業學生以來，為了適應注冊巖土工程師考試制度，在專業課程設置、課程與教材建設、實踐教學環節調整、教學方法改進、師資隊伍培養等方面進行了積極的探索，取得了一些經驗。

1.專業課程設置。在專業開設初期，比較我校勘查技術與工程專業培養大綱，與注冊巖土工程師專業考試內容，培養大綱能夠基本涵蓋了后者基礎考試的大多數內容，但也存在一些問題：課程設置不完善；部分課程課時少、開設的順序欠合理。比如缺少地震工程、特殊性巖土等內容，巖土工程勘察課程安排在工程物探、原位測試等課程之前。

經過多次的培養大綱修訂，在最新版的2016年版培養大綱中，學科與專業基礎必修課、專業選修課包括：基礎工程、土力學、巖土工程概論、構造地質學、水文地質學、混凝土結構、工程物探、巖土工程測試技術、基坑支護、地下結構、隧道工程、城市地下空間規劃、地基處理、邊坡工程、地質災害防治與評價、巖土工程勘察、環境巖土工程、工程結構荷載與可靠度設計原理、建設工程項目管理與建設法規、建設工程經濟、工程監理概論等等。這幾乎涵蓋了注冊巖土工程師專業考試的所有內容，這對于勘查技術與工程專業學生是一個非常大的優勢。

2.課程與教材建設。在巖土工程師專業考試中，地震工程、特殊性巖土是必考內容之一。過去我們對這部分內容講授不夠重視。在最近由本專業教研室組織編寫了《基礎工程》教材，將之前未重點講授的“地震工程”內容集中編成一章重點講授，還專門介紹了巖土工程師執業制度的相關內容；同時也申報了土力學、基礎工程等精品課，由全體老師共同建設。而對于特殊性巖土這部分內容，也在《巖土工程勘察》課程中重點講授。

3.教學方法改進。注冊巖土工程師專業考試，主要考查的是對相關專業規范、規程的熟練應用能力，因此，在專業課程授課中，均要求學生配備有相應的最新版的規范或規程，大學四年下來，基本上能把巖土專業中的主要規范、規程過一遍，如《巖土工程勘察規范》、《建筑地基基礎設計規范》、《建筑樁基技術規范》、《建筑基坑支護規程》、《建筑地基處理規范》、《建筑抗震設計規范》、《建筑邊坡工程技術規范》等。在上課過程中，以教材內容為主，結合相應的規范或規程，讓學生在學習專業理論、基本原理等的同時，也了解規范的規定，這有利于學生在畢業后走上專業崗位時能更好地應用規范。

4.實踐教學環節調整。在高校中，學生工程意識淡薄、實踐能力不強的現狀較為普遍，其中一個重要的原因就是學生參加工程實踐的機會太少，這對其畢業后從事專業工作，快速適應注冊巖土工程師執業制度是不利的。因此，在專業教學中，均將專業課程向實踐工程做一些傾斜，加強實踐基礎的建設，調整實習、課程設計等內容，不斷完善實踐教學環節。

5.師資隊伍建設。專業課教師的業務能力直接影響著對學生的培養效果，專業理論知識扎實，且具備豐富工程實踐經驗的教師，在講解專業理論的同時，結合實際工程，能讓學生更容易理解、接受，從而提高教學效果。因此，有必要進一步提高專業課教師的綜合素質，培養一批具有教師資格及注冊巖土工程師執業資格的雙師型教師隊伍是非常重要的。

四、結論

注冊巖土工程師執業制度的推行，使得巖土工程行業越碓焦娣叮也必將加速我國巖土工程與國際接軌；同時，也為高校培養專業人才指明了方向，推動高等學校土建類巖土工程專業教學改革。通過對我校現行的勘查技術與工程專業教學模式的分析研究、探索，包括巖土工程課群的設置、課程與教材建設、實踐教學環節調整、教學方法改進、師資隊伍培養等，積累了成功的經驗，也提出了進一步的改革措施，使專業教學不斷向注冊巖土工程師考試靠攏。

參考文獻：

[1]高大釗.注冊巖土工程師與巖土工程體制[J].巖土工程師，2003，（11）：1-4.

[2]付旭.注冊土木工程師（巖土）執業制度研究[D].昆明理工大學碩士學位論文，2009.

[3]白哲.從注冊巖土工程師考試探討勘查技術與工程專業教學改革[J].教育教學論壇，2014，（37）：46-47.