公路隧道技术规范(6篇)
公路隧道技术规范篇1
摘要：隧道工程都是地下工程，不可避免的受地下水的影响，因此隧道工程防水施工就显得尤为重要。近年来，虽然隧道工程防水施工工艺有所提高，但在实际施工中依然存在许多问题。本文根据实际施工需要，对防水施工工艺和质量控制策略进行了探索。
Abstract:Thetunnelprojectisundergroundengineering,whichisinfluencedbygroundwaterinevitably,sothewaterproofconstructionofthetunnelprojectisparticularlyimportant.Inrecentyears,althoughthewaterproofconstructionofthetunnelprojectprocesshasimproved,manyproblemsstillexistintheactualconstruction.Basedontheactualconstructionneeds,waterproofconstructiontechnologyandqualitycontrolstrategieswereexplored.
关键词：隧道工程；防水施工；质量控制；施工工艺
Keywords:tunnelproject；waterproofconstruction；qualitycontrol；constructiontechnology
中图分类号：U45文献标识码：A文章编号：1006-4311（2012）15-0105-01
0引言
为了提高我国交通运输质量，近年来隧道工程在我国道路交通基础建设中被大量运用。但隧道工程是地下工程，不可避免的受地下水的影响，由于多方面原因隧道漏水事故时有发生，给交通安全和隧道使用寿命造成重大影响，尤其是长大隧道和富水地层隧道更为突出。因此隧道工程防水施工就显得尤为重要，虽然近年来隧道工程防水施工工艺有所提高，但在实际施工中依然存在许多问题。如何提高隧道工程防水施工质量，成为每名隧道工程防水施工技术操作人员都应该考虑的问题。
1隧道工程防水施工技术要求
目前我国在隧道施工设计中通常根据隧道用途，采用《公路隧道施工技术规范》和《铁路隧道施工技术规范》等进行，但相对来说，《地下工程防水技术规范》中相关规定反而更为具体，更易于设计和施工人员掌握应用，所以在具体施工设计中，多采综合进行。在《地下工程防水技术规范》中，将防水分为了四个等级，并明确规定了各等级的适用范围。如城市公路隧道、一般公路隧道、水下隧道、高速公路隧道、铁路隧道等均有明确的防水等级划分。根据规范要求，我国公路隧道防水施工要作到拱部不渗水、边墙不漏水、路面不积水、不冒水、冻害地区衬砌背后不积水、排水沟不冻结，在设计施工和质量评定时，应当明确清晰的把握相关条款，以提高防水施工质量。
2防水施工工艺
为了保证良好的防水效果，隧道工程防水施工应遵循“以防为主、防排结合、刚柔相济、多道防线、因地制宜”的原则，采用结构自防水和柔性防水层综合应用的办法，提高隧道防水能力。在设计时，必须遵循“洞外水不能流入洞内、洞内水及时排出洞外”的基本思路，构建防排水系统。
2.1初期支护处理初期支护完成后通常并不理顺，并且有浮渣灰浆，如果直接铺设防水层，将不能很好的达到结合密实度要求。可先采用厚砂浆找平，清除掉浮碴灰浆，如果表面有钢筋等凸出物，必须割除磨平，并用砂浆将割除部位抹平，以防扎破防水材料，对于隧道初期支护转弯处，必须将阴阳角处理成圆弧，阴角圆弧半径不得小于15cm，阳角圆弧半径不得小于5cm，为防水层的铺设提供更好的结合面，最后还需要进行清理注意表面不能有水渍，以免影响粘结效果。
2.2防水卷材施工工艺防水卷材的质量及铺设工艺直接决定了隧道防水层的防水质量。在选用防水卷材时，一定要对其材质进行仔细查验，保证卷材厚度一致，平铺不会产生明显隆起和皱折。在铺设时，首先需要要隧道拱顶标出中心线，并搭设板台架，由拱顶向两侧铺设，卷材铺设必须达到平顺、舒展、无空鼓的标准，粘结牢固，对于结合部位，必须保证搭接可靠，采用环向铺设防水卷材，搭接宽度长边不少于100mm，短边不少于150mm，并将相领两幅接缝错开，同时错开结构转角位置。目前传统隧道防水材料多采用复合式防水材料，施工时一般先在初期支护上打水泥钉，但这种工艺水泥钉根部会与防水卷材直接接触，在二衬施工时防水卷材容易被刺破，造成漏水现象，可采用隐形钉铺合法，先在初期支护上挂土工布，用特制粘结片进行固定，在粘结片中心射入水泥钉，使水泥钉根部埋在粘结片内，再在外层采用热熔焊接技术铺合防水卷材的办法，使防水层成为密封整体，将初期支护与二衬完全隔离。
2.3变形缝、施工缝、穿墙管施工工艺变形缝、施工缝及穿墙管在隧道防水施工中极为重要，也是隧道防水极容易出现问题的位置，并且一旦出现渗漏水将很难治理。因此，在变形缝、施工缝、穿墙管处进行防水施工时应当特别注意。变形缝在进行防水施工时，要在模筑砼内侧设置宽度为600mm的柔性防水加强层，并采用聚氨酯密封胶密封止水，密封胶要沿变形缝环向封闭，并不能出现断点现象，避免窜水。施工缝需要采用膨胀性止水带和预埋注浆管的方法进行加强防水处理，对于结构防水薄弱环节的结构施工缝，在施工时要注意止水带和防水板的施工质量，保证止水带和防水板粘贴密实，最好的办法是采用柔性防水加强层，并粘贴缓膨型止水胶。
2.4防水层养护在防水层铺设完成后，还需要对其进行养护，并避免后续施工对防水层造成损伤，尤其是二次衬砌钢筋的绑扎与焊接，如果出现损伤，必须进行修补方可继续施工。仰拱部位应当铺一层50mm的厚细石混凝土作为保护层，并铺设跳板方可搬运施工机械和材料，需要调节钢筋位置时，不能以保护层作为支点撬拗钢筋，应当加垫板进行。在二衬混凝土浇筑时，混凝土输送管支架不能直接与防水层砂浆保护层接触，应当在砂浆上堆码沙袋，并在支架下垫木块，以减小对防水层的破坏作用。在施工时，尤其是处理拱部基面时，要对边墙防水层作好保护措施，防止残渣进入防水层和初其支护间的缝隙中。在二衬施工焊接钢筋或挡头板施工时，要对防水层进行遮蔽，以免焊碴烧坏防水卷材。
3隧道工程防水施工质量控制
要提高隧道工程防水施工质量，需要从防水材料的选择、施工准备工作、初期支护基面处理、防水材料铺设工艺、防水材料质量检查、防水层保养等多个方面进行。从目前来看，EVA材料共挤防窜流性能较佳，使用这种材料制作的防水板具有较好的防水性能，在施工时可选用内侧附有垫衬作为缓冲层的防水板，以起到防护、过滤和排水作用。为了提高防水性能，最好选用无钉法铺设防水板，铺设前彻底清除防水板表面污染物，并作好断面检查。焊接防水板时，要将两幅防水板定位，并各预留20cm，由专业人员采用“压力热合焊机”以恒定速度一气呵成焊接，保证焊接质量。
4结束语
隧道工程防水施工意义重大，事关隧道的使用性能和交通安全，必须从工程设计、施工工艺、材料选用、质量检测等多方面入手进行，并不断完善防水施工技术，积极研究新防水材料，从而提高隧道工程防水施工质量，保障隧道的运营安全，提高隧道的使用寿命。
参考文献：
[1]张新彬.隧道防水施工工艺[J].铁道建筑技术，2004（S1）.
