時間：2022-12-15 10:43:19
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇隧道工程論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵字：隧道覆蓋覆蓋規劃鐵路隧道公路隧道
一、概述
對重要的公路、鐵路實現全線覆蓋是運營商提高網絡質量的一個重要環節，是提高綜合競爭力的一個有力手段。從交通角度來看，目前大多數隧道的目的是覆蓋盲區，因此需要結合交通線路的覆蓋設計來制訂專門的隧道覆蓋解決方案。
隧道覆蓋主要分為鐵路隧道、公路隧道、地鐵隧道等，每種隧道具有不同的特點，一般來說公路隧道比較寬敞，對隧道里面的覆蓋狀況，有車通過與無車通過時差別不大。車輛通過時，隧道內剩余空間較大，可根據實際情況選擇尺寸大一些的天線，以獲取較高的增益，使覆蓋范圍更大。而鐵路隧道一般來說要狹窄一些，特別是當火車經過時，被火車填充后所剩余的空間很小，火車對隧道的填充會對信號的傳播產生較大的影響，且天線系統的安裝空間有限，使天線的尺寸和增益受到很大的限制。另外，不管是哪種隧道，都存在長短不一的狀況，短的隧道只有幾百米，而長的隧道有十幾公里。在解決短隧道覆蓋時，可采用靈活經濟的手段，如在隧道口附近用普通的天線向隧道里進行覆蓋。但是，這些手段可能在解決長隧道覆蓋時不起作用，對于長隧道的覆蓋必須采取其它一些手段。因此，對于每段隧道的解決方案可能都會有所區別，必須根據實際情況來選定覆蓋解決方案。
在進行隧道覆蓋規劃之前，一般需要知道以下數據：
隧道長度、隧道寬度、隧道孔數（1、2）、覆蓋概率（50%、90%、95%、98%、99%）、隧道結構（金屬、混凝土）、載頻數目、隧道中最小接收電平（一般為-85dBm到-102dBm）、隧道孔間距、AC/DC是否可用、墻壁能否打孔、隧道入口處的信號電平、隧道內部已有信號電平等。
二、隧道覆蓋的信號源選擇
為了提供隧道覆蓋，一個GSM信號源與一套分布式系統是必要的。信號源的選擇，需要根據隧道附近的無線覆蓋狀況和傳輸、話務、現有網絡設備等情況來決定。隧道覆蓋所采用的信號源包括宏蜂窩基站、微蜂窩基站、直放站等。
對于鐵路、公路隧道覆蓋來說，由于其話務量小，宏蜂窩基站作為信號源較為少用。但是，在城市地鐵隧道中，人流量大，話務量也高，這種場合不僅要覆蓋站臺，而且還要覆蓋鐵路系統出口等地方，可采用容量較大的宏蜂窩基站。
使用宏蜂窩基站的優點是可以提供更多的信道資源、擴容較為容易、單個基站覆蓋能力強；缺點是需要用電纜從BTS設備所在的機房引入信號覆蓋隧道、增加了饋線損耗、需要較大的機房等配套設備、總的投資費用高。
對容量要求不是很高的隧道覆蓋，可采用微峰窩基站。使用微蜂窩基站的優點是所需設備空間小、所需配套設備少、總的投資費用低。
如果附近有信號源可以利用，則可采用無線直放站來作為隧道覆蓋的信號源。采用直放站往往是網絡拓展的第一步，在網絡容量上升后再用GSM基站來替換。采用直放站作為信號源的優點包括：無需傳輸、綜合成本低、可將遠處的話務帶給施主小區，使小區的信道利用率更高、安裝速度快等。無線直放站有寬帶直放站和選頻直放站兩種，采用無線直放站會使得網絡管理復雜度增加，不便維護，另外在采用選頻直放站時，施主小區的頻率發生變更后，直放站的頻率也要進行調整，不利于整網規劃和優化，施主天線和重發天線需要有足夠的隔離度，造成安裝空間上有些困難等缺點。除采用無線直放站以之外，也可采用光纖直放站作為信號源對隧道進行覆蓋。
在實際工程之中，必須根據隧道長度、隧道附近的覆蓋狀況、基站分布、話務分布、建站條件等因素選擇信號源，微蜂窩基站和直放站是隧道覆蓋建設常用的信號源。
三、隧道覆蓋的天饋系統選擇
在選擇好了GSM信號源之后，則必須根據實際情況配置天饋系統，對隧道進行覆蓋。通常有三種不同配置的天饋系統：同軸饋電無源分布式天線、光纖饋電有源分布式天線、泄漏電纜。
1、同軸饋電無源分布式天線
這種覆蓋方案的設計比較靈活、價格相對低、安裝較方便。同軸電纜的饋管衰減較小，天線增益的選擇主要取決于安裝條件，在條件許可的情況下，可選用增益相對較高的天線，來提高覆蓋范圍。該方案的簡化版就是采用單根天線對隧道進行覆蓋，對于較短的隧道來說，這種方案確實是一種低成本解決方案。
2、光纖饋電有源分布式天線系統
在某些復雜的隧道覆蓋環境中，可采用光纖饋電有源分布式天線系統來替代同軸饋電無源分布式天線系統。它更適用于覆蓋地下隧道（地鐵隧道）和站臺。采用光纖饋電有源分布式天線系統的主要好處包括在室內安裝的電纜數減少、可適用更細的電纜、采用光纜可降低電磁干擾、在復雜的網絡中設計更靈活等，缺點是成本高。
3、泄露電纜
采用泄漏電纜進行隧道覆蓋，是一種最為常用的方法，這種方法的好處在于：
可減小信號陰影和遮擋，在復雜的隧道中采用分布式天線，手機與某特定天線之間可能會受到遮擋，導致覆蓋不好；
信號波動范圍減少，與其它天線系統相比，隧道內信號覆蓋均勻；
可對多種服務同時提供覆蓋，泄漏電纜本質上是寬帶系統，多種不同的無線系統可以共享同一泄漏電纜，考慮到在隧道中經常使用某些無線系統（尋呼系統、告警系統、廣播等），采用共享一條泄漏電纜的方法，可省去架設多條天線的工程。
泄漏電纜覆蓋設計是一項非常成熟的技術，其設計方案相對簡單，本文不作重點分析。下面重點分析采用普通同軸饋電無源分布式天線進行隧道覆蓋的設計方案。
四、隧道的無線傳播
無線電波在隧道中傳播時具有隧道效應，信號傳播是墻壁反射與直射的結果，其中直射為主要分量。華為公司基于ITU－R建議，根據試驗數據對傳播模型進行了修正，得出一簡單實用的隧道傳播模型，用于進行隧道覆蓋設計，該傳播模型為：
Lpath=20lgf+30lgd―8dB
其中:
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。
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施工情況進行確定，并根據鉆孔情況作出標記。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，環向間距為1.0米，增強鋼架的整體穩定性。為保證鋼拱架的穩定性，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定灑水養護。
（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4min即可輸入濕噴機噴射。
1.4鋼筋網
鋼筋網可以現場綁扎，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
1ANFO銨油炸藥裝藥工作原理及在實際中的應用
1.1ANFO銨油炸藥裝藥工作原理利用空壓機提供的高壓氣體，通過氣壓調節閥門，使裝藥器內形成低壓區，顆粒狀ANFO炸藥從進藥管被吸入到裝藥器，并隨高壓氣體從輸藥導管噴出，將設計的炸藥量通過輸藥導管吹入鉆孔，并在高壓氣體的作用下達到密實。裝藥器主要由高壓進氣管、氣壓調節閥、進藥管、半導體輸藥軟管等組成，具體如圖1所示。
