时间：2024-01-23 15:44:48
作为新生的我们，必须要对我们所学习的专业有个感性的认识，因此，学校给我们大一新生安排了为期十天的土木工程认识实习。为期两天的隧道工程认识实习现在已结束了，我们更清楚地认识和了解土木工程中的隧道工程这个专业。下面就是我记录的实习情况，以及一些在实习过程中或之后的感悟与思考。
xxx年x月xx日上午8点整，在综和楼前，施成华老师给我们做了实习动员，着重给我们强调了一下几点：
1安全第一，要处处注意安全；
2严肃对待实习，要端正态度，每个人到要参加，不可以随便缺勤；
3一切行动听指挥，不要擅自独立行动；4在实习中可以帮助我们这些大一新生对土木工程有个感性的基础的认识，为将来的专业课程的学习打下良好基础。
之后，老师给我们上了一堂课，介绍了一下隧道与地下工程。隧道与地下工程概论的主要内容：
一、隧道工程的基本概念
1、广义定义：最终使用于地表面以下，不论以何种方式建造的所需形状和尺寸的空洞，内部净空面积在2平方米以上者。
2、狭义定义：是一种修建在地下的工程建筑物，修建在地下、两端有出入口，供车辆、行人、水流及管线等通过的通道。
二、隧道工程的沿革与发展
（一）发展目标：20世纪：高层建筑；21世纪：地下空间
美国“未来学家”杂志社预测21世纪将有1/3的人口生活于地下。在我国，地下空间的开发利用始于60 年代，主要是地铁与人防工程，65年修建北京地铁；70年代修建了大量的人防工程，经改造利用，成了地下商业街、地下工厂、仓库和招待所，较好地发挥了经济效益。
(二) 历史发展
1.国际上
（1）古代：公元前180～2160年前后，在古巴比伦城幼发拉底河下修筑的人行隧道，是迄今已知的最早用于交通的隧道，为砖砌构构造物。
（2）现代：现代隧道开挖技术的产生是在火药的发明和19世纪的产业革命后出现的，尤其是铁路的出现对交通隧道起到了很大的推动作用。
（3）目前世界上最长的交通隧道：山岭铁路隧道:日本的大清水隧；交通隧道:日本的青函隧道，英法海峡隧道；公路隧道:瑞士的圣哥达隧道。
2.国内
（1）古代：1、春秋时代《左传》就有“隧而相见”的记载2、三国时期的“官度之战”，曹操掘地道…3、封建时期各个朝代的帝王坟墓陵寝均修在地下
（2）近代：1、最早的隧道是：台湾的狮球岭隧道2、完全由中国人自行设计和修建的隧道是詹天佑负责设计的八达岭隧道。
（3）现代：1、已建成的最长铁路隧道：秦岭隧道；2已建成的最长公路隧道：秦岭终南山隧道。
(三) 技术发展
1.国际上
隧道工程的长度标志着一个国家发展的水平，如日本的三代清水隧道，穿越海拔2000m的谷川山脉；其他的有：日本——南朝鲜拟建海底隧道；意大利连接西西里岛的海底隧道正在建设之中，它们可望在本世纪实现。
2.在我国
（1）铁路隧道的建造：至2000年底，我国运营铁路隧道已有6880多座，总延长为3700Km。
（2）公路隧道的建造：改革开放以后随着高等级公路的修建，隧道才越来越长。近十多年来，公路隧道的建造也取得了迅猛发展，每年几乎都有十座以上的隧道建成 。目前我国已建成400余座公路隧道，总长度已超过100km。
（3）水底隧道的建造：近年来，跨海隧道开始得到大力发展，目前在建的有厦门海底隧道，规划中的有山东胶州湾海底隧道，上海崇明岛海底隧道，琼州海峡隧道，台湾海峡隧道。
（4）在隧道设计与理论分析计算方面：衬砌结构的设计与计算采用了与电子计算机技术配套的数值计算方法，如有限元、边界元、离散元等。普遍采用计算机辅助设计，从而节省了大量劳力和时间。
三、隧道工程的功能与特点
（一）隧道工程的功能：1.克服高程障碍；2.裁弯取自；3.避开不良地质地段；4.避开其他重要建筑或工程等。
（二）隧道工程的特点
1）优点：1.缩短线路长度，减少能耗；2.节约土地资源；3.有利于环境保护；4.保证行车安全；5.不受气候影响，提高防护能力；6.不影响水路交通。
2）缺点：1.造价较高；2.施工期限长；3.施工作业环境和条件较差；4.附属设备能耗大。
四、隧道工程的种类及作用
1.按用途分:（1）铁路隧道（2）公路隧道（3）水底隧道（4）地下铁道
2.按地层分：岩石隧道，土质隧道
3.按所处位置分:山岭隧道，城市隧道，水底隧道
4.按施工方法分:钻爆法隧道;明挖法隧道;机械法隧道:包括掘进机法和盾构法;沉埋法隧道
5.按断面形状分:圆形隧道，矩形隧道，马蹄形隧道
6.按开挖断面大小分:特大断面，大断面，中等断面，小断面，极小断面
五、隧道结构基本构造
六、隧道施工设备：钻孔台车、凿岩机、半边炮眼、空压机房、空压机、斗车、有轨运输、混凝土喷射机、混凝土泵、装碴机、施工通风设备、模板台车、型钢材料、隧道爆破等等。
这天下午，老师带领我们观看了大瑶山隧道和英法海峡隧道MV。我们知道，大瑶山隧道处在京广铁路衡广复线的坪石至乐昌间，自北向南穿大瑶山，位于广东省乐昌市境内，全长14.295公里，是目前国内最长的双线电气化隧道，其长度在世界铁路隧道中列第十位。隧道采用"三斜一竖"的施工方案，隧道中部穿过的465米长的9#断层地段，最大涌水量每昼夜高达4200吨，是整座隧道的控制地段。隧道全面运用新奥法原理施工，最高单口独头月成洞217双线米。1981年11月开工，1989年12月建成。获国家科技进步奖特等奖。
(1)安全施工意识不强。
在当下的隧道施工过程当中，使得现场管理工作不能够充分落实的关键在于现场施工员工的安全意识淡薄。他们对于有规定不执行，有的跟进不及时，而且在施工当中，对于图纸要求当中的重要部分往往过分依照自身的施工经验进行盲目的实践，加上对于工作当中安全教育工作的忽略，导致在施工当中，一些基础性的安全问题屡次出现。近期检查中，发现这类问题比去年有所抬头，造成大量安全隐患。
(2)隧道施工工艺标准降低。
在隧道施工方案设计当中，充分考虑了施工的安全之后，进行相关工艺的设计。但是在当下的隧道施工建设当中，一些施工人员为了尽快的完成预计目标，而更改了隧道施工的工艺标准。存在不具备变更条件、未履行变更手续的情况下，擅自改变开挖方法的情况;有的施工单位在技术指标、工艺参数均未明确的情况下，盲目采用未经批准的施工工艺组织施工。这样，不仅会影响隧道施工的质量，为后续的投入使用增加风险，也会偏离当初的科学计算，为施工人员的安全埋下隐患。而且施工工法缺乏动态管理，钻爆法施工中存在作业工人凭经验实施钻爆开挖，参数不随围岩等级变化和爆破效果进行调整，造成单次开挖进尺过大、超欠挖失控现象;仰拱施工中存在仰拱与仰拱填充一次浇筑的现象，影响隧道结构受力，造成安全隐患。这些问题在隧道施当中，都普遍存在。
(3)专业人员素质参差不齐。
在隧道施工过程当中，由于相关专业人员的业务素养和综合能力参差不齐，从而导致隧道施工风险控制能力不能够落在实处。有的单位不按设计要求开展超前地质预报，有的预报方法单一、设备简陋。有的预报人员缺乏专业知识，判识水平不高，对预报结果和观测数据缺乏有效分析，不仅无法有效及时预测、预报前方不良地质情况，更不能起到指导隧道动态设计和二衬施工的作用。没有科学的依据指导进行施工，不仅会影响工程的进度和科学性，也会大大增加工程的不安定因素数量。有的隧道变形监控量测断面设臵不合理，间距太大，量测点设臵不规范，数量不足。而且缺乏对于风险评估的正确认识，有的项目未按部有关规定开展隧道风险评估工作;有的尽管开展了风险评估，但缺乏隧道实施过程中的风险管理，流于形式，没有起到应有作用。
2提升隧道施工安全风险管理的研究
(1)增强相关工作人员的安全意识。
在当下的隧道建设当中，提升工作人员的风险管理意识，是增强风险控制的基础。隧道施工安全管理没有捷径可走，必须落实参建单位和人员的责任，坚决防止侥幸心理。要加大宣传教育力度，促使参建人员克服侥幸心理，进一步增强安全防范意识;要加大监督检查力度，督促施工单位严格落实作业标准，及时消除各种安全隐患和问题;要加大事故查处力度，严厉打击施工粗制滥造、偷工减料行为，严肃追究事故责任单位及相关人员的责任。
(2)完善施工工艺强化安全意识。
在进行隧道施工当中，现场监管必须要发挥自身的作用，强化施工工艺，严格按照相应的标准进行。各参建单位必须始终把强化技术管理人员专业技术水平、劳动生产技能和掌握安全生产知识、全面提升人员素质作为确保隧道安全生产的重要措施来抓，切实提高参建人员隧道安全风险认知水平和识别能力。可以通过不断的提升隧道施工人员的专业素质和业务能力，来保证他们在施工过程当中，拥有相应的专业技能来进行正确的施工工艺的实践。同时，通过对于虽大施工人员的定期培训，来增强他们的业务能力，从而能够在工作当中更进一步的强化员工的安全认识，从而为增加现场管理，提升风险控制作出积极的措施。
(3)借助责任制提高施工安全控制。
在隧道施工安全风险管理当中，要想在施工当中保证现场管理的价值能够有效发挥。就需要借助落实责任制来促进工作的有序开展。工程建设以及质量安全的实施主体是施工单位，但建设单位、监理单位监管力度和监管作用发挥的好与坏，直接影响施工单位的质量安全行为和结果。建设、监理以及质量安全监督机构，要按照赤胆忠心、铁面无私的要求，认真履行监管职能，切实加强对隧道工程质量安全的监督检查，对于现场监督检查中发现的质量安全隐患、问题和违规行为，要紧紧抓住不放，采取强硬措施，该停工的立即停工，该整改的责令整改，敢于当黑脸包工，决不能做老好人，切实提高工程质量及安全生产的监管能力。
3结语
本文作者：江玉生 单位：中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院
一、土木工程专业四年级本科生的基本特点
在中国矿业大学(北京)3个土木工程本科班90人中,一般在大四进行专业方向的选择时,有近一半的学生选择了地下工程方向,“隧道工程”课程就是地下工程方向学生的重要专业选修课之一。这些学生的特点如下[1]:一是,大四毕业年级的学生,由于就业环境的原因,复习准备报考研究生的人数在逐年增加,而且这部分学生放弃或者敷衍应付正常安排的课程学习,专事复习研究生考试课程。二是,另有部分不准备报考研究生的学生,花费了大量的时间和精力往来于学校和社会各单位之间,参加各种人才和毕业生招聘会,为自己即将毕业后的工作而奔波,但要想做到上课学习和相关活动两不误,实在有些困难。三是,少部分学生对毕业后的实际工作十分迷惘,不知道毕业后是一个什么样的工作状况,甚至不知道学习的课程对他们将来的工作有什么作用,或者是如何应用他们所学的知识开展将来的工作。四是,更有极少部分学生晚上上网、白天睡觉,一般不上课,已经到了“少年不知忧愁”的状态,形成了比较坏的习惯。根据上述特点,在第一次课中,针对“隧道工程”这门课程的具体特点,与学生一起分析目前“隧道工程”的现状和他们将来可能的工作情况,尤其是正在大规模进行的城市地铁工程的现实需要,引起他们的兴趣,化解他们的疑问,初步解决部分问题,收到了一定效果!
