隧道工程的分类

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隧道工程的分类范文第1篇

隧道工程课程内容覆盖面广、零散，传统教学模式难以达到理想效果，迫切需要创新教学模式。结合该课程特点，可采用模块化教学方法进行教学。根据涉及科学、工程问题的不同，将该课程内容划分为基本概念模块和地质、力学及支护结构模块、传统施工方法模块、非传统施工方法模块、管理与维护模块等。此外，还提出按照工程项目建设阶段来划分课程模块，进一步丰富了隧道工程课程模块化教学方法。实践表明，该教学模式有助于学生深入理解课程内容，帮助学生建立专业知识体系。

关键词:

隧道工程;模块化教学;学习迁移理论;教学研究

近年来，随着高速公路、铁路建设及城市地下空间开发的蓬勃发展，出现了越来越多的隧道工程，交通、市政建设领域对隧道工程专业技术人才的需求量不断增大。培养创新能力、应用能力及解决能力实际问题较强的应用型专业人才是地方本科院校的主要办学目标之一［1－2］。笔者在隧道工程教学过程中发现，该课程内容覆盖面广，且较为零散，采用按教材章节顺序进行授课的传统教学模式难以达到良好效果，亟需探索新的教学模式。起源于德国的“模块化教学”［3］方法，可以较好解决上述问题。该方法是基于学习迁移理论基本原理，把课程内容分解成若干个部分，再将具有相同或相近主题的内容进行整合，形成具有内在联系的单元模块并进行教学［4－6］，可以提高学生学习的灵活度，激发学生学习的积极性和主动性，进而提高教学质量。文章以武汉工程大学土木工程专业、道路桥梁与渡河工程专业为例，探索模块化教学方法在隧道工程课程中的应用。

一、隧道工程课程特点及教学现状

(一)内容覆盖面广

目前我校采用的教材是彭立敏、刘小兵主编的《隧道工程》［7］，同时参考了丁文其［8］、覃仁辉［9］、朱永全［10］等主编的教材。这些教材的主要内容大体上包括:绪论、隧道勘测设计、隧道主体结构与附属结构、围岩分级与围岩压力、隧道支护结构的设计计算、隧道施工方法、隧道施工工艺及技术、高速铁路隧道、隧道常见病害及处治方法、隧道施工组织与管理、运营管理与维护等。可见，隧道工程课程内容涵盖面广，包含了规划、设计、施工、运营管理等过程的各个方面，既有基本概念和理论，又有施工工艺和方法;既包含技术层面问题，又包含管理层面问题。

(二)主要内容之间独立性强

隧道工程课程不仅知识点多，而且其主要内容之间具有较强的独立性。如隧道勘测设计、围岩分级、围岩压力等，主要涉及工程地质、岩土工程勘察、岩体力学等知识;隧道主体结构与附属结构，主要涉及建筑结构等知识;隧道施工，主要涉及工程爆破、工程机械等知识;隧道支护，主要涉及岩土工程、建筑材料等知识。

(三)与先行课程关系密切

隧道工程课程一般在第七或第八个学期开设，在此之前，学生应修完所有专业基础课和大部分专业方向课，掌握相应的专业基础知识。该课程的主要内容和先行课程之间存在密切联系.

(四)教学困境

综上，隧道工程课程内容庞杂，涉及土木工程专业大部分基础知识，导致学生在学习该课程时存在理解不透彻、记忆不深刻等问题，学习积极性普遍不高。如何激发学生学习兴趣，是授课教师面临的一大挑战。另一方面，隧道工程课程内容具有较强的综合性，如将这些零散的内容按照某种属性或规律进行适当归纳、分类，使之成为若干个相互联系的有机整体，则不仅能够提升学生的学习兴趣，还可以帮助学生构建专业知识体系，使学生对专业知识的认知和理解上升到新的高度。

二、模块化教学设计

针对上述问题，采用模块化基本理论和方法，并根据涉及科学、工程问题的不同，将隧道工程课程主要内容归为基本概念、地质及力学问题、施工方法、新技术新方法、运营管理与维护等5个模块，具体分述如下:

(一)基本概念模块

主要包括隧道的定义、分类、发展历史、隧道主体结构与附属建筑等。隧道工程是地下工程的一种，有别于一般建筑工程，该模块主要介绍隧道工程中的名词、定义及相关基本知识。

(二)地质、力学及支护结构模块

主要包括隧道工程勘测设计、围岩分类、围岩压力、隧道支护结构的计算等。隧道修建在岩土体中，其支护结构的形式主要取决于围岩的工程特性，隧道开挖与支护的核心问题是围岩力学特性及围岩与支护结构的相互作用，即围岩的地质力学问题。

(三)传统施工方法模块

主要包括钻爆法施工、掘进机法施工、隧道辅助施工作业、新奥法等。根据隧道工程所在岩土体性质的不同，可以分为岩质隧道和土质隧道。岩质隧道多采用钻爆法或掘进机法施工，土质隧道多采用盾构法(掘进机法的一种)。新奥法不是具体的施工方法，但目前几乎所有隧道的施工都采用新奥法的基本理念和原理。

