铁道安全论文大全11篇

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中图分类号：U45文献标识码： A 文章编号：

1引言

随着城市建设和市政基础工程的快速发展，地下空间不断被开发利用，各种地下工程诸如地下车库、地下商场、地下通道、地铁车站以及区间隧道等地下建筑物已在各大城市随处可见[1.2]。而随着此类地下建筑物的修建以及网络的形成，后期施工的建筑物与既有建筑物（尤其是地下管线隧道和地下铁道）的相遇也就不可避免[3]。这样对后期施工的建筑物来说，保证既有地下建筑物的安全使用就成为一个必须考虑的因素。本文正是基于施工过程中经常遇到的这种情况，以蓝天加油站与恩施金凤大道许家坪隧道为依托工程，对既有隧道与后建加油站的相互作用进行分析研究，评估既有隧道安全性，并提出相应的处治措施。

2项目背景

恩施金凤大道许家坪隧道位于红旗大道与施州大道平交口处，路线呈东西走向，终点至红旗大道与金桂大道平交口处，左线隧道长995m，右线范围隧道长980m，埋深约为60m。新建蓝天加油站位于隧道左洞正上方，长约72m，宽约55m，位置示意图如图1所示。

图1 加油站平面位置示意图 图2 模拟影响范围示意图

3建立有限元模型

3.1 计算假设及依据

本次计算采用Ansys软件进行三维数值模拟分析。计算范围内的岩体采用三维实体单元模拟；隧道锚杆采用杆单元单元模拟。为了确保三维模型有足够计算精度，本次计算对计算范围进行了一定的限制。计算范围示意图如图2所示。

3.2计算参数

1）岩体力学参数

表1 岩体力学参数

2)荷载取值

根据《汽车加油加气站设计与施工规范》[4]，加油站等级为二级。依据《建筑结构荷载规范》[5]，建筑结构重量（单位面积）取值约为16KN/m2。

3.3 分析步骤

有限元模拟计算以初始地应力场（重力荷载）、隧道开挖、施加加油站建筑荷载等过程进行，根据《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）[6]在模拟开挖过程时，隧道开挖和初期支护在相应边界节点应力释放60%，施作二衬和仰拱完成后在相应边界节点应力释放40%。数值模拟分5步进行，具体见表2：

表2 模拟分析步骤

3.4 模型

为减小边界效应保证计算的准确性，模型尺寸为：隧道中线右侧取70m，左线隧道左侧取100m，竖直向上取至地表，地表至拱顶60m，地表至下边界120m。计算模型示意图如下图2所示。 整个计算模型有限元网格共有167089个单元，节点总数为101982个，有限元网格划分如图3所示。

图3隧道洞门结构有限元模型

4 结语

通过加油站工程对既有隧道影响的有限元计算结构计算可以得到如下结论:

(1)对隧道位移沉降和应力对比表分析表明，位移及各项应力均变化较大，但总的位移和各支护内力都很小。隧道处于安全状态，但是由于加油站工程的施工会对隧道产生一定影响，因此建筑基础施工时应特别重视保护岩体完整性。

(2)通过对加油站修建后的隧道结构内力计算表明，建筑物修建时对隧道结构有一定的沉降和变形影响。为了保证隧道的安全，在工程施工的影响范围内的施工过程中，要对此影响范围进行监测，并根据监测结果指导加油站施工，以实现信息化施工，从而确保许家坪隧道的运营和结构安全。

参考文献

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    前言

    在市场经济体制下,各种服务等都可以被看做商品,而铁路运输作为一种商品,并不生产有形的产品,而只是改变运输对象的空间位置。由于铁路是以独特的列车方式进行运输,旅客和货物依附并伴随着列车运行而共同移动,完成位置的改变。对于铁路运输本身而言,运输安全不仅是运输生产过程的基本要求,而且也是铁路运输产品质量的第一个重要特性。因此,以列车运行的方式对旅客和货物进行位移,是铁路运输生产过程的基本特点。同样,列车运行安全,即行车安全,也就成为铁路运输安全最重要、最核心的部分,所有旅客运输安全、行李包裹运输安全以及货物运输安全在很大程度上都取决于行车安全。旅客和货物在全部运输过程中,除了由于不可抗拒的天灾和由于旅客本身的机能或货物本身的性质而无法防止的以外,铁路必须保证不使旅客造成心理和生理机能的损伤,保证不改变货物的物理性质。在运输过程中发生的人员伤亡、货物破损、设备破坏等任何事故,都必然在造成生命财产损失的同时,降低铁路运输在公众中的信誉和在运输市场上的竞争能力。

    一、铁路运输安全的现状

    1 缺乏路外事故监管

    一般来说,铁路部门对路外伤亡事故的监管缺乏科学性,严格细致措施不够。由于历史原因,还存在一些铁路沿线穿越生活区的情况,而且这些铁路眼线没有设立安全防御设施,而且在一定时期内,这些问题的解决的时效性也比较差。但相关法规的立法调研已基本结束,这也将有助于减少铁路道口和路外伤亡事故的发生。

    2 欠缺惩罚欠缺力度

    由于法律对危害铁道安全行为制裁力度的不足,虽然这种行为潜藏着对铁路公共交通设施的巨大危害,甚至有些地区形成了针对铁路设施的犯罪产业链,而且按照现行的法律,公安机关在处理盗窃设施犯罪时,对屡犯者没有什么特别有效的制裁手段,法院在审理盗窃铁路设施的案件中,应考虑犯罪嫌疑人对铁路设施造成的危害后果,应以危害程度决定刑罚,而不是盗窃物数量,从刑罚上震慑铤而走险者。

    3 创建平安铁路困难

    到近年来,危及行车安全的案件时有发生,惯性治安问题没有得到根治,个别路段安全防范基础薄弱,存在治安隐患,而相关主管问题对示范路段创建的重要性认识还不到位,没有真正纳入平安创建和治安综合治理的整体工作之中,对示范路段人力以及相关的资源投入不够,部署要求太笼统,缺乏检查指导,尤其是在当地社会治安综合治理和平安建设中,没能发挥好应有的作用,同时,对如何建立长效机制研究和探讨不够。不知道应怎样防止铁路治安重点区段发生反复、护路联防工作如何更加深入地扎根群众等。