1.2ANFO銨油炸藥裝藥在隧道工程中的實際應用2006~2007年間，智利一家礦山公司在進行地下銅礦開采時就使用了ANFO炸藥，裝藥工藝和現在我隧道內使用的類似。該工藝得到了智利公安部門的認可，在智利運用相當普遍。ANFO銨油炸藥裝藥施工工藝如圖2所示：掘進和輔助眼用半卷直徑25mm或者32mm的硝銨炸藥做起爆體（放入孔底），裝藥時將輸藥軟管插入孔底，打開氣壓調節閥門，開始裝藥，根據裝藥的速度邊裝藥邊向外移動輸藥導管，當鉆孔裝滿藥后，關閉氣壓調節閥，完成一次裝藥。起爆點的設置，無論用電雷管起爆，或用導爆索，均能保證穩定爆轟。使用電雷管，掏槽眼一般設上、下部兩個起爆點，主要是防止作業過程中腳線損壞而采用的保險措施?？偟膩砜?，使用導爆索價格略高，但裝藥進度快，施工簡單，節省人工，國外施工中，人工工時費高，因此，兩種起爆方式在經濟上均是可行的。（ANFO銨油炸藥爆破施工工藝）關于ANFO炸藥在使用過程中會產生靜電不安全的說法在實際使用過程中是可以避免的。在隧道內潮濕的施工環境一般是不會產生靜電的，再者靜電是在不導電的情況下才能積聚電壓，而隧道內潮濕的環境幾乎全是導體，臺架亦和大地接通，所以即使產生輕微的靜電也會流失，不會積聚產生靜電反應。伊朗的雷管在生產過程中兩根導線的尾部是包在塑料皮里面的，在裝藥過程中是安全的，連線是由伊朗專業爆破人員來完成的，連線過程和使用硝銨炸藥的工藝是一樣的，該工藝亦獲得伊朗爆破工程技術人員的認可。
2ANFO銨油炸藥在使用過程中采取的措施
2.1使用ANFO銨油炸藥一般要求（1）隧道施工應嚴格按《公路隧道施工技術規范》，《爆破安全規程》等相關法律法規執行。（2）電力起爆時，爆破主線，區域線、聯接線，不應與金屬管物接觸，不應靠近電線、電線信號、鐵軌等，應在洞內檢測雜散電流且其值不應大于30mA，否則應采取相應措施。（3）電力起爆網路洞內導線應使用絕緣性能良好的銅芯線，所有穿過填塞段的導線、導爆索、導爆管，均應采取保護，以防填塞時損壞。（4）洞內光面爆破均應采用不耦合裝藥，緩沖炮孔可采用不耦合裝藥和間隔裝藥；現場驗孔、裝藥應在技術人員監督下由熟練爆破員操作。（5）洞內爆破后，應充分通風，保持洞內爆破作業場所通風良好。
2.2使用ANFO銨油炸藥使用注意事項（1）鉆孔過程均采用水鉆工藝，整個工作面都處在潮濕的工作環境中，鑿巖臺架和大地接通，以利裝藥過程中潛在的靜電流散，不至積聚。（2）裝藥過程中，裝藥現場的施工及照明用電全部處于斷電狀態，在離工作面20~30m處采用探照燈或礦燈照明；加強洞內施工用電的日常維護巡查工作，特別是在潮濕的作業點和作業臺架附近，要求所有照明線路必須安全可靠，防止出現漏電隱患。（3）輸藥管采用專用的防靜電半導體軟管，體積電阻應符合產品標準。（4）ANFO炸藥裝藥器使用時必須接地（用銅心電線），且接地電阻不應大于105Ω。（5）裝藥現場空氣相對濕度不應小于80%，裝藥前及裝藥過程中采用濕度儀隨時對空氣濕度進行檢測，如達不到規范要求應采取人工噴水措施。（6）裝藥器的工作壓力不應大于6×105Pa。（7）靜電電壓測試，采用Monroe281型靜電測試儀對由裝藥工具噴出的ANFO炸藥進行測試炮孔內靜電電壓不應超過1500V，在裝藥過程中隨時對靜電電壓進行檢測。（8）拔管速度不易太快，每孔（深3.2m~3.8m）裝藥速度控制在40s~45s內，即裝藥速度不超過0.08m/s；拔管要均勻，嚴禁在炮孔內反復抽動輸藥管。（9）采用ANFO炸藥進行裝藥時，作業人員必須佩戴專門防護口罩、穿著全棉工作服；以防摩擦靜電產生。（10）掌子面有滲水或炮孔內有滲水的不得采用ANFO炸藥。（11）裝藥結束，必須嚴格按照爆破安全規程進行安全警戒，疏散影響區域內的人員并撤離機械設備。同時應安排炮工及監炮人員（洞內作業必須2人以上）配合爆破公司技術人員完成爆破作業。（12）連線要在裝藥完成之后進行，整個連線過程由爆破公司專業人員及炮工或監炮員共同完成。
3ANFO銨油炸藥使用過程中的優點
ANFO炸藥使用過程具有可靠的實用性、高效性和良好的經濟性等優點，具體表現在以下幾個方面：（1）實用性強，可廣泛用于淺孔、深孔、平巷等掘進爆破，同樣適用于水平鉆孔的隧道爆破。（2）裝藥過程操作簡單，2人即可實現裝藥的機械化，大大提高了裝藥效率，作業安全性和作業環境條件得到改善，降低了工人的勞動強度。（3）裝藥速度較快，比傳統的人工炮棍裝藥提高2~3倍以上，縮短了作業周期，加快了工程進度。（4）裝藥用風由空壓機提供，只需增加裝藥器，成本低廉，總成本不超過300元。但相對傳統的硝銨炸藥，可節約10倍成本（硝銨炸藥30.4元/㎏、ANFO炸藥2.3元/㎏，考慮ANFO炸藥使用率是硝銨炸藥的1.3倍，則每個工作循環將節約10倍的炸藥成本）。結語5#隧道使用ANFO炸藥順利完成了多次爆破，實踐證明該裝藥工藝是安全可靠的，而且在裝藥效率、爆破效果和經濟效益等方面較其它炸藥有著顯著優勢。因此，只要使用及防護措施得當，ANFO炸藥用于隧道爆破施工較之其它炸藥更安全更經濟。
作者：宋占輝單位：中鐵三局集團西南工程有限公司
某隧道總體長度為3856m，其全線基本處于直線之上，坡度分別為14.6%、9.7%，其Ⅱ級圍巖的長度為255m，Ⅲ級圍巖的長度為2035m。設計的過程中會需要追減少開挖面的暴露時間。由于地形的特殊及各項條件的限制，模筑混凝土支護不能夠實時的跟進開挖的進度，其施工工序較多，且十分復雜，需要的施工周期也較長，及時封閉圍巖存在較大的難度。開挖會使得上坡、變坡受到一定的擾動，土地不穩定，容易出現融塌的施工事故，施工安全性不足，且會影響到施工進度。
2噴錨支護技術在隧道工程中的應用
2.1準備工作
2.1.1確定噴射混凝土原料的比例
確定噴射混凝土各項原料的比例時，不僅需要達到設計要求的強度等級，還需要充分考慮當地的氣候環境及地質條件，應保障混凝土的抗滲性及早強性達到相應的要求，避免出現混凝土的抗凍性不佳的情況，并降低回彈率及水化熱，低溫早強噴射混凝土的水灰比需要控制在0.4～0.5之間。一般情況下，每立方米所使用的水泥量保持在400～470之間。進過反復的實驗，該隧道工程中的噴射混凝土施工使用的低溫早強噴射混凝土，其成分中的水泥、砂和碎石的比例確定為1∶2.35∶1.61。
2.1.2噴射混凝土原料配合比
混凝土的原材料包括水泥、細骨料及粗骨料及外加劑。在材料的等級、性質、強度、質量等方面均需要達到相應的技術指標，具體情況如下：①水泥材料。水泥材料的等級需要超過32.5R，且是低堿普通硅酸鹽水泥或者硅酸鹽水泥。該項工程中更使用的是32.5R級普通硅酸鹽水泥，其主要技術指標有細度小于4.1%，標準稠度用水量為26.5%，安定性合格，初凝時間為1.5小時，終凝時間為3.5小時，標準情況下抗折強度為8.3，抗壓強度為45.2；②細骨料和粗骨料。細骨料需要使用非堿活性的河砂，并要求其硬度較大，沒有易凍裂或者容易受到氣候影響的礦物質，較為清潔，級配良好，而粗骨料則需要選擇非堿活性的碎石或者卵石混合物，要求其級配良好沒有凍結物，如冰雪等，其主要的技術指標中含泥量為0.6%，泥塊含量為0，堅固性為2.1%，壓碎指標為5.1%至7.6%之間，沒有堿活性；③外加劑。根據低溫早強噴射混凝土的性質，該項速隧道工程開始使用的外加劑是多功能復合外加劑與速凝劑的聯合，多功能復合外加劑前能夠有效的降低混凝土在液相狀態的冰點，使得噴射混凝土的早期強度得到優化，有效的對抗各種惡劣的氣候環境；速凝劑則能夠讓混凝土的硬化速度加快，減少回彈的損失，使得混凝土能夠適應含水量較大或者較為潮濕的巖層。