(四)非传统施工方法模块

主要包括高速铁路隧道工程、城市地铁隧道工程、海底隧道工程等。近年来出现了上述特殊环境和技术条件下的隧道工程，与之配套的新技术、新方法也日趋成熟，其占有重要地位。

(五)施工管理与运营维护模块

主要包括隧道施工组织管理、运营阶段的养护与维修等。隧道工程是隐蔽工程，在施工过程中作业空间有限，作业环境危险性高，且各工序之间相互干扰大。在正常运营阶段，车辆冲击、废气排放、地下水、围岩等因素对衬砌耐久性造成不利影响，隧道交通事故、火灾等更是会造成严重后果。这两个方面的问题均需要通过实施管理来解决。上述方法是将隧道工程作为土木工程的一个分支学科来进行探讨，包括理论、方法和工程技术等多个方面。此外，和桥梁工程、道路工程、房屋建筑工程一样，也可以将隧道工程作为工程项目的一种，相应的课程主要内容围绕隧道工程从规划到设计、施工，再到后期管理等。按照该思路，可以将隧道工程课程的内容划分为:隧道工程基本理论与基本概念、隧道工程规划选址与设计、隧道工程施工、隧道运营管理4个模块，这4个模块则直观反映了隧道工程项目建设的大体流程。

三、模块化教学实施及效果评价

武汉工程大学土木工程专业创办于1992年，是学校“十二五”重点建设学科之一，为一级学科硕士学位授权点、湖北省楚天学者设岗学科、省级品牌专业。该学科现设有建筑工程方向、交通土建方向，以及道路桥梁与渡河工程。隧道工程是我校土木工程专业(交通土建方向)及道路桥梁与渡河工程专业学生的专业方向课。2014年开始，将上述模块化教学方法应用于我校土木工程专业(中英班)、土木工程专业(交通土建方向)及道路桥梁与渡河工程专业的隧道工程课程。首先，从内容属性的角度出发进行模块划分，在讲授每一个模块之前，提醒学生复习与之相关的课程内容;在讲授课程的过程中，提醒学生讲授的内容涉及哪些专业基础知识，从而让学生认识到专业基础知识对于后续专业课学习的重要性。其次，在每一个模块内容讲授完毕时，归纳总结该模块的主要内容，详细分析将这些内容作为一个模块的原因，让学生理解同一模块中各部分内容之间的内在联系。再次，在全部课程内容讲授完毕时，引导学生回顾课程内容，分析各部分内容之间的逻辑关系，帮助学生建立专业思维，构建专业知识体系。最后，采用上述工程项目建设阶段模块，引导学生再次回顾教学内容，可以有效促进学生的开放性思维，并全面提升学生运用专业知识分析和解决工程问题的能力。经过一年多的模块化教学探索和实践，该课程教学取得了一定成效，学生的学习积极性得到普遍提升。学生反映，在学习隧道工程课程过程中，较全面地回顾了先行课程涉及到的知识，对专业知识体系的认识上升到了新的高度。

四、结语

基于学习迁移理论基本原理，按照涉及科学、工程问题的不同，将隧道工程课程内容分为基本概念模块以及地质、力学及支护结构模块、传统施工方法模块、非传统施工方法模块、管理与维护模块等。此外，按照工程项目建设的阶段，将该课程内容划分为:基本理论与基本概念、规划选址与设计、施工、运营管理4个模块。二者联系紧密，互为补充。实施该模块化教学方法，提高了学生的学习积极性，促进学生深入理解课程内容，培养学生运用专业基础知识分析、解决专业问题的能力，帮助学生构建专业知识体系，收到了良好效果。需要指出的是，模块化教学方法绝不是简单地将课程内容划分模块分别讲解。在实际操作过程中，需要引导学生去分析、思考划分模块的依据以及各模块之间的内在联系，并站在教材编者的角度去分析课程的内容构成，从而帮助学生构建专业知识体系，培养学生善于运用专业知识分析和解决实际工程问题的习惯和能力。课堂上应适当组织学生进行研究性学习，并布置课程作业，充分发挥学生自主性，实现师生之间互动。

作者：王章琼 黄民水 余浩延 单位：武汉工程大学资源与土木工程学院

参考文献:

［1］高．应用型人才培养的“模块化”建筑教学研究［J］．高等建筑教育，2015，24(2):73－77．

［2］路江．浅析模块化教学改革中的若干问题［J］．合肥学院学报:自然科学版，2015，25(2):74－77．

［3］徐理勤，赵东福，顾建民．从德国汉诺威应用科学大学模块化教学改革看学生能力的培养［J］．高教探索，2008，24(3):70－72．

［4］赵超．大学语文“模块化教学”探索［J］．教育评论，2014，30(12):125－127．

［5］李向农，万莹．留学生预科汉语模块化教学模式的探索与实践［J］．华中师范大学学报:人文社会科学版，2013，52(6):176－181．

［6］王淑青，雷桂斌，熊正烨，等．基于模块化的单片机实践教学模式改革［J］．电气电子教学学报，2014，36(4):100－104．

［7］彭立敏，刘小兵．隧道工程［M］．长沙:中南大学出版社，2009．

［8］丁文其，杨林德．隧道工程［M］．北京:人民交通出版社，2012．

隧道工程的分类范文第2篇

关键词：隧道工程 塌方 原因 防范措施

塌方是目前隧道工程建设施工过程中较为常见也是较为典型的一种施工事故。塌方对隧道工程的建设有着较为明显的影响，一旦发生塌方事故，不仅会造成隧道工程工期的延误以及工程费用的大幅度增加，还会危及到施工人员的人身安全，严重的甚至会造成重大的人员伤亡。塌方事故一旦处理不当，就极有可能给隧道工程的施工质量和工程管理造成巨大的安全隐患，给工程后期的养护和维修工作带来极大的挑战和困难，因此，全面了解和分析隧道工程建设施工过程中造成塌方事故的原因，并积极的采取有效的措施进行防范是十分必要和重要的。本文就造成隧道工程出现塌方现象的原因进行分析和讨论，并就如何加强隧道工程塌方事故的防范提出自己的建议和看法，以期减少和避免隧道工程塌方事故的发生，促进隧道工程建设的安全、可靠、高质、高效。

