隧道實習

隧道和地下工程隨著我國經濟和人民生活水平的提高而進一步發展和推廣。隧道和地下工程已經是解決我國交通和工業的和很有前景的一門科學。

隧道是一種地下工程結構物，通常是指修筑在地下或山體內部，兩端有出入口，供車輛、行人、水流及管線通過的通道。隧道一般包括交通運輸方面的鐵路、公路、航運和人行隧道;城市地下鐵路和海底、水底隧道;軍事工程方面的各種國防坑道;水利發電工程方面的各種水工隧道或隧洞等。

隧道工程是指從事研究和建造各種隧道的規劃、勘測、設計、施工和養護的一門應用科學和工程技術，它是土木工程的一個分支。

目前，大部分隧道的設置以交通運輸為主要目的，穿越山嶺、河流、港灣等障礙，修建地下鐵道，縮短交通線路，改善線形，可提到車輛行駛速度，以獲得良好的經濟效益和社會效益。除此之外，在水電工程中設置各類水工隧道可實現引水、排水、通風等目的;在市政工程中，設置各類公共隧道可實現污水排放、管線鋪設等目的。隧道的這些功能，決定了其一般在長度方向上有較大的尺寸，多數長度為幾千米道幾十千米，有的甚至更長。而橫斷面的尺寸則相對較小，一般僅幾米到幾十米。斷面較小的隧道，一般不作為交通設施，僅用于污水排放和水、氣管道、電纜、通訊線路等敷設用途，這些通道常常也被稱為隧硐、導溝、管溝等。斷面較大、長度較短的隧道所形成的地下空間，一般有其專用功能，如作為地下變電站、地下停車場、地下倉庫、地下廣場等。

隧道之所以在近幾年迅猛的發展，是因為它有獨特的優點：

首先，利用隧道可以實現各種運輸線路直線等穿越山嶺而不必盤山繞嶺。

其次，隧道還可以改善線路中的車輛運行情況和提高線路的運行能力。

其三，隧道是一項隱蔽在地下、水下或山體內部的重要結構。

其四，隧道在具有以上功能的同時，還存在有另一重要特點就是它不占據地面空間，這等于無形中增加了城市的有效面積，對于人口擁擠、道路密集、交通繁忙的城市來說，無疑是十分重要的。

最后，城市地下隧道的興起，也帶動了整個城市地下工程的發展。

隧道是地下工程的一種，而礦井和巷道同樣是地下工程的重要組成部分。礦井的建設和施工比隧道更困難，因為它位于較深的地下，地質條件更復雜和施工技術不完善!

我們這次實習，主要是焦晉高速隧道工程和趙固煤礦的礦井建設。

第二節隧道工程

我們這次實習地點是焦晉高速的隧道工程，特別是牛郎河隧道，它是焦晉隧道中工程量最大，地質條件最復雜，施工最困難的最長的隧道。

1、焦晉高速

1.1、概況

焦作至晉城高速公路(焦作境)，是經國家計委批準立項的河南省重點工程，也是國內第一條由地、市級公路局自籌資金、自行建設、自主管理的跨省高速公路。焦晉高速(焦作境)穿梭在太行山崇山峻嶺之中，懸掛于縣崖峭壁之上，地質條件復雜，施工場地狹小，施工難度前所未有。去年年底全線通車的河南焦作至晉城高速公路，由于采用了多項諸如煤炭采空區注漿加固等先進技術，使這條穿越太行山的高速公路成為國內先進筑路技術的實驗示范基地。

焦作至晉城高速公路(焦作至省界段)雖然只有短短的17.036公里，但因穿越太行山，地形復雜，地質條件十分惡劣，全線從起點到終點總落差達566米，有大中型橋梁22座，隧道7座，并有多處穿越孤峰的橋隧工程，施工難度極大。具體表現為橋墩高、擋墻高，其中最高的橋墩達83米，有“河南第一墩”之稱;最高的擋墻高達30米，接近工程規范極限，技術要求極高。省界至晉城段有隧道10座，其中牛郎河隧道是焦晉高速最長的隧道，約為3900米。

1.2、成果

為了優質完成工程建設，工程業主單位焦作市公路局在設計過程中，先后采取了紅外遙感、衛星導航攝像技術對地質構造、巖石進行科學分析，并普遍采用計算機輔助設計線路、橋隧、擋墻，使所有工程設計都達到了科學化和標準化。開工以后，工程指揮部相繼聘請了省內外8名筑路工程專家成立了工程技術專家組，針對工程建設中出現的技術難題，定期召開科研論證例會進行技術攻關。