二、隧道工程的特点
1.现场工程多,工程技术人员极度缺乏(1)“隧道工程”前程光明。除了矿山上需要开掘大量隧道工程(巷道工程)外,公路工程、铁路工程、市政工程、城市地铁工程、军事工程等也需要大量开挖隧道,因此隧道工程在中国才刚刚开始,其用武之地十分广阔。(2)以北京地铁为例,城市地铁的大量修建,迫切需要拥有地下工程设计、施工和管理方面的工程技术人员,这些人员不仅要懂得一般的隧道工程设计、施工和管理方法,还要懂得城市复杂条件下大断面地下工程设计、施工和管理方法[2](P.267-268)。(3)高速公路大断面隧道(山岭隧道),其跨度之大、高度之高是我们以前矿山隧道中所不曾见到的。其设计、施工和工程建设管理,将极大地依赖于具有相当高水平的隧道专业技术和管理人员。(4)过江、过河、跨海隧道的大量建设,也迫切需要我们隧道工作者研究其中的新问题,特别是隧道盾构/TBM法施工的大量开展,需要大批从事盾构/TBM隧道工程设计、施工和管理人员。
2.技术难度大,需要研究和解决的问题多(1)隧道工程断面变化大,给设计和施工带来的问题多。类似的工程条件,仅仅由于断面变化,带来了支护设计的极大不同,且凭借工程经验设计者居多,往往偏于保守,造成技术上可行、经济上浪费的例子有继续增加的趋势,而一旦偏于危险(经验所限),将会造成严重的工程事故[2](P.78)。(2)隧道断面的变化,给施工方法带来的问题更多。各种复杂的施工方法相继采用,相应技术人员的储备不足,从而引起一系列问题;(3)隧道工程的施工管理,涉及到地下工程方面的知识点多。不仅相关的力学知识、土木工程知识、管理工程知识要储备充足,像设备、机械、电子等诸多方面也要具有一定的水平,因此对工程技术人员的要求高。
三、多种教学方法的并用一是,通过录像教学,给学生一个隧道工程的基本认识。通过放映公路隧道方面的教学片,使学生直观地认识到隧道工程设计、施工及其管理的全过程,对隧道工程有一个初步的认识[3](P.126)。二是,传统教室教学,给出隧道工程中的理论问题及其解决办法。隧道工程中的理论问题,如隧道围岩分级、支护设计、开挖方法等,还是需要依靠传统的室内教学的办法解决的。三是,提高现场教学的课时比例。依托北京地铁大规模建设工程,积极采用现场教学的模式,让学生在现场去发现、去思考、去询问、去解答,回校后再布置相应的作业。例如,我们选用了北京地铁最大的车站——黄庄车站为例子,连续三届现场教学,效果良好,使得学生掌握了一个复杂的地铁车站是如何一步一步形成的。四是,盾构施工工地教学。盾构法修建隧道是一个崭新的领域,国内外没有此方面的合适教材。我们有选择性的找了两个工地,首先实施现场教学,让学生了解实际状况,然后进行室内录像和讲授教学,同时吸取了以往盾构/TBM工程硕士进修生班的相关经验,调动学生的兴趣和爱好,提高了学习质量,丰富了盾构施工的知识,为将来的工作打下了基础。五是,切实为学生着想,尽量帮助他们解决问题。在进行隧道工程教学的过程中,针对学生关心的问题,特别是他们将来从事的工作问题,本着增加他们的工程知识,同时也为相关单位选用技术人员提供平台的设想,根据北京地铁建设的过程特点,每届有针对性的设计了各种不同形式的现场教学方式和网上学习方法,特别是在盾构教学过程中,根据我们课题组在北京地铁开发的具有国际领先水平的盾构/TBM实时管控系统,与学生一起在现场和教室内分别进行学习活动,得到各现场单位和学生的一致好评,学生从一开始害怕隧道(第一次看了黄庄站),到逐步理解,再到愿意从事这方面的工作。四、结论通过六届的“隧道工程”本科教学实践,得出提高本科“隧道工程”教学质量和学生学习积极性的初步方法:一是,充分分析本科四年级学生的实际状况,分类进行教学安排;二是,按照“隧道工程”的特点,分析隧道工程的未来及其存在的问题,给即将从事隧道工程工作的学生以基本知识的同时,向继续深造的学生提出问题;三是,采取不同的教学方法,充分展示隧道工程的传统(一般隧道)和现代(盾构/TBM隧道);四是,在力所能及的范围内切实帮助同学解决他们所关心的就业、深造等具体问题,这也是提高教学质量、搞好本科毕业班教学的重要措施。
隧道施工；新奥法；传统矿山法
[中图分类号]U45[文献标识码]A[文章编号]1009-9646（2011）08-0031-02
隧道是一种修建在地下，两端有出入口，供车辆、行人、水流及管线等通过的工程建筑物。是一种断面相对较小的细长结构，因此隧道问题可简化为平面应变问题。隧道工程具有以下特点：（1）施工全过程受制于地质条件；（2）大型的隐避工程；（3）施工环境较差；（4）多地处偏远山区，交通不便；（5）狭长建筑物，工作面很少；（6）施工不受气候影响。
基于以上特点隧道施工方法主要有矿山法、明挖法、掘进机法、盾构法、沉管法、顶进法等，在隧道工程发展史上，矿山法一直占据着主导地位。20世纪60年代正式问世的新奥法从理论到施工都与旧的矿山法有很大的不同。
一、新奥法基本理论
新奥法是用薄层支护手段来保持围岩强度，控制围岩变形，以发挥围岩的自承能力，并通过施工监控测量来指导隧道工程的设计与施工。新奥法是一种隧道施工的基本理论，是包含设计和施工内容的隧道工程新概念。新奥法的隧道结构体系计算模型是采用岩体力学模型，将支护与围岩视为一体，作为共同承受荷载的隧道结构体系，围岩是直接的承载单元，支护结构只是用来约束和限制围岩的变形。新奥法必须包括采用锚杆、喷射混凝土的锚喷支护结构，但不能误认为采用了锚喷支护就是新奥法，新奥法采用锚喷支护是为了达到保护围岩的强度、控制围岩变形、实现发挥围岩自承能力的目的。此外新奥法十分重视施工监控测量，只有采用施工监控测量才能掌握围岩变形动态，做到监控变形，同时现场施工测量的资料是完善设计，指导施工的重要依据。
总的来说，新奥法充分考虑了围岩的自承能力，认为围岩塑性强化区和弹性区是主要的承载结构，施工中基本维持围岩原始状态。它是以既有隧道工程经验和岩体力学的理论为基础，将锚杆和喷射混凝土组合在一起作为主要支护手段的一种施工方法。新奥法的基本要点可扼要的概括为：“少扰动、早喷锚，勤量测、紧封闭”。
二、新奥法修建隧道的优点
1.新奥法成为软弱破碎围岩地段修建隧道的一种基本方法，技术经济效益是明显的。采用现场监控、量测信息指导施工，即通过对隧道施工中量测数据和对开挖面的地质观察等进行预测、预报和反馈，并根据已建立量测数据为基准，对隧道施工方法、断面开挖步骤及顺序，初期支护的参数进行合理调整，从而使隧道围岩稳定，保证施工安全、工程质量和支护结构的经济性。
2.传统的矿山法是以木或钢构件作为临时支撑，待隧道开挖成形后，逐步将临时支撑撤换下来，而代之以整体式厚衬砌作为永久性支护的施工方法，木构件支撑由于其耐久性差和对坑道形状的适应性差，支撑撤换工作既麻烦又不安全，且对围岩有所扰动；新奥法的锚喷支护技术与传统的钢木构件支撑技术相比，不仅仅是手段上的不同，更重要的是工程概念的不同，是人们对隧道及地下工程问题的进一步认识和理解。
三、新奥法与传统矿山法比较
新奥法与传统矿山法均采用钻爆法施工，与传统矿山法的最大不同，是新奥法充分考虑了围岩，并视围岩为主体承载结构，考虑其适当变形以充分发挥围岩的自承能力和及时支护以控制围岩变形，另进行施工监测，关注围岩变形情况，以指导施工。
新奥法与传统矿山法主要有以下区别：
1.对围岩压力的认识不同
传统理论认为洞室结构承受来自围岩某一检动范围内(如坍落拱)的全部岩石重量所引起的荷载，而这一范围的大小与支护结构本身无关洞室结构设计采用荷载――结构模式。而新奥法对围岩压力的认识则不一样，它不是给定的，而是支护与围岩力学体系的平衡结果，因而支护结构不采用荷载――结构模式，而是将支护与围岩视为统一的力学体系，采用岩体力学模型。
2.对围岩的认识不一样
传统的矿山法，只是把围岩视为一种被挖去的岩体，强调的是及时支护，视围岩为荷载；而新奥法则把围岩视为承载单元，是围岩――支护体系中的一部分，所以必须尽可能地保护围岩，发挥围岩的自承作用。
3.洞室支护手段不一样
传统矿山法的支护手段，一般是木支撑(临时)和模筑混凝土衬砌，木支撑只能被动地承受围岩的松动荷载；而新奥法的支护手段是多种多洋的，有喷、锚、网、柔性钢架、超前支护、模筑衬砌等，能有效地控制围岩的变形，并充分的发挥围岩的承载能力。新奥法强调闭合支护使得更符合岩体力学的原则，有利于稳定围岩。
4.施工方法不一样
除了在全断面法中，二者都是一个开挖断面外，在其他施工方法中，在同样的条件下，传统矿山法的分块较多，而新奥法采用了锚喷支护，分块较少。
5.洞室防水性能不一样
采用传统矿山法修建的隧道，防水性能较差。而采用新奥法修建的隧道，由于在两次衬砌之间可铺设防承层，因而防水性能大为改善。
6.施工进度不一样
采用传统矿山法修建隧道成洞水平较低。而采用新奥法修建的隧道，由于采用大断面开挖，同时没有了纵横交错密布的木支撑，使得新奥法施工的工作空间大为扩展，大型机械进洞，机械化作业程度较高，因而施工开挖和成洞水平较高。
7.施工安全性不一样
传统矿山法施工，由于采用木支撑，支撵顶替作业频繁，易发生坍方，存在许多不安全因素。而采用新奥法施工的隧道，由于喷锚支护能及时施作，并在监控量测指导下施工，及时反馈围岩及支护的变位信息，使施工的安全性大为提高。
[1]彭立敏,刘小兵.隧道工程[M].中南大学出版社,2009年9月.
[2]代刚.新奥法原理在隧道施工中的应用[J].太原科技,2006（6）.