一、隧道工程塌方的原因

目前，在隧道工程的施工过程中，造成塌方事故发生的原因有很多，其主要的影响因素包括以下三个方面的内容，即地质条件的不良，施工设计的不合理，以及施工方法措施的不当。其具体内容如下：

1、地质条件的不良

隧道工程由于地质条件的因素造成塌方事故的表现主要体现在以下三个方面，即：

1）有些隧道工程所处位置的岩层受到地下水破坏的影响严重，造成地下岩层的稳定性、牢固性的降低。而隧道工程的主体框架正是依托于这些岩体结构架构起来的，岩体结构的破碎、不稳定，使得出现塌方事故的概率提高，造成隧道塌方的频发。

2）一般情况下，当隧道工程恰巧遇到裂隙、褶曲、溶洞、断层或着软硬相差较为悬殊的岩层分界处时，由于这些地方的地质结构的稳定性差，就极易出现工程的塌方。

3）当隧道工程穿过稳定性较差的软弱地层时也容易造成工程的塌方。这些软弱地层包括风化极严重的岩层，含水量较大的土层，成流砂状的松散层以及泥沙夹砾石的堆积层等。

2、施工设计的不合理

有些工程的设计人员对工程现场的勘测不够全面，导致所搜集掌握的工程现场地质资料不全面、不完整，使得设计人员在进行工程施工设计时，不能正确的预估到施工现场可能存在的不良的或者特殊的地质条件，导致设计人员将隧道设置在不应该穿越的地理位置上，或者是没有设计及时、有效的支护参数调整，当工程的地质条件发生变化时，就极易导致隧道工程施工的塌方。

3、施工方法措施的不当

在隧道工程建设过程中，由于施工人员对地质条件缺乏全面、详细、准确的认识和分析，导致在施工时采用了不恰当的施工方法而造成隧道塌方也是其塌方事故多发的一个重要的原因。

1）施工过程中地质条件发生改变而没有相应有效的措施进行补救（例如隧道围岩分类等）。同时，所选用的施工方法对工程现场的地质条件不相符，导致开挖后的情况与先前施工设计的情况不符，进而引起隧道工程的塌方。

2）开挖不到位造成的塌方。例如由于爆破方法的不当或者挑顶方法的不当而引起的隧道塌方。

3）有些工程的施工安排和工序间距的安排不科学、不合理，造成衬砌、支护等施工没能及时、有效的配合隧道的开挖，进而使得岩层因暴露时间过长而出现塌方。

4）由于爆破过程中的用药量过大，使得产生的震动过大而引起的岩体塌方。

5）没有及时、有效的处理第一次塌方而导致再次塌方的出现。

二、防范隧道工程塌方的措施

对待隧道工程的塌方事故应以预防为主，当塌方事故发生时，一定要迅速、及时的进行合理、有效、妥善的处理，以避免因处理不及时、处理方法不当等造成隧道工程大量物力和人力的消耗，影响到工程施工的进度。对隧道塌方的防范措施主要有以下几种方法，即：

1、做好施工前的准备

施工单位要对工程现场的地质情况进行全面、详细的了解和分析，充分掌握现场的地质状况，明确施工过程中的重点、难点和疑点问题，并分析找出容易发生塌方的地段加以适当的加固和防护措施，做好施工前的防塌措施。

2、先排水

在进行隧道的施工时，要首先分析和研究施工现场地表及地下水的来源和活动，并分析它们对隧道的影响程度，而后进行隧道的排水施工。一般排水施工的内容包括：

1）先在工作面运用井点法进行降水，而后再进行隧道的排水。

2）在对地表的水系统进行处理时，要通过在洞顶的地表设置排水沟和截水沟将水排引出山体，并用粘土将山体的地表裂缝塞填夯实，以防止地表水的下渗。

3、弱爆破

在进行山体爆破时，可选用低威力的炸药，并严格控制炸药的用量。同时通过钻浅眼、多布眼的方式，最大可能的避免因爆破造成围岩受震松动而引起的塌方。

4、短开挖、紧支护、快衬砌

在开挖时要尽量缩短施工的环节，加强支护和衬砌措施，做到短开挖、紧支护、快衬砌，从而提高施工的速度，减少围岩暴露的时间。

结语

塌方事故大多发生在地质条件差，岩层松软、错乱的地段。因此，施工单位在进行隧道工程的塌方防范时，一定要对施工现场的地质环境进行全面、详细的了解和掌握，并对有可能发生塌方的地段进行有效的加固和处理，通过多种不同的方法和手段加强隧道施工的安全性、可靠性和牢固性，从而减少和避免塌方事故的发生，确保隧道工程施工的质量和安全。

参考文献：

[1]周先仓.高速公路隧道施工塌方原因及控制对策研究[J].山西建筑，2012（05）

[2]李森，王志刚.隧道施工中塌方的预防与处理[J]．山东交通科技，2008（03）

[3]周云.结合某隧道工程塌方原因与处理方案[J].建筑与工程，2009（23）

隧道工程的分类范文第3篇

关键词：人工智能、隧道工程、应用、智能化

Abstract: in the traditional tunnel construction in our country and the design process, the use of the experience that the construction development under the limitation of the tunnel. Therefore, the emergence of artificial intelligence should cause our attention, should try to use artificial intelligence to the tunnel engineering. This article through the introduction, use of artificial intelligence, as well as in design and construction and later maintenance and introduces the application of artificial intelligence. Tunnel engineering, artificial intelligence, will make the relevant technology of tunnel engineering optimization, thus greatly improve the tunnel engineering of comfort, safety, high efficiency and energy saving.