2.2施工過程分析該工程的特點后
施工方法選擇為上下斷面臺階法，初期支護使用的是錨桿掛網、噴射滬混凝土、鋼格柵等多種方式有機結合，主要施工過程如下所述。
2.2.1清理開挖面
圍巖隧道掌子面出現完全的出渣現象后既可以對其實施凈空量測，做好測量標志，并將不穩定的巖石等進行清理排除，并做好欠挖處理。需要注意在欠挖處理過程中，如果存在軟弱地段，需要選擇人工開挖的方式，而硬度較高的地段則可以使用補炮來進行開挖，使得其凈空尺寸達到設計要求。
2.2.2噴射混凝土
進行混凝土噴射之前，先使用水沖洗巖壁表面，清除雜物及粉塵，攪拌機將粗細骨料、水泥材料攪拌均勻，再根據配比添加質量合格的水，數量需要保持在總量的20%左右，按照正常的程序進行攪拌，并加入速凝劑，使用劑量需要保持在水泥重量的5%左右。該工程中所使用的混凝土噴射機，壓力為0.2～0.4MPa，首次噴射混凝土時，一般選擇的方式，能夠有效的避免洞內粉塵污染。在噴射過程中，需要將噴射面分為若干個片或者小段，每段額的長度為5cm左右；噴頭需要呈螺旋形，和噴面之間的距離應為0.5cm～1.0cm，噴射方向和巖面產生的夾角需要保持在10°以內，噴射厚度一般為3cm左右。
2.2.3設置錨桿及配套材料設置
錨桿之前，需要先加工相應的材料進，對成型的F22螺紋鋼進行切割；所使用的錨固劑的為8604型水泥錨固劑，其固化時間需要保持在5～10min之間，強度為52～56MPa。現在開挖面進行鉆孔施工，使用高壓風將孔內的雜物清理干凈，錨固劑沾水濕潤，并將其置入孔內，填充到孔深度的2/3，在使用手風槍把錨桿植入孔內，固定住，主要保障錨桿和錨固劑貼合的緊密度。鋼筋網片的規格為100cm×200cm，網片和錨桿牢固的焊接在一起，鋪設鋼筋網的過程中需要結合噴面的形狀來進行，注意鋼筋網和噴面之間的縫隙應保持在3cm以內。格柵也屬于該配套的材料，其主要材料是F25鋼筋，數量一把為5根，牢固的焊接起來，尺寸一般為500cm，使用鋼板螺栓將格柵連接在一起。鋪設格柵時，其間距保持在100cm左右，連接筋的長度一般是為110cm，且需要個5根主筋焊接在一起，焊接方式為點焊。最后在格柵格柵拱腳架上安裝墊板，需要隧道中線保持垂直，其水平位置應比導坑地面低25cm左右。
2.2.4覆蓋混凝土錨桿支護、鋼筋網片、鋼格柵等設施完畢后
多孔粒狀銨油炸藥是銨油炸藥的特征品種，用多孔粒狀硝酸銨和柴油混制得到。多孔粒狀硝酸銨對柴油的吸附特性決定了混制過程既簡單又快速。所以一般多采用機械化的連續“現場混制”的制作和裝藥相結合的方法。無論是粉狀銨油炸藥，還是多孔粒狀銨油炸藥，它們結塊強度比硝銨炸藥小得多，尤其多孔粒狀銨油炸藥幾乎不結塊。但是，它們的貯存穩定性相對較差，宜于“短期存放”。由于加工制做簡單，使用安全可靠，原料來源廣泛，特別是成本低廉，因而在洞室爆破中被普遍采用。但由于其顆粒狀散裝的特點，使其在水平鉆孔爆破中的應用受到一定限制。筆者在國外公路隧道爆破施工中，將ANFO銨油炸藥應用于隧道掘進爆破作業中，取得了滿意的效果。
2ANFO銨油炸藥裝藥工作原理及在實際中的應用
2.1ANFO銨油炸藥裝藥工作原理
利用空壓機提供的高壓氣體，通過氣壓調節閥門，使裝藥器內形成低壓區，顆粒狀ANFO炸藥從進藥管被吸入到裝藥器，并隨高壓氣體從輸藥導管噴出，將設計的炸藥量通過輸藥導管吹入鉆孔，并在高壓氣體的作用下達到密實。裝藥器主要由高壓進氣管、氣壓調節閥、進藥管、半導體輸藥軟管等組成。
2.2ANFO銨油炸藥裝藥在隧道工程中的實際應用
2006~2007年間，智利一家礦山公司在進行地下銅礦開采時就使用了ANFO炸藥，裝藥工藝和現在我隧道內使用的類似。該工藝得到了智利公安部門的認可，在智利運用相當普遍。掘進和輔助眼用半卷直徑25mm或者32mm的硝銨炸藥做起爆體（放入孔底），裝藥時將輸藥軟管插入孔底，打開氣壓調節閥門，開始裝藥，根據裝藥的速度邊裝藥邊向外移動輸藥導管，當鉆孔裝滿藥后，關閉氣壓調節閥，完成一次裝藥。起爆點的設置，無論用電雷管起爆，或用導爆索，均能保證穩定爆轟。使用電雷管，掏槽眼一般設上、下部兩個起爆點，主要是防止作業過程中腳線損壞而采用的保險措施?？偟膩砜?，使用導爆索價格略高，但裝藥進度快，施工簡單，節省人工，國外施工中，人工工時費高，因此，兩種起爆方式在經濟上均是可行的。（ANFO銨油炸藥爆破施工工藝）關于ANFO炸藥在使用過程中會產生靜電不安全的說法在實際使用過程中是可以避免的。在隧道內潮濕的施工環境一般是不會產生靜電的，再者靜電是在不導電的情況下才能積聚電壓，而隧道內潮濕的環境幾乎全是導體，臺架亦和大地接通，所以即使產生輕微的靜電也會流失，不會積聚產生靜電反應。伊朗的雷管在生產過程中兩根導線的尾部是包在塑料皮里面的，在裝藥過程中是安全的，連線是由伊朗專業爆破人員來完成的，連線過程和使用硝銨炸藥的工藝是一樣的，該工藝亦獲得伊朗爆破工程技術人員的認可。
3ANFO銨油炸藥在使用過程中采取的措施
3.1使用ANFO銨油炸藥一般要求
（1）隧道施工應嚴格按《公路隧道施工技術規范》，《爆破安全規程》等相關法律法規執行。（2）電力起爆時，爆破主線，區域線、聯接線，不應與金屬管物接觸，不應靠近電線、電線信號、鐵軌等，應在洞內檢測雜散電流且其值不應大于30mA，否則應采取相應措施。（3）電力起爆網路洞內導線應使用絕緣性能良好的銅芯線，所有穿過填塞段的導線、導爆索、導爆管，均應采取保護，以防填塞時損壞。（4）洞內光面爆破均應采用不耦合裝藥，緩沖炮孔可采用不耦合裝藥和間隔裝藥；現場驗孔、裝藥應在技術人員監督下由熟練爆破員操作。（5）洞內爆破后，應充分通風，保持洞內爆破作業場所通風良好。
3.2使用ANFO銨油炸藥使用注意事項
（1）鉆孔過程均采用水鉆工藝，整個工作面都處在潮濕的工作環境中，鑿巖臺架和大地接通，以利裝藥過程中潛在的靜電流散，不至積聚。（2）裝藥過程中，裝藥現場的施工及照明用電全部處于斷電狀態，在離工作面20~30m處采用探照燈或礦燈照明；加強洞內施工用電的日常維護巡查工作，特別是在潮濕的作業點和作業臺架附近，要求所有照明線路必須安全可靠，防止出現漏電隱患。（3）輸藥管采用專用的防靜電半導體軟管，體積電阻應符合產品標準。（4）ANFO炸藥裝藥器使用時必須接地（用銅心電線），且接地電阻不應大于105Ω。（5）裝藥現場空氣相對濕度不應小于80%，裝藥前及裝藥過程中采用濕度儀隨時對空氣濕度進行檢測，如達不到規范要求應采取人工噴水措施。（6）裝藥器的工作壓力不應大于6×105Pa。（7）靜電電壓測試，采用Monroe281型靜電測試儀對由裝藥工具噴出的ANFO炸藥進行測試炮孔內靜電電壓不應超過1500V，在裝藥過程中隨時對靜電電壓進行檢測。（8）拔管速度不易太快，每孔（深3.2m~3.8m）裝藥速度控制在40s~45s內，即裝藥速度不超過0.08m/s；拔管要均勻，嚴禁在炮孔內反復抽動輸藥管。（9）采用ANFO炸藥進行裝藥時，作業人員必須佩戴專門防護口罩、穿著全棉工作服；以防摩擦靜電產生。（10）掌子面有滲水或炮孔內有滲水的不得采用ANFO炸藥。（11）裝藥結束，必須嚴格按照爆破安全規程進行安全警戒，疏散影響區域內的人員并撤離機械設備。同時應安排炮工及監炮人員（洞內作業必須2人以上）配合爆破公司技術人員完成爆破作業。（12）連線要在裝藥完成之后進行，整個連線過程由爆破公司專業人員及炮工或監炮員共同完成。