0引言
自从20世纪80年代隧道窑被引进到我国以后，虽然得到了广泛的推广和应用，但是仍然处在简单模仿的成长阶段，高端窑炉、高端设备、高端烧结制品的推广十分艰难，同行恶意压价、恶性循环阻碍着砖瓦工业的科技创新与发展，市场一直处于低迷和沉睡状态。企业家不光要赚钱，还要有对行业的使命感，在自己的工作岗位上为社会发展贡献力量。根据现代科学研究的时代特征，高度分化和高度综合相统一的密切结合原则，使用辩证思维与科学研究来解读砖瓦工业的真实面貌，希望能够唤醒砖瓦人的自救意识。
1隧道窑的发展及辩证认识
隧道窑是制砖企业的核心热工设备，承载着制砖企业的整个产业链。从现代科学研究的角度，把隧道窑分为传统隧道窑、数字隧道窑和智能隧道窑，最符合窑炉客观发展规律。传统隧道窑是人工化作业的产物，数字隧道窑是机械自动一体化的体现，智能隧道窑就是工业4.0的全新面貌。通过分析把思维过程中认识的隧道窑分解为不同的组成部分、方面、特性等分别加以研究，逐步认识隧道窑的各个层面，从中找出隧道窑的本质；再把分解出来的不同部分、方面，按其客观的次序、结构综合成一个整体，从而达到对隧道窑的整体性新的认知。根据目前隧道窑的市场应用状况和需求，形成了三大特点：节能、环保、高效。给隧道窑总结出优势特点，将有利于规避窑炉技术研发和市场推广过程中所遇到的阻碍。
2隧道窑各发展阶段特点
传统隧道窑指通过粗略性概念、含糊性原理、经验性揣测和模仿性心态，属于结构拼凑的窑炉产物，处于隧道窑技术初始成长阶段。数字隧道窑指通过系统的数据分析、严密的逻辑思维、科学的理论知识，属于窑炉创新的知识结晶，处于隧道窑技术成熟阶段。随着工业4.0智能技术的应用和经济发展的硬性需求，预计到2025年，可以实现传统隧道窑到数字隧道窑到智能隧道窑的过渡。其实就是细分、细分、再细分，把含糊不清的概念变为透彻的数据，即上升到隧道窑的数字技术层面，让数字技术得到了准确的量化和广泛的应用。从数字隧道窑技术角度上看问题，传统隧道窑70%以上的理论是不能再用的。在此感谢传统隧道窑学者们的理论基础。打破定式思维是一种突破，而我们习惯性定式思维阻碍了我们洞悉的目光和创新的思路。提高对现有结论的甄别能力，有利于我们开拓视野、活跃思路、丰富眼界，从而使我们能够更进一步发展。
3环保对企业的要求和压力
随着中国经济的高速发展和环境保护的客观要求，2015年1月1日起施行《中华人民共和国环境保护法》，2016年7月1日起施行GB29620—2013《砖瓦工业大气污染排放标准》，2018年1月1日起施行《中华人民共和国环境保护税法》，2016年9月27日[2016]71号《国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见》等，生产烧结空心砌块和发展装配式建筑成为一种必然趋势。对于小规模制砖企业来说，即将实施的排污税和烟气处理成本，是无法承受的经济压力，它现有的生产设备和工艺要求也无法实现高端窑炉技术指标。二手制砖设备在市场上成了目前的销售热点，高端设备变成了概念产物的样品。如果依据《砖瓦工业隧道窑节能设计施工及验收规范》标准，低端窑炉将无处安身，那些不具备窑炉公司建造资格的施工队也即将被淘汰出局。
4砖瓦行业应对困境的思路和探索
近期，中国砖瓦工业协会出台了一系列管理措施，如《砖瓦工业落实新型墙材推广应用行动方案措施》、《砖瓦行业淘汰落后产能指导意见》和《产业结构调整指导目录》等，深入研究砖瓦产业结构调整，推进砖瓦工业科技创新和节能减排，保障绿色建筑、节能建筑、生态建筑和海绵城市建设。促进砖瓦工业集团化、规模化，大力倡导淘汰落后产能，推动行业开发应用“互联网+墙材”，改变传统生产模式，促进行业健康有序发展。思路决定出路，格局决定结局，不要受常规思路的束缚，应积极寻求对问题的全新独特性解答，在当下互联网经济的快速变化中多采用创新思维，才有生存的机会。今天建了明天扒，那是在玩“命”，人无远虑必有近忧。恩格斯说：“一个民族想要站在科学的最高峰，就一刻也不能没有理论思维。”认识客观的砖瓦工业，认清砖瓦工业的真实面目，透过现象看本质，研究砖瓦工业内部的深层次弊端。从哲学的高度为我们提供世界观和方法论，在更高层面上对砖瓦人的思维方式有着指导和统帅作用。在目前遇到发展瓶颈中，不是提供不出解决问题的有效方案，而是发现不了主要问题，因而导致“僵局”，辩证思维与科学研究就成了我们打破僵局的有力武器，帮助我们全面总结砖瓦工业的发展状况，提升对行业新的认知。
作者：张海恩 单位：山东麟工窑炉有限公司
随着改革开放的不断深入，我国的经济得到了快速发展。经济的发展促进了交通行业的快速提升，作为交通重要基础设施之一的交通隧道工程得到了迅速的发展，逐渐向着更长、跨度更大的方向发展，同时隧道的结构形式更加的复杂。这就要求对隧道工程施工的关键技术进行认真研究，确保隧道施工的质量和安全性。本文主要介绍隧道工程施工关键技术管理方面的内容，希望能够为相关人士起到参考借鉴的作用。
关键词：
交通；隧道工程；关键技术；管理
0引言
近些年随着我国经济较快的发展，我国交通行业得到较大发展。隧道施工是交通行业重要的组成部分之一，隧道施工的质量直接决定着交通运输中人们的生命以及财产安全。因此，加强隧道工程施工关键技术管理成为了现阶段交通部门最关注的内容之一。现阶段的隧道施工长度逐渐增加，隧道工程的隐蔽性更强，施工环境也越来越差，这就在一定程度使得施工技术管理出现某些问题，这不但影响到工程建设质量，还会对人们的生命安全形成威胁。所以需要严格管理隧道工程的施工技术，确保工程的施工质量和人们的生命财产安全。
1施工技术管理在隧道工程施工中的作用
（1）能够保证隧道工程的施工质量
在正式进行隧道工程施工前要制定相应的施工方案以及进行施工技术交底，要对隧道工程施工中所有的施工工序可能存在的安全隐患进行充分分析，同时采取必要措施进行预防，并且要制定较为完善的隧道工程施工应急预案。通过这些施工技术方面的管理措施能够确保工程的施工质量。
（2）能够良好的控制隧道工程管理成本
在隧道工程施工过程中进行项目成本控制，就是对于施工过程中可能出现的影响工程建设质量和安全的因素进行控制和管理。通过采取针对性措施对施工技术进行管理，能够对隧道工程施工中的各种各样资源消耗以及成本支出进行控制，确保资源消耗控制在成本计划范围内，避免出现较大的资源浪费。施工技术管理的水平直接影响着工程施工成本的控制水平。
（3）能够有效控制工程施工进度
隧道工程进行施工进度控制就是在保证施工质量以及施工安全的前提下，最大程度上缩短施工工期。从现阶段来看，隧道工程施工中影响施工进度的因素主要包括：施工技术问题、施工条件和环境的改变、突发事件等等。其中施工技术问题是影响施工进度最为严重的因素，若是施工技术不当会造成非常严重的影响。在实际施工过程中，常常会出现施工技术方面的管理与施工进度管理不符的情况。因此要增强施工技术管理，从而保证工程施工进度符合计划要求，进而保证相应效益的实现。
2隧道工程施工技术管理中存在的问题
（1）施工技术管理过于粗放
从现阶段的隧道工程施工技术管理来看，并没有实行比较精细化的管理，更多的还是体现粗放式的管理方式。很多隧道工程在建设时并没有进行较为详尽的施工技术交底，相应作业指导书制定的也不够详尽，造成技术交底和作业指导书都没有发挥应有的作用，所以工程所能达到的施工质量以及进度情况完全取决于施工队伍的能力和经验，并不是通过施工技术管理的水平来体现。同时此类工程的施工人员大多数为农民工，同时流动性也比较大，这就对技术管理造成了更大的困难，从而影响到工程的质量和工期。
（2）施工技术管理理念比较落后
现阶段我国隧道工程施工技术管理的观念还比较落后，并没有将“管理”作为提升企业施工技术水平的关键措施看待。只是简单的将施工技术作为企业发展竞争的手段，没有认识到一流的企业要以管理取胜，管理水平的提升自然能带动技术水平的提升，这就导致了施工技术始终处在一定的水平很难得到提高。
3加强隧道工程施工技术管理的相关措施
（1）建立起隧道施工现场制度管理以及规范
第一，建立并不断完善隧道工程安全施工管理制度。建立起较为完善的施工安全保障制度，要明确施工中各个岗位中承当的安全管理职责。隧道施工工作人员在进入岗位之前一定要经过必要的安全意识以及专业技能培训和教育，要对隧道施工中的关键内容以及安全点充分了解。与此同时，要对自身所施工的区域工作充分了解，并且要熟悉所有的相关操作内容，严格按照相关标准规范进行操作。一定要坚持安全第一、预防为主以及综合治理的方针政策，要通过讲座或专家授课等方式定期对相关施工人员进行安全方面的教育和培训，按照实际工作的需求加强安全技术交底工作，最主要的就是要确保相关责任人将工作落实到位。第二，在隧道工程的施工现场配置完善的消防设施。在隧道施工过程中要在施工现场配置消防部门，要定期对消防人员进行消防知识以及安全意识方面的教育培训，确保隧道工程现场的作业人员充分掌握相应的消防知识，熟悉消防设备的使用方式。要确保隧道工程施工现场的消防设备以及器材处于有效状态，要具有符合国家标准的安全标志，同时要定期进行检查。隧道工程施工现场的消防设备和器材一定要安排专门人员对其进行维护管理，也要进行定期的更新。同时要安排比较专业的安全管理人员进行各种类型危险源的识别以及控制。
（2）增强隧道施工技术管理工作力度
第一，要对隧道工程施工进行更加精细化的管理。从现阶段来看，我国的隧道工程施工技术管理工作还处在比较粗放式的管理方式，还没有进行精细化管理。这就造成了技术交底以及技术管理等工作并没有充分发挥其应有的作用，使得施工现场的实际内容和施工设计内容有较大出入。为了有效控制并消除隧道工程施工中的不利因素，提升隧道工程的施工质量，进一步增强隧道工程施工内容的精细化，一定要增强对于隧道工程施工技术方面的管理，要通过更加精细化、规范化、标准化的管理来增强施工现场的技术管理。第二，提升隧道工程的施工技术内容。从现阶段隧道工程施工建设中的人员组成来看，很多施工人员的素质相对较低，大多数都对施工技术管理以及施工技术提升的重要性没有正确的认识，对于利用施工技术管理提升施工技术水平的意识不足，施工人员思想比较落后。第三，要形成比较超前的施工技术管理意识。隧道工程是综合性工程，其施工技术以及施工工序都比较庞杂，并且会涉及到各个方面的问题，所以很难准确全面的预料到施工中可能发生的问题以及技术难点。因此在施工前要制定出较为完善的问题解决方案以及相应的预防措施，以便能够及时、准确的发现施工中存在的问题，从而采取针对性的措施快速解决问题。只有这样才能够避免由于突发状况所造成的手忙脚乱，甚至造成更大的损失。同时要保证隧道工程施工技术管理要满足相关标准规范的要求，对于全部施工技术都要进行严格的监督，要重点关注细节方面的内容，要对发生的问题以及施工技术实施过程进行全方位监督管理。第四，增强隧道工程施工技术管理需要确保审查处于闭合状态。在隧道工程的施工现场，一定要从整体的角度良好把握住负责施工的工段情况，并且要良好的了解全部工程的实际施工情况。施工人员以及技术管理人员要通过观察以及检测等各种方式，对于隧道的施工效果以及施工质量进行分析总结。隧道工程施工中重点内容就是要把握好细节方面的内容，要增强施工过程方面的控制。在施工完成之后要对各方面进行复核，确保整个工程的施工质量。
4.结束语
与其他工程施工一样，隧道工程施工技术管理对于提升施工技术水平以及工程质量都具有非常重要的作用，同时能够很好的保证工程的施工安全。所以要严格进行隧道工程施工技术管理，通过有效管理提升技术水平，保证高质量的工程建设。