Keywords: artificial intelligence, tunnel project, application, intelligent

中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：

引言

隧道工程是土木工程专业岩土及地下方向的一门专业课，也是核心和代表性的必修课程之一，其目的和任务是使学生掌握隧道的基本概念与构造、基本力学原理、施工作业方法、最新设计理念及行业规范等专业知识，具备隧道工程的设计能力、隧道工程相关技术和研究工作的基本素质，为从事各类隧道工程建设的设计、施工及维护管理奠定基础。在我国，许多建筑企业大都已经配备了现代化管理技术的硬件系统，并且已经在各自的实践中日益发挥着重要的作用。现代计算机水平、电子技术水平以及通讯技术水平的提高，从物质上为隧道工程智能化提供了一定的条件；而人工智能学科的发展也为实现隧道工程智能化奠定了理论基础。因此，在隧道工程界发展智能方法就成为可能和必要了。

二、人工智能在隧道工程中的现状

人工智能作为一种外向型的学科，是通过运用计算机等来模拟人类智能活动能力的科学。这就需要对研究它的人提出较高的要求，既要懂的有关人工智能的知识，又要有极为稳定的数学水平。人类的有些思维抑或判断，是智能机器应该掌握的，不仅如此，智能机器还要有执行一项或多项任务的能力，有独立的操作及解决问题的能力。不仅在隧道工程上，在其他更为高端的方面，智能化的运用一样很多。在我国，人工智能仍处于初步发展的阶段，还有很多的发展空间。但是，随着我国在人工智能上的认识不断提升，人工智能得到更为快速的发展。尤其在隧道工程中，人工智能的发展更为快速。只是，由于隧道工程中运用的是较为随机，模糊的天然材料及工程岩土。导致隧道工程中的人工智能的运用还有待提高。在隧道工程中，智能化的运用还仅仅处于概念性的阶段，仍然有很长的路要走。在我国的现阶段隧道建设中，人工智能的运用仍不够成熟，缺少理论及实践上的经验，没有一套行而有效的方案。导致在隧道的建设中，常常出现浪费工程材料的事情出现。因此，在我国智能化较为落后的情况下，我们要努力的去学习国际上先进的人工智能技术，并实施于我国的隧道事业中。使得我国的隧道事业能够得到长足有效的发展。而且将人工智能引入能在隧道工程中的应用将会极大优化隧道结构的设计和施工，在隧道的运营和监控中也会起到事半功倍的效果。

三、人工智能在隧道工程中的应用

1、隧道工程设计的智能化

在隧道工程设计中，在我国目前的设计施工中，设计师们主要依靠经验来进行隧道的施工设计，并没有一套成熟的智能化设计标准。因此，很有必要提高人工智能隧道工程设计中的水平。应用人工智能进行隧道设计能够更加深入的，更为方便的进行隧道设计。运用智能化，可以提高设计的效率，提高设计的准确性，因此，在隧道设计过程中，智能化的运用显得极为有效。

2、隧道施工的智能化

在隧道施工过程中，应用智能化可以有效的提高施工的效率，提高施工的安全性。设计师可以通过计算机的运用，更加方便，快捷的进行施工的进行，通过计算机，可以更加直观的看到施工过程的全过程，可以更加有效，及时的对施工过程中出现的问题进行解决。总之，智能化在施工过程中的运用，可以大大的提高施工工程的效率，提高施工的安全性。在施工过程中，使用智能机器，能够提高施工的效率。

3、隧道运营维护的智能化

在隧道的后期运行过程中，智能化也起着关键的作用。隧道的后期维护及保养，在隧道的建设中一样起着重要的作用。因此，要重视隧道的后期维护及保养。而智能化在隧道后期维护的作用有显而易见，因此，要提高智能化在隧道后期维护过程中的运用。运用计算机对隧道中的运行状态进行适时地检测及维护，保证各设备正常高效的工作。使得各设备都在有效的监控下，进而做到对各设备进行及时的监控，做到有效及时的维护。在消防监控中，智能化也起着重要的作用。监控人员可以通过计算机等人工智能的使用，及时的对消防监控进行有效的控制。在发生火灾时，可以通过地理信息系统对火灾地点进行确认，以达到及时的对火灾进行处理。运用智能化对火灾进行监控和处理，可以有效的控制火灾的后期蔓延。