    二、确保铁路运输安全的对策

    作为现代化运输方式之一,铁路运输在世界许多国家中,对于国民经济发展和满足人民生活需要起着重要而积极的作用。它联接城市,深入乡村,密切联系着亿万旅客和货主,不仅对于社会经济生活,而且对于人民群众的生命、财产都具有最广泛、最直接、最迅速的影响。当某一干线铁路发生运输堵塞、中断,或当某一次旅客列车发生列车冲突、脱轨事故时,必然直接妨碍千百个企业的生产或引起千家万户的焦虑。正因为如此,铁路运输安全对于整个社会生活是具有重要意义和重大影响的。 铁路运输安全的状况反映了铁路运输的设备质量、管理水平、人员素质以及社会秩序的状况。世界各国铁路企业和政府当局历来都十分重视铁路运输安全,把防止铁路运输事故放在重要位置,并为此而进行持久不懈的努力。各国铁路和政府通过改善技术设备、加强管理和健全法制三个途径来不断改善铁路运输安全状况。

    1 有效改善技术设备

    改善技术设备是保证运输安全的重要物质基础。线路、车站、通信信号以及机车车辆的破损、故障和性能不良是发生运输事故,首先是行车事故的重要原因。线路上钢轨的损伤、信号的故障以及机车车辆的车钩、车轴、转向架、制动装置的破损往往导致严重的事故。随着科学技术进步,必须不断提高各种技术设备的性能、强度和可靠性,并努力采用设备故障防护报警和自动检测、自动控制、远程控制等先进手段,切实保证运输安全。

    2 努力健全安全法制

    健全铁路安全的法制是增强运输安全的重要保证。制定和实施有关铁路运输安全的法规、法令,有助于使保证铁路运输安全成为各级政府、铁路企业、各有关行业以及广大社会公众共同承担的义务。目前世界各国,有的在一般法律中列入有关铁路安全的条款,有的制定关于铁路安全的专门法律,如铁路安全法以及其它关于保安设备、特种运输的安全法规等。

    3 完善安全监察体制

    为了保证国家有关铁路安全法规的贯彻执行,加强铁路运输安全的监督管理,铁路安全监督机构主要应做好以下几方面工作,对新建和改建的土建、信号及电气化等工程项目进行检查,为部长依法批准使用作好准备;对上报事故进行调查,编写铁路事故报告以备公开发表;向国务大臣提供有关铁路事宜的技术咨询意见。铁路安全监察机构代表政府依据法律执行任务,能够对铁路的安全运输实行有力的监督;在部内设立安全总监察室,根据部令和铁路有关规程进行工作,代表部长检查、监察铁路的安全工作调查处理事故,帮助贯彻安全规章制度,并具体帮助各级单位研究采取防止事故的有效措施,以确保运输安全。

    4 切实加强运输管理

    加强运输管理是保证铁路运输安全的基本环节,大多数的事故都是由于违反规章制度、违反劳动纪律以及职工技术业务素质不良而引起,因此必须反复不断地健全规章制度,严格劳动纪律、并加强技术业务培训。许多国家铁路还为此而制定安全奖惩办法,开展安全月、安全周和各种形式的安全竞赛活动。

    结语

    铁路运输的安全状况反映铁路的管理水平、设备质量、人员素质和社会秩序的状况,是铁路运输质量的重要表现。铁路运输安全直接关系到广大人民群众的生命财产安全,这就需要相关的管理单位采取有效地措施,为铁路运输安全做出应有的贡献。

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0 引言

一直以来，下穿问题的研究都是隧道建设者的重要课题。如何保障既有建筑物的安全，以及新建隧道的安全修建是这类工程问题的关键点。随着数学、力学和数值模拟计算的发展[1]，对近接问题的研究越来越深入。为许多高难度的工程修建提供了有力的条件。国外一些学者研究了一些隧道下穿建筑的课题，并取得了不错的成果，解决了许多技术难题，确保了工程的顺利进行[2]。国内许多隧道专家在近接方面做了很多工作，总结了前人的研究成果，并提出了比较系统的近接力学理论，为解决下穿问题奠定了力学基础[3~4]。双孔分离式隧道正交下穿机场跑道，工程施工过程对机场建筑的影响是工程的难点。为保障机场的正常运营，避免造成重大的损失，应加强隧道施工的安全工作。控制地表沉降、拱顶下沉等工程参数，预防、避免重大安全事故的发生。

1 工程概况

某隧道工程位于某市城区，隧道采用双孔双向四车道布置型式，为左、右两个分离式隧道。线路向北避开右侧监狱，进入机场范围，左、右线先下穿机场停车场、航站楼，然后正交下穿机场停机坪、机场滑行道、机场跑道，从机场边坡的农田出地面，以路基型式连接另一面大道。

本工程范围左线SZKO+000~SZK1+490.445，右线为SYKO+000~SYKI+486.798。道路采用城市主干道Ⅱ级标准，双向四车道：设计速度为40km/H；建筑限界：隧道单向宽度（2×3.75m+2×0.25m+1.5m+0.75m）。

2 监控量测方案

安全是工程的生命，为保障工程建设顺利进行，针对工程问题的具体性质，采取相应的策略，做到早发现、早治理，将危险从根源上清除，避免损失。根据工程的特点，对地表沉降、拱顶下沉等重要安全指标采取相应的技术保障措施，指导施工，确保工程安全。

2.1地表沉降

由于高速公路隧道下穿机场工程的特殊性，控制地表的下沉状况，确保机场工程的安全是隧道修建必须保障的工程指标。如何控制隧道修建引起的地表建筑物下沉，尤其是对机场敏感建筑物的影响控制在允许的范围内，是工程的难点和重点。做好地表下沉的测量作业，将结果应用在指导施工上，为工程的安全建设提供必要的指导。

地表下沉量测主要在隧道浅埋处、机场航站楼及下穿机场跑道范围的地表建筑物和跑道进行，地表下沉量测应在开挖面前方（h+9）m处开始（h为隧道覆盖层厚度），直到衬砌结构封闭，下沉基本停止时为止。根据观测数据汇总表，绘制出主要沉降点的沉降过程线，它可以明显地反映出沉降的趋势、规律和幅度。沉降趋势预报是沉降测量的重要环节；通过大量的沉降观测后，获得对地表沉降规律的理性认识，确定未来的沉降趋势，这是确保地表建（构）筑物安全运营的可靠保证。