4ANFO銨油炸藥使用過程中的優點
ANFO炸藥使用過程具有可靠的實用性、高效性和良好的經濟性等優點，具體表現在以下幾個方面：（1）實用性強，可廣泛用于淺孔、深孔、平巷等掘進爆破，同樣適用于水平鉆孔的隧道爆破。（2）裝藥過程操作簡單，2人即可實現裝藥的機械化，大大提高了裝藥效率，作業安全性和作業環境條件得到改善，降低了工人的勞動強度。（3）裝藥速度較快，比傳統的人工炮棍裝藥提高2~3倍以上，縮短了作業周期，加快了工程進度。（4）裝藥用風由空壓機提供，只需增加裝藥器，成本低廉，總成本不超過300元。但相對傳統的硝銨炸藥，可節約10倍成本（硝銨炸藥30.4元/㎏、ANFO炸藥2.3元/㎏，考慮ANFO炸藥使用率是硝銨炸藥的1.3倍，則每個工作循環將節約10倍的炸藥成本）。
5結語
勘測期間勘測深度內未見地下水及地表水，隧道洞身含少量第四系及第三系孔隙潛水，雨季洞身含少量第三系孔隙潛水。
2劉家梁隧道工程的設計方法
2.1隧道建筑界限及襯砌內輪廓①建筑限界：建筑限界采用“隧限-2B”，曲線地段考慮加寬。②襯砌內輪廓：隧道為單洞雙線隧道，標準線間距為4米，除曲線處按要求加寬外，接觸網關節根據要求考慮加寬、加高。
2.2軌下基礎類型隧道采用60千克/米鋼軌（重車方向預留75千克/米鋼軌條件），區間無縫線路。采用有砟軌道，軌道結構高度1.107米。
2.3洞門及洞口工程①隧道進口采用偏壓式明洞門（W=0），明洞13米；出口采用直切式洞門（W=60），明洞48米。明洞回填高度應大于2米，并施作50厘米厚粘土隔水層。②進口邊仰坡坡率：新黃土1:1.0，老黃土1:0.75，粉質黏土1:1.0，并加強防護及排水措施。③洞頂截水天溝排水與路基天溝順接。
2.4襯砌支護設計①暗挖隧道按新奧法設計與施工，采用復合式襯砌，復合式襯砌由初期支護、防水隔離層與二次襯砌組成，Ⅳ—Ⅴ級圍巖隧道均采用曲墻帶仰拱的襯砌結構形式。②DK29+377~DK29+390、DK29+850~DK29+876、DK32+465~DK32+513段采用整體式明洞襯砌。③隧道DK29+545~DK29+690、DK30+780—DK30+945、DK31+950~DK32+115段，采用錨段關節襯砌。
2.5結構耐久性設計①隧道結構應具有足夠的耐久性，主體結構按滿足100年正常使用的要求設計。②氯離子滲透能力＜1500庫侖。③嚴格控制混凝土堿骨料反應和水泥中的堿量。④襯砌結構混凝土原材料品質、材料使用量等耐久性指標要求，根據環境作用等級，按相關規范標準執行。⑤襯砌結構鋼筋外側混凝土凈保護層最小厚度按相關規范標準執行。⑥襯砌施工控制要求、跟蹤檢測要求以及養護維修按相關規范標準執行。
2.6隧道防排水設計隧道防排水采取“防、排、截、堵結合，因地制宜，綜合治理“的原則。在地下水發育且水文環境有嚴格要求的隧道，防排水采用“以堵為主，限量排放“的原則。無法滿足過水要求的，應適當加寬、加深水溝。
2.7輔助工程措施①大管棚超前支護。隧道進、出口暗洞進洞地段DK29+390—DK29+420、DK29+820~DK29+850、DK29+876—DK29+906、DK32+435~DK32+465拱部140°范圍內施作覫108毫米大管棚超前支護，環向間距為3根/米，長度為30米。②超前小導管支護。隧道Ⅳ級、Ⅳ級加強、Ⅴ級、Ⅴ級加強地段，拱部140°范圍施作超前小導管支護，采用外徑覫42毫米熱軋無縫鋼管，t=3.5毫米，環向間距為30根/米，縱向每兩榀格柵施作一環。③鎖腳錨管。臺階法開挖時，臺階底部兩側每個的鋼架腳部打設3根鎖腳錨管，鎖腳錨管采用外徑覫42毫米熱軋無縫鋼管，t=3.5毫米，鎖腳錨管應與鋼架焊接牢固。
2.8洞內附屬構筑物
2.8.1電纜槽①隧道內設置雙側電纜槽，電纜槽設蓋板，能開啟維護；電力電纜槽位于線路大里程放線左側，通信、信號電纜槽位于線路大里程方向右側，通信、信號電纜槽合設。②隧道內電力電纜槽尺寸：寬×深為320×300毫米，槽道內用粗砂填實。③通信、信號電纜槽尺寸：寬×深為320×300毫米，槽道內用粗砂填實。
2.8.2避車洞隧道按要求設置避車洞室，小避車洞單側間距為60米，深1.0米，洞室沿隧道兩側交錯布置；大避車洞單側間距300米，深2.5米，洞室沿隧道兩側交錯布置。隧道共設置15個大避車洞，83個小避車洞。
2.8.3綜合接地①隧道信號電纜槽內通常設置貫通地線。②通信機械室內預留出供通信設備接地用的接地端子兩處，接地端子設在高出地面約200毫米，與防靜電地板基本平齊。
2.9施工方法隧道Ⅳ級圍巖、Ⅳ級圍巖（粘土）采用臺階法施工；黃土Ⅳ級及加強采用臺階法施工；深埋Ⅴ級圍巖采用短臺階法，并增設臨時仰拱，每兩榀設置一道；淺埋、斷層破碎帶Ⅴ級圍巖結合超前預加固措施采用短臺階（臨時仰拱）法；黃土Ⅴ級圍巖采用三臺階法施工，并增設臨時仰拱，每兩榀設置一道；隧道開挖采用光面爆破，嚴格控制超欠挖，初期支護噴射混凝土應采用濕噴工藝。
3總結
（1）在路線勘察設計時，合理地確定隧道的修建位置，應避開或保護儲水結構層和蓄水層，保護地下水徑流和地表植被。隧道防排水設計應遵循以排為主，防、排、截、堵相結合的原則。
（2）加強隧道洞口的景觀和綠化設計。①遵循“早進晚出”的原則，即早進洞，晚出洞，合理確定隧道洞門的位置，盡量與周圍山體的地形相適應，在滿足地質條件的情況下，避免大填大挖，以減少對地表植被的破壞。②設計時確定合適的邊仰坡坡率和洞口高度，使隧道洞口的縱面線形與洞外的路線有機的連接，以保證施工安全和正常運營時的安全，盡量使洞門建筑融于自然環境之中。③在條件許可的情況下采用削竹式洞門，削竹式洞門適用于洞口埋深較淺，且有條件進行刷坡，周邊地勢比較開闊的洞口。削竹式洞門在景觀上能起到修飾周圍景觀的作用，能夠真正做到洞門與周圍生態環境有機結合。配合洞口防護采用植物綠化，實現洞內外光線的均衡過渡，更顯得洞門區域環境的優美，洞口綠化以恢復性綠化為主，可以選擇與周圍山體原有植被相近的物種，或當地常見物種，在被隧道開挖破壞的區域內進行自然搭配種植。建昌至興城高速公路灰窯子隧道位于建昌縣灰窯子村，屬于低山區，地形較簡單，兩側洞口處為坡積地貌，坡度較緩，在設計時兩側洞口均采用削竹式洞門，削竹坡度依山體自然坡度而定。對于地形較為陡峭偏壓較大的洞口，無法采用削竹式洞門，可以考慮采用傳統的端墻式洞門，端墻式洞門給人的外觀感覺是結構過于厚重、體量大、人工痕跡重、景觀效果差，設計時一般采用對端墻式洞門進行硬質景觀處理，采用去棱角化、修建人文景觀、色彩搭配等手法，可以達到與周圍景觀和諧一致的效果。