在治理大面積煤礦采空區時，工程施工單位在有關專家的幫助下，采用最先進的鉆孔注漿施工方法實施治理，共鉆孔912個，注漿近12萬立方米，從根本上解決了采空區地表不規則沉降這一難題。其他如橋梁高墩滑模頂升、隧道淺埋偏壓和膨脹土路基處理等高新技術的相繼采用，使該工程的各分項工程合格率達到100%，優良率達到90%。

2、牛郎河隧道

2.1、概況

牛郎河隧道進口位于張莊河附近,出口位于牛郎河村,屬越嶺特長

隧道,為雙線、雙洞、雙車道、雙側電纜槽和排水溝的隧道。其中左線起訖里程LK26+415～LK30+370,全長3955m;右線里程RK26+405～RK30+300,全長3895m。

牛郎河隧道地處太行山中低山區,海拔高度介于724m～1046m之間,隧址區地形起伏較大。地勢陡峭,相對高差320m。隧道最大埋深280m。區內溝谷發育,多呈“U”及“V”型谷。

2.2、工程地質條件

隧道進口隧址區主要穿越中奧陶統上馬家溝組第三巖性段中厚層灰巖及第四薄層泥灰巖,巖層產狀平緩,近于水平。地表覆蓋薄層第四系殘坡積地層。進口80m屬Ⅲ類圍巖,薄泥層灰巖,強～弱風化,硬質巖組。發育兩組節理,巖體較破碎,呈碎石狀鑲嵌結構,圍巖穩定性差。中間Ⅳ圍巖,中厚層灰巖,微風化～新鮮巖石,硬質巖組,單斜構造,產狀平緩。受構造影響較重,節理較發育,呈X型張性節理,節理走向分別5°～7°和290°,節理寬度約1～1.5cm,貫通性良好,由黃粘土殘積物充填,層間結合性差。巖體呈塊碎石狀鑲嵌結構塊狀砌體結構,圍巖穩定性一般。地下水主要為巖溶水和基巖裂隙水,呈滴水狀或涌水狀。

2.3、施工概況

根據隧址區地形、地貌及地質條件，兩端接線工程量和隧道照明的需求，隧道進、出口段平面線形分別設置為半徑R-2500m、R-1500m的不設超高的平曲線，洞身段均為直線，主要是考慮減少隧道長度和有利于通風而為之。左洞縱坡為-1.90%的單坡，右洞縱坡為-2.654%和-1.89%的合成坡。依救援逃逸的需求，隧道內布設車行橫洞3道、人行橫洞3道。另外，左、右洞內各設置4處應急停車帶。牛郎河隧道采用分離式斷面，兩洞凈間距約30m，其建筑限界為：凈寬9.75m(0.75+0.25+0.50+3.75×2+0.50+0.25)，凈高5m。洞內設單側檢修道，高0.40m，隧道內輪廓為單心圓。應急停車帶處的內輪廓為三心圓。

除明洞外，隧道襯砌結構系按NATM原理，采用以柔性支護體系為主要受力結構的復合式襯砌，即以噴、錨、網、格柵或型鋼鋼架等為初期支護，模筑混凝土或模筑鋼筋混凝土為二次襯砌，并在兩者之間敷設防水板。這種支護方式既能充分維護和利用圍巖的自承能力，減薄襯砌厚度，又便于機械化快速施工有利于保證施工安全和工程質量。隧道內設置有電光照明、全射流風機縱向式通風、消防、監控通訊以及配套的養管設施。

牛郎河隧道采用分離式、雙洞、雙車道布置,兩洞凈距30m。隧道凈寬9.75m,凈高6.8m。隧道內輪廊為R=527cm單心圓。本標段左、右線各設緊急停車帶兩處,行車方向右側加寬2.5m,凈寬12.25m,內輪廊為三心圓。車行橫洞、人行橫洞各兩處,洞門為端墻式。隧道以柔性支護體系結構的復合式襯砌為主要受力結構,即以噴錨,鋼筋網,鋼格柵支撐、噴25#防水混凝土為初期支護,模注混凝土為二次支護,并敷設防水層防水;路面為25cm厚35#混凝土,上鋪7cm瀝青混凝土作為上路面。隧道采用新奧法施工技術,利用大型配套施工機械施工作業生產線。Ⅲ類圍巖采用上半斷面開挖法作業,Ⅳ圍巖采用全斷面光面爆破法開挖,洞口段采用上半斷面弧形導坑開挖先拱后墻法施工,并且打入間距為50cm、長度為5m錨桿三排;明洞采用明挖方法施工。不良地質采用短循環、弱爆破、超前錨桿、強支撐方法。Ⅲ類圍巖開挖循環進尺1.5m～2.0m,Ⅳ類圍巖循環進尺2.5m～3.0m。裝碴運輸采用無軌裝碴,無軌運輸方案。二次襯砌采用自行全液壓整體模板臺車施工方案。

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