[2]程远久，张亚美.浅谈隧道防水施工技术[J].魅力中国，2008(01).
公路隧道技术规范篇2
关键词高速公路隧道；通风系统
中图分类号U41文献标识码A文章编号1674-6708（2013）97-0147-02
高速公路的隧道通风系统是高速公路隧道机电工程的一个重要组成部分。伴随着科技的飞速发展，目前我国高速公路的建设与发展取得了很大的进步，其中包含的高速公路隧道设计是高速公路道路建设中的一个关键点。而高速公路隧道空间相对闭塞，而车流量容易超过限度，因此研究高速公路隧道的通风系统具有深刻的现实意义。
1研究隧道通风系统的重要性
因为高速公路的隧道空间相对狭隘、闭塞，大量车流产生的尾气不能很快地扩散开，再伴随着空气中CO浓度的逐渐增加，空气中的混合颗粒变多，会大大增加隧道中空气的毒性和污染性，造成隧道中毒现象。另外，空气中混合颗粒、灰尘的增加会降低隧道内的能见度，会带来不能安全行车的隐患。若高速公路隧道内发生车祸或火灾，情况会更加危险。因此，在高速公路隧道中安装通风系统控制装置，当隧道空气的质量低于一定标准，检测设备就会自动开启风机进行及时有效的疏散，当有害气体扩散，空气烟雾浓度、能见度等达到标准后，关闭风机。若要达到舒适标准，就可以根据隧道的长短，采取每几个小时向洞内不间断换气的方法，来稀释隧道内的空气异味，更好地保障隧道内空气质量。安装高速公路隧道通风系统的控制装置可以保障高速公路上的行车安全，同时也可以更好地完成高速公路运营和管理。高速公路隧道通风设计的原则是在满足隧道通风标准、技术标准和防灾要求的前提下，尽量减少投资和运营费用。
2风机安装
高速公路隧道通风系统的设计包含一个重要环节——隧道的风机安装。隧道通风设备的操作与控制工作应用区域控制器来完成。
2.1射流风机的安装
隧道通风设备的生产必须严格按照国家生产标准进行，配套元件必须符合国家先进生产水平的标准。所有材料和设备，都必须有质量安全、合格检测报告。风机安装之前必须对其规格、技术参数等进行验收检查，防止出现差错，以保障安装工程的安全、顺利实施。射流风机的安装位置应在隧道建筑界限处距离20cm的位置，安装前要进行支撑结构的载荷试验，支撑风机的强度至少应超过实际荷载的15倍以上，两台一组并列安装。比如设计非常成功的九岭山隧道通风系统采用的就是射流风机纵向通风方式。风机吊装操作须采用两端安装螺栓的专业吊架进行操作。风机接线的设计很严格，接地线保证牢靠的连接，并保持与主接地回路的连通。安装风机启动柜时要注意防潮，最好选用铜端子作为露接线端子。安装风机控制柜来完成对风机运作的本地人工操控，风机控制柜的控制信号采取就近原则，由距离最近的区域控制器来控制。
2.2轴流风机的安装
轴流风机的安装应按照有关机械安装规范来进行。安装前应做好全面、必要的检查工作，包括检查设备的种类、型号与规格等，仔细查看质量安全与合格证书。另一方面对安装的基础设施进行检查，包括混凝土质量、地脚螺栓的安装的位置和数量等。轴流风流机的安装过程要按照技术规范标准进行，并配合技术管理和监制进行指导和操控。所有的用电设施和控制柜要做好接地及防腐工作，以保障施工安全性。风机安装完成后，要进行完工检查，设备安装的位置、零件的紧密度、电气设施以及接地回路的装置都要进行排查。
3风机配电
由于隧道内空气潮湿，所以风机配电的启动设备安装在变电所内。采用放射式的方法，直射每台射流风机。隧道电缆应设置在隧道行车方向左侧电缆沟支架上。洞内利用机电工程设置的各种钢筋、钢管形成一个自然接地网，但应注意接地点要做好防腐处理。
根据隧道中的行驶车流量及交通状况，适当调整通风量及启动风机的频次和时长，一般原则是在充分保证隧道内卫生标准情况下，尽量节约成本，做到节能环保。风机启动的频率也不能过于频繁，否则会影响风机正常使用寿命，另外还要注意平衡各个风机的劳逸程度。根据空气浓度、可见度值的检测，最接近该检测器的风机会先启动。
4实施中的安全保障措施
在安装通风系统装置前要对设备、装置进行安全检查，检查设备及配套设施的规格、种类，零件或设施的精密度；在作业过程中要注意施工人员的安全，戴头盔、安全带、眼罩等防护道具；项目施工承包人也要拟定相关合同，保障工作人员安全；要制定具体、全面的安全施工措施；对施工过程中出现的突况或突发事件都要做好防范及救助措施；工程完工后，还要对装置的位置、规格及数量进行确认和检查，做好日后长期的安全防范工作。
5应用与实践
高速公路隧道通风系统的设计和实施应用中，都要从每一路段的实际情况出发，根据高速公路的地理位置、地形地貌等情况，采取纵向送排通风方式、竖井通风方式或者综合方案，进行分段、分时长通风操作。然后按照科学、安全、先进、经济、环保的原则确定风机安装和操控部署。例如云中山隧道，它位于沂州至保德高速公路路段，是一项全长5565m的特长隧道。云中山隧道采用的是分段纵向送排式通风方式，在隧道中设立竖井，将隧道分成两段进行通风。整个系统包括38台射流风机，4台轴流风机以及启动柜等配套设施。云中山隧道在设计和实施方面，都始终保持科学性、安全性及环保性，后期检查与故障排除工作讴做得非常好，是我国高速公路隧道通风系统建设的一个典型的成功案例。以满足隧道内通风、卫生标准和运营通常为基本标准，进行风机布置和操作方案。江肇高速公路中的毛毡岭隧道达到了很理想的通风效果。毛毡岭隧道长4780m，它的左洞以上坡为主，该隧道在完成日常车辆造成有害气体的疏散工作下，还特别注意防灾通风。因其下洞以下坡为主，稀释洞内的有害气体粉尘、再不间断地换新风除异味。在满足了隧道通风的基本要求下，利用地形、地势特点增强通风效果，能为车辆驾驶员提供更好的驾车环境和驾车条件，排除行驶过程中的障碍因素，就会减少交通事故的发生。