2.2拱顶下沉

隧道开挖后，由于围岩自重和应力调整造成隧道顶板向下移动。拱顶下沉量是隧道安全的重要控制因素，做好拱顶下沉量的测量工作，根据测量结果指导施工工作是工程建设的重要环节。拱顶下沉量测断面的间距为：Ⅳ级围岩不大于25m，Ⅴ级围岩应小于20m。围岩变形处应适当加密，在各类围岩的起始地段增设拱顶下沉测点1~2个。当发生较大涌水时，Ⅴ级围岩量测断面的间距应缩小至5~10m。各测点应在避免爆破作业破坏测点的前提下，尽可能靠近工作面埋设，一般为0.5~2.0m，并在下一次爆破循环前获得初始读数。初读数应在开挖后12h内读取，最迟不得超过24h，而且在下一循环开挖前，必须完成初期变形值的读数。对监测结果进行分析，可以得出累计沉降、单次沉降等曲线，并可对其进行拟合，进而可以对其最终沉降做出预测，来指导施工。

2.3周边收敛

周边收敛量测和拱顶下沉量测应布置在同一个断面，是衡量隧道开挖后围岩变化的另一个重要参数。测量时将收敛计一端连接挂钩与测点锚栓上不锈钢环（钩）相连，展开钢尺使挂钩与另一测点的锚栓相连。张力粗调可把收敛计测力装置上的插销定位于钢尺穿孔来完成。张力细调则通过测力装置微调至恒定拉力为止。在实施中，隧道开挖后在设计的监测点位埋置监测挂钩，测量初始值，然后根据施工的进程监测收敛值，直到稳定为止。将量测结果进行分析，可以得出累计洞周净空收敛与时间的关系曲线，对曲线进行拟合分析，可以对隧道洞室的最终变形进行预测，从而达到指导施工的目的。

2.4 地质勘探

在地下工程中，开挖前的地质勘探工作很难提供非常准确的地质资料，所以，在隧道过程中对前进的开挖工作面附近围岩的岩石性质、状态应进行观察，对开挖后动态进行观察。地质勘探主要目的：（1）预测开挖面前方的地质条件；（2）为判断围岩、隧道的稳定性提供地质依据；（3）根据喷层表面状态及锚杆的工作状态，分析支护结构的可靠程度。地质勘探包括洞内观察和洞外观察。洞内观察分开挖工作面观察和已施工区段观察两部分，开挖工作面观察应在每次开挖后进行一次，内容包括节理裂隙发育情况、工作面稳定状态、涌水情况及底板是否隆起等。初期支护完成区段观察内容包括：喷混凝土是否产生裂隙或剥离，要特别注意喷混凝土是否发生剪切破坏的现象等。洞外观察包括洞口及洞身浅埋段地表情况、地表沉陷、边坡及仰坡的稳定、地表水渗透的观察。

2.5 其他重要指标

隧道安全控制指标除了上述4个指标以外，还包括围岩的位移、锚杆应力、后行洞衬砌钢筋应力、围岩与支护结构界面及初期支护与模筑衬砌界面压应力等。这几个主要是隧道结构的安全指标，其中，为了探明支护系统上承受的荷载，进一步研究支架与围岩相互作用之间的关系，不仅需要量测支护空间产生的相对位移(或空间断面的变形)，而且还需要对围岩深部岩移进行监测和掌握。锚杆应力、后行洞衬砌钢筋应力、围岩与支护结构界面和初期支护与模筑衬砌界面压应力主要反映支护措施的作用效果，属可控认为可控因素，做好测量反馈工作，寻找相应的规律，最大限度地发挥支护作用，为地表建筑物指标控制工作提供更宽松的操作条件。

3 结言

针对工程的特殊情况，对地表沉降、拱顶下沉等工程重要指标进行严密监控，并及时根据测量结果进行分析，指导施工工作。地表沉降沉降等指标能合理反应隧道施工对地表建筑物的影响，监控方案科学、可靠。

参考文献：

潘昌实．隧道力学数值方法[M]．中国铁道出版社．北京：1995

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1国内外铁路客车及其空调系统的发展

中国铁路拥有十分辉煌的过去。然而，随着中国航空业的重组和大量高速公路的修建，航空运输和长途公路运输开始兴起，到1996年，中国的公路客运量甚至超过了铁路客运量。从1997年开始，中国铁路开始进行全国性的铁路提速。此后中国铁路经过了几次提速，到2003年客车最高运行时速已经达到了200公里以上。[1]

在国外，高速铁路客车发展非常迅猛。例如，法国的高速铁路技术是一种比较成熟的技术，高速铁路（TGV）(TrainaGrandeVitesse法文超高速列车之意)已达到每小时513公里的实验速度。而日本也正在开发"21世纪之星"高速列车，这种列车除时速达350公里的超高速外，在性能上较以往有大幅度的提高，还具有乘坐舒适和车内安静的特点[2]。德国将磁悬浮列车作为未来的新型交通工具，几年内这种列车最高时速将达到400公里。

国内外高速铁路客车的发展告诉我们，铁路即将进入一个高速时代。为适应铁路高速化的要求，必须对现有的空调系统进行改进或提出新的空调理念。

2铁路高速化对客车空调装置提出的挑战

与普通空调客车相比，高速空调客车无论是速度还是设计结构都有较大区别，因此只有针对高速客车的实际情况设计研制适宜的空气调节系统，才能保证客车内达到所要求的空气参数和空气品质，为旅客提供舒适的旅行环境。

针对高速客车的运行特点对其空调系统提出了如下要求：

1）空调设备的安装位置要求降低

高速客车由于其速度快（一般都在200km/h以上），为了保证行车的安全并且为了提高运行的平稳性，其辅助设备（包括空调系统）及车体重心位置必须降低，以利于整车重心的降低。

2）空调系统的运转部件要求少

高速客车由于其停站间隔长，同时维护正常运营的人员少，因此必须保证其空气调节系统具有较高的稳定性和可靠性，这就要求高速客车空气调节系统的运转部件尽可能减少，以降低事故率，易于维护管理。

3）空调装置的安装空间要求小

高速客车由于其独特的设计结构（车体一般采用流线型优化设计），给其空气调节系统设备预留的安装空间较小，因此，只有针对其预留空间的结构特点设计研制合适的空气调节系统，才能满足车内的空气参数设计要求。

4）空调系统的运行品质要求高

高速客车由于其速度快，车厢的气密性高，车内人员较密集，同时客车运行时间比较长，因此对车内的空气品质要求高，否则旅客极易产生疲劳、恶心、乏力等不适症状。

5）空调系统的调节性能要求好

高速客车中一般都将整个车厢分割为若干个小包间，要求每个包间内都能够方便的单独调节每个包间内的空气参数，而且由于客车经过的地域室外参数差别较大，这就要求其空气调节系统的调节性能好，以利于适应不同的工况要求。