（3）在選線設計時，使隧道路線平縱面線形更加合理，盡量在土石方數量上做到填挖平衡，合理地移挖做填，減少廢方的數量，這樣不但可以節省工程造價，同時也減少了處理廢方所占用的土地資源。
（4）加強隧道建設中的料場管理。隧道采石場應遠離隧位布設，集中取料，對料場四周進行適當的坡面處治，防止水土流失。
（5）隧道路面采用瀝青復合式材料，或多孔隙瀝青混合料的低噪音瀝青路面，通過降低輪胎與路面之間的摩擦噪聲來有效地減少隧道內行車造成的噪音污染。
2隧道施工階段的環境保護措施
2.1隧道施工過程中對周圍水環境的保護
（1）施工時隧道洞內涌水量不大時，采用地表截水管截流，直接排出洞外并加以利用，避免與洞內污水混合后沿水溝排出，污染周圍環境。
（2）在隧道口設置沉淀池、蓄水池或小型過濾池等污水處理設施，施工廢水需進行沉淀處理，尤其對于含有油污等堿性水，要先進行化學處理，之后再加以利用或直接排放。經處理后的水質，應符合污水綜合排放標準的要求。
（3）隧道工程在材料選用中應注意避免使用對環境有危害的材料，尤其有些建筑材料含有會與水發生反應的物質，從而造成水污染。
（4）當隧道內的滲漏水情況比較嚴重時，會引起地表水位降低，從而影響當地農民的農業生產、生活用水，這時要對圍巖采取必要的堵水措施，比如在襯砌背后壓注水泥—水玻璃雙液漿，或噴抹砂漿防水層法，以減少隧道內水的滲漏。
2.2隧道施工過程中盡可能降低施工噪音
隧道工程施工噪音會影響工人的聽覺，誘發多種疾病，降低工作效率和影響安全生產。噪音的污染源主要由鉆孔、開挖出碴、材料運輸、爆破等主要施工工藝產生的，在施工過程中應注意采取降噪措施。
（1）施工時合理分布動力機械的工作場所，合理安排噪音較大的機械作業時間，盡量避免同一位置同一時間運行較多的動力機械設備。
（2）在洞內對施工機械，如空氣壓縮機、混凝土攪拌機、送風機等噪音超標的機械設備采取裝消音器來降低噪音。
（3）在爆破時規定放炮時間，增設隔音設施，同時進行周密的爆破管理。
（4）當噪聲不能降至容許標準以下時，工人應采用個人防護用具，如防聲耳塞、耳罩、隔聲棉和隔聲帽等，以保護人體健康。
2.3采取適當的防塵措施，改變惡劣的施工環境
（1）采用濕式鑿巖機，嚴禁使用干式鑿巖機。
（2）采用濕噴法噴射混凝土，取消干噴法，因其會產生大量的粉塵。
（3）采用水封爆破、水幕降塵、高壓射流等施工工藝，對爆破后及出渣過程中的降塵有明顯的效果。
（4）采用機械通風。加強工作面的通風，使粉塵和有害氣體濃度降低，給施工人員提供足夠的新鮮空氣。
（5）施工人員要做好個人防護，主要是防粉塵污染，按規定佩帶防塵口罩，在鑿巖、噴混凝土等作業時還要配帶防護眼鏡等安全防護用品。
（6）當采用汽車運輸時，應在隧道路面上定期灑水、墊平路面，對巖幫也要不時加以沖洗，防止車輛行駛時或爆破產生的沖擊波而造成煙塵顆粒再次飛揚。
2.4采取有效措施避免隧道施工開挖時引起植被破壞
（1）設計和施工人員應盡可能多地了解當地珍貴物種的分布，便于遇到這類物種時可及時主動地采取保護措施，并且在施工中嚴格管理，對需遷移樹木盡量遷移。
（2）合理設置施工臨時用地，施工便道、施工工棚及作業場地應盡量順應地形布設，避免開挖山體，盡量少砍伐樹木，保護植被，施工人員的生活區多利用荒坡、荒地、灘涂等荒蕪土地；臨時用地在竣工時應盡可能復耕還田。
（3）在清理表土時，腐植土應先在附近集中堆放，待到工程結束時，可將其利用以恢復植被。
（4）隧道主洞和輔助坑道的洞口應減少開挖面，少開挖切削，對必須開挖的坡面應采用適宜的植被恢復原地貌，植草綠化。
2.5開辟專門的施工通道，設置專門的棄渣場
（1）施工便道的設置應避免大填大挖、破壞環境。
（2）隧道出渣難以隨出、隨運、隨進，在隧道進口和出口處分別設立臨時堆渣場，并采取防護設施，但臨時堆渣場要避免隨意占地。
（3）棄渣場應順應山體填埋，避免設置在平坦開墾地，并設置人工支擋結構，棄渣場表面應進行坡面處治，防止水土流失。
2.6采取適當的措施，改善施工生活環境
（1）生活區的設置要相對集中，設置必要的公共衛生設施、廢水凈化池、化糞池，并應定期清理，避免生活垃圾污染周邊環境。生活固體垃圾集中堆放、適時運至指定地點填埋，保持駐地清潔。
（2）臨時生活設施的修建、拆除時產生的固體廢棄物要妥善堆放并應保護。
2.7洞口及明洞工程應盡早完成
洞口綠化應盡早完成，改善隧道施工期間對洞口周邊自然環境的不利影響。
3隧道運營階段的環境保護措施
3.1煙塵和尾氣污染防治
如隧道為長大隧道，隧道通風主要靠機械通風對CO、煙霧等汽車尾氣進行稀釋，同時將外界新鮮的空氣壓入隧道內，使隧道內的空氣質量達到較好的品質。
3.2噪聲污染防治
（1）加強隧道內路面的養護管理工作，對路面發生的損害適時地進行整修，保持路面平整性，既可以減少行車的噪聲，又可以增加行車的舒適性；
（2）加強車輛交通管理，限制車鳴。由于隧道的封閉作用，聲音在隧道內會產生共振、疊加等物理現象，這樣就使得在相同的行車環境下隧道內的噪聲比隧道外面的更大。
3.3污水污染防治
隧道在運營期間會進行日常的清洗，如果隧道內發生火災或污染物泄漏等事故時進行消防救援，這些活動都會產生污水，這些污水不允許直接排放到自然環境中去，必須進行一定的物理或化學處理。
3.4隧道內危險品的運輸
嚴格執行危險品運輸的相關法律法規，實行危險品運輸的準運證制度，同時運輸車輛應有明顯標志，增強危險品運輸車輛駕駛員的安全意識，嚴禁超速行駛，嚴禁車輛在隧道內停靠，以防止和杜絕有毒有害危險品運輸過程中的惡性事故發生。
4結語
1工程實例及分析
某高速公路擬建隧道位于浙江省東南部，地貌為低山丘陵區。地質資料表明，丘陵表部分布薄層殘坡積含黏性土碎石，灰黃色，稍密。下伏基巖為晶屑玻屑凝灰巖，紫灰色，全風化呈砂土狀～碎石狀，厚度一般較小。本次物探工作的主要目的是查明隧道圍巖斷層破碎帶的位置、分布特征和富水狀態，為隧址區的工程評價和設計施工提供科學依據。斷層的總體特征是二維板狀體，向下延伸很深。相對于圍巖介質的電阻率，斷層可表現為高阻斷層或低阻斷層，這取決于斷層的性質、破碎帶寬度、膠結程度、含水特征、巖脈侵入等特性及圍巖電阻率特性。一般來說，新活動斷層，電阻率值較低，斷層越老，膠結程度越強，電阻率值越高；斷層破碎帶越寬，越破碎，電阻率相對較小；地下和地表水越豐富，電阻率越??；張性斷層少水，則為高阻，張性斷層富水，則為低阻；有巖脈順斷層侵入，多為高阻。因此，斷層與隧道周圍巖體的電阻率差異為開展高密度電法工作提供了良好的前提條件。根據隧道埋深及分辨率要求，采用工程中最常用的溫納裝置，該裝置受地形和地表不均勻體的干擾小，是公認的最穩定的裝置，10m電極距，沿隧道線位布置了一條高密度電法測線。