6结论
高速公路隧道通风系统的设计和实施是一个复杂的过程，需要全方面的研讨和全方位的合作进行。高速公路隧道通风是我国高速公路运营和监管的一项重要任务。切实做好隧道通风工作，为大家提供更好的行车条件，保障行车安全，，可以更好地排除交通隐患，减少交通事故的发生。这对国家高速公路的建设具有重大的意义。
公路隧道技术规范篇3
【关键词】高速公路隧道病害整治技术探讨
1引言
我国是世界上隧道最多，隧道工程发展最快的国家之一。全国公路隧道已超过6000处，总计3000多万米。随着我国国民经济的快速稳步发展，基础设施建设日益完善，其中交通运输行业项目的需求量和等级要求越来越高。我国国土面积大且地形地貌复杂，山区高速公路建设的蓬勃发展伴随着隧道修建的数量越来越多。由于各地自然条件差异较大，隧道所穿越山体工程地质、气候、水文等因素复杂多变，加上受到设计、施工及养护等因素影响，易导致部分隧道出现结构变形、错台、开裂、渗水等病害[1]，大大降低了高速公路隧道的通行效率，同时威胁到安全运营，甚至使隧道失去使用价值，给国民经济带来巨大的损失。
高速公路隧道病害的整治还处于被动保障，当隧道病害出现以后，技术人员通过隧道病害特征结合隧道所在山体地质构造和水文条件等因素，主要以经验制定整治方案。不仅缺乏系统的流程，也容易造成不必要的浪费，甚至引起相应灾害。基于此，本文从隧道典型问题本身出发，分系统对高速公路隧道病害进行研究分析。
2高速公路隧道病害现状和成因分析
2.1国内公路隧道病害现状
目前国内对公路隧道病害整治还没有将理论很好运用到实践中，缺乏系统规范的检查标准。据有关资料统计，从隧道运营现状来看，高速公路隧道病害的类型主要有隧道渗漏水、隧道冻害、隧道衬砌破损、变形、下沉等。这些病害一般不是独立存在的，而是互相影响、互相作用的。其中的典型隧道病害都与渗漏水有着直接或间接的关系，隧道结构的缺陷给隧道渗漏水提供了通道，隧道渗漏水的长期作用又会加剧隧道侵蚀破坏，特别是地处存在地下水结构的隧道，其病害问题更加严重。在隧道运营期间，渗透水常通过混凝土衬砌变形缝、施工缝、混凝土孔隙等通道渗漏进隧道中，造成隧道内部附属设备处于潮湿环境而发生锈蚀、霉烂、变质等。严重的导致路面积水，甚至隧道基础的沉降[2]。
2.2公路隧道病害分析
病害作用主要包括长久作用和偶然作用。长久作用主要考虑围岩压力、土体压力、材料劣化等，偶然则主要表现在地震等自然灾害。此外，设计和施工质量等外因也造成了隧道病害。
（1）隧道渗漏水成因分析。隧道开挖不仅对构造造成影响，对地下水也有很大影响。隧道水害的成因是修建隧道破坏了山体原始的水系统储存点，隧道成为所穿越山体附近地下水集聚的转移通道[3]。隧道开挖引起围岩应力的释放和重分布，不仅改变围岩力学特性还改变了水的平衡系统，导致周围的水形成新的含水层和专一通道，向隧道内汇集和积聚，给隧道渗漏水创造了条件。周围地下水渗流场的改变，引起应力场的不断重新调整，局部应力集中、地层受力不均匀或岩层断面活动都将对隧道结构造成破坏，使得衬砌结构出现裂缝等，形成渗漏水通道，使隧道产生渗漏水。
（2）隧道冻害成因分析。隧道周围环境气温变化是冻融交替的主要原因。衬砌周围冬季冻结，夏季融化范围的围岩沿衬砌周围各最大冻结深度连成的圈叫季节冻融圈。如果在设计过程中，对围岩的岩性没有考虑或考虑不周，加上工程材料的缺陷，隧道的排水设施则冬季易发生冰塞。在寒冷的冬季，渗漏水将改变岩性，造成隧道围岩冻胀和衬砌开裂。而衬砌一旦开裂，将会给地下渗透水重新开辟新的外渗通道，引起隧道严重水害，进而使衬砌混凝土侵蚀。冬季冻结，夏季融化。如此季节循环，连锁破坏，致使衬砌产生渗漏水。同时，地下水的侵蚀将造成衬砌混凝土的疏松、结构物剥落，隧道衬砌裂损，承载力降低，最终导致结构失稳破坏。
（3）隧道衬砌结构破损成因分析。隧道衬砌结构破损是指在环境水对混凝土和水泥砂浆的侵蚀作用下，由于地质、设计、施工和其他人为因素（如在隧道附近采矿、取土等），隧道衬砌发生开裂变形、片块剥离以及大块坍落。其主要类型有衬砌开裂、衬砌变形、衬砌腐蚀以及衬砌背后空洞等。隧道衬砌结构破损主要是由地质构造引起，而设计阶段和施工阶段中的技术限制、材料质量、施工工艺等也造成了结构的破损[4]。
3隧道病害的整治研究
在病害整治中应尽量不中断运营或减小对隧道运营的影响。同时，应根据隧道病害特征，结合地形地貌形态水文规律建立系统规范的流程进行整治。
（1）隧道渗漏水整治方法。地下水在公路隧道病害成因中，是最活跃、最具破坏力的因素[5]，隧道渗漏水病害治理难度最大，其治理效果能够综合反映隧道整治质量。隧道治水的具体措施就是防、排、堵、截等相结合。主要采用堵水注浆技术、渗透水引排技术等。一是完善地下截水，在地质不利的地方采取截留和引排，设置转移通道，使水远离隧道；二是贯通隧道内原有的排水系统，在渗漏水的衬砌处设置引水管、泻水管和引水渡槽等；三是在施工缝和变形缝处用止水带、遇水膨胀橡胶等密封防水材料进行封堵；四对严重漏水的隧道应采取套拱加固。