参考文献：
[1]张金凤.加强隧道工程施工关键技术管理[J].城市建筑,2013(24):29-31
[2]朱宝权.隧道工程施工技术管理要点[J].门窗,2015(10):31-35
[3]刘金山.隧道工程施工技术管理要点[J].铁道建筑技术,2012(11):45-47
关键词：隧道施工 施工安全 管理
中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）04（c）-0163-01
隧道施工的环境复杂，给隧道施工带来了很多安全隐患，每年因为隧道施工所带来的人身事故是不容忽视的，我们要吸取教训对隧道施工进行安全控制，提高隧道施工的安全性。
1 引起隧道安全事故的原因
隧道安全事故是不容忽视的，国家的相关管理部门要加以重视。根据多年来对隧道安全事故的分析发现，隧道施工中的很多安全问题是由于隧道塌方、机械伤害、触电伤人等方面引起的，此类型事故一旦发生，危害性非常大，造成的经济损失也是可观的。其中隧道坍塌现象造成的人身事故最多，下面对引起事故坍塌现象发生的原因进行分析。
首先，施工中偷工减料造成的隧道坍塌现象。隧道围岩的压力除了要靠自身的结构来对其进行支撑外，大部分还是要靠隧道中的其它支护来进行的，只有做好支护工作才能减少隧道出现坍塌的现象，尤其是对隧道进行超前支护时更为重要。设计人员在对隧道支护强度进行设计时，是根据围岩的压力参数来设计的，但是施工过程中，由于施工不当对围岩造成破坏，破坏了其原有的参数，原有的支护方案不能满足围岩的压力；对隧道进行超前支护、初期支护时，没有按照图纸的要求进行，施工工艺不规范，降低了支护的强度。由于支护没有达到围岩的需求，所以导致坍塌事件发生。
其次，开挖方式不当，监测工作没有做好，支护又不及时造成隧道坍塌。在对隧道进行开挖前，要对隧道施工的地质进行勘测，根据不同的地质条件选择不同的开挖方式，开挖方式不当会造成隧道坍塌；很多时候为了施工方便而扩大开挖的断面，盲目的拉大了施工的距离使得封闭不及时造成隧道坍塌现象发生；隧道施工过程中，对隧道支护的监测工作没有做好，支护变形时没有及时发现采取相应的改变措施，造成隧道坍塌现象发生。
最后，由地质灾害造成的隧道坍塌。地质灾害造成的隧道坍塌现象是比较常见的，很多时候在施工过程中没有意识到前方地质的问题，仍然按照原有的施工方案进行施工，没有采取相应的措施，导致突然涌水、涌泥等现象发生。
2 编制应急方案
在对隧道进行施工时，难免会发生突发事件，例如坍塌、涌水等事故的发生，为了对这些突发事件进行预防控制，编制出应急方案。应急方案要对可能发生的突发事件作出准备，明确应急的职责，具备对应急事件的分析能力，辨别事件特点，最大程度地减少因突发事件对周围环境造成的影响，避免因突发事件引来的人身事故。
在对应急方案进行编制时，项目部应该成立相应的应急指挥小组，避免发生突发事件时出现慌乱现象而造成更大的事故发生。项目部经理应该做为应急小组的组长，并对应急的组员进行分配，将责任具体划分到每一个人身上；应急小组成立后，要对应急救援中应该做的事情进行分组，每一个救援环节都有相应的组员对应，这样有条理的划分，可以避免突发事件发生时因慌乱而造成救援混乱。可以分为现场抢救组、技术处理组、消防排水组、后勤保障组、善后处理组、事故调查处理组，几个组要互相协作，保证救援工作有序的进行，减少人身事故的发生，减少经济的损失；在对应急方案进行编制时，还要将应急中用到的设施设备进行配置，辅助应急救援工作的顺利进行，例如抢救车、挖掘机、运输车辆、电焊机、抽水机等。应急方案的编制要从多个角度考虑，保证其全面性。
3 隧道施工安全管理措施
隧道施工中的安全问题一直是施工的主要问题，要对施工安全问题进行管理与控制，预防安全事故的发生，把隧道施工的风险降到最低，保证人身安全与财产安全。可以从以下几方面来进行安全事故的控制。
首先，从技术与质量的角度来控制隧道施工的安全问题。施工的工艺选择对隧道质量的影响是非常大的，要避免因施工方法不当而造成支护不强，最终导致隧道质量出问题；在进行施工时，要不断地进行超前地质勘测，时刻关注地质条件，避免因地质因素造成施工工艺不当，而造成事故的发生；在对隧道进行施工前， 要根据施工的环境选择相应的施工工艺、施工的设备以及施工工期的确定等；根据不同的围岩选择开挖的方式；采用新的施工技术以及新设备来进行施工，提高隧道的质量。
其次，提高本质安全度，降低事故发生率。在对隧道进行施工方案的设计时，要从多个方面进行分析与考虑，尤其是对施工设备的选择与配备上，要进行认真的考虑，设备的选择要符合隧道施工的需求，选择配备好的机械设备。只有从本质上提高安全指数，才能减少安全事故的发生。
再次，制定相应的安全约束制度，并且进行安全教育。很多安全事故都是因为施工人员自身的安全意识不强所导致的安全事故的发生，所以对于施工人员进行安全教育是非常有必要的，要定期的进行安全培训，只有施工人员自身的安全意识提高了，才能在施工过程中规范施工；除了要提高施工人员自身的安全意识外，还要实施一些硬性措施，监督施工的安全进行。制定施工的标准制度，让施工人员严格按照施工的规范进行施工，避免因施工、操作不当而造成的安全事故。
最后，对施工人员的素质进行加强建设。隧道施工所要求的施工技术是非常高的，施工人员的操作技能对工程的施工质量有很大的影响，所以在进行施工前要求施工人员对施工岗位有一定的认识与了解；加强对施工人员的培训工作，提高施工人员的整体素质，从而减少因施工人员的操作问题而造成的人身事故。
4 结语
目前隧道施工是我国建筑工程的主要施工项目，隧道施工的环境复杂，安全事故容易引发，所以在对隧道进行施工时，要对施工中的安全隐患加以考虑，并对安全隐患采取相应的措施，避免施工中出现安全问题而带来不必要的损失。
参考文献
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[2] 朱宇仪.略谈提高隧道工程技术水平问题[J].铁道建筑，2004（9）.
关键词：大跨度车站隧道；辅助工法；力学原理
一、大跨度隧道的施工方法、辅助工法及适用条件
1、国内外大跨度隧道的施工方法简介
随着隧道工程建设的发展，以及施工技术研究工作的深入和机械设备的不断更新，尤其是新奥法理论的日趋完善和TBM施工方法在世界范围内的广泛应用，大跨度隧道施工方法相比80年代以前有了很大的改进。传统的挖掘方法已经基本淘汰，取而代之的是更快、更安全、更有效、更有利于围岩及掌子面稳定的大断面开挖掘进的多种施工新技术。
根据国内外大跨度隧道施工状况及施工经验，其施工方法主要有以下几种：
（1）中隔壁工法（CD法）
（2）交叉中隔壁工法（CRD法）
（3）双侧壁导坑法
（4）二导坑（洞）法
（5）全断面法
（6）台阶法和台阶分部法
2、辅助工法及其适用条件
选择合理的施工方法及其辅助工法对顺利施工和保证施工安全具有十分重要的作用。如下为常见的的辅助工法：
（1）超前锚杆：是沿隧道纵向在拱上部开挖轮廓线外一定范围内向前上方倾斜一定外插角，或者沿隧道横向在拱脚附近以向下方倾斜一定外插角的密排砂浆锚杆。适用于IV~V类围岩，开挖临空后的数小时内可能剥落或局部坍塌。
（2）超前小导管注浆：是沿隧道纵向在拱上部开挖轮廓线外一定范围内向前上方倾斜一定外插角，或者沿隧道横向在拱脚附近以向下方倾斜一定外插角的密排注浆钢花管。适用于较干燥的砂土层、砂卵（砾）石层、断层破碎带、软弱围岩浅埋段等地段的隧道施工。
（3）长管棚超前支护加固地层：是将钢花管安插在已钻好的孔中，沿隧道开挖轮廓外排列形成钢管棚，管内注浆，有时还可以加钢筋笼，并与强有力的型钢钢架组合成预支护系统，以支撑和加固自稳能力极低的围岩，对防止软弱围岩的下沉、松弛和坍塌等有显著的效果。适用于含水的砂土质地层或破碎带，以及浅埋隧道或地面有重要建筑物地段。
（4）设计临时仰拱：当软弱地层中施工，及时封闭而使结构闭合式关键。当采用分部开挖法施工不能及时形成闭合结构时，应设置临时仰拱，以提高施工的安全度，有效地拟制结构及地面沉降。
二、隧道施工力学基本原理
地下工程的基本目的是在各类地质体中修筑为各种目的服务的、长期稳定的洞室结构体系。从结构角度看，这个结构体系是由周围地质体和各种支护结构构成的，即洞室结构体系=周围地质体+支护结构。它的形成则是通过一定的施工过程或者说是一定的力学过程来实现的。这个过程大体上可作如下表达：
开挖支护时间
原始岩土体毛洞 支护体系 稳定洞室
与之相适应的力学过程如下所示：
开挖支护 时间
初始应力状态 坑道开挖后应力状态 支护体系应力状态 终极应力状态
（一次应力状态） （二次应力状态）（三次应力状态） （四次应力状态）
施工中必须遵循的基本技术原则是：围岩是隧道的主要承载单元，要在施工中充分保护和爱护围岩。为了充分发挥围岩的结构作用，应允许有控制的围岩变形。在施工中，必须进行实地量测监控，及时提出可靠地、足够数量的量测信息，以指导施工和设计。并且使隧道断面能在较短时间内闭合是极为重要的。
隧道施工力学基本原理有如下几个主要方面：
（1）要全面、正确地认识各种因素对隧道工程施工的影响，不仅要研究初始地应力、地下水、岩土体的物理力学特性等自然因素的影响，还要研究在设计或施工过程中做优化工作的人为因素的影响。
（2）在复杂条件下的隧道工程中，要特别注意施工过程的设计和控制，科学地遵循围岩的动态响应规律，使人为的开挖和支护因素对围岩的损伤程度尽量最小，在满足安全性、经济性、合理性的前提下因地制宜地运用开挖和支护手段，把有害的影响及隐患控制在较低的限度内。
（3）施工前对工程进行动态施工力学优化分析，针对不同的开挖顺序以满足围岩稳定和地表沉降为目标，做出几个较优的施工方案。
（4）应加强勘察、设计、施工、科研四个方面的紧密联系，互相渗透，根据实际中出现的新情况和新资料不断修正原有的认识和调整原有的施工方案，要有允许随时修改原有施工方案的灵活性，使之更符合实际情况。
（5）根据优化施工方案进行施工时要不断深化和修正原有的认识，做好围岩动态响应的观测及监测工作，以判断现有施工方案的合理性，必要时应及时调整现有的施工及支护方案，以保证后续工程进程的安全性及经济性、合理性。
如今，随着我国经济的快速发展，国家和人们对出行的交通工具也要求越来越高，铁路和高铁频频建立，高风险隧道的施工会随之会出现在隧道工程中。众所周知隧道的施工中存在着很多的安全隐患，所以我们对其应高度重视，并应用有效的管理方法和技术措施来避免隧道工程事故的发生。隧道工程安全管理是一个动态的、全过程的控制行为。随着高水平隧道工程的建设施工，更多的因素增添了隧道的风险系数，隧道施工存在的潜在风险极大有可能对隧道的施工产生很大的影响，由于施工风险管理的实施能够使发生施工风险的概率减小到最低限度。所以，进行隧道工程建设风险管理是很有必要的。
【关键词】
隧道工程；施工安全；风险控制