五、隧道内设置无线通信的必要性

目前，在国外，隧道的建设工程中，人工智能的运用较我国相比，成熟很多也得到了更多的应用。但是计算机等一些智能机器，缺少灵活性，不能及时有效的应对隧道施工过程中出现的一些突发事故。所以，需要我们建立一套有效的无线通信设施，以便我们能够及时的掌握隧道工程中设计施工或者后期的维护中可能出现的状况，并及时进行解决。而作为智能机器的研究者，设计师们应该建立一套有效的反馈机制，把所得到的结果反馈给知识库，修改已知的知识，让它得到的结果更准确，更具有可用性。赋予智能机器独立解决，独立处理数据的能力。因此，应该提高设计专家的能力，使得智能机器的使用更加合理，更加有效。对于操作智能机器的人员，也要有较高的专业素养，才能够熟练的对智能机器进行操控。所以，一套有效的无线通信设施的建立在隧道工程中显得尤为重要。

四、人工智能在隧道工程中的发展前景

在我国，人工智能的使用尽管只有短短的十几年，但是，其在隧道工程中的运用已经得到极为快速的发展。现在的人工智能技术在我国的使用，已经有了自己的专业上的定位，作为隧道施工中的使用工具，人工智能也仅仅扮演者决策的工具，是人类设计师的助手，而且仅此而已。它不能代替人类的设计师，不能进行独立的设计，施工。而且在我国，人工智能也渐渐的走向商业化的道路。人工智能是人类运用自身的智慧，施以计算机或者其他智能机器一套有效快捷的理论系统。在工作过程中高效及时的帮助人类处理工程中的任务。人工智能技术本身从简单的基于规则的系统迅速地发展到比较复杂的基于框架的、面向目标的、基于实例的系统，不断扩大它在解决隧道工程问题的适用性和有效性。但它也不能替代其他行之有效的方法。事实上，人工智能技术未来的发展方向是复合系统，即基于知识的、基于实例的、神经网络系统、遗传算法、模糊集合、概率方法和定量计算方法的混合。虽然人工智能技术能大大优化隧道工程中的各项工作，但是我们还应该注意到，其作为一门新兴技术，在隧道工程中还存在一些不足之处。比如它的专家系统部分。一个人类专家可以在实践过程中不断地丰富自己的知识，使自己做出的结论在结合实践后反馈回自己，让自己修改错误。人是一个负反馈智能化水平低，交通运营状态依赖于闭路电视监预先诱导；通风控制依据CO／VI(能见度)的检测值，不能做到预控；照明控制按天气和时间段进行分级控制，不能做到任意点的自动控制；初期设计考虑光通量随时间衰减问题，致使初期照明亮度很高，增加了运营成本。火灾时与堵塞时的交通组织与诱导研究不够，预防措施不力。

五、结语

综上所述，随着经济的发展，技术的提高，观念的更新，人工智能在隧道工程中的应用，将使资源配置得到优化，使工作效率得到有效提高。隧道工程中的人工智能，将会极大优化隧道结构的设计和施工，在隧道的运营和监控中也会起到事半功倍的效果。

参考文献：

［1］ 郑臻毅：《隧道火灾自动报警探测器选用》，《中国交通信息产业》， 2004年02期

［2］ 韩直：《公路隧道机电系统主要存在四个方面的问题》，《中国交通信息产业》， 2004年02期

隧道工程的分类范文第4篇

关键词：影响隧道；地质条件；探讨

中图分类号： U45 文献标识码： A

引言：隧道工程的地质条件是影响隧道方案选择的关键因素，隧道工程的岩土介质、地质结构、水文地质等因素会对隧道山体稳定性、深部稳定性以及围岩稳定性造成影响。因此，为了隧道工程的施工安全与运行安全，必须对隧道工程地质情况及影响稳定性的因素进行勘察、分析。

1、与隧道工程相关的地质条件

1.1地下水和地表水

在隧道施工的过程中必须要考虑到隧道施工路线中是否经过某些河流，因为地表水的含量变化会对隧道的安全造成影响。这就要求在施工之前，要尽可能获得该区域的详细水文信息，以确保隧道施工和建成后的安全性。

地下水通常分为以下几种:孔隙承压水、上层滞水和基宕裂隙水。这三种类型的地下水受到不同自然因素的影响，会造成地下水水位、水压、水流的变化，影响隧道工程施工安全。

1.2地形和地貌

地形和地貌是地质构造运动的外在表现，根据地形和地貌可以分析出该地区地下的宕石分布以及地质构造等因素。根据分析结果可以设计出相应的施工方案以及对于施工过程中可能出现的安全隐患做好预防措施。

1.3地质构造

需要考虑到两个主要因素：施工区域的地质构造和隧道所在山体的工程地质构造。

2、隧道工程地质的勘察方式

为了准确掌握隧道区域工程地质特点、水文地质环境、不良地质情况，对实际围岩状况进行级别分段，为隧道工程的设计与建设提供科学处理方案，需要对隧道所处区域进行地质勘察。地质勘察主要采用地质调绘、地质钻探、高密度电物探法、地震勘探与钻孔超声波检测、抽水与压水试验、瓦斯检测等方法。

2.1隧道工程地质调绘

地质调绘的方法主要包括追索法与路线穿越法，对工程整个地质单元与隧道区两部分地质体进行分析。通过地质调绘，能够查明岩堆、危岩、软土、瓦斯、地下水等不良地质的分布情况。

2.2地质钻探

由于隧道区域地层与岩性变化的多样性，进行地质钻探时需要布置多个钻孔，加大钻孔分布范围。钻探方式主要是采用金刚石或合金钻进，对地质围岩破碎带，采用无水反循环钻进工艺。钻孔的深度除有特殊要求外，应当深入隧道设计标高2m～3m以下。钻进岩芯取样率要求破碎岩层与强风化层不小于50%，完整基岩不小于80%，覆盖层不小于50，钻探钻进过程中，仔细测定地下水位，并及时记录岩土分层、地下水位、钻进进尺速率等。