（2）隧道冻害的整治研究。隧道冻害指寒冷地区和严寒地区的隧道内水泥和围岩积水冻结，引起隧道拱部挂冰、边墙结冰、衬砌胀裂等。其根本原因包括：寒冷气温、季节冻结圈、设计与施工方面的等因素。如果能将水排除在冻结圈以外，加强结构层和接缝防水，选用具有一定的抗冻性的防水材料。就能达到防治。考虑到其难度大，可行性不高，现实中的以隔热，加热为主。在衬砌表面或初期支护与二次衬砌之间设隔热材料，使围岩的热量在冬季不逸出隧道衬砌，并保持隔热材料的表面在冰点以上，从而防止冻害的发生。在严寒地区可采用更换土壤、增加保温材料防冻、防止融坍、加强结构等措施。
（3）隧道衬砌结构破损整治研究。整治衬砌裂损病害，以保障为前提，优化为目的。首先应该稳固衬砌结构进一步破损。可通过注浆、增加支挡、锚干等[6]方法对衬砌加固并在此基础上结合病害特征，制定相应完善的整治方案。如果衬砌破损裂缝交错分布，密度较大，并且出现结构物剥落，使原衬砌失去使用功能，则应该考虑拆除并新建衬砌。衬砌破损容易引起周边结构出现渗透水，对于此类情况，一方面要阻止并改善衬砌破损，另一方面要利用灌注混凝土或者防水材料，对其结构进行防透水整治。
4结语
随着我国交通基础设施的建设，高速公路网逐步向越来越多的山区铺设，随之高速公路隧道的建设量也越来越多。同时，对隧道病害系统完善的整治需求日益突出。目前，还缺少一套系统、完善、经济、环保、安全的整治流程系统，工程中还在以病害特征结合个人经验进行整治方案的确定。本文叙述了高速公路典型病害特征，并综合分析了病害整治的研究方法。针对隧道病害原因复杂，影响因素众多等，需要不断探索新技术、新工艺。将“整治保障”转化为“设计保障”，最大程度的减少隧道病害带来的事故隐患，提高高速公路隧道通行效率。
参考文献：
[1]中华人民共和国行业标准.公路隧道养护技术规范（JTGH12—2003）：北京.人民交通出版社.2003勘察设计网.
[2]扬新安，黄宏伟.隧道病害与防治[M].上海：同济大学出版社.2003.
[3]侯建斌，夏永旭.公路隧道的养护及病害防治[J].公路交通科技，2006（3）：5-9.
[4]王战兵.隧道病害处置研究[D].长安大学硕士学位论文，2004.
公路隧道技术规范篇4
关键词郑西客专黄土隧道基础沉降研究
中图分类号：TB21文献标识码：A文章编号：1674-098X（2013）03（a）-0-02
客运专线不同于普通铁路的一个最大的特征之一，在于线路的高度平顺性及对线下工程严格的工后沉降要求，故站前专业的设计重点之一在于，如何把各种构筑物的工后沉降控制在允许范围之内。郑西客专位于我国黄土分布的核心范围，全线总延长77km隧道，其中五十公里为开挖面积约163m2的Q3、Q2新老黄土隧道（已建黄土隧道最大开挖断面不到140m2，而且修建较少）。与以往黄土地区修建的铁路隧道相比，本线黄土隧道具有断面大、穿黄土段落长、地质复杂的特点。郑西客专黄土隧道从工程地质上分具体有以下三个难点：函谷关隧道全长7851m，为国内最长的黄土隧道，该隧道位于黄土台塬及其斜坡地带，最大埋深220m，隧道洞身大部分为砂质黄土，土体稳定性差[1]，以该隧道为代表的长大砂质黄土隧道修建技术；张茅隧道全长8483m，出口3km范围黄土隧道位于地下水位线以下，土体含水量超过以往的富水黄土隧道，达饱和含水量[1]，施工极其困难，以张茅隧道为代表的长大富水黄土隧道修建技术；阌乡隧道全长770m，埋深30m，进出口较长段落均位于湿陷性黄土范围，而且湿陷性土层厚度达25m[1]，以该隧道为代表的湿陷性黄土隧道基础处理，是郑西客专黄土隧道修建的又一技术难题。郑西客专黄土隧道的大规模修建，无疑是我国黄土隧道建设的一个新台阶。我国学者对黄土隧道进行过大量研究工作：铁路部门：上世纪60年代铁道部成立黄土双线隧道现场设计研究组，对陇海线三门峡～潼关段13座出现裂缝的黄土双线隧道进行试验研究；八十年代铁科院在大秦线对浅埋黄土隧道做过大断面开挖与喷锚支护的研究；1989年中铁隧道局主持“浅埋黄土质双线铁路隧道施工新技术”研究；九十年代修建的宝中线、神延线、神朔线、西延线、朔黄线等出现了大量的单线及部分双线黄土隧道，神延铁路公司与西南交通大学“黄土隧道施工研究”；1999年铁一局主持“大跨度黄土隧道新奥法施工综合技术研究”。公路部门：随着近些年西北高速公路的大量修建，公路系统针对双车道公路隧道（开挖断面105m2）做过较多的研究。如2000年～2001年甘肃省交通厅与长安大学“公路黄土隧道围岩特性及支衬结构受力性状研究”；黄陵延安高速公路公司与长安大学“黄土隧道结构设计与施工控制研究”。在黄土隧道基础加固方面，甘肃省交通厅与长安大学及中铁19局完成“土家湾隧道软黄土地基加固技术试验研究”。按《客运专线无碴轨道铁路设计指南》（以下简称《指南》），路基工后沉降不应大于15mm，长度大于20m的路基，允许的最大工后沉降量为30mm；桥梁墩台均匀沉降量不大于20mm；涵洞的地基为压缩性土地层时，其工后沉降量不应大于30mm。而该《指南》对隧道只要求底部加仰拱，对沉降并未做明确规定[2]。主要由于隧道是深埋于地下的封闭结构，土体处于三轴压缩状态，工后沉降量一般很小。黄土隧道同样有沉降问题，隧道结构不同于桥涵、路基，隧道的沉降要求有其自身的特点。据我国学者对黄土的研究，在一定压应力作用下，黄土变形大体有四种形式：弹性变形、压密变形、塑性变形和蠕变变形。黄土是一种天然状态下结构比较强的土质，常处于欠压密状态，主要为压密变形，而压密变形又表现为压缩变形和湿陷变形[3]。故当隧道基底为非湿陷性黄土时，隧道底部黄土变形主要为压缩变形；当隧道基底为湿陷性黄土时，必须考虑消除黄土的湿陷性。