高密度電阻率法的數據處理是將野外觀測采集到的數據通過儀器自帶的傳輸軟件，傳送到計算機上，再采用RES2DINV二維反演軟件處理。在處理中首先對少數畸變點進行剔除，主要是剔除一些受接地不好電極影響的壞數據和采集系統自帶的隨機高斯干擾數據，然后進行地形校正，最后利用圓滑約束最小二乘法進行二維反演計算，迭代次數3～5次，最終獲得電阻率等值線剖面圖。這些圖件形象直觀地反映出地電斷面的電性分布和構造特征，大大提高了分析解釋效果和精度。在等值線圖上根據視電阻率的變化特征，結合相關地質資料，做出地質解釋，繪出地質解釋圖。圖2為經過反演處理后得到的高密度電法電阻率斷面圖。從圖2中可以看出，電阻率值從上至下逐漸變大，上部相對低阻為第四系覆蓋層及全強風化晶屑玻屑凝灰巖，下部相對高阻為中風化晶屑玻屑凝灰巖。其中在地表位置110～166m及255～303m兩處存在明顯的條帶狀低阻異常，其垂向延伸大、不閉合，而兩側均為高阻，結合相關地質資料，推測此兩處異常為斷層破碎帶，帶內巖體破碎，完整性差。具體地質解釋如圖3所示。根據高密度電法解譯的斷層破碎帶位置，布置了一個驗證鉆孔ZKS19－1。鉆探結果顯示：巖芯破碎，多呈碎塊狀，局部短柱狀，呈壓碎構造，局部具構造角礫特征，隱伏裂隙發育，裂隙面有綠泥石化現象。圖4為ZKS19－1部分巖芯照片。由此可見，鉆探結果與高密度電法解譯結果相吻合，高密度電法取得了良好的地質效果，準確地劃分出了斷層破碎帶分布范圍，為進一步劃分隧道圍巖級別，指導隧道施工奠定了良好的基礎。
2結語
斷層破壞了巖體的連續性和完整性，是一種不良地質體。在隧道工程建設中，斷層的存在不僅影響施工安全，還會影響隧道穩定性。因此，必須需采取有效的手段查明隧道區的地質情況，為隧道設計與施工提供準確可靠的地質資料。一般而言，僅用鉆探方法調查斷層，不僅勘察的費用大，而且有可能“漏”掉斷層，存在很大的工程隱患。本文在隧道勘察過程中，通過高密度電法資料，并布置了相應的鉆孔驗證，較為準確地查明了隧道圍巖斷層破碎帶的位置、分布特征和富水狀態，彌補了鉆探以點代面的不足，提升了勘察效率和質量，降低了勘察成本，起到事半功倍的效果，為隧址區的工程評價和設計施工提供科學依據?！嵗砻?，高密度電法具有效率高、能夠快速獲取測線下方電阻率分布，地電信息豐富、直觀、成本較低等優勢，可準確劃分出斷層破碎帶分布范圍，能有效指導隧道施工，是隧道地質工程勘察中一種行之有效的方法。
作者：周志軍 單位：浙江省交通規劃設計研究院
1.1地形地貌
剝蝕低山丘陵區，海拔標高一般為136～314m，最高點位于王家山，標高為+314.6m，最低點位于隧道進口東側溝谷地帶，標高為+136.0m，地形起伏較大，地形地貌總體表現為剝蝕丘陵與丘間谷地相間；剝蝕丘陵自然坡度15°～40°不等，丘坡絕對高程136.0～314.0m，相對高差40～180m，植被較發育，多為雜草和松樹、杉樹及油茶林，靠近坡腳較平緩處多辟為村莊及水田。
1.2地質構造
根據《福田幅區域地質說明書》及本次調繪結果綜合分析，該隧道總體構造形跡強烈，以倒轉褶皺為主，各次級褶皺、褶曲發育，并伴有斷層。具體勘測結果如下：（1）褶皺。本隧道基巖出露少，巖層總體傾向隧道大里程方向，隧道處于福田倒轉背斜，褶皺軸向總體走向為東北—西南，與線路大角度相交。巖層總體傾向西北，地層倒轉，傾角較大；（2）斷層。DK810+430附近為F1斷層，斷層走向約40°，南東側為P1x炭質灰巖夾頁巖，北西側為P2l細砂巖夾炭質頁巖和煤層。物探EH-4存在低阻帶，震探反映不明顯，斷層寬度不大；（3）節理裂隙。本區巖體節理發育，測區巖體圍巖較破碎易造成隧道洞身坍塌。因此施工時應加強隧道地質素描工作，及時掌握洞身巖體節理裂隙狀況。
1.3地層巖性
表層為第四系殘坡積粉質黏土、黏土，黃灰色，硬塑，夾碎石，細角礫土。下伏基巖主要為二疊系下統小江邊組（P1x）和茅口組（P1m）地層，由老至新敘述如下：二疊系下統小江邊組（P1x）：炭質頁巖、炭質灰巖，灰黑色，強～弱風化，巖石軟、硬不均。分布于DK810+162～DK810+440段。且地表出露形式多以灰黑色頁巖、鈣質泥巖強風化，呈片狀。炭質灰巖巖溶較發育，鉆探揭示層中有溶洞發育。無填充或角礫填充。巖層傾向西北，地層倒轉，置于P1m硅質灰巖上，震探波速為3755～3774m/s。二疊系下統茅口組（P1m）：以深灰色薄層狀硅質頁巖為主，夾有灰巖，局部夾少量炭質頁巖。硅質頁巖鉆探易呈碎塊狀，上部覆蓋層較厚且灰巖溶蝕發育，分布里程為進口～DK810+162，震探波速為2156～2600m/s。
2隧道水文地質條件
地表水主要為季節性溪溝，靠大氣降水補給，匯集于溝谷，調繪時水量不大，隧址區內無大的地表水體通過。剝蝕丘陵區地下水埋深受地形控制，隧道軸線附近第四系殘坡積層內地下水沿丘陵坡腳雨季有水滲出，一般季節呈濕潤狀態。隧道基巖裂隙水主要賦存于風化裂隙和構造裂隙。風化裂隙水賦存于硅質頁巖風化層中，巖體受風化影響而破碎，透水性強，含水層厚6～35m；殘積土層中存在上層滯水，受季節性影響明顯。構造裂隙水賦存于斷層、節理等構造裂隙中，具有不均一性。補給來源主要接受大氣降水補給。隧道碳酸鹽巖溶裂隙水主要分布于P1m、P1x中，含水層地層巖性為炭質灰巖。地表巖溶覆蓋嚴重，經隧道洞身鉆孔發現，洞徑達3.0m，無填充或角礫填充。大氣降水是巖溶地下水主要補給來源，通過分散于地表的溶蝕層裂隙滲入地下，以下降泉的形式散漫排泄，或者隱伏于溶洞中。隧址附近DK810+320左85m于P1m與P1x分界線附近有一降泉，形成一水井，直徑約3m，水深約1.5m，流量較小，間歇有水泡冒出。隧道南側約400～600m發現多處泉水，多發育于丘坡谷地中，出露高程不超過隧道路肩標高。泉流量最大0.001～1.000L/s不等，雨季變化較大，暴雨過后流量達2～3倍，泉水常年不干且水量大，能滿足基本用水需求。
3隧道圍巖分級
根據沿線構造地質特征，可以對隧道洞身圍巖進行等級劃分。
4施工地質變更分析
除了前期勘測之外，后期對明挖段及塌方段進行了地質補勘，變更段圍巖分級情況如表2所示，其勘測結果及相關分析如下所示：
4.1DK809＋625～＋705邊仰坡開裂段
該段地質條件與原設計基本一致，圍巖等級仍為V級。本段以硅質頁巖為主，少量炭質頁巖，部分為灰巖。洞身主要穿過以上幾種巖性組合的強風化層，部分穿過弱風化層。表層為坡、殘積層（Qdl+el）粉質黏土、含碎石黏性土，細角礫土，圍巖為P1m地層，巖性有硅質頁巖、炭質頁巖和灰巖，呈互層狀、夾層狀或透鏡體狀分布。由于該段地下水較發育且以裂隙水為主，巖性軟弱多變，因此在施工中應加強邊坡防護并采取止排水措施，從而確保施工安全。
4.2DK809＋790～DK810＋081.6圍巖變更段
圍巖為P1m地層，含有硅質頁巖、炭質頁巖、灰巖。洞身主要穿過以上幾種巖性組合的強、弱風化層。DK809＋790～DK810＋040段圍巖受地下水影響較大，圍巖級別由IV級調整為V級為主，僅DK809＋915～＋935段地下水不發育，圍巖級別維持IV級。DK810＋040～＋081.6段施工裂隙發育、圍巖松動，該段圍巖級別調整為V級。
4.3DK810＋081.6～＋168塌方段
根據施工開挖揭示、掌子面素描及超前預測預報顯示，圍巖為炭質灰巖與炭質頁巖互層，夾少量灰巖及硅質頁巖，弱風化，巖體較破碎，有少量裂隙水，圍巖級別為IV級。而塌方后經深孔鉆探顯示：0～11.5m為第四系覆蓋層，以粉質黏土為主，局部夾粗角礫，礫石成分主要為硅質巖和砂巖；11.5～18.4m灰黑色弱風化炭質灰巖，18.4～42.4m為灰黑色弱風化巖質灰巖與炭質頁巖互層，42.4～45.9m青灰色弱風化灰巖，45.9～54.6m為灰黑色弱風化巖質灰巖與炭質頁巖互層，54.6～59.6m為黑色弱風化炭質頁巖，較破碎，59.6～62m為坍落空腔，62～87.8m為松散坍落堆積物，主要成分為灰黑色弱風化炭質灰巖、炭質頁巖。經物探資料分析，建議DK810+081.6～+168塌方段圍巖級別變更為VI級。