2.3高密度电物探法

对钻探方式难以查证的地质，则可以采用高密度电物探法，物探仪器主要是用α排列方式予以高密度数据采集，利用软件进行二维电阻率成像反演，能够准确判断地质情况。

2.4地震勘探与钻孔超声波测井以及探测岩石波速

因隧道区域地层岩性多样化，地表风化程度不同，地震勘探与钻孔超声波测井以及探测岩石波速技术逐渐被应用。地震勘探仪器主要采用折射波法，通过定性划分结合定量指标的整体分析，确定岩石风化情况与隧道围岩类型。

2.5抽水与压水检验方式

条带状岩层组成的山岭，有较多含水单元与隔水层，其透水性与含水单元具有较大差异。为了能检验出准确的洞身段各岩层的裂隙与透水性，准确预判隧道涌水量，于钻孔施工结束后分别实施抽水与压水试验。

抽水及压水试验主要使用自制提桶与专业高扬程空气压缩机抽水与压水设施，其中提桶抽水试验用于地下水位较浅的地段，空气压缩机抽水和压水应用于地下水位较深或无地下水的岩层。

2.6瓦斯检验

主要采用一套煤管、一套瓦斯解吸仪、两个取样瓦斯罐予以瓦斯检验，具体方法为:钻孔遇煤层后，下采煤管采煤同时迅速装灌后封闭，5min内进行解吸，获得现场瓦斯解吸量，最后采用图解法算出瓦斯耗损量，二者相加即为煤层瓦斯逸出量。

3、关于工程地质环境对隧道工程的影响

在建设长大隧道、深埋隧道过程中，会遇到各种各样的地质问题，不仅会对工程工期与造价造成影响，还会给隧道的施工与运行带来安全隐患。

3.1软土地基

在湖相与滨海相等古地质环境中，软土大都沉积在相对停滞与相对运动迟缓的水环境内，此类沉积软土颗粒细软、土质软弱、孔隙度大、含水量高、容易形成蠕变、凝聚力小几乎可以被忽略。在这种地质条件上建设隧道，必须考虑工程的地质问题。1)该地质土性较软，受到隧道重负荷时容易发生沉陷，从而厚度发生改变，形成不均匀沉陷，导致隧道内衬砌等结构发生形变。2)隧道结构会受软土蠕变的影响，需及时进行支护与衬砌。3)软土一般存在于地下还原环境中，微生物作用容易形成甲烷气体，聚积在软土层孔隙内，隧道挖进时工作人员可能会受甲烷气体的危害，遇到火源还可能引起爆炸。

建设隧道时，对于软土地基，可以应采用盾构穿越。长大隧道，因软土的蠕变特点，会形成超量切削，导致在盾构掘进的前端出现蠕变凹槽，如果软土层厚度不够，容易使水潜入隧道。因此，在盾构机穿越沉积软土地带时，需做好预防措施，杜绝安全隐患。

3.2砂卵石层地基

在多样化地质条件如平原、河流、滨海、盆地中，会存在不同成因的砂卵石沉积层。由于沉积时受到古地质地理环境的影响，砂卵石层的沉积规律和颗粒级配受到沉积时水动力条件的影响。砂卵石层的危害主要是:1)隧道施工排水，造成周边砂层的机械塌陷与管涌。2)砂层涌入会引发丰富地下水。3)砂层地质结构的不同，形成不规则沉陷，为隧道带来安全隐患。4)砂层内夹杂的大块卵石，影响盾构施工。采用沉管法在湍急河流的砂卵石层中建设隧道，容易使沉管下砂层形成冲刷，损害沉管隧道。

3.3碳酸盐岩地层

在分布有可溶碳酸盐地层地区，受到不同程度的喀斯特化作用，容易在地下形成多个洞穴与通道。活跃在洞穴和通道中的喀斯特水包括孔隙水与裂隙水等，存在不同的特点。喀斯特水有主要有以下特点:1)独存与半独存的管道水流和拥有统一水力相关的地下水力面与扩散流同时存在。2)不含水岩体与含水岩体同时存在。3)非承压水流同承压水流之间互相变换。4)层流运动和紊流运动同时存在。5)非均质含水性和均质含水性复杂变化。

结语：隧道工程与水文地质条件密切相关，在水文地质条件相对简单的区域，有利于隧道工程的施工，施工成本低、工期短。在水文地质条件相对复杂的区域，需加强隧道工程的水文地质环境勘查，合理选用施工工法，合理选用截、堵、引、排水及支护措施，避免地质问题对隧道的施工、运营造成危害。

参考文献：

[1]王晓川,康勇,夏彬伟. 对提高TGP隧道地质预报系统准确性的分析[J]. 物探与化探,2012,01:153-158.

隧道工程的分类范文第5篇

Abstract: Based on the international researches about risk management of tunnel and underground projects,it was discussed the application process of risk management in tunnel constructions,and then was described an integrated risk management procedure for tunnel projects. Contents and methods of risk identification,risk analysis,risk evaluation,risk response and risk supervision in tunnel projects were also discussed. At the end,according to the analysis of the whole text,it was standardized the tunnel project risk management standards.