1已建铁路、公路黄土隧道基础处理情况
2郑西客专黄土隧道沉降计算
采用大型有限差分软件对地基处理的工后沉降进行计算。造成工后沉降的荷载取为列车荷载与钢轨荷载，按ZK标准活荷载图示考虑，并考虑列车的振动造成的动力效应。
2.1荷载计算
2.2隧道沉降计算
2.2.1计算方法及模型描述
本计算选取富村二号隧道的Ⅴ级黄土加强段，埋深为10m，根据实际地形建模，先生成初始应力场，施做二次衬砌并且进行隧底填充（模型上未建道板及轨道），然后追加道板及轨道的荷载，最后位移置0，追加列车荷载。沿横截面方向左右各取70m，约5倍洞径左右；隧底以下取45m；为简化计算隧道纵向长度方向取10m。
2.2.2施做道板及轨道后的沉降
3黄土隧道基础沉降现场量测情况
4郑西客专黄土隧道工后沉降分析
由于《指南》对隧道工后沉降没有明确的规定，但是通过理论分析或有限元计算均表明，各种地层的隧道均有工后变形问题，只是大小不一样。隧道是一个埋藏于山体内的连续及封闭的刚性结构物，特别在土石分界或新老黄土分界处，如果有即使很微小的不均匀沉降，则结构很可能产生开裂病害。而桥涵（连续刚构除外）、路基是开放体系，若基础发生沉降，则只对线型有影响，一般结构部分没问题。
客运专线建设大家更关心的是路基和桥涵的工后沉降问题，对隧道工程的沉降关注不多。过去我们修普速铁路对这个问题研究的不是很深，对于岩石隧道若洞口有土层，往往对土质隧道基础进行特殊处理，土石分界处设沉降缝的方法，其目的主要是防止衬砌开裂，而较少考虑隧道的下沉量问题，认为即使隧道下沉可以通过预留沉落量、调整道碴高度等措施解决。而对于整个隧道位于土层中，则一般不考虑基础处理，认为隧道即使有沉降也是均匀沉降，结构不会有问题。基础承载力、结构下沉及衬砌开裂三个概念在隧道设计中应该澄清一下，基础承载力不够并不能理解为结构一定会下沉（土体比较密实的情况）。而基础承载力不够对隧道结构本身不利，因为基底会发生应力重分布现象，如果结构刚度不够，可能就要发生开裂。
《指南》对隧道工程没有明确规定工后沉降量，关于隧道的工后沉降，笔者认为：应当首先以不超过路基工后沉降，并且应满足隧道在发生微小沉降时，结构不致破坏为
原则。
5郑西客专黄土隧道基础处理方案
对于郑西客专黄土隧道基础处理，由于隧道工程和路基、桥涵工程不一样，衬砌施工后背后土体始终处于三轴压缩状态，限制了土体的变形，土体体积如果结构没有破坏，则体积也不会有变化，微小的工后沉降以黄土的压缩变形为主，一般洞身地段老黄土可压缩性很小。目前有种观点认为：隧道基础以下土体已经承受了几百万年的上覆土体的重量，这个重量远大于围岩压力+隧道自重+列车荷载。
（1）关于湿陷性黄土基础处理
对于隧道洞口及浅埋段，往往为新黄土，形成年代较近，结构疏松，力学性质差及一般均有一定的湿陷性，处理措施主要目的在于消除黄土的湿陷性。
《湿陷性黄土地区建筑规范》（以下简称《黄土规范》）强制规定：甲类建筑应消除地基的全部湿陷量或采用桩基础穿透全部湿陷性黄土层，或将基础设置在非湿陷性黄土层上[4]。无疑客运专线应属甲类建筑。因此按照《黄土规范》：湿陷性黄土隧道基础处理应穿透基底以下全部湿陷性黄土层。而该规范编制时针对的多是湿陷厚度小于二十米的楼房建筑，基于全部处理湿陷性土层后投资增加不大的情况。郑西线部分黄土隧道洞口湿陷层厚度达三十米，是否有必要全部处理，要结合隧道工程荷载及地下水的特征，是值得深入研究的问题。
我国黄土地区基础处理方面用的较多的方法，主要有灰土垫层法、水泥土挤密桩法、桩基础、高压旋喷注浆等。郑西客专黄土隧道采用水泥土挤密桩法，该方法由于采用横向挤压成孔，使得桩间土得以充分挤压，和水泥土桩形成复合地基，这种方法工程量小，效果较好，但隧道内空间有限，特别两边墙脚处不易施工，应有配套的施工机具，同时挤密桩施工对初期支护有一定的扰动影响。郑西客专已经施工了隧道内水泥土挤密桩的情况来看，达到了消除隧底黄土湿陷性的
目的。
（2）施工过程中避免对基础的扰动
6结语
通过以上分析得出以下几点结论：
（1）隧道工程的沉降控制标准：应当以不超过路基工后沉降，并且应满足隧道在发生微小沉降时，结构不破坏的原则作为客运专线隧道工后沉降设计控制值有一定的参考价值；（2）计算结果说明郑西客专黄土隧道沉降量满足无碴轨道工后沉降要求；（3）郑西客运专线黄土隧道基础处理应以消除洞口新黄土湿陷性为目的，水泥土挤密桩法可以作为隧道内消除黄土湿陷性的工程措施；（4）黄土隧道基础施工过程中的关键工序为：清楚干净基底虚土，防止水浸泡。（5）无碴轨道铺设应在隧道基础沉降稳定后，并对隧道基础沉降作系统的评估，确认其工后沉降符合设计要求后方能实施。
参考文献
[1]中铁二院工程集团有限责任公司[J].成都：郑西客专隧道施工图，2006（3）.