改革开放以来，我国的高速铁路、高等级公路、高速公路、城际铁路、地铁、城市轨道交通等得到了较快的发展，隧道及地下工程也越来越多，而隧道施工一直是这些施工中的难点，怎样才能控制隧道施工的风险是参加施工的单位应该思考和担忧的问题。因此，做好隧道工程施工中的安全管理，是保证国家财产安全和人民生命安全的关键。隧道工程不仅仅是一个有涉及很多学科的复杂工程，并且还具有现金投入量大、技术难、建设周期长、项目涉及范围广等特点。由于隧道建设存在着很多的风险和不确定性因素，复杂难懂的工程地质条件及勘察资料的片面性和相关设计理论的不完整性，使得很多意外事故在工程施工不可避免的发生了。同时，地层、水文地质及周围环境都会由于工程的施工造成了直接影响，并且由于工程施工要与环境发生直接或间接的关系，所以使得隧道以及地下工程风险不仅仅具有多样性、复杂性的内部因素，也有综合性、层次性的外部因素。另外，由于隧道工程施工建设时间长涉及到的工作人员比较多，在工程建设中由于人为的疏忽，也会发生一些意想不到的事件，工程风险也具有很大的偶然性和突发性，现如今隧道工程中施工工程风险的研究大部分还很不完善。由于我国地域了阔，所以有着各种各样的地形。很多的隧道工程都需要在交通建设工程过程中来进行。另外随着城市经济的快速发展，很多的地下轨道交通和高速铁路也需要加大建设，这也使得对隧道工程的需求量不断增加。因此我们必须加大对隧道工程施工安全因素的研究分析。
一、隧道施工风险所具有的特性
在隧道施工中的地下施工、照明通风、岩爆塌方等问题都是地下施工中所具有的问题。另外，由于片面的地质勘探、复杂和变化的地质条件，它的好坏以及正确性直接影响了隧道施工的安全、质量和进度。因此，隧道工程施工风险除具有一般的风险特征外，并且还具有其自身所独有的特点，主要体现在高度依赖工程地质和水文地质条件，还有由此产生的隧道施工风险的随机性和隐蔽性的风险发生。众所周知，隧道施工风险的结果相当严重，除了有比较大的影响外，还会在隧道工程施工的过程中增加一定性的风险性。另外，隧道工程施工现场的环境与其风险在某些程度上也有一定的关系。通过隧道风险各不相同的特点，结合现成的分析和经验积累，得出包括技术风险、施工风险和设备风险在内的隧道工程施工中常见的风险因素。由于隧道施工风险所具有的这些各不相同的个性，所以我们应该充分认识与了解这些特性在隧道施工过程风险管理中的影响大小，采取适当的措施来应对风格不同的隧道施工风险，以达到隧道施工风险的有效管理。
二、隧道施工风险管理内涵
隧道工程是一个投资资金多、建设时间长、涉及面大的复杂系统，在建设这些项目的过程中，也有很多不确定性和不可预知的环境因素，另外还有更多、更大的风险因素存在于隧道工程建设中。为了使危险因素对项目造成的不利影响能减小到最低，我们应该将合理有效的风险管理用在隧道工程施工的实施上。通过风险分析、风险规划和风险监控，来科学合理地使用具体的管理办法、技术手段对项目涉及的风险实施有效控制，主动进行对项目风险进行全过程管理及监控，以减小到项目最低风险。
三、进行隧道施工安全的风险评估
在隧道施工前，应该组织隧道方面的专家对隧道不良地质和可能发生的地质灾害，进行相关性的风险评估，通过实施隧道风险等级管理，建立安全有效的计划和有针对性的预防演练，并主动进行必要的安全监控及防护措施，继续加强在施工过程中的安全保证措施。为了保证重大技术安全问题的隐患在隧道施工的过程中尽可能少发生，我们应该通过组织隧道方面的专家来进行研讨和咨询，建立专家研讨和协商制度，尽力确保隧道施工的安全性，并且利用科技手段、先进的设备以及可靠的经验，有效降低项目成本和施工风险系数。
四、控制隧道施工风险的措施
1、建立风险管理系统，科学有效的进行风险防范工作为了保证隧道施工的安全，应对风险管理应该进行理念的树立，要进一步树立“安全发展”的观念。要形成安全生产责任制，强化企业的安全责任。施工建设单位要按照设计文件进行防范措施的制度，监理单位也要进行审查防范措施，另外还要检查隧道施工风险管理制度的执行情况。加强危险源的监视，加强风险排查，特别是增加风险排查和管理工作。必须针对查出来的安全隐患进行立即组织整改，有效防范、阻止施工安全事故的发生。
2、要做好地质预报工作，真实落实地质预报的责任施工单位应结合隧道工程相关的地质条件以及超前地质预报方案进行指导，首先明确隧道地质预报的方案、预报频次、预报的内容、实施计划，其次要提出设备配置及操作要求、数据采集、信息判断与处理、预报成果报告制作等技术要求。要对能够胜任超前地质预报工作的工作人员进行一定的培训，用来保证超前地质成果及数据的有效性。
3、加强施工安全的培训，落实施工安全的责任要加强安全的意识和培训，根据各企业的情况来建设施工单位的安全文化。负责隧道施工安全的施工单位，必须提高工作人员的安全生产意识，进行相关方面的技术培训，增加管理人员和技术人员的安全生产知识。严格遵守国家的安全法律和规章制度，建立合适的安全生产保障体系，做好安全方面生产的措施，并且做好安全应急救援预案，还应配备相应的应急救援人员、器材、设备，应急救援预案按规定应报监理单位批准并报建设单位备案，并定期进行演练。某些工作程序的操作人员必须进行上岗前的技术、安全培训，考试合格后才能上岗。
五、小结
关键词：公路隧道；设计；施工
1 关于短隧道的定义
关于公路短隧道的定义，按现有JTG D70—2004公路隧道设计规范规定，500m以下为短隧道，代替了原来的250m以下为短隧道。这个改变主要基于以下因素的考虑：
1）人们对公路隧道的认识在发生变化。随着我国公路建设特别是高速公路建设的突飞猛进，公路隧道数量越来越多，公路隧道的修建长度越来越长，如华蓥山隧道长4706m，海拔2200m的二郎山隧道长4160m，秦岭18 km特长隧道。人们对公路隧道的认识由陌生到了解，在不断加深的认识中，人们对公路隧道的观念也在发生变化。如在20世纪80年代修建成渝高速公路时，认为3000 m 以上的隧道非常困难，而现在对山区高速公路上3000 m左右的隧道修建认为也不很难。无论是隧道的建设管理者，还是设计者，对隧道的接受能力都在提高，同样对短隧道的接受长度也在增加。
2）400m--500 m以内的隧道，设施简单，通风单一，照明按正常设计进行，从定性到定量的角度可以视为短隧道。
3）根据《公路隧道设计规范》，800 m 以上的公路隧道需设置车行横通道，横通道的间距为400m--500m，也就是说，左右线隧道约500 m就应有一处车行横通道。当隧道长度小于500 m时，洞外就可设置两线之间的洞外联系道，保证了车辆的调头、换道。
2 国内外概况和发展趋势
2．1 大跨度公路隧道设计概况
在大跨度公路隧道设计方面，目前国内外多采用以新奥法理论为基础的复合式衬砌结构，先进的设计方法与技术问题则主要集中在其断面形式、尺寸规格、工程措施等方面。由于三车道公路隧道的断面面积和跨度均较大，且在其形式上具有鲜明的特点，由此引发了诸多的相关工程问题（例如施工方法、围岩稳定、工程措施与工程造价等），使得三车道公路隧道设计长期以来没有一个较为明确、系统的规范作指导，各设计单位在设计其断面形状、尺寸选取、工程措施等方面差异较大。
2．1．1 大跨度公路隧道设计断面形式
综观国内外大跨度公路隧道，目前大多采用以下两种断面形式：
1）坦三心园断面形式。
对于大跨度公路隧道而言，在保证满足建筑界限的基础上，适当降低高跨比（即高度与跨度的比值）就能够大大地减少断面开挖面积，并减少工程建设造价，从而节约大量的投资；但与此同时，高跨比的减少则对扁坦状隧道支护衬砌结构体系的受力状况会产生不利的影响，严重时可直接危及隧道围岩和结构的稳定性与安全性，因而设计中需兼顾到多方面的综合效应。
2）单心园断面形式。
相对三心园断面形式而言，单心园的断面面积通常要大一些，这就意味着其有较大的开挖面积（即会增加相应的工程量和建设成本）。但是，通过有限元仿真数值模拟和综合分析研究，认为单心园断面形式的洞室受力分布状态、围岩位移大小、塑性区分布范围以及施工控制难易程度、运营通风效果等诸多方面与坦三心园曲边墙断面形式的洞室尚有比选价值。
2．1．2 大跨度公路隧道设计断面尺寸
目前，对国内外已建成的大跨度公路隧道的设计断面尺寸规格相比较，可以发现：同为大跨度公路隧道，其断面设计尺寸规格差异较大，有的断面净空面积相差可达10 m2～15 m2，开挖断面积差别就更大；各个隧道高跨比也都不一样，但大多集中在0．6左右。
2．1．3 大跨度公路隧道设计现状
目前，国内外大断面公路隧道的工程措施还存在一些差别。在初期支护方面，国外较多地应用钢拱支撑，而国内则钢拱支撑和钢筋格栅拱架都有，设计人员个体差别较大，在围岩类别较低时采用钢拱支撑较多。
2．2 大跨度公路隧道施工方法现状
大跨度公路隧道开挖跨度较大，同时要考虑到复杂的工程地质条件、断面几何特性、施工条件、防排水、工程措施与围岩稳定性要求以及工程建设成本、工期等一系列因素。结构及其受力条件均较两车道隧道复杂，加上施工期间诸多工序的相互影响、围岩的多次扰动以及支护衬砌相互之间的非同步施工等诸多因素，故更易发生围岩失稳和隧道结构开裂与破坏等现象。目前，国内外为此都加强了大跨度公路隧道的施工管理，注重加强光面爆破、锚喷支护、监控量测、及时反馈分析这四大信息化施工动态控制关键技术的落实，以确保大跨度公路隧道围岩与隧道结构体系的稳定。
3 今后的展望
对于隧道，尽管对设计方法进行了研究，也还是难以令人满意。例如“山岭隧道的设计”（矿山法）， 难以采用计算法， 其原因是不能准确地推定地基常数及外荷重，或施工时不能确定隧道与地基的相互作用。以下从这点出发，展望今后设计。技术柏发展对于矿山法，初步设计时，在可能的范围内引用台理的计算方法是一个课题。对比， 必须发展地基常数的推定等地质勘探技术。在小范围内能直接地求出地基常数的原位测试法的改进、用于大范围调查的浅层反射法和电胆摄像等改变了目前常用的折射法和调查费用，希望进一步加强研究开发。
作为力学模型，可考虑采用弹性支承环或有限元。把有限元法应用于深埋隧道， 应力释放率作为100%进行设计时，计算q 应考虑岩体的成拱作用，同时要以一定的精度确定应力和位移，采用反算法来确定地基常数的研究正在进行。
此外，在建设深埋隧道时都要采取防水措施（防水设计），为此，必须解决对透水性差的地层如何进行工程评价及地下水压力的评价问题。对城市浅埋燧道，防止地表沉降的设计方法今后也更加重要。
具体地说，若隧道内空变位仅为数毫米，隧道在力学上属于稳定状态时，有两种方法可以考虑。第一种方法考虑的是，为使隧道力学上稳定，只要支护结构稳定即可； 第二种方法认为，从有效地利用围岩自身支护机能出发，必须使支护结构和围岩都稳定才行。
对于因容许有大松动而导致隧道域围岩整体破坏，其结果使隧道土压力急增的情况，因为在此之前即应发现支护结构明显的变形，故这种仅受上述松石荷载作用的隧道，只要支护结构稳定则隧道也稳定安全；至于受推挤压力作用的另一类隧道，因为现有技术在多数情况下还难于推定最后作用的土压力大小，为了控制围岩力学强度不致降低，也有通过稳定围岩来判断隧道支护结构稳定性的方法。
无论采用哪种方法，都必须在今后的实践中验证其可靠性。总之，对于要求在所有情况下都保证围岩稳定，其设计是否安全而又经济实用，还有待进行大量的调查研究工作。
总之，在公路隧道建设中秉着施工之根本和设计之灵魂，勘察是基础。勘察设计人员应当先按照现行的标准、规范、规程和技术条例，进行工程测量、勘测工程地质和水文地质等勘察工作。设计人员应严格遵守强制性条文，根据该地区实际地质特征，综合考虑施工工艺，设计出安全经济符合要求的隧道。施工人员运用优良的施工机械，合理的施工工艺将隧道顺利完工。
参考文献
[1]《公路工程地质勘察规范》（JTG C20—2011）．
[2]白云．公路隧道安全等级评价方法研究[D]．重庆交通大学，2008