6）空调系统的工作条件差

高速客车空调系统的空气处理装置置于野外高速行驶的运动载体上，经常处于不稳定的环境条件下工作，列车本身的振动和与车轨的撞击会给其空调系统的运行带来很大的负面影响。

综合以上条件可以看出，高速客车对空调系统有较高的要求，因此，必须针对高速客车实际的运行工作条件研制设计相应的空气调节系统。针对高速铁路客车对空调系统的新的、更高的要求，本文提出了诱导空调系统在高速客车上应用。

3全空气诱导空调系统在高速客车上的应用分析

按照诱导器内是否设置盘管，诱导空调系统可以分为两种类别：“空气－水”诱导器系统和全空气诱导器系统。“空气－水”诱导器系统的一部分夏季室内冷负荷由空气负担，另一部分由水（通过二次盘管加热或冷却二次风）负担。但是由于此种系统内部结构较复杂，一旦损坏维修量大，且占用空间大，同时需要一套单独的水系统，所以不适于高速客车的要求。在高速客车上采用的是另一种诱导空调系统——全空气诱导空调系统。

采用全空气诱导空调系统时，车内所需的冷负荷全部由空气（一次风）负担。这种诱导器不带二次冷却盘管，实际是一个特殊的送风装置，能够诱导一定数量的室内空气，达到增加送风量和减少送风温差的作用，有时也可以在诱导器内部装置电加热器以适应室内负荷变动的需要。

全空气诱导空调系统在客车上工作过程是：一次风（车外空气经过处理由风机送入车内）进入到诱导器的静压箱，经喷嘴高速喷出。由于高速喷射气流的引射作用使得车内的空气（二次风）被诱导到诱导器中，在混合箱中与一次风充分混合，然后经出风口送入到车内[3]。

全空气诱导空调系统特别适用于高速客车，与高速客车对空调系统的特殊要求相对照可以看出，全空气诱导空调系统具有以下优点：

节省车厢内的空间

高速客车由于其独特的设计结构，对于空间要求极为严格，空调占用的车厢空间应尽可能的小。由于诱导器系统空气处理设备的送风量仅为一次风量，因而风量小，使得系统处理设备及风道截面也较小，与以往的集中式空调系统相比，较好的解决了风道安装空间狭小的矛盾。且诱导器在车内布置灵活，能适应各种车型的需要。

2）提高车厢内的空气品质及人体的舒适性

由于高速客车密闭性高，运行时间长，所以对车厢内的舒适性及空气品质要求较高。而全空气诱导空调系统送风温差较小，送风量大，新风量充足，人体的舒适感和室内的空气品质较高。另外，在软硬座客车中，常用的顶送风空调系统气流直接吹向旅客头部，这样，在冬季会使旅客感觉头晕、不适，而夏季冷风先吹头部也容易使人感冒。而诱导器通常安装在客车车窗下部，不会对人体直吹，而且从送风口出来的气流沿车窗贴附流动到车顶部，在横断面方向形成环流，使旅客居留区处于空气的回流区内，大大提高了舒适度；并且由于新风量大，人体的舒适感也会明显提高。而对于软硬卧客车来讲，由于一般是两层或三层卧铺，车内空间有限，如采用大风道通风系统，冷风会直接从顶部吹到上铺旅客身上，人体的舒适感较差；而采用全空气诱导空调系统，风道布置于车厢下部，而诱导器布置于车窗下部，不会造成直吹，这样会大大提高车厢内人体的舒适度。

系统的稳定性与可靠性高

高速客车由于停站间隔较长，且由于列车高速行驶，工作条件恶劣，要求空调的稳定性与可靠性较高。诱导器空调系统的运转部件远远少于其他空调系统，这对于稳定性与可靠性都要求很高的高速列车来讲无疑是一个很大的优势；而且由于系统需要处理的风量变少了，这样，空气处理设备的使用寿命会大大提高，同时也就降低了空气处理设备的损坏率，为高速列车在恶劣工作环境下正常运行提供了保证。

4）设备安装位置低

高速客车由于速度快，为了保证车身平稳及运行安全，要求车体的重心尽可能低。相比于顶置式空调系统来说，全空气诱导空调系统采用下部送风，空调机组可以安装在车下，且诱导器安装于车厢下部，从而降低了车体重心。

5）系统适用范围大，并可以单独调节

铁路客车由于经过的区域范围大，外部环境差别非常明显，因此要求空调系统能根据情况，及时调整。诱导空调系统可以在诱导器内装置电加热器以适应车内负荷变化的需要。当车内负荷变化时，可以通过开启电加热装置进行适应调整，使得系统的工况调节范围变大，更好的保证车内空气参数。同时，在每个诱导器入口处可以设置锥形调节阀，以实现包间内系统的单独调节[4]。

6）诱导器通常安装于车窗下部，这样，冬季由于热风首先接触玻璃窗，可以解决窗口由于温度低而产生凝结水和结霜问题。

综上所述可以看出，诱导空调系统是一种非常适用于高速铁路客车的空调形式，但是，其也存在着一些缺点需要进行改进。

4高速铁路客车诱导空调系统的改进

4.1诱导空调系统存在的缺点

虽然全空气诱导空调系统非常适合于高速铁路客车的要求，但是它还存在着以下缺点需要加以改进：

新风比大，风机压头高，致使系统的能量消耗大。

系统的噪声较大，会造成噪声污染，影响车内的舒适度。

春秋过渡季节无法充分利用室外新风，系统冷量消耗大。

4.2诱导空调系统的改进措施

针对以上存在的缺点，可以采用以下措施加以克服：

集中排风，设置能量回收装置

根据文献[5]，可以设置集中排风装置，并在排风与新风管道系统设置全热交换器，以利于回收排风冷量，降低系统能量消耗。

采取消声措施，降低系统噪声

为了降低系统噪声，在风机的出口管路设置消声静压箱，以降低风机噪声；在诱导器内部的静压箱内壁以及混合箱内壁贴高频吸声材料，以消除喷射噪声。由于诱导器噪声主要是由于喷嘴气流速度太大而引起噪声，因此可以通过增加喷嘴数量，增大喷嘴面积，降低喷嘴的气流速度来降低喷嘴喷射噪声。

设置旁通风道，充分利用自然冷量

为了在春秋季节充分利用室外新风，可以在空调包间的送风支管上设置旁通风道，使过渡季节的室外新风不经过静压箱和喷嘴而直接进入室内，这样，既节约了冷量，又提高了空气品质。