[2]铁建设函[2005]754号.客运专线无碴轨道铁路设计指南[J].铁道科学研究院，2005（10）.
公路隧道技术规范篇5
关键词：公路隧道监控量测回归分析拱顶下沉位移
中图分类号：X734文献标识码：A文章编号：
1前言
目前国内外山岭隧道设计施工基础理论为新奥法，新奥法主要内容可以概括为一个核心三个基本点，一个核心即为利用围岩的自承内力使围岩和支护结构达到平衡状态；三个基本点分别为：一是运用监控量测手段时刻关注围岩变化情况；二是适时支护，在最合理时间内进行支护；三是光面爆破，减少出现应力集中情况[1][2]。可见监控量测在山岭隧道施工中占有重要的地位，虽然国内外大量学者技术人员对监控量测进行了大量的研究分析，但目前国内隧道施工中监控量测实际使用效果并不是很理想，问题根源主要有以下几个方面：一是监控量测并未得到现场施工单位应有的重视，即使实施了监控量测，也未发挥监控量测应有的作用；二是实施监控量测的技术人员功底较薄，其对监控量测的理解只停留在判断围岩是否安全的阶段；三是监控量测现场环境较差，数据采集往往误差较大，影响技术人员分析。本文主要是结合笔者多年的隧道施工经验，针对目前监控量测存在问题提出了自己的见解并给出具体分析实例。
2监控量测简介
我国《公路隧道设计规范》（JTGD70—2004）和《公路隧道施工技术规范》（JTG/F60—2009）[3][4]对公路隧道监控量测目的、测点布设、精度要求、数据处理和数据分析给出了较为详细的论述，并推荐了三种回归分析函数。现将必测项目周边收敛、拱顶下沉和地表下沉采用的仪器及目的做一简要说明：
表1必测项目及其监测方式
上述表格给出了必测项目几种常见的监测手段及其优缺点，其中精度主要依据实际监测中误差结果得到。
3回归分析在处理数据中的运用
王建宇在文献[5]中从全位移角度阐述了回归分析在监控量测中的运用，但这与实际监控量测有所出入，本文主要从隧道设计的预留变形量及建筑限界角度重新剖析回归分析在监控量测中的运用。下图给出了回归分析拟合曲线示意图：
图1围岩位移与时间关系示意图
规范推荐了对数函数、指数函数和双曲线函数三种回归模式，其原理一致，即得到的函数，从而可分析开始采集数据前的位移变化情况，同时依据的数值判断围岩及支护结构的稳定性。
图1，横轴为时间轴，纵轴为位移累计变化轴，其中时间=0表示围岩开挖开始时间节点（放炮结束时间），=为开挖结束时间节点，也是支护开始时间节点，=为支护结束后某时刻，即开始测点布设和数据初始采集时间节点。故围岩=+++，其中：表示围岩受隧道开挖引起的所有位移，表示可量测得到的位移，表示=至=时间内围岩的位移，表示=0至=内围岩开挖期间的位移，表示围岩开挖对引起前方围岩的位移，通过经验系数可求得。
因此，=++与隧道设计的预留变形量进行比较，从而可知预留变形量是否满足设计要求；=+初期支护完成后初期支护累计变形量，此值更直观反映隧道支护结构的位移值。
4工程实例分析
4.1工程概况
感坑隧道位于厦门至成都国家高速公路赣州至崇义（赣湘界）段新建工程A3标，为单向2车道连拱隧道，感坑隧道位于上犹县黄埠镇小感坑村附近，隧道穿越小感坑村一小山包。隧道起止桩号为K467+203~K467+480，全长为277m。本隧道均为半径R=1318m的左偏圆线上，罗线纵坡为上下分别为2.096％和-1.3％的双面坡，隧道初期支护结构符合隧道设计规范[3]要求。
4.2数据采集
断面布置按《公路隧道施工技术规范》[4]规定，在隧道Ⅳ级围岩每20m布设一个拱顶沉降断面，若遇到变形较大时加密断面。下表给出左洞埋深110m的ZK467+340断面初期支护拱顶沉降监测数据情况，监测数据显示在持续监测一周后日变化量小于0.2mm/day。表2给出不同时间ZK467+340断面拱顶下沉中间测点G1累计变化情况：
表2拱顶下沉实测值与时间关系
其中隧道开挖至出渣完成共耗时7个小时，支护时间5个小时，支护完成后18个小时开始布设测点进行数据初次采集。
4.3回归分析
时间=30小时，时间=12小时。利用指数函数，其中表示可量测的部分的收敛值，表示数据变形发展的趋势。
利用Origin软件对表2数据进行回归分析得到G1点的沉降累计变化量和时间函数关系如下：
，上述拟合函数的方差=0.8654，相关系数平方=0.99416，故拟合函数与实际测值有较好的拟合关系。
故：=49.2mm，==7.2mm，==9.5mm，开挖后围岩拱顶部位竖向位移=++=65.9mm。
同时参考利用文献[5]可知=（++），取=0.314，得=30.2mm。
=+++=96.1mm。
上述分析可知，从监测得到数据进行回归拟合得到开挖面在爆破至开始初期支护期间围岩拱部位移达到7.2mm，开始支护到开始采集数据期间围岩（初期支护结构）拱顶部位位移达到9.5mm，开始采集数据之后可测得围岩（初期支护结构）拱顶部位位移达到49.2mm，由于前面掌子面开挖导致的先行位移达到30.2mm。围岩由于隧道施工在竖向位移变化可达到96.1mm，围岩变形大小是围岩安全稳定性重要分析依据，围岩全位移的大小直接反映了围岩安全状态。
5结论及建议
依据隧道实际施工中不同阶段时间内围岩位移变化的不同含义，确定了四个时间段位移值的求得方法，分析围岩位移变化和时间的函数关系，得出了主要以下主要结论。
围岩由于受到之前围岩的开挖引起的先期位移占围岩总的位移变化较大的比重，分析感坑隧道ZK467+340断面数据可知，先期位移达到30.2mm，此位移也是判断围岩稳定性重要依据；
分析感坑隧道ZK467+340断面数据可知，从爆破结束至开始采集数据期间，围岩拱顶部位位移变形量占可测位移变化量34%，故对于判断隧道预留变形量必须使用回归分析方可得到参照依据；
开始初期支护至开始采集数据期间围岩（初期支护）拱顶部分位移变形占可测部分数据19%，故初期支护时间虽然较短，但此期间围岩变形相对较大；
从回归分析过程可知，初始数据采集时间越早，回归分析引起的误差越小。
参考文献：
[1]朱汉华，孙红月，杨建辉.公路隧道围岩稳定与支护技术[M].北京：科学出版社，2007.