论文摘要：隧道工程是铁路、公路和水利水电等大型项目中的重要工程，因地质条件不明造成隧道施工事故的危害是巨大的，加强隧道施工地质超前预报工作是非常必要的。国内外对隧道地震波超前预报技术已研究多年，笔者就这方面的现状及进行了讨论，指出了TSP仪器技术存在的不足，阐述了克服盲目性、提高科学预报的重要性，介绍了新开发的TGP隧道地震波预报系统与技术及应用效果。
随着我国基本建设规模的扩大，隧道工程已经成为铁路、公路和水利水电等大型项目中的重要工程。隧道工程的重要性越来越显著，隧道工程的数量和长度明显增加，规模不断扩大。因此隧道工程的安全施工和贯通，是不可回避重要任务和技术难题。危及隧道工程施工的地质病害大致分为三类：1不良工程地质条件，诸如岩体的裂隙发育密集带、构造破碎带、岩溶发育带、以及人工采矿造成的不良地质条件和高地应力造成的危害等；2不良水文地质条件，诸如岩溶水、构造和裂隙水等；3不良环境条件，诸如有毒有害气体和强放射性的环境。对于以上地质问题,在隧道工程的勘察设计阶段，已经投入大量的地质勘察工作，但是由于地质、地形条件的复杂性和相应勘察技术的现状水平，以及时间、经费等条件的限制，勘察阶段的地质资料一般难于达到施工阶段的精度要求。国内外因地质条件不明造成隧道施工事故的教训是不少的，例如：日本越新干线中山隧道涌水淹没事件；前苏联贝加尔—阿穆尔干线上某隧道的突水事件；我国成昆线、大秦线、衡广复线建设中，因地质问题的停工时间约占到1/3；以及不久前发生的四川某隧道瓦斯爆炸，造成重大事故和人员伤亡。以上隧道施工事故的危害是巨大的，因此强调加强隧道施工地质超前预报工作是非常必要的。
我国隧道地震波超前预报技术的研究起始于上个世纪的90年代，铁道部第一勘测设计院物探队提出“负视速度方法”。铁道部第一勘测设计院是较早研究隧道地震超前预报的单位。他们在1992年7月，利用地震反射波方法对云台山隧道进行隧道超前预报，预报成果与开挖后的隧道左壁“破碎带”和“断层”的位置基本一致。从上个世纪90年代初开始，我国物探技术人员一直没有停止对隧道地震超前预报技术的研究。曾昭璜（1994）研究利用多波进行反演的“负视速度法”，这种方法利用来自掌子面前方的纵波、横波、转换波的反射震相在隧道垂直地震剖面上所产生的负视速度同相轴来反演反射界面的空间位置与产状。北方交通大学的陈立成等人（1994）从全波震相分析理论和技术的角度研究隧道前方界面多波层析成像问题，进行隧道超前预报。他们的研究成果在颉河隧道、老爷岭隧道地质预报中应用，取得预期的效果。该方法的工作原理是以地震反射波方法为基础。工作中他们根据娴熟的地震反射波技术进行数据采集和数据解释，当时没有开发出针对隧道地震预报的处理系统，同时受当时条件所限制，该项技术未能得到进一步深入研究和发展。
1995年左右铁道部下属单位引进瑞士“TSP202”隧道地震波超前预报的仪器，当时曾组织系统内有关地质和物探专家在隧道工点进行了试验，未见明显的效果，认为其技术与“负视速度方法”基本一致，对其处理解释系统争议较大、认识褒贬不一，试验工作无果而终，该设备技术的消化工作也就搁置了。时隔7年后,隧道安全施工要求进行地质预报,该仪器设备由铁路系统的工程局又开始第二次引进，并直接用于隧道施工的预报工作。可以说由于第一次引进消化工作不深入，造成第二次引进后出现：应用工作中的盲目性和简单化，以及其他一些不正常现象。在宜万铁路隧道施工中不断出现的问题，使人们开始反思，不少论文也提出了存在的问题,铁道部也下发文件要求科学地进行超前预报。可以说短短几年的应用实践,人们仍然在探索着地质预报技术的进步。
隧道地震波超前预报属于物探技术，但比地面的地震波物探技术复杂，我国的地质物探工作者一直没有放松该技术的研究工作。北京市水电物探研究所研究地震波勘察检测技术已经有近20年的历史，并且是多道瞬态面波勘察技术的发明单位，生产的SWS型工程勘察与工程检测仪器系统，已经为400多家勘察设计、高等院所广泛应用，并且出口日本等国家。2003年该所投入人力物力研究隧道地震波预报技术，研究TGP12型隧道地质超前预报仪器，以及孔中高灵敏度三分量检波设备，方便的孔中耦合技术，和Windows编程的数据处理软件系统。在经过大量的预报实践验证后，于2005年通过了由国家隧道中心王梦恕院士组织的国内著名隧道专家的评审鉴定。该仪器系统推向市场不到2年的时间，已经有近20台套投入到隧道超前地质预报工作中应用，反馈信息普遍受到用户的好评。
铁道部工程设计鉴定中心赵勇主编的《高速铁路隧道》一书，提出隧道地质超前预报的方法有以下部分组成：①地质分析、②超前平行导坑预报法、③超前水平钻孔法、④物理探测法。并阐述物理探测法与地质分析法、超前平行导坑预报法、超前水平钻孔法相结合，解决不同地质灾害的应用原则。书中介绍了国产TGP隧道地震波预报系统,声波反射方法，地质雷达方法，红外探水方法等。
本文就隧道地震波预报技术中的若干关键问题，并结合应用中的实际问题阐述如下，目的在于引起同行们讨论，促进地震波预报技术理论水平的提高，促进采集数据质量的提高，促进资料的解释推断工作向合理化方向发展。
一、隧道地震波方法的预报原理
隧道地震预报工作利用地震反射波原理，在隧道内以排列方式激发的地震波，向三维空间传播的过程中，遇到声阻抗界面会产生反射波。声阻抗是介质传播弹性波的速度与介质密度的函数，介质的声阻抗数值为速度与密度的乘积。因此地层中的岩性变化界面、构造破碎带、岩溶和岩溶发育带等界面会产生地震反射波，这种反射波被布置在隧道内的检波器接收，输入到仪器中进行信号的放大、数字采集和处理，实现地质预报的目的。
由此可以看出，隧道地震波预报技术是通过直接探查声阻抗变化的界面，经过人工分析实现间接推断地质病害的方法。
图（2）不同夹角构造界面的地震波路径与反射波记录形态
图（1）示意与隧道斜交的构造面，其地震波传播的路径图，构造面上的地震波反射点在白色园内。图（2）示意不同夹角构造面的地震波路径与反射波记录形态，与隧道夹角不同的构造面其反射点位置不同，地震波传播路径偏离隧道轴线也不同。构造面与隧道正交时地震波传播路径与隧道轴线平行，右图为与隧道正交构造面产生的地震反射波记录，根据反射波同相轴计算得到界面与检波点之间岩体的地震波速度，该速度代表隧道围岩的性质。由非正交条件下地震反射波记录获得的速度为地震波传播路径岩体的“视速度”，“视速度”值的大小不仅与路径上岩体的性质有关，而且与界面和隧道的夹角有关。应用地震波预报构造面位置的计算是利用地震波在炮孔段的传播速度，各构造面之间岩体的速度是综合界面反射获得的“估算速度”，不是隧道围岩的真速度，应用中结合反射点偏离隧道轴线距离的远近和岩体的各项异性分布综合考虑使用。
图（2）是理想模式的三份量地震波时距曲线形态。实际工作中采集的地震波是错综复杂的，理想模式的地震波是不常存在的，记录上普遍存在有来自三维空间中多个方向的反射波，和各种形式的干扰波，这是应用技术中首先考虑的问题。
针对隧道地震波传播的复杂性，TGP地震预报系统不仅利用地震反射波走时关系，同时采集空间地震波三分量记录，进行地震波的极化分析与计算，该技术的突破有利于地质构造面产状、规模和地质体性质的预报。
二、TGP隧道地质超前预报系统
隧道地震波预报的早期研究，是由研究和利用地震波在时间空间域中的运动学特征开始的，工作中认识到仅仅利用地震波运动学和动力学特征是不够的。隧道工程的地震波在全三维环境条件下传播，这种条件比地面上的平面半无限空间条件复杂得多，而且隧道内地震波的接收与激发测线与探测目的是近于垂直或者大角度相交的条件，因此影响在地质构造面上获得大长度大面积的地震波信息量。针对这种状况，预报工作仅仅利用单一模态的地震波难以胜任。因此，TGP系统强化采集地震波的多波列信息，综合利用地震波的多波列震相信息，因此TGP系统的功能得到明显的增强。
TGP隧道地质超前预报系统包括仪器设备和处理软件两大部分。其中仪器设备有TGP型仪器主机、接收传感器、孔中定位安装工具和电缆等。图（3）是TGP隧道地质超前预报系统的主机。其处理软件由地震波数据输入与编排、空间坐标建立、能量均衡、干扰波分析与去除、触发时差校正、谱分析、纵横波分离、岩体速度参数计算、回波提取与偏移图、有效波分析与衰减参数计算、极化波处理与构造产状图、综合分析与绘制成果图等模块组成。
工程应用中，TGP型隧道地质预报系统对于500多米距离的构造面具有清楚的地震反射波信息，说明仪器系统具有足够的信噪比。实际工作中考虑预报距离和分辨精度两方面要求，预报距离一般采用150米至200米。TGP型隧道地质预报系统具有登记全部测长距离内地质构造信息的功能，利用逐次递进的位置相关分析，和源生成果对比等处理功能，有利于去伪存真和排除异常，提高预报成果的质量。该系统2005年8月通过由国内知名隧道、地质、物探专家组成的专家组评审鉴定。专家们一致认为“TGP12仪器与相关的处理系统，性能稳定可靠，采集的波形完整，信噪比高，与国外同类仪器对比整体上具有国际先进水平，可替代进口产品。”具体评审意见如下：
1、TGP12是集信号放大，模数转换，数据采集、存储和控制为一体的密封防水防震的物探设备；优于利用微机装配式结构的仪器，TGP12适合在恶劣的隧道环境中使用。
2、TGP12的三分量速度型检波器具有高灵敏度，指向性强和较宽的频带响应等特点，因而拾取的地震波信号具有高的质量品质。TGP12孔中接收检波器采用黄油耦合，方便、经济、快捷。优于在钻孔中需要锚固异型钢导管的方式。2米长的钢导管难于携带、运输，价格昂贵，一次性使用，费事费工费财。
3、TGP12的地震波采集触发是开路触发方式，即信号线在雷管引爆炸药的同时被炸断，信号线同时开路触发仪器采集，仪器采集无延时差，保证定位的准确性。超前预报仪器若采用起爆器电脉冲同时触发电雷管和触发主机采集的方案，由于电雷管起爆的延时时间难于做到一致，因此会造成仪器采集的走时误差，这种触发方式在我国的地震波勘探规程中明确规定不宜使用，更何况隧道岩体的速度比覆盖层介质的速度高出几倍以上，以岩体波速4500m/s～5500m/s为例计算，每一毫秒误差会造成2～3m的预报距离误差，一般瞬发电雷管的延时误差不止一毫秒，因此由20多次激发的平均线计算隧道岩体速度，和利用存在误差的时间计算距离，两次误差的乘积造成的误差不容忽视。
4、TGPWIN隧道地震波处理分析软件借鉴了已有相关软件的长处，并充分考虑弹性波在三维空间的传播特点，以及根据TGP仪器采集的数据格式编写。功能特点如下：
（1）全中文界面，通俗易懂，对地震波信号的处理过程，直观、方便，具有友好的人机操作界面。
（2）对P波、SH波、和SV波的分离完善合理，这是超前地质预报数据处理的关键工作之一。
（3）处理软件具有相关部分互相检查的功能，例如点击偏移归位成果图上的反射界面位置，程序会转到该位置界面的反射波组位置，通过分析反射波组的连续性、反射波的极性和能量，确定偏移成果的可靠性和性质。有助于去伪存真，由此及彼，由表及里，深化认识，使预报结论科学可靠。
（4）TGPWIN处理中有自动处理方式，也有手动处理方式，有深入分析异常可靠程度的追踪功能，这样设计既适应非物探专业的普通工程技术人员使用，又适应物探专业人员分析地震波传播特性，对复杂地质条件进行深入研究工作的需要。
5、TGP12系统只要增加不多的配套附件和软件模块，就可以增加仪器用于隧道检测的其它功能，例如：对已衬砌的隧道进行衬砌脱空检测，检查隧道围岩中隐蔽的病害（岩溶）。也可以在掌子面上用锤击的激发方式做到短距离更为精确的地质预报，因而它是一机多能的设备。