5结语

本文对诱导器的基本原理及特点进行了简单介绍，针对高速铁路客车进行了全空气诱导空调系统的适用性分析，并对其某些缺点采取了改进措施。诱导空调系统在高速列车上的应用目前在国内尚无研究，而在国外已经进行了多项研究并部分投入使用。随着我国高速铁路客车的发展，诱导空调系统由于其对高速客车的良好适用性定将渐受重视。

参考文献：

1俞展猷.国外高速列车发展简述与我国提速列车试验的回顾,铁道机车车辆,1999,(3):1~6

2郭荣生.国外高速旅客列车发展概况，国外铁道车辆，1991,(1):7~11

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随着计算机网络的广泛应用，网络安全问题日渐突出。网络具有跨国界、无主管、不设防、开放、自由、缺少法律约束力等特性，网络的这些特性显示了它的许多优点，但同时也使它容易受到来自各方面的入侵和攻击。如果不很好地解决这个问题，必将阻碍计算机网络化发展的进程。

1 网络安全概述

网络安全从本质上来讲就是网络上的信息安全，指网络系统中流动和保存的数据，不受到偶然的或者恶意的破坏、泄露、更改，系统能连续正常的工作，网络服务不中断。从广义上来说，凡是涉及到网络上信息的保密性、完整性、可用性、真实性和可控性的相关技术和理论都是网络安全所要研究的领域。

2 网络安全的威胁因素

归纳起来，网络安全的威胁主要有：

（1）网络协议的局限性。　Internet的基石是TCP/IP协议簇，该协议簇在实现上力求效率，而没有考虑安全因素，因为那样无疑增大代码量，从而降低了TCP/IP的运行效率，所以说TCP/IP本身在设计上就是不安全的。并且，由于TCP/IP协议是公布于众的，若人们对TCP/IP协议很熟悉，就可以利用它的安全缺陷来实施网络攻击。

(2) 人为的无意失误。如操作员安全配置不当造成的安全漏洞，用户口令选择不慎，用户将自己的帐号随意转借他人或与别人共享等都会对网络安全带来威胁。虽然网络中设置了不少保护屏障，但由于人们的安全意识淡薄，从而使保护措施形同虚设。例如防火墙，它是一种网络安全保障手段，是网络通信时执行的一种访问控制尺度，其主要目的就是通过控制入、出一个网络的权限，并迫使所有的连接都经过这样的检查，防止一个需要保护的网络遭受外界因素的干扰和破坏。如有人为了避开防火墙服务器的额外认证，进行直接的PPP连接，就会使防火墙失去保护作用。

（3）计算机病毒的危害。　计算机病毒是一个能够通过修改程序，把自身复制进去进而去传染其它程序的程序。它并不独立存在，而是寄生在其他程序之中，它具有能自我“复制”并能“传播”这一基本特征，并在计算机网络内部反复地自我繁殖和扩散，危及网络系统正常工作，最终使计算机及网络系统发生故障和瘫痪。目前全世界的计算机活体病毒达14万多种，其传播途径不仅通过软盘、硬盘传播，还可以通过网络的电子邮件和下载软件传播。随着计算机应用的发展，人们深刻地认识到病毒对计算机信息系统造成严重的破坏。

(4) 黑客的威胁和攻击。　这是计算机网络所面临的最大威胁，敌手的攻击和计算机犯罪就属于这一类。此类攻击又可以分为2种:一种是网络攻击，以各种方式有选择地破坏对方信息的有效性和完整性;另一类是网络侦察，他是在不影响网络正常工作的情况下，进行截获、窃取、破译以获得对方重要的机密信息。这2种攻击均可对计算机网络造成极大的危害，并导致机密数据的泄露。网络软件不可能是百分之百的无缺陷和无漏洞的，这些漏洞和缺陷恰恰是黑客进行攻击的首选目标。黑客入侵的例子枚不胜举，从某种意义上讲，黑客对信息安全的危害甚至比一般的电脑病毒更为严重。

3计算机网络安全防范措施

针对网络系统现实情况，处理好网络的安全问题是当务之急。为了保证网络安全采用如下方法：

(1)配置防火墙。防火墙将内部网和公开网分开，实质上是一种隔离技术。它是网络安全的屏障，是保护网络安全最主要的手段之一。免费论文。利用防火墙，在网络通讯时执行一种访问控制尺度，允许防火墙同意访问的人与数据进人自己的内部网络，同时将不允许的用户与数据拒之门外，最大限度地阻止网络中的黑客随意访问自己的网络。防火墙是一种行之有效且应用广泛的网络安全机制，防止Internet上的不安全因素蔓延到局域网内部，所以，防火墙是网络安全的重要一环。免费论文。

(2)安装防病毒网关软件。防病毒网关放置在内部网络和互联网连接处。当在内部网络发现病毒时，可能已经感染了很多计算机，防病毒网关可以将大部分病毒隔离在外部，它同时具有反垃圾邮件和反间谍软件的能力。当出现新的病毒时，管理员只要将防病毒网关升级就可以抵御新病毒的攻击。

(3）应用入侵检测系统。入侵检测技术是近20年来出现的一种主动保护自己免受黑客攻击的新型网络安全技术。它能够检测那些来自网络的攻击，检测到超过授权的非法访问。一个网络入侵检测系统不需要改变服务器等主机的配置。由于它不会在业务系统的主机安装额外的软件，从而不会影响这些机器的CPU、I/O与磁盘等资源的使用，不会影响业务的性能。它从系统运行过程中产生的或系统所处理的各种数据中查找出威胁系统安全的因素，并对威胁做出相应的处理。免费论文。入侵检测被认为是防火墙之后的第二道安全闸门，它在不影响网络性能的情况下对网络进行监测，从而提供对内部攻击、外部攻击和误操作的实时保护。在网络中同时采用基于网络和基于主机的入侵检测系统，则会构架成一套完整立体的主动防御体系。

(4）利用网络监听维护子网系统安全。对于网络外部的入侵可以通过安装防火墙来解决，但是对于网络内部的侵袭则无能为力。在这种情况下，可以采用对各个子网做一有一定功能的审计文件，为管理人员分析自己的网络运作状态提供依据。设计一个子网专用的监听程序。该软件的主要功能为长期监听子网络内计算机间相互联系的情况，为系统中各个服务器的审计文件提供备份。