[2]王建宇.隧道工程监测和信息化设计原理[M].北京：中国铁道出版社，1990；
[3]重庆交通科研设计院.公路隧道设计规范[S].北京：人民交通出版社，2004；
公路隧道技术规范篇6
关键词:公路隧道建设;施工质量;工程监理;质量检测
中图分类号:U455文献标识码:A
文章编号:1009-2374 (2010)22-0195-02
0引言
20世纪80年代,以隧道工程为主要方向的地下空间开发迅猛发展。公路隧道随着公路建设的不断发展,在世界各国也得到了广泛的应用。而我国是一个地形复杂的国家,在过去的20多年里我国的公路隧道建设也得到了长足的发展。据资料显示,我国目前的公路隧道规模和数量已经位居世界第一位。随着我国经济的迅速发展,公路交通建设将得到更快的发展,而公路隧道也会进入一个快速发展的历史时期,在全国交通基础设施建设发展中,必然会遇到隧道修建的问题,而在隧道开挖过程中隧道的施工质量问题是很关键的问题,本文通过对公路隧道建设发展与施工质量的分析,对公路隧道建设问题作了初步的探讨与思考。
1我国公路隧道建设发展与质量问题分析
1.1我国公路隧道建设发展
我国地域辽阔,山区公路建设任务十分繁重,尤其是在山峦耸立、地形起伏多变的地区。随着改革开放不断深化,国民经济迅速发展,公路隧道的建设取得了很大发展,高等级公路隧道建设日新月异,全国性高等级公路网格局正在形成。1979年,我国公路隧道通车里程仅为52公里,数量为375座。1993年发展到683座,总长137公里,均是二级以下的短隧道为主。2000年我国隧道通车里程为627公里/1685座。截至2007年底,我国已建成公路隧道2555公里。预计到2010年年底之前,我国将再有840多公里的公路隧道出现在中国辽阔的大地上。与公路大规模建设现状相配套,我国公路隧道的施工技术也在不断提高,并取得一系列成绩。特别是近十多年来针对公路隧道建设的现状,我国投入大量科研经费支持公路隧道工程实际问题开展科学研究,包括公路隧道施工技术规范编制、公路隧道CAD技术研究、连拱隧道建设关键技术研究等,涵盖隧道施工管理、监控防灾等领域,针对性比较强,有力地支持了我国公路隧道发展,将我国公路隧道的施工技术推向世界领先水平,比如秦岭终南山隧道是世界建设规模最大的高速公路隧道,最大埋深超过1700m。厦门翔安隧道是我国第一座钻爆法开挖的六车道海底公路隧道,上海崇明长江隧道是是世界上最大的隧桥结合工程之一,工程全长25km。
1.2我国公路隧道建设面临主要质量问题
改革开发三十年,综合国力不断增强,也带来了我国公路隧道建设快速发展的黄金时期。看到发展的同时,我们也清楚的知道我国隧道建设与发达国家相比还存在很大差距,科技研究攻关质量不高,管理技术比较落后,技术创新能力不足等都是制约公路隧道工程发展的因素。公路隧道的建设发展即也带来了施工质量问题。质量是公路隧道建设的关键,直接影响其使用期限,在公路隧道建设技术不断发展的同时,施工质量也越来越受到人们重视,开展公路隧道施工质量方面的研究,是我国公路隧道近期建设发展重点之一。公路隧道常见的质量问题可归纳如下,首先是公路隧道衬砌漏水,公路隧道衬砌漏水是当今公路隧道最为普遍的质量问题。目前国内大部分公路隧道都存在不同程度的衬砌漏水问题。在公路隧道穿越含水层时,底层中一些固有的地下水通道被公路隧道拦截,公路隧道本身所拥有的空间就成了地下水汇集的良好场所,当公路隧道质量存在缺陷时,就必然会出现衬砌漏水,这种情况也多发裂损的薄弱部分,邻近超挖回填不密实的空洞也容易发生渗漏水。还有公路隧道衬砌裂纹、公路隧道衬砌裂纹是指衬砌中出现不连续现象。外因上讲主要是岩层松弛滑坡和酸害等,内因上主要是材料性质和设计施工的不足等。衬砌腐蚀,公路隧道内金属构件的锈蚀、砖石砌体风化被侵蚀破坏等,都属于公路隧道衬砌腐蚀。公路隧道衬砌腐蚀可归纳为物理侵蚀和化学侵蚀两大类。物理侵蚀主要有冻融交替冻涨蚀,化学侵蚀主要有溶出蚀。另外衬砌压溃及剥落在公路隧道质量损害中比较多见。自然外力如滑坡地震等和材质恶化、设计缺陷等都是引起衬砌压溃及剥落的原因。还有公路隧道衬砌变形及位移,衬砌变形是指公路隧道衬砌在内外因素的作用下发生形状改变。公路隧道衬砌位移是指衬砌整体或者部分出现倾斜变化。公路隧道的衬砌从建设到破坏需要经历变形、裂损、位移和垮塌四个阶段。公路隧道衬砌变形是隧道质量问题的第一步,在公路隧道衬砌出现变形,应该对这种质量问题采取措施,避免垮塌的出现。