TGP12的性价比与国外同类仪器相比具有明显的优势。而且研发、生产在国内，用户可以获得及时周到的技术服务和技术支持，以及仪器维修等方面的方便性。
三、工程应用实例
宜万铁路凉风亚隧道的岩性为灰岩，TGP12型仪器与进口TSP203仪器进行了同点试验，预报成果如下，见图（4）、图（5）。
由以上成果图可以看出：在DK53+322—DK53+346；DK53+370—DK53+380；DK53+390—DK53+420三处存在构造异常，其中DK53+322—DK53+346、DK53+370—DK53+380两处的Vsh波比Vp波反射幅度大，推断以上两处构造带存在有充水或岩溶发育的可能性、。此结论经过日后的隧道开挖证明完全正确。在隧道施工的《变更设计建议书》中结论：“在隧道左壁的DK53+322段发现岩溶，溶蚀带宽度为2.5米，溶蚀带穿过隧道拱顶至右壁的DK53+340米段，并向边墙外延伸，雨后DK53+322处溶洞有较大水量流出，DK53+339处溶洞有少量渗水。该段围岩较破碎，节理发育，受溶洞影响，拱顶岩层出现楔体破坏、掉块”。
TGP12型隧道地质预报系统在云南水富高速公路冷水溪隧道，宜万铁路王家岭隧道、凉风垭隧道，青岛海滨高速仰口隧道，重庆地区数条公路隧道，以及武广客运专线大瑶山隧道等工程使用，获得满意的预报效果。
1、隧道地震波超前预报的概念解释
隧道地震波超前预报技术翻译成英语是“TunnelSeismicPrediction”，简称“TSP”。在我国《客运专线铁路隧道施工技术指南》的第5.0.8条使用了“TSP”缩写词。一般规程中使用缩写英语字母表示某种技术是正常的事情，但是在隧道地质超前预报工作中却出现被歪曲利用的现象，把“TSP技术”歪曲解释成“TSP***仪器”。这种现象对隧道超前预报技术的应用，造成了不良的影响。在有的地方和部门的隧道施工招标和设备招标工作文件中也存在把“TSP技术”歪曲解释成“TSP***仪器”的现象，这是对隧道地震波预报技术缺乏科学认识。
因此，正确认识：“TSP技术”即隧道地震波超前预报技术，有益于正确执行我国的现行隧道规程规范和法规，有益于隧道工程的招投标工作，有益于隧道地震波预报技术的进步，有益于诚实诚信的预报技术服务。
2、隧道地震波预报中的接收与激发问题
在隧道地震预报工作中，有的采用把接收与激置在隧道的洞壁上，这种做法不妥当。众所周知，洞壁的表面波传播较强，对地震反射波会形成不容忽视的干扰。同时钻爆施工影响洞壁岩体松动，局部超欠挖使得洞壁岩体不平整和完整性差，接收检波器和激发点受局部岩体影响大，地震波的传播和衰减比较复杂，严重影响地震波记录的一致性，大大降低有效波的信噪比。因此不宜采取在洞壁激发与接收的做法。
有关
在洞壁激发和接收中面波的干扰问题，原清华大学声学教研室的沈建国教授曾经作过物理模型试验，见图（6）。模型设计在隧道前方有一个溶洞，洞径与隧道断面相当，分别在洞壁的4个深度布置接收排列。
图（7）是洞壁采集的地震波记录，图（8）是在洞壁一定深度内采集的地震波记录。图中：蓝色直线Vp表示直达纵波；蓝色曲线Vp1表示溶洞的反射纵波；红色直线Vr的后面表示面波。由图（7）与图（8）对照可以看到：图（7）面波Vr幅度强，溶洞的反射波无法分辨；图（8）的面波Vr幅度大大减弱，溶洞的反射波较清晰的表现出来。这个模型试验的结果明确说明面波的干扰在钻孔一定深度呈现减弱的趋势。因此，在隧道地震波超前预报检测工作中，采取孔中激发和接收技术措施压制面波非常必要，是提高反射回波记录信噪比质量的重要环节。
TGP隧道地震波预报系统的接收和激发，结合现场施工的方便性，要求钻孔的深度为2.0米。钻孔中采用炸药爆炸产生震源，控制使用小药量炸药，在有条件的地方尽量使用高爆速炸药，同时在孔中充水的条件下爆炸。在充水的条件下爆炸有以下好处：易于产生高频地震波，提高分辨率；同时爆炸泄放到隧道内的爆炸声音小，减弱隧道管波的干扰能量；爆炸时水由孔中喷出的过程有益于产生水平偏振，加强横波的能量，有利于地震预报工作中实现采集高质量的多波信息，实现多波多参数的预报目的。钻孔中接收，采用具有高指向性和高灵敏度的三分量接收探头安置在钻孔的底部，通过耦合剂实现与钻孔壁的直接接触，检波器信号输出采用软电缆，和采用吸声软材料封堵钻孔口等措施，对于高保真地接收地震有效波信号，减少产生干扰波环节等方面很有益处。
3、隧道地震波预报中的干扰波
在隧道地震波采集过程中，存在着多种干扰波，对此必须有明确地认识。例如：对头隧道施工和邻洞施工的干扰波；地表地形和来自其他方向的反射波干扰；洞内电磁波干扰；以及接收装置设计不当产生的干扰波等等。正确认识干扰波和产生的原因，才会采取正确的措施获得高质量的现场地震波记录。下面重点讨论隧道管波的干扰问题。
隧道管波由激发孔爆炸时声波泄放到隧道中产生，被接收传感器接收造成对记录的干扰，见图9。
图中地震记录50毫秒以下出现的呈斜线“黑点”，在右图中斜线用“紫线”表示，由记录上的时距线计算“紫线”表示的速度为340m/s，该线以下的波（左半图中黑色部分）为空气中传播的声波，我定义这种波为“隧道管波”，“隧道管波”出现后覆盖其后出现的地震反射波。“隧道管波”幅度的大小与激发和接收条件有关，“隧道管波”在地震记录上出现的位置与采集偏移距离有关。该紫色线位置为偏移距离为20m的“隧道管波”出现位置。图中蓝色线表示速度为4500m/s的前行纵波和反射纵波，红色线表示速度为2500m/s的前行横波和反射横波。上部的蓝色线Vp和红色线Vs分别表示由震源向前传播的直达纵波与横波。下部的多条蓝色线Vp100、Vp150、Vp200分别表示掌子面前方100米、150米、200米距离处构造面的反射纵波，多条红色线Vs100、Vs150分别表示掌子面前方100米、150米距离处构造面的反射横波。由图看出有30%地震道的反射纵波和50%以上地震道的反射横波淹没在“隧道管波”的干扰中。如果隧道围岩的纵波速度低于4500米/秒、横波速度低于2500米/秒，将会有更多的地震道淹没在“隧道管波”的干扰中，其中影响横波的程度更为严重，这种现象严重影响纵、横波双参数预报。
我提出隧道管波的严重干扰问题，希望引起足够的重视，加强地震波检测理论的学习，克服对有效波和干扰波不加区分，盲目按照流程进行处理的做法，才可以纠正成果中以夹杂干扰波假象进行预报的局面。
在京西梨园岭隧道TGP206与TSP200在同一次预报中进行试验对比，发现TSP200仪器采集的记录中有严重的隧道管波，TGP206仪器采集的记录中无隧道管波。两台仪器工作中使用同一批24炮震源和在同一位置接收，采集的地震波记录出现如此之大的区别，关键在TSP200仪器的接收装置设计不合理。我分析过近百个TSP203与TSP200仪器采集的记录文件，记录上普遍存在着“隧道管波”，检查数据处理的过程中也未见对干扰波进行处理，而是作为地震反射波数据参与了处理，隧道管波干扰的假象混杂在预报成果图中。近几年，我看到的使用TSP203和TSP200资料发表的预报文章中，其现场采集的偏移距离（接收到最近激发炮之间的距离）普遍使用15米或者20米，炮孔之间的距离为1.5米至2米左右。在隧道管波干扰的情况下，这种布置采集的记录见图（9），记录上的隧道管波是构成对有效波预报的严重干扰。我们对以如上参数采集的记录作个初步的分析，假设岩体条件为完整的微风化硬岩，以岩体的纵波速度为4500米/秒，横波速度为2500米/秒计算，未受隧道管波干扰的距离：纵波成果为120米左右，横波成果为60米左右。以现行TSP200或者TSP203双参数预报的做法评论，其未受隧道管波干扰的预报距离为60米左右。如果岩体条件降低，双参数预报的距离还要大打折扣。如果按预报150米距离分析，其中有90米左右的距离中包含有隧道管波的假象资料。请有关使用者自己检查已经处理过的文件，分析我的结论是否有道理。也不妨召开一个有代表性，而且能够深度研究隧道地震波预报技术的会议，研讨是否存在隧道管波干扰的问题和改进措施。
我提出一个不得已而为之的方法，供大家思考。根据各种波传播路径和速度差异的原理，即隧道管波在隧道内的空气中传播，其速度低，地震波在岩体中传播其速度高，现场采用加大偏移距离进行预报数据的采集方法，利用岩体的地震波速度明显高于空气中声波速度的条件，使隧道管波下移，延迟隧道管波在地震波记录出现的时间，加大反射波接收的时间窗口，可以起到加大预报距离的目的。图（10）下部标注有20、30、40的三条紫色线分别表示：偏移距离为20米、30米、40米情况下的隧道管波的出现位置。由图可见，如果采用40米的偏移距离，隧道管波下移，反射波的时间窗口加大，在岩体为完整微风化硬岩的条件下，纵波反射基本上不受干预，横波反射受影响的地震道约为30%。这种方法的不利点是偏移距离加大会影响到地震波频率的降低和能量的衰减，但是权衡利弊，实现“隧道管波”下移的方法，避开隧道管波的干扰，无疑是一个不坏的办法。
隧道管波在记录上的幅度与激发泄放到隧道中的能量，以及接收装置系统对隧道管波的压制能力有关。“隧道管波”产生的源头在激发，在激发孔没有注满水、或激发孔太浅的条件下，激发能量会大量泄放到隧道内。因此，注意改善激发条件有利于减弱隧道管波的干扰。
有关是否可以采取滤波方式处理“隧道管波”的问题。“隧道管波”的频率与激发条件、接收装置条件、以及隧道围岩的性质等有关系，也存在接收装置系统在受震条件下产生次生震荡波，综合起来的干扰波比较复杂。通过滤波方式处理不宜实现滤除目的，如果采用的滤波参数不合理，还会产生改变地震波信息造成其它成果假象的可能性。
4、隧道埋深与预报距离
有一位从事海底隧道地震波超前预报的工程师向我询问有关预报距离的问题，海底隧道在基岩和海底的沉积地层中穿过，如果基岩面的起伏较大，这一类情况与地面上的浅埋隧道一样。在隧道地震超前预报中，海底地形界面和起伏的基岩面同样是地震波的反射面，因此，地形界面和土石界面产生的反射波，与地质构造面产生的反射波均会被仪器接收并叠加在一起，造成地震波记录复杂化。所以，在海底隧道或者浅埋隧道进行超前预报时，要综合考虑上述影响，合理确定预报的距离。一般在无法剔除地形等界面反射波影响的条件下，控制预报距离小于隧道埋藏深度为宜，对于大于埋深的距离预报要慎重。
5、关于围岩参数的预报问题
关于隧道围岩参数的预报问题，应该明确两个问题：一是地震波预报方法获得围岩参数的原理和作用；二是利用围岩参数变更隧道围岩级别的合理性。
地震波预报方法获得的基本参数是纵波速度和横波速度，其他参数均是由此计算得到的二级参数。利用地震波方法求取速度参数计算的过程中，速度数值与介质本身和反射界面的角度两个变量有关系。在地震波预报求取速度的过程中，以测量段（炮孔段）岩体速度为基本参考值，计算中同时考虑岩体反射界面的反射幅度强弱作为计算因素，带有相关比较的性质，因此得到的速度数值称为估算速度，利用估算速度曲线的分布作为分析相邻岩体的定性比较具有一定的合理性。但是，它既不是常规地震波勘探中的均方根速度，也不是岩体的真速度。
地质界面与隧道的关系，地质界面正交隧道轴线的情况应该说是个别的，普遍存在的应该是与隧道存在夹角的情况，因此普遍存在的是地震反射波路径与隧道轴线不重合，地质界面与隧道的夹角越小（以正交为90度），地震波路径与隧道轴线的夹角越大，即地震波路径偏离隧道越远。因此，利用地震反射波路径方向上的速度代表隧道围岩，存在不合理性，因为地质岩体具有的非均质、非连续和各向异性是不容忽视的。