(5)采用漏洞扫描技术。漏洞扫描是针对特定信息网络中存在的漏洞而进行的。信息网络中无论是主机还是网络设备都可能存在安全隐患，有些是系统设计时考虑不周而留下的，有些是系统建设时出现的。这些漏洞很容易被攻击，从而危及信息网络的安全。漏洞扫描是自动检测远端或本地主机安全的技术，它查询TCP/IP各种服务的端口，并记录目标主机的响应，收集关于某些特定项目的有用信息。它的具体实现是安全扫描程序，扫描程序可以在很短的时间内查出现存的安全脆弱点。扫描程序开发者利用可得到的攻击方法，把它们集成到整个扫描中，扫描后以统计的格式输出，便于参考和分析。

(6)应用数据加密技术。数据加密技术就是对信息进行重新编码，从而隐藏信息内容，使非法用户无法获取信息的真实内容的一种技术手段。数据加密技术是为提高信息系统及数据的安全性和保密性，防止秘密数据被外部破析所采用的主要手段之一。

(7)常做数据备份。由于数据备份所占有的重要地位，它已经成为计算机领域里相对独立的分支机构。时至今日，各种操作系统都附带有功能较强的备份程序，但同时也还存在这样或那样的缺陷;各类数据库管理系统也都有一定的数据复制的机理和功能，但对整个系统的数据备份来说仍有不够完备之处。所以，若想根本解决整个系统数据的可靠备份问题，选择专门的备份软、硬件，建立专用的数据备份系统是不可缺少的。

结语

随着网络的迅速发展，网络技术的日渐更新，网络时代的计算机信息安全越来越重要，网络安全是一个系统的工程，需要仔细考虑系统的安全需求，并将各种安全技术结合在一起，才能生成一个高效、通用、安全的网络系统。

f参考 文 献 ]

[1卢开澄:《计算机密码学一计算机网络中的数据预安全》(清华大学出版社1998).

[2余建斌:《黑客的攻击手段及用户对策》(北京人民邮电出版社1998).

[3〕蔡立军:《计算机网络安全技术》(中国水利水电出版社2002).

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中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）09（a）-0039-02

1 软弱围岩

软弱围岩是地下工程对于地质条件的一个综合性的界定，在地下隧道工程与岩土工程施工中，围岩的性质与基本条件将决定着工程所应使用的施工方法与工程本身的技术难度。因此，对于隧道工程首先要明确围岩的基本条件，掌握围岩的基本性质，在此基础上才可以在后期的施工进程中准确把握施工要点，以达到顺利施工的目标。

一般而言，在地下铁道、岩土及隧道等工程中，围岩的种类如何界定是根据围岩本身的强度及稳定性、风化程度及完整性等因素进行综合考虑，进而分成不同等级和种类的围岩，在现实施工的前期勘察阶段，通过一定的技术手段对围岩进行勘测与性质的测定，结合工程的特点得出围岩的具体类别。随着施工技术的不断发展，施工工程具有相对复杂的趋势，施工人员对地质条件的判断与界定也有了更深层次的认识，对于围岩的分类与认识也在不断加深，靠简单的感性判断不够科学，需要借助一些新的设备与技术才可以准确得知围岩的具体物理性质。因此对于围岩的认识，不同阶段、不同的地质条件、不同的工程特点，围岩的特殊性很难一概而论，需要具体问题具体解决。

2 隧道工程施工方法与理论

对于地下空间的探索，实际上历史已经久远，从远古时期人们以地为穴的居住方式就形成了地下空间施工的雏形。随着目前我国大规模的地下工程建设，包括地铁、地下隧道、公路的地基施工等都涉及到地下工程的施工。一般而言，针对地下隧道工程，常用的基本方法有矿山法、新奥法、地质工程施工法。

2.1 矿山法

作为一种传统的地下隧道施工方法，其基本原理是在隧道爆破后，造成周围岩石稳定性与强度下降，受力上整体处于松弛状态，是一种软弱性质的围岩，在该条件下，进行边支护边施工，以防止围岩坍塌对于隧道稳定性与安全的影响。在支护的环节上，对于软弱围岩主要是利用刚性衬砌作为支撑，刚性衬砌最大程度地防止隧道断面的变形，并有效地抵挡了扰动后的围岩对开挖面的荷载。矿山法是一种暗挖法，以爆破的方式形成开挖面，并借以刚性衬砌作为临时支撑，在实际隧道开挖的施工过程中，采用分部开挖的方式，边开挖，边修筑衬砌，边支护。开挖时，首先要开挖导坑，为了最小限度减少围岩的扰动，以导坑作为开挖的基础向周分部扩大开挖，尤其对于软弱具有坍塌可能的围岩就需要结合开挖断面的尺寸，在分部开挖中具体采取何种顺序与方式进行仔细衡量才可以确定。

2.2 新奥法

新奥法是在矿山法的基础上发展而来，其施工原理在于强调围岩的自承重能力，以锚杆、钢筋网、喷射混凝土等柔性手段进行主要支撑，以此抵抗围岩的变形。实际在此过程中围岩作为了支护系统的重要组成部分与受力部分。与传统的矿山法相比，在手段与施工概念上而言都是一种突破。新奥法通过锚杆而形成的加固拱与喷射混凝土层形成内外两层衬砌，混凝土同时以强大的喷射力注入到围岩土层的缝隙中，与土层进行了结合，围岩的稳定性与抗变形能力得到进一步提升。此外，新奥法减少了围岩扰动的强度、频率与持续周期，新奥法的支护手段一般不需要拆除，作为永久性支撑，嵌入到开挖面中，减少了施工的程序，相对较小的喷射层厚度又可以保证开挖的工作量，节省了开挖跨度对工程周期与稳定性的影响。

2.3 地质工程施工

地质工程施工是在隧道开挖面进行开挖与围岩扰动前期对地质条件进行主动加固的一种方法。如常利用在隧道开挖洞口的大管棚支护技术和地面注浆技术。地质工程施工主要采用一定的工程措施，以主动方式去控制围岩的变形与稳定性，平衡围岩和支护的共同强度，以保住一开始就为隧道顺利掘进与开挖创造一个相对宽松的施工环境。

随着工程难度的差异性，一般在地下隧道工程中常常根据特定的地质综合条件、水文状况、围岩的性质、工程性质与复杂程度，采取不同的隧道施工方法，有时候为了保障工程的安全性与稳定性常常综合几种方法共同发挥作用而不是单纯采用其中一种。对矿山法、新奥法、地质工程施工法的分析中，笔者得知不同的方法都有其各自的优势与不足，在实际施工中应该相互借鉴，取长补短。例如在矿山法施工的过程中常常借鉴新奥法对于支护的安全度进行监测与控制。对于地质条件比较特殊的情况，新奥法的施工比矿山法更加成熟有效，对于衬砌的要求也更加严格。而地质工程的施工则结合了新奥法与矿山法的优势，从前期就开始对影响隧道施工的各种因素进行预测与准备，从宏观上与整体施工战略上给隧道工程一些指导。