关键词: 隧道工程;风险管理流程;工作标准

Key words: tunnel project;risk managing process;work standards

中图分类号:U45;F069・9 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2009)10-0090-04

0引言

20世纪60年代,一门新的管理科学――风险管理,在美国正式形成,从此风险管理在西方国家得到了迅速发展。经过近半个世纪的实践和理论研究,风险管理现已被公认为管理领域内的一项重要职能。风险管理首先应用于经济领域,最近10年,风险管理才真正应用到隧道工程领域。美国MIT的Einstein・H・H教授是较早从事隧道工程的风险分析的代表人物,主要贡献是指出了隧道工程风险分析的特点和应遵循的理念,诸如《Geological model for tunnel cost model》[1]、《Risk and risk analysis in rock engineering》[2]。

隧道工程项目是一个投资大、工期长、涉及面广的复杂系统。在这些项目的建设和运营过程中,还会存在许多的不确定性和不可预见的因素,因而隧道工程建设中存在较大风险因素。为降低诸多风险因素对工程项目造成的不利影响,有必要在隧道工程施工中实施有效的风险管理。通过风险规划、风险分析和风险监控,科学合理地使用管理方法、技术手段对项目涉及的风险实施有效控制,主动、系统地对项目风险进行全过程管理及监控,达到降低项目风险、妥善处理风险事故不利后果的目的。

1991年英国提出UK MOD风险管理模型,将风险的管理分为初始辨识、分析和规划管理3部分,初步建立了现代风险管理流程的雏形。美国工程风险管理研究专家Reilly和Carr(2001)提出5阶段风险管理模式,即风险辨识、风险估计、风险评价、风险决策、风险控制。该风险管理流程在2002年国际隧道协会(ITA)起草颁布的隧道及地下工程风险管理指南中得到了应用[3]。在此基础上,本文将探讨适用于隧道工程施工的风险管理流程,设计规划的隧道工程风险管理流程图,提出相应的工作标准。流程如图1所示。

1分析项目环境拟定风险管理策略

由于人们认识事物在深度上和广度上均有局限性,这就使得分析处理能力上是有限的。工程项目可被视为客观事物的集合体。因此人们对工程项目的认识不可避免地存在信息上的不完备的问题,从而造成人们对工程项目建设的环境缺乏客观认识,对工程项目的实施过程缺乏符合实际的预见,这是导致出现风险的重要原因。这一特点就决定了对每一个不同的项目来说,量身定做一套风险管理策略方案是非常重要的,即风险管理策略的制定必须是在分析项目环境的情况下完成的,做到具体问题具体分析。分析项目环境拟定风险管理策略。该过程在图1中通过A2、A3、A4充分体现。由项目的领导小组分析项目的环境,根据项目的环境制定风险管理策略,并确定项目的整体目标,以便后续工作更好地进行。

2隧道工程风险分析

目前国内对风险分析的研究主要集中在金融市场分析、工程项目管理、投资分析、信息安全与贸易安全等方面。在某种程度上,风险分析过程实际是探索系统未来运作轨迹。在隧道工程中,风险分析主要包括风险识别和风险评估,以便更好的控制和处理风险,将其所致的损失和后果降到最低。风险分析过程在图1中通过B4、B5、B6、B7、A7充分体现。风险评估小组组织风险分析,进行风险因素识别和评估,最后向领导小组提交风险报告,如果风险分析可行,下一步进行风险应对,如果风险分析不可行风险评估小组重新进行风险识别和风险评估,直到风险分析可行为止。

2.1 风险因素识别

风险识别是针对项目中各种风险因素、风险来源、风险范围、风险特征与风险事件或假象或现象和风险后果相关的不确定性,可能发生的风险类型、风险产生原因和机理进行风险辨识[4]。风险识别是工程项目风险管理中一项经常性的工作。风险识别主要包括收集资料、分析不确定性、确定风险事件、编制风险识别报告等。

风险识别是工程项目的风险评估与控制的开始,也是风险评估的基础。风险因素识别方法和手段正确实用与否,风险分析结论准确全面与否对后续的风险评价和风险管理的效果有很大的影响。在隧道工程中,风险识别是要确定隧道工程施工中可能存在的风险及其可能造成的影响,它是隧道工程风险管理的基础。在隧道工程风险识别中,常用的风险识别方法有专家调查法、头脑风暴法、敏感性分析法、项目工作分解结构法、事故树分析法等五大类。

在多年的研究和经验积累的结果上,可以总结出隧道工程施工中常见的风险因素如下[5]:

①施工风险:如塌方、岩爆、瓦斯爆炸、突水、滑坡等;

②技术风险:如施工技术不合理、爆破控制不当、新技术、新结构的应用等;

③自然风险:如高温、严寒、地震、不可抗拒的自然灾害等;

④管理风险:如施工人员不合格、管理人员不合格等;

⑤设备风险:如施工设备供应不足、设备安装事故等。

2.2 风险评估

风险评估是建立在风险识别的基础上的,可分为风险估计与风险评价两部分。风险估计与评价在施工风险管理中很重要。它通过对施工中风险的估计与评价,把风险发生的概率、损失严重程度以及其它因素综合起来考虑,就可以得出施工中发生各种风险的可能性及其危害程度,从而决定应采取什么样的风险处置计划。

2.2.1 风险估计

风险估计是指在找出潜在的风险因素后,估计潜在损失的规模和损失发生的可能性,即损失发生可能性的估算和严重性的估算,以便于评价各种潜在损失的相对重要性,从而为确定风险管理对策的最佳组合提供依据。