在明确地震波预报获取的速度含义以后，我们来分析利用该速度进行“隧道围岩弹性波分级法”和变更隧道围岩级别的问题。“隧道围岩弹性波分级法”顾名思义，是隧道围岩弹性波的一个分级方法，而不是隧道围岩地质分级的全部。勘察设计报告中围岩级别的结论是综合考虑：隧道通过地带岩体的工程地质、水文地质、隧道埋深与地应力，以及隧道围岩弹性波参数等多方面的资料做出的，仅仅利用预报获得的岩体参数变更围岩的级别存在着片面性。
举例说明如下：图（11）是TSP203仪器预报成果图中的一部分，图中上半部分三项参数的直方图，由上而下为岩体分段的纵、横波速度参数值；岩体的密度值；和岩体的弹性模量值。图的下半部分为反射界面的分布图。以图中的反射界面线与隧道里程线的交点为序，统计反射界面与隧道轴线的夹角，汇总成表1。
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
里程
2084
2092
2104
2108
2109
2116
2136
2152
2164
2184
2188
夹角
45°
75°
70°
65°
75°
80°
80°
70°
90°
70°
80°
以表1中最后两个界面的里程和夹角，根据隧道地震反射波传播理论，采用作图方法，绘制的地震反射波的射线路经，分别见图（12）。
上图的预报距离为100米：图中序号11的界面在2188里程，构造面与隧道夹角80°，其地震射线与隧道夹角10°～15°，反射段偏离隧道距离32～37米；图中序号10界面在2184里程，构造面与隧道夹角70°，其地震射线与隧道夹角20°～30°，反射段偏离隧道距离49～59米。如果以正常预报距离150米计算，反射段偏离隧道的距离达到70～80米。地震波射线与隧道轴线方向不同，射线路经与隧道轴线也不具备重合条件，而且偏离隧道50至80米多米以外，这样的速度资料作为隧道掌子面前方围岩的速度不具备代表性，以此变更隧道围岩的分级则更无道理。至于图中提供的其他岩体动参数，例如：动弹性模量、动剪切模量、动泊松比和岩体密度值等参数，皆由岩体纵波和横波速度计算而来，摆在报告中也就是一堆动参数。况且在没有具体岩体动静参数对比资料的基础上，如何使用也存在问题。
我认为隧道地震波超前预报，应该是以预报地质灾害和不良地质条件为主，以估算速度参数定性评价围岩地质条件为辅的方法。
关键词:隧道.管线.运布管.组焊.施工方案
中图分类号：U459文献标识码： A
一.施工方案概述
根据隧道长度、管道规格、隧道外场地情况，可以分为洞内组焊和洞外组焊两种形式。一般隧道长度小于80m的宜采用洞外组焊，长度大于80m的采用洞内组焊。
隧道内施工主要解决运布管及吊装组焊的问题，隧道内大口径管道运管一般采用卷扬机拖动自制运管小车或洞内铺设轻轨后然后采用卷扬机及运管小车及洞内铺设聚氨酯辊轮进行滚管。其次要解决隧道内的排水、用电、通风、通信、安全问题。本工程施工时采用编织袋装细土做管支墩，然后采用拖拉机牵引自制运管车进行布管，自制龙门架挂设倒链架进行管线组对，另制作可运送发电机、电焊机的小车。安装施工完成后将编织土袋部分取出，将管线归位。
二.施工工艺流程
三.施工准备
为确保隧道内管线安装顺利进行，应在开工前及施工初始阶段做好必要的技术准备、物资准备、施工人员和设备准备、施工现场准备以及管理文件及资料准备等。
3.1技术准备各级管理及施工人员须于进场前，即开始技术准备工作。包括：现场踏勘、施工调查、场区规划、图纸会审等。制定具体的技术管理办法，认真学习有关规范、规程、招标文件及质量验收评定标准等。
3.2 物资准备编制材料、设备采购、租赁计划按规定报批。编制施工所需措施用料，消耗材料计划。在现场设立临时对料场
3.3施工现场准备
3.3.1 按施工总平面图采用隧道弃渣进行场地平整铺设堆管及发送平台。修筑的便道应能够满足运输车辆的进入，以保证材料的运输。
3.3.2测量放线：根据施工图纸、设计交桩记录和测量成果表对隧道口、隧道内的管线走向和隧道内混凝土墙位置进行测量放线，测量出进出隧道埋地弯头位置。在隧道的进出口设置两个水准控制桩，以控制进出口管线的高程。
3.3.3通风照明系统安装：1.因洞口庙隧道较长，发电机在洞内工作会消耗大量氧气，产生的烟尘不易消散，因此须管道安装施工作业时进行强制通风以排除烟尘。动力电源采用发电机组提供。2.为安全起见，隧道内的通风和照明拟单独供电，管线组焊另配发电机。3.在通风和照明线路上，首先从距洞口30m处开始每隔20m在隧道顶部安装一个60W照明灯（采用防爆灯，单独配拉线开关）；然后从距洞口20m处开始每隔200m同向设置一台轴流通风机，因入洞口高程比出洞口高，在出洞口设置压入式轴流风机，出洞口采用抽出式轴流风机，轴流通风机用膨胀螺栓和自制角钢框架固定在隧道内的顶部，轴流风机全部选用隧道专用，在隧道外统一由一个空气开关控制，在每天的工作时间内进行不间断地强制通风。需要注意的是，山区隧道内存在穿堂风，故通风机的风向应与穿堂风的风向一致。
四.管线运送、布管
为提高管线运送效率，采用拖拉机牵引专用运管车将管线运至安装位置。运布管方法：先将运管车拖进隧道并将承载横梁打开，待运送的2根管沿隧道进深方向顺放且并拢放置于隧道口（2管总宽不超过运管车架内侧宽度）将运管车移至装管位置，将运管车承载横梁关闭，放松倒链把管线放置在承载横梁上并用绳索锁固。安装拖杆并挂在拖拉机拖钩内，启动拖拉机将管线拖入隧道。到管线安装位置后停车，并在运管车车轮下塞入斜木以防运管车下溜，卸除管线锁固绳索，收紧倒链使管线离开运管车承载横梁，卸除承载横梁。放松倒链将管线落地，将运管车回拖约7―9米，将2根管线滚动至隧道边墙处并临时固定，拖拉机自2根管之间、并穿过运管车回退，拖拉机回退至运管车后侧，挂上牵引绳，拖拉机回退将运管车拖出隧道继续装运管线。
五.隧道内管线施工
5.1隧道内管线组对：隧道内管线组对：隧道内组对、焊接用吊架及发电机运送车移动均由卷扬机的收放控制，吊架移至第一根管（φ457、φ813）中部将其吊离地面，高度以适合焊接为宜，在管底塞垫土袋后回落卸载，将吊架向前移至第二根管中部并将其吊起与第一根管组对，发电机运送车向后移动至第四根管中部，将第三根管滚动移至安装位置，将吊架移至第三根管中部进行组对，依次完成组对洞内管线。
5.2隧道内管线焊接：隧道内电焊机、角磨机等动力设备电源由柴油发电机提供。将柴油发电机及电焊机放置在运送小车上，由卷扬机牵引至操作位置。管道焊接应满足相关的技术标准要求，焊接时为保证施工人员的安全，安全员一直在现场监护，采用测氧仪测量洞内氧气含量，用烟尘浓度测量仪器测量空。
5.3无损检测、防腐、补口：管道检测合格进行焊口的防腐补口，将喷砂除锈设备安放在发电机运送车上，通过卷扬机使其就位到相应位置，再通过接长喷砂管的方式，完成管道喷砂除锈和防腐补口。
5.4管道就位：隧道内管道焊接、检测、防腐补口完成后，按照设计位置、高度进行调整，将管道就位，管道就位采用管线组对吊架逐根起吊，将编制土袋部分抽出。
5.5清管、试压：管道就位后，按照设计要求对隧道内管道单独进行清管试压。
六.质量保证措施
1严格按照工程工艺流程规范进行施工。
2建立质量保证机构，由队长负责现场的质量管理，广泛开展工序“三检制”对施工中存在的问题随时进行解决。
3施工中做好标志，如材料标记、检验标志、焊接标志、管口标记、防腐标志及其它标记并提供记录。穿越段所用材料要有合格证，防腐管材要有防腐出厂检验单才可使用。
4穿越段管口采用X射线拍片合格，才可以进行下道工序。
5对参加施工的管理人员及操作人员进行施工前的质量培训工作，做到人人对施工规范心中有数，提高施工群体整体的质量意识。
6强化技术管理，严格施工工序衔接，加强质量检验，把好组对、焊接以及防腐检验关，提高隧道内管道施工的整体质量。
七.安全、环保（HSE）措施
7.1 HSE方针
安全第一，环保优先，精心组织，科学管理。
7.2 HSE目标
特种作业人员100%持证上岗；特种设备100%检验合格；项目经理、安全员持证上岗；杜绝重大安全事故；污染物达标排放；工程施工不破坏周边自然环境，不影响周围居民正常生活。
7.3 HSE控制措施
工程开工前，由该项目的HSE管理组织机构对施工地理位置、自然环境、社会环境等特点进行全面调查，按照公司的Q/HSE体系要求制定出符合本工程的HSE控制措施，严格进行项目工程的危险源辨识、风险评价和控制措施，环境因素辨识、评价和预防污染措施。
7.4 安全要点
7.4.1工程开工前，由项目部HSE监督员和机组HSE监督员对所有参与隧道施工的人员进行培训和安全教育，主要内容包括：各工种巷位职责；隧道施工HSE保证方案；各个工种作业应注意事项；健康知识；各项应急准备、有限空间风险识别知识(如烟尘、空气流通不良、塌方、洪水等)和现场急救措施。
7.4.2开工前，组织现场紧急情况的应急演练，包括窒息复苏演练、紧急情况逃生演练等，通过演练促进应急措施的落实，同时完善应急方案。
7.4.3建立并严格执行隧道进出登记制度，所有进入隧道施工及参观、检查人员必须经授权许可，并进行登记。参与隧道施工的人员按照规定穿戴好劳动保护用品，包括工作服、工作手套、劳保鞋，并佩带安全帽，所有人员参加班前安全会议，否则不允许进入隧道内施工。
7.4.4进行隧道内管道施工时，在施工作业面配备专职的HSE监督员，负责监督整个施工过程的安全监督工作。在隧道外安排急救人员，配备必要的急救设备和仪器，以准备当洞内施工人员发生意外伤害时进行紧急救护。
隧道口预制场地、卷扬机安装场地要压实、平整，做好防止塌方、滑坡的防护工作。
7.4.5隧道施工前，对隧道施工用设备包括电焊机、卷扬机、导链、导链架、吊具、钢丝绳等进行仔细检查，发现缺陷及时进行检修维护，缺陷严重的坚决不能用于工程施工，以确保施工设备正常运行。
7.4.6进入隧道施工前，对隧道洞壁、洞顶进行认真检查，对发现的问题采取支护措施后，方可施工。
7.4.7在隧道内安装照明、强制通风设施时，要作好临时照明、通风(轴流风机用橡胶电缆，随安装人员行进工作)。隧道内施工的同时加强通风措施，并随时检测隧道内氧气及有害烟尘的浓度，发现超出规定要求时，应及时通知施工人员撤离，以确保隧道内施工人员的安全；隧道内的动力及照明线要保证其绝缘良好，动力线安装在洞壁远离施工操作面的地方，以避免触电事故的发生。
7.4.8洞内作业场地必须平整、规格化，严禁乱堆、乱放物品，并在隧道底部用荧光漆画出1m宽的通道，施工通道内严禁堆放任何物品，以保证施工人员的进出方便。
7.4.9管道在由洞口进入隧道时，小车跟随人员要注意警戒，避免小车与隧道内施工人员发生碰撞，小车设置警示灯。
7.4.10只要有人进入隧道作业，就必须打开照明设施和强制通风系统。
在隧道洞口和洞内施工作业面上配置2-3对讲机，保证隧道两端和隧道内部施工作业面的通讯畅通。
7.4.11管线就位前检查龙门吊架、吊具的安装情况，并重点检查吊架焊缝连接处是否有裂纹及开焊，吊架支撑点选择是否合理，无误后方可作业。起吊时，必须统一指挥，步调一致。
7.4.12建立完备的人员、设备和安全施工撤离措施，并宣传到每个施工人员。
7.4.13在洞口和洞内施工作业面设立各种标志牌和警示牌，包括进入的危险标志、注意标志和警示标志、有限空间的指示标志、禁止吸烟和及时关掉电源的标志，标志设在视线良好，明显的地方。
7.4.14在洞口的HSE监督员随时监督和掌握洞内人员的施工情况以及设备的动态信息，并坚决禁止非施工作业人员进入正在施工的隧道内。
结束语