3 软弱围岩下隧道工程施工方法与技术

在隧道实际施工工程中，主要涉及开挖与衬砌两道施工工序，其次涉及到一些辅助工程如防水排水等工艺技术。在上节对三种主要隧道施工方法进行阐述的基础上，该节重点讨论对于软弱围岩条件下隧道工程的施工技术与方法。

首先对于实际工程的地质特征，围岩的性质必须有个明确的认识。对地质条件与围岩特征进行详细的预测与勘察是在隧道工程的设计阶段与施工阶段首先要解决的现实问题。如在施工中采取超前地质预报、地质素描、围岩弹性波速等对围岩进行全面的了解与接触，在此基础上才可以精准确定隧道施工方案，事先做好预案工作。

其次，施工的最开始应坚持地质工程施工的基本理念，尽量做好基础性支护工作，如对开挖洞口的大管棚超前支护、地面注浆技术等对围岩进行事先的预应力主动防护，此举可以有效保证后期隧道开挖中围岩受力更加合理，并可以提高软弱围岩的基本力学属性。

第三，在实际开挖的进程中，应尽量采取新奥法，对围岩避免过多的扰动，采取光面爆破技术，保证围岩基本受力面的均衡。对若软围岩应尽量增强围岩的自稳能力，必要条件下，可以辅助配合矿山法施工，将两者的优势充分结合。在新奥法施工的指导下，进行分部施工，根据开挖工作面尺寸与地坑深度选择正确的分部施工方法，如对单侧壁导坑法、双侧壁导坑法、台阶法的合理运用。在软弱围岩受到大扰动的情况下，要尽量做好及时的防护工作，应尽量采用柔性支护技术。开挖时还应做好围岩的监测工作，对支护系统的稳定性进行实时的反馈与控制。

第四，软弱围岩条件下的隧道施工，常常由于地质条件的不确定性，同一隧道不同跨度与进尺的围岩特征存在差异性变化，对于软弱围岩新奥法配合矿山法往往有时候更加有效保证了隧道的顺利施工。

4 结语

软弱围岩是隧道施工中常常碰到的地质情况，该情况下，隧道保证正常施工需要对围岩首先有个比较全面的认识，并尽可能做好围岩的超前支护措施，实际开挖过程中要根据工程的实际特点选择正确的施工方法，对矿山法与新奥法进行有选择的运用，保证隧道围岩的自稳能力和抗变形能力。围岩在施工扰动后，为了抵抗其松弛变形尽可能综合运用柔性支护与刚性衬砌结合的支护手段，同时做好围岩的实时监测与控制措施。

参考文献

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中图分类号：U45文献标识码： A

工程概况

福建省莆田至永定（闽粤界）高速公路永春至永定泉州段大鼓山隧道位于安溪县感德镇尾园村，隧道总体走向呈南东-北西向曲线形展布，隧道为上下行分离的四车道分离式隧道，隧道净空均为（宽×高）10.25×5.0m，设计时速80km/h。隧道与县道x339线斜交，夹角62°，隧道下穿县道，埋深16~18m，公路路肩距离隧道洞口最小处不足40m（见图1）。

此县道为安溪县通往龙岩的主要通道，日间有公交线路通行，且为连接后三个标段的唯一通道，业主及相关部门提出公路沉降值要求最大值不得超过30cm。地质情况：主要由残积砂质粘性土及全-强风化花岗岩组成，围岩呈松散结构，且节理、裂隙发育。

二、主要控制措施

大管棚施工

施工图设计采用40m长超前大管棚施工工艺，按照相对位置，大管棚已经深入到县道正下方，如何保证管棚的施工长度和注浆效果是控制公路下沉量和隧道安全开挖的关键。

管棚套拱施工

沿隧道衬砌设计外轮廓线外（考虑拱顶预留沉降量）设60cm厚C25钢架砼套拱，钢架采用3榀I18工字钢，纵向间距75cm，各榀钢架间焊接环向间距为1m的Φ25连接钢筋，套拱纵向长度200cm。施工时为了减少钻孔中钻杆因自重和钻杆刚度下沉带来的孔位下垂，根据施工经验在套拱中沿钻孔方向预埋仰角4°的φ127×4mm孔口管（考虑设计纵坡），用全站仪通过坐标法确定其平面位置，运用坡度尺设定孔口管仰角及外插角。孔口管密贴钢拱架外延焊接牢固，以防止套拱砼施工时产生偏移。

施工机械

超前大管棚钻孔机采用海王星-90B型多功能全液压履带钻机，该钻机最高水平钻进高度3m，主臂垂直360°回转。采用顶驱双作用冲击和回转，将套管和钻杆同时冲击回转钻入软弱围岩，钻孔时采用液压夹持器和大通孔动力头、大扭矩回转钻杆钻进穿孔，既提高了空向精度，也提高了钻孔深度。

管件制作

管棚采用42m长φ108×6mm热轧无缝钢管，环向间距40cm，共40根（图2）。为利于管棚整体受力，相邻钢管的接头应前后错开1m以上，选用节长3m、6m两种长度规格的钢管，钢管接头采用长15cm丝扣连接。钢管周边钻设φ10mm注浆孔，孔间距20cm梅花形布置，管头制作成锥形，尾部4.5m不钻孔（图3）。

图2管棚布置图

图3钢管制作示意图

钻孔

为了保证钢管安装质量，选用直径φ127mm钻头一次成孔。钻机开钻时，应先低速低压钻进，待成孔8m后根据地质情况调整钻速（图4），钻进过程中经常用坡度尺检测钻设角度。认真做好钻进过程的原始记录，并根据岩屑判断地质状况，作为洞身地质预报参考资料，指导洞身开挖施工。

顶管施工

成孔后，采用钻机的大扭矩、大动力头钻进工艺，旋转顶推钢管。钢管接头丝扣连接为满足管棚受力要求，同一横断面内的接头数量不大于50%，将编号为奇数的有孔钢花管的第一节管采用3m钢管，编号为偶数的钢管的第一节管采用6m钢管，以后每节均采用6m长钢管。