其次是公路隧道洞门裂损及洞口质量损害,公路隧道洞门在隧道建筑的作用承受山体纵向推力,支挡洞口边、仰坡,以稳定洞口。公路隧道洞口多修筑于风化破碎的围岩,承受较大温差变化和各类不利自然条件,容易发生质量损害。公路隧道设计对推土力计算不准、措施不当等也会很容易引起公路隧道洞门裂损。公路隧道洞门常见的质量损害有端墙前倾与衬砌环节脱节等。还有隧道冻害,因水流和围岩积水冻结,在公路隧道各部位及附属设施上发生的,隧道冻害防治是当今公路隧道技术攻关重点,应认真调查地址情况,通过设计改良和施工予以处理。另外公路隧道运营通风不畅及照明不良也是一个很重要的问题,公路隧道和铁路隧道一样均需通风,通过通风技术对公路隧道的污染物含量水平和火灾情况下的烟雾含量进行控制。在整个公路隧道的建设中,通风方案直接关系到公路隧道的工程造价和救灾功能。目前国内对公路隧道通风系统的研究还比较落后,有关火灾通风方面的研究仍需加强。此外由于经济原因,通风系统一般也没用得到很好的开启。许多隧道的照明设备没有开启,有部分公路隧道甚至因此不安装照明灯具。
公路隧道工程质量还和许多因素有关。这还包括隧道建筑材料质量参差不齐,建筑材料的试验往往被忽视,公路隧道施工的整体质量也就得不到保证。我国公路隧道修筑技术、质量控制和检验控制水平的滞后也是影响公路隧道建筑施工质量的基本原因。此外,我国一般公路隧道工程建设周期较短、一定程度影响公路隧道工程正常实施,影响隧道施工质量。
2公路隧道施工质量问题的策略分析
公路隧道施工质量问题,施工建筑材料质量控制、工序工艺质量控制以及工程竣工检查等最为关键。
首先,要重视公路隧道施工质量检测方法的确定。自我国开展公路隧道施工质量检测工作以来,如何对公路隧道施工的工程材料或者工程施工情况进行检测一直处于探索中,各有特点的许多检测方法在工程中不断得以应用,而在实践中,由于检测方法自身存在的局限性或者缺陷性等,部分检测方法逐渐被淘汰,更多符合工程实际需要的新型检测方法随之涌现。对各项工程材料或者工程施工情况的各种检测方法进行了深入研究,要结合实践经验,综合考虑施工环境和评价指标等因素,采用分析比较法,去侧重方法的实用性,最终确定具体公路隧道施工工程质量的检测方法。在此以锚杆质量检测为例,传统的锚杆施工质量检测是指锚固受力状态的检测,主要利用千斤顶进行拉拔试验,而这种检测手段会对软岩或较破碎岩层带来不利影响,费工费时。可以根据工程实际,将锚杆的检测分为材料检测和施工检测两方面完成。在施工阶段结合新型无损检测技术对锚杆整体施工质量进行检测。
其次是公路隧道施工质量检测控制指标的确定。和公路隧道施工质量检测方法相似,目前我国在对公路隧道工程质量的质量控制检测中,没有统一的质量控制检测标准,已有的公路隧道施工质量规范标准更新缓慢,不能适用工程质量控制需要,在实际公路隧道施工工程质量质量控制检测中,往往难以真正达到通过检测控制指标对公路隧道工程施工质量进行控制的目的。检测是手段,分析控制是目的,两者相互支撑。要结合公路隧道施工工程实际,新增必要的质量控制检测指标,建立起一套从公路隧道建筑材料、施工过程、竣工验收等各个环节的公路隧道施工质量控制指标体系。同样以锚杆质量质量控制检测为例,传统的锚杆质量控制检测指标仅仅在竣工验收阶段对锚杆进行试验,无法满足公路隧道施工质量控制需要。锚杆的质量控制检测指标也应该从建筑材料和施工质量两方面进行确立,与其检测的方法对应。通过建筑材料检测方面的指标和施工过程中指标,较为完整的给出锚杆施工质量控制指标体系。
最后是公路隧道建筑材料质量控制检测。公路隧道建筑材料的优劣直接影响公路隧道工程的施工质量。公路隧道的建筑材料的质量控制应选择质优价廉、信誉高的生产厂家,加强对材料检查验收,重视材料的使用认证,落实建设工业产品准用证制度,对材料质量进行跟踪,避免造成损失。所有的工程建筑材料使用须经过实验满足自检要求。对材料质量的要求还应充分考虑材料应用环境、工程部位及施工工艺等要求。注意对公路隧道施工过程和竣工检测质量控制检测,隧道竣工验收是隧道工程交付使用前对质量检验和控制的最后一道关口,对隧道进行竣工检测,使竣工验收潮规范化、标准化方向发展,可以更好地控制好工程的施工质量。
3结语
伴随我国交通建设的高速发展,公路隧道数量一直在增加,隧道施工遇到的一系列质量问题越来越多。质量的控制与质量问题的解决,作为保障安全和提高施工质量的重要手段对公路隧道建设施工具有重要意义。目前,公路隧道建设施工实践中还存在着很多问题。本文在总结前人对公路隧道建设质量问题研究的基础上,对公路隧道建设发展与施工质量问题进行了初步的探讨与分析。
参考文献
[1]李世烽.我的隧道支护设计新论[M].科学出版社,1999.
[2]关宝树.隧道工程施工要点集[M].人民交通出版社,2003.
[3]吕康成.隧道工程试验监测技术[M].人民交通出版社,2000.