5結語
1 地質雷達探測技術的原理分析
地質雷達設備主要由控制主機和天線兩個部分構成，主機的功能為提供控制信號，天線的功能為發射或接收超高頻電磁波天線發射電磁波后，電磁波在襯砌和圍巖內傳播，一旦遇到內部裂縫、襯砌邊界、孔洞、圍巖時就會發生電磁波反射，由天線接收反射的信號，并將其傳送至主機，主機負責全程記錄、存儲、顯不反射信號的強度、走時等信息反射信號的強弱與反射界面面積、平整度以及兩側物性差異有關，反射信號往返時間長短則與反射界面距離有關通過分析反射信號的相關信息，可以判定反射界面的位置和兩側介質的性質，獲取圍巖結構狀態，襯砌厚度、劈裂、孔洞的形狀與位置等參數，實現無損探測。地質雷達探測技術的工作原理如圖1所示：
圖1 探測原理示意圖
2 某隧道工程實例地質雷達無損探測技術的應用分析
論文以某隧道工程實例為依托，對地質雷達無損探測技術的具體應用進行論述。該隧道是基于新奧法的原理進行設計施工，襯砌形式為復合式襯砌，為確保隧道工程的整體質量，決定在施工過程中，采用地質雷達無損探測技術對關鍵工序進行質量檢測。
2.1 雷達設備的選擇及參數的設置
在應用地質雷達探測技術對隧道工程進行質檢的過程中，應當結合工程實際情況選擇地質雷達，并對相關參數進行合理確定基于本工程的特點，經過多方面綜合考慮，最終決定選用RAMAC/GPR型地質雷達，配以500mHz屏蔽天線該雷達的特點如下：高集成化、真數字式、體積小、重量輕，是目前唯一一款能夠由單人進行操作的探地雷達其功耗較低，主機功耗僅為25W，系統耗電量較低，無需電瓶供電，給野外工作提供了極大的方便在質檢過程中，需要重點控制的參數如下：采樣頻率設置為7005mHz；采樣點為483個；疊加次數為8次；觸發方式為時間觸發。
2.2 檢測項目及檢測要點
2.2.1 支護厚度檢測。在不考慮其它影響因素的前提下，由地質雷達天線發射出的雷達波中，空氣直達波是傳輸速度最快且最先抵達接收天線的，次之的是表面直達波，反射波居于最后在影響反射波能量的各種因素當中，隧道圍巖與混凝土的物性差異是關鍵性因素，研究結果表明，兩者之間的差異與反射波的能力成正相關的關系，雷達波經由隧道圍巖和混凝土界面反射至雷達中的。反射信號在圖像中的具體表現為強振幅和連續同相軸，基于這一特性，便可在地質雷達中準確讀取出混凝土的厚度。
2.2.2 二次襯砌厚度檢測。隧道內的圍巖與一二次襯砌間存在著非常明顯的差別，具體體現在物性和成分上，正是因為這此差異造成了圍巖、一次襯砌和二次襯砌三者間的介電常數不同，尤其是在襯砌與圍巖間當電磁波經襯砌進入到隧道圍巖當中時，通過觀察能夠發現如下現象：即反射波的振幅增大、視頻率降低相關研究結果表明，電磁脈沖在結構層的各個界面當中均會發生一定程度的反射，并且不同結構層中的電磁脈沖速度均不相同，按照反射的速度與時間，再借助相應的計算公式，便可求出隧道結構層混凝土的具體厚度。通常情況下，電磁脈沖在混凝土當中的傳播速度可預先獲知，基于這一前提，采用地質雷達對隧道襯砌混凝土的厚度進行檢測時，關鍵環節是準確獲得電磁脈沖在各個結構層當中反射時間。
2.2.3 脫空區檢測。由于空氣與混凝土的物性差異較大，從而導致了兩者之間的介電常數存在很大的差別。在隧道工程施工時，若是襯砌混凝土的背后回填密實度未達到設計要求，便會使混凝土與圍巖之間形成縫隙，此時電磁波在經過空氣與混凝土界面時，就會出現較強的反射信號。相關研究結果表明，脫空區的區域越大，在雷達圖像當中的圍巖界面就越清晰通過觀察可以發現，在雷達圖像中的反射波呈弧形，并且多次出現，同時反射波具有同相軸的特點，它出現的位置一般都在混凝土層下方，隨著時間的變化反射波的能力會隨之增強為此，可按照雷達波在隧道洞內的傳播速度和介電常數對脫空區的大小進行計算，同時按照水平距離還可求出脫空區的具體范圍
2.2.4 鋼拱檢測。雷達設備發射的電磁波在傳播過程中存在能量傳遞由于傳播導體的電磁性差異較大，所以使得電磁波在傳播過程中一旦遇到金屬材料等良性導體，就會產生強烈的反射現象。在隧道工程施工中，經常會使用到鋼支撐和鋼筋網，這兩種金屬材料結構均屬于良性導體。在運用雷達無損探測技術進行隧道檢測時，如果混凝土中存在鋼拱，那么就會在雷達圖像上顯不明顯的、呈月牙形的反射信號，且每一個鋼拱均會有一個對應的反射信號；如果混凝土中存在鋼筋，那么就會在雷達圖像上顯不出強烈的、呈連續點狀的反射信號根據雷達無損探測獲取的信號形狀及雷達圖，可得知鋼筋、鋼拱數量及其分布情況等信息，用以判斷鋼拱和鋼筋用量是否滿足工程設計要求。
關鍵詞:隧道，軟巖，變形，圍巖支護
1概述
隨著交通事業的快速發展，越來越多的隧道工程將會在地形、地貌及地質背景復雜的西部山區修建。隧道在施工過程中不可避免的會遇到軟弱圍巖、高地應力圍巖、斷層破碎帶等復雜的地質狀況。通常意義上，穿越這些地區的隧道統稱為軟巖隧道［1］。軟巖隧道開挖易造成圍巖大變形，控制圍巖變形也是軟巖隧道開挖所要解決的主要問題之一。尤其是對于穿越軟弱地層的大跨度隧道而言，如果支護不強或支護不及時，將會發生塌方冒頂或二次襯砌嚴重開裂現象，將會給工程安全性造成嚴重的威脅。通常來說，隧道圍巖大變形指在高地應力軟弱圍巖條件下，圍巖發生沉降破壞并最終導致隧道圍巖失穩的現象［1］。其實質是圍巖產生剪應力使得巖體彼此錯動、斷裂破壞，也就是說使圍巖的自穩能力喪失，產生塑性變形，進而迫使圍巖向開挖洞室方向擠壓，產生大變形的現象。對于大變形的界定［2］，鐵二院考慮了預留變形量的影響，認為單線隧道適當的預留變形量一般不大于150mm，雙線隧道一般則不大于300mm，正常的變形量上限取上述值的0．8倍，在支護位移上，若單線隧道大于130mm，雙線隧道大于250mm，就認定為發生了大變形。近年來，隨著深埋特長隧道建設的日益增多，國內外對軟弱圍巖隧道大變形的變形機理［3］、變形特征［4］、控制措施［5］、施工工法［6，7］及支護時機［8］等等方面做了大量的研究，并取得了一定的成果。
2大跨軟巖隧道存在的問題