隧道工程风险估计时,常使用风险指数法R=P?鄢C估计风险的严重程度。目前,我国在隧道工程领域风险估计时,将潜在风险P分为5类,如表1所示;对风险后果C相应的分为5级,如表2所示;风险指数如表3所示[5]。

2.2.2 风险评价

风险评价是指在风险识别和风险估计的基础上,把风险发生的概率、损失严重程度,结合其他因素综合起来考虑,得出项目发生风险的可能性及其危害程度。并与公认的安全指标比较,确定项目的危险等级。然后根据项目的危险等级,决定是否需要采取控制措施,以及控制措施采取到什么程度。

风险评价是隧道程风险管理的核心,是系统地识别工程风险和科学合理地管理风险之间重要的纽带,是决策分析的基础。工程中常用的风险评价方法有很多,简单概括起来,主要有:主观评分法、层次分析法、模糊数学法、敏感性分析法、故障树法、结构可靠性分析法、影响图法等。

近年来隧道风险评价方法在国外得到了大量的研究及应用,除了借鉴隧道工程行业以外已经发展的评估方法,应用一种或几种方法对工程系统或工程的某一部分进行风险估计外,还根据隧道工程的特点发展了许多适合隧道工程的风险评价模型。而我国隧道与地下工程研究和实践的时间都比较短,还属于发展阶段,因此风险评价方法在工程中的应用还比较少,目前也仅限于最简单的风险指数法[6]。

3隧道工程风险控制

3.1 风险应对

风险应对就是针对风险分析的结果,为降低风险的负面影响而采取的应对措施。工程项目常用的风险应对策略和措施有:风险规避、风险转移、风险缓解、风险自留和风险利用,以及这些策略的组合[7]。在众多应对策略中,项目管理者选择行之有效的策略,并寻求既符合实际,又会有明显效果的应对风险的具体措施,力图使风险转化为机会或使风险所造成的负面效应降低到最低限度。

某一工程项目风险,可能有多种应对策略或措施;同一种类的风险问题,对于不同的工程项目主体采用的风险应对策略或应对措施可能是不一样的。因此,从理论上说,需要根据工程项目风险的具体情况以及风险管理者的心理承受能力,以及抗风险能力去确定工程项目风险应对策略或应对措施。隧道工程项目常用的风险应对策略有:风险规避、风险转移、风险控制和风险自留。

除了上述的风险应对策略以外,保险也是隧道工程风险处理的一种方式,实际上购买保险也是一种转嫁风险的方式。但是保险并不是最保险的方式,如果想要达到最佳效果,而是应该通过科学的决策,理性的做出处理对策。

3.2 风险监控

在工程项目的实施”的过程中,风险会不断发生变化,可能会有新的风险出现,也可能预期的风险会消失。而隧道工程由于其环境的特殊性,风险变化的可能性显得尤为明显,及时对残余的风险进行控制和处理,并进一步修改风险策略,对于降低风险带来的损失这是关键的一步。因此,对隧道工程进行风险监控是十分重要的。

风险监控是指隧道工程进展过程中,密切跟踪已识别的风险,监控残余风险,识别新出现的风险,修改风险管理计划,评估风险管理的效果,一般有两个方面的含义:风险监视和风险控制。前者指对风险和风险因素发展变化的把握,后者指在风险监视的基础上,采取相应的控制措施[7]。

在某一时段内,风险监视和风险控制交替进行,即发现风险后经常需要马上采取控制措施,或风险因素消失后立即调险应对措施。因此,常将风险监视和控制整合起来考虑。风险监控过程在图1中通过B11、A11、C12、C13、A13充分体现。由风险评估小组制定风险监控策略,交由领导小组进行审批,审批通过后项目团队执行风险监控策略,并及时进行反馈,以便更好的完善风险管理策略。

风险监控的主要方法和技术有:项目风险应对;审计;定期项目评估;增值分析;技术因素度量;附加风险应对计划;独立风险分析[8]。

4隧道工程风险管理工作标准

根据以上的分析,规范了隧道工程风险管理的工作标准,如表4所示。

5结论

风险的管理是隧道工程项目管理中至关重要的一部分。如何使隧道工程这一复杂系统的诸多风险因素对工程项目造成的不利影响降到最低,这就要求在隧道工程施工中实施有效的风险管理。制定一个较为完善的风险管理流程和工作标准在这一工作中就显得尤为重要。这样风险管理者才能通过全面的识别、细致的分析、合理的评价、恰当的处理、实时的监控,才能使工程免受重大损失,保证工程效益。

参考文献:

[1]Einstein H H & Vick S G. Geological model for tunnel cost model[J];Proc Rspid Excavation and Tunneling Conf,2nd,1974:1701-1720.

[2]Einstein H H. Risk and risk analysis in rock engineering[J];Tunneling & Underground Space Technology,1996:141-155.

[3]张云飞、赵云胜:《隧道施工期风险管理体系探讨》[J];《工业安全与环保》2009(2):55-57。

[4]郭捷:《项目风险管理》[M];国防工业出版社,2007:78-79。

[5]贾剑青、王宏图等:《隧道工程风险管理探讨》[J];《全国地铁与地下工程技术风险管理研讨会》:171-178。

[6]路美丽、刘伟宁等:《隧道与地下工程风险评估方法研究进展》[J];《工程地质学报》2006(4):462-469。