由于地層地質的復雜性，大跨軟巖隧道工程仍然面臨著以下幾個急需解決的關鍵問題:1)對圍巖變形的判斷與控制。對于軟巖隧道圍巖變形的研究主要集中在三個方面:a．從理論方面對變形機理進行研究;b．選擇合理的施工工法對圍巖變形進行控制;c．運用有限元或其他數值模擬的手段對圍巖的變形量和變形趨勢進行預測。從眾多的學術論文和科研成果中不難發現，對于圍巖變形的機理多是采用連續性介質理論進行分析，而實際工程中的圍巖是非連續的，它是巖塊和結構面在三維空間的一種非定向關系。尤其是對于地質狀況比較復雜的軟弱圍巖，都是由多種物理成分組成的，且各物理成分的大小、多少及分布具有很大的隨機性。但是，在實際的研究和應用中，例如采用數值模擬的方法對軟巖隧道圍巖變形進行分析時，又必須運用巖體的本構關系，這本身就是存在問題的，更不要說計算結果的準確性了。不論是理論分析還是數值模擬都沒有辦法對圍巖的變形量進行準確的判斷。這將引起另外一個問題，就是在采取控制變形措施時，通常采用的是依據相似工程經驗制定施工方案，并沒有針對不同的變形量采取相應的控制措施，因此變形控制措施也具有一定的盲目性。另外，隧道施工中變形可以達到1．0m甚至更大，軟弱圍巖變形本質上屬于大變形問題，然而巖體力學中使用的彈塑性變形理論［9］雖然對材料的非線性進行了考慮，但是嚴格意義上仍屬小變形理論。2)對合理支護時機的探討。隧道二次襯砌施作時機始終是隧道界討論的熱點問題，二次襯砌的支護時機是保證二次襯砌長期穩定的關鍵。特別是對于軟巖大變形隧道，如果二次襯砌施作過晚，則可能造成初期支護變形過大而無法控制，以致隧道失穩;但如果施作過早，則不利于地應力的釋放和充分發揮圍巖的自穩能力，從而使二襯受力過大而導致開裂，降低了隧道結構穩定性。因此，合理確定二次襯砌施作時機是保證隧道施工階段和長期運營階段安全性的關鍵。但是現階段，對于隧道二次襯砌支護時機的研究仍然沒有形成系統的體系。研究者多根據具體的工程背景選擇不同的巖石彈塑性模型，采用的確定合理支護時機的判定方法也各有不同。對于二襯支護時機的影響因素的分析也多是針對單一影響因素，并沒有綜合考慮。
3軟巖隧道的發展與展望
為了滿通建設的需要，將不可避免的遇到更多的軟巖隧道工程。圍巖大變形的控制問題仍然是未來軟巖隧道工程需要解決的關鍵問題。從根本上講要更深入的研究圍巖的變形機理，找出適用于實際工程地質狀況的圍巖的本構關系。在施工的過程中，超前地質預報要貫穿整個隧道的開挖過程，監控測量要及時跟進。對于具有代表性的工程要完善施工工法，以便以后類似工程經驗借鑒。隧道是地層圍巖和支護結構共同組成的復雜受力體。支護是一個過程，一個好的支護方案要讓這一過程與圍巖變形過程相協調?？紤]到軟弱圍巖的蠕變特性，圍巖的自穩能力是與施加相關的，因此二次襯砌的支護需要一個合理的時機。反過來理解，如果要確定合理的二襯支護時機，首先要對圍巖的蠕變特性和變形機理進行充分而深入地分析，只有在此基礎上，才能選擇適當的支護時機和支護形式以及確定合適的支護參數。由于目前的研究多針對二次襯砌的支護時機探討，應該將整個支護過程統一起來，形成與不同圍巖級別、不同斷面尺寸、不同開挖方式、不同支護參數相對應的系統的支護方案，以及更完善的施工工法。
4結語
本文主要針對近年來出現的軟巖隧道工程中的突出問題進行了討論，并對軟巖隧道工程今后的發展進行了展望。為了滿通建設的需要，更多更為復雜的軟巖隧道工程也必將積累更多的工程經驗，更好更深入的解決圍巖大變形的控制問題。隨著支護理論的不斷發展、支護技術的不斷進步，軟巖隧道工程施工技術水平將會不斷提高和發展。
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【關鍵詞】鐵路；工程項目；建設；檔案管理
在鐵路工程建設中，檔案管理發揮著基礎性的作用，特別是隧道專業檔案管理中，做好專業檔案組卷工作，可以確保工程資料安全可靠地保存，以為鐵路工程建設提供有效的服務。
一、鐵路工程建設項目檔案管理的特點以及所發揮的作用
（一）鐵路工程建設項目檔案管理的特點。鐵路工程項目建設中，就必然會產生各種資料，將這些資料處理為檔案文件實施檔案管理，可以將檔案工程建設的整個過程詳細記錄下來。這些工程建設中所形成的原始資料是工程運行中的真實信息。但是，由于鐵路工程建設規模大，涉獵面廣，施工單位多，過程中產生的技術文件內容所涉及的專業多而且復雜，特別是這些檔案資料之間存在著緊密銜接性，需要在檔案管理中將這些資料之間所存在的關系體現出來。
（二）鐵路工程建設項目檔案管理所發揮的作用。鐵路工程建設項目檔案與普通的檔案存在的不同之處在于，該種檔案是單一性的，資料淵源分散，而且不同的專業技術領域會采用不同的記錄方式。由于工程項目檔案是工程建設中產生的，因此，檔案資料具有實用性。鐵路工程建設中所形成的檔案是圖物相符的，當鐵路工程竣工之后，進行竣工驗收工作、工程維護工作中，可以將檔案資料作為主要憑證。特別是對鐵路工程進行技術改造、改建以及工程擴建的時候，就需要這些技術資料作為參考，以保證工程質量。可見，鐵路工程建設中，工程項目檔案資料是重要的內容，對提高鐵路工程建設質量具有重要的作用。
二、鐵路隧道工程建設項目檔案管理措施
（一）檔案管理人員要具有較高的綜合素質。鐵路隧道工程建設中，所產生的資料都要進行組織、分析并集中管理，這就需要檔案管理人員要具備專業素質。檔案管理人員收集、整理資料，做好檔案資料的存儲工作，主要的作用為檔案資料需求者提供服務。可見，檔案管理的目的是通過將檔案資料存儲起來，以為工程的后續工作提供服務。鐵路隧道工程建設中，檔案循環段資料組卷中，要先將循環段所涉及的分部工程、分項工程和檢驗批按照施工工序進行組卷，即：洞口工程、洞身開挖、支護、襯砌、防水和排水、輔助坑道及附屬洞室及其附屬設施等。對于檔案資料的保管，施工資料要與竣工圖紙分開，如果隧道施工中所產生的資料不多，可以與圖紙合并保管。檔案循環段所產生的資料涉及多種技術，在對資料的整理中，將已經收集歸檔的施工資料編排好次序之后，就可以裝訂成冊了，粘上檔案循環段文件軟封面；整理好工程日志，將空白頁去掉之后，摘錄其中的重要內容，將所有的檔案資料裝訂成冊，粘上軟封面；檔案卷內的隧道施工資料以及工程日志等等，都要裝入到科技檔案盒中。隧道施工中所產生的資料的厚度，要按照《鐵路建設項目竣工文件編制移交辦法》（辦檔【2002】8號）中的要求進行裝訂。在檔案資料的裝訂工作中，要注意除去金屬物，對其中的文件材料進行檢查，保證資料齊全，沒有破損之處，確保資料的排列正確，不會出現顛倒、重份、錯頁等等的問題。檔案資料中的表格，文頭要一律向上或者向左。將文件材料用尼龍細線在左側裝訂，確保裝訂后的資料整齊、美觀、結實。
（二）檔案管理工作要系統化展開。檔案管理工作中，雖然是對隧道工程進程中所產生的資料進行收集和整體，但是整理檔案的時候，要確保所有的檔案資料系統化。包括檔案資料的收集以及檔案資料的管理，都要按照系統的程序展開，不僅可以提高檔案的質量，也可以提高檔案管理效率。在鐵路建設項目工程檔案管理中，做好隧道施工資料的整理和組卷工作是非常重要的，主要的目的是確保檔案資料的完整性。隧道工程是動態發展的，由于工程建設周期比較長，所產生的檔案資料繁雜而數量多。檔案管理人員就需要對施工資料整理和組卷的時候，做好檔案資料管理工作。以驗收工作為例，檔案資料的內容是各個部分的驗收記錄，包括隧道工程質量控制資料核查記錄、隧道工程安全檢驗資料核查和功能檢驗資料核查、隧道工程觀感質量驗收記錄等等為主要脈絡，基礎性資料包括分部工程和子分部工程、分項工程和檢驗批質量檢驗記錄、實驗記錄、測量記錄、隱蔽工程檢查記錄等等。為了保證檔案資料便于查閱，對隧道施工資料進行整理和組卷，主要涵蓋四個方面的內容，即驗收主體結構分部工程質量的資料；核查工程質量控制的資料、抽查主體分部工程的功能檢驗資料、觀感質量驗收等等。
三、結束語
綜上所述，鐵路工程檔案管理工作中，重視隧道專業檔案組卷管理工作是非常必要的。檔案管理人員要提高檔案管理質量，就要提高綜合素質，確保檔案管理工作系統化運行，以提高工程檔案管理質量。
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