注浆

安装好长钢管后即对孔内注浆，注浆参数：

水泥浆水灰比：（0.8～1）:1

水玻璃浓度：35波美度，模数2.4

水泥：水玻璃（体积比）1：（1～0.8）

注浆压力：0.5～1.5Mpa，终压2.0Mpa，持压10分钟。

注浆时若压力不符合要求，浆液流失时，采用间歇注浆，间歇时间5~15分钟。也可采用反复注入，稀浆与浓浆交替，压力控制与注入浆液量控制相结合的措施，注浆压力从低到高逐渐加压，确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙填充饱满。

洞顶及县道加固处理（图5）

洞顶加固处理

进洞开挖前沿隧道洞顶公路路肩外1m约40米长范围内，插打长度为15m的两排φ108×8mm有孔钢花管注浆，间距1×2m梅花型布置，外露1m，注浆结束后浇筑90cm高C25抗滑混凝土挡墙封闭成整体。增加钢管的刚度和强度。注浆参数同管棚注浆，应在施工中不断调整，以尽量保证钢管之间浆液充填饱满，形成稳定壳体。

公路加固处理。

此处县道为半填半挖地段，一侧靠近山体，一侧设置约6m高浆砌片石挡土墙，因此，注浆加固路面下方的填方路基可以减少公路的整体沉降，为此，我们采取了下列方案进行县道加固处理

县道外侧浆砌片石挡土墙坡面模筑50cm厚C25混凝土封闭层，增加挡土墙的整体性，并为压浆做准备。

沿挡土墙垂直墙面方向钻设ф42mm小导管注浆加固，长度6m，间距1.2×1.2m梅花形布置。注浆采用32.5R普通硅酸盐水泥净浆，注浆压力0.5Mpa,水灰比用0.5，掺入适量的外加剂，水泥用量应不少于25kg/m，若久注不满，在排除水泥浆液渗入地下或冒出地表等情况外，可采用二次注浆工艺注浆法。

洞内施工控制

洞身开挖采用三台阶加临时仰拱开挖法，施工工艺见图6，为了减小对隧道围岩的扰动，开挖过程中，应选用人工配合小型挖掘设备开挖，严禁采用大挖机开挖。主要施工工艺如下：

1）在上一循环的超前支护下，开挖①部施做①部周边的初期支护：初喷混凝土，铺钢筋网，架立钢架，钻设径向锚杆，复喷混凝土至设计厚度。

2）开挖②-1部施做②-1部初期支护：初喷混凝土，铺钢筋网，架立钢架，钻设径向锚杆，复喷混凝土至设计厚度施做临时仰拱：架设临时横撑A（每2榀初支钢架设一处），铺设钢筋网，并喷混凝土封闭临时仰拱。

3）同②-1部施工工序，开挖支护②-2。

4）开挖③-1部施做③-1部边墙初期支护，既初喷混凝土，铺钢筋网，架立钢架，钻设径向锚杆，复喷混凝土至设计厚度。

5）同③-1部施工工序，开挖③-2，开挖④部施做④部仰拱初期支护，既初喷混凝土，铺钢筋网，架设钢架，复喷混凝土至设计厚度。

6）灌筑部仰拱与边墙基础。待仰拱混凝土初凝后，灌注仰拱填充部至设计高度。

7）根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，利用衬砌模板台车一次性浇注衬砌（拱墙衬砌一次施做）。

三、沉降观察与安全防护

地表沉降观测

在隧道开挖施工开始观测，在隧道开挖到公路下方时，根据量测变化可调整至一天1到3次，待隧道通过公路，施做完二次衬砌且沉降稳定后停止量测。具体测量频率见下图:

路面下沉监控量测方法及频率

项目名称 方法及工具 布置 量测间隔时间

地表下沉量测 水平仪 测点间距5*5m 开挖面距离公路30m至隧道衬砌结束并衬砌稳定

掘进面距公路≥10m 10m＞掘进面距公路≥0m 隧道穿越公路时 10m＞二衬距公路≥0m

1次/1天 2次/1天 3次/1天 2次/1天

观测点设置

在公路两侧，距离隧道穿过公路轴线的前后二十米的范围内设置监控点，监控点设置间距为5m。监控点设置要求：设点牢固，位置正确，通视性良好。

防护方案

在县道距离洞顶200米处各设置一个警示标志，上写“前方200米为施工地段，请减速慢行”，要求行车速度不大于20公里/小时。沿挡土墙内侧1m处间隔2m设置锥形桶，夜间警示照明设施的灯照方向一律背向县道，并在公路行车方向设置遮挡，避免夜间影响行使车辆。同时安排专人进行24小时值守。

结束语

通过以上方法的运用，使得大鼓山隧道在下穿县道x339线施工中进展顺利，路面下沉累计最大为22cm。保证了公路的畅通和隧道安全施工要求，对今后类似工程具有一定的借鉴作用。

参考文献

[1] 彭立敏, 刘小兵. 交通隧道工程[M]. 湖南长沙:中南大学出版社, 2003.

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引言

地下管网是城市基础设施的重要组成部分，日夜肩负着传送信息和能量的重要任务。为城市处理污水的系统、自来水、煤气、电力和通讯设施等等都属于地下管网之内，要对上述市政设施进行改建、新建、扩建，需要工程技术人员进行安全的管道安装。传统的挖槽埋管地下管线施工技术由于对地面交通影响较大，使本来就拥挤繁忙的城市交通如同雪上加霜，同时给市民工作、生活带来许多不便，特别在人口稠密的城市和交通拥挤的地区以及不允许开挖的地段，这个矛盾就更加突出。市政工程如何使这些安装工程对城市的影响减至最小，如何尽可能减少对人们日常生活的影响。已经成了一个迫切解决的问题。

非开挖技术将完全能解决这些难题，提供安全及经济的施工方法。非开挖技术是指利用少开挖和不开挖技术来进行地下管线的铺设或更换的工艺。顶管技术就是在这种情况下发展起来的一种非开挖技术，其在国外已广泛使用，在国内也已逐渐普及。随着顶管技术在市政工程的广泛运用，本论文主要讨论在顶管作业施工过程中出现了一些具体的技术问题，值得施工技术人员重视，并以此和同行共享。

1 顶管施工的特点

顶管法又称为非开挖管道敷设技术，它具有不需要开挖面层，就能穿越地面构筑物和地下管线吸公路、铁路、河道的特点，相比开挖敷设技术，投资和工期将大大节省。同时，顶管施工技术可以降低噪音，减少粉尘，减轻对城区的交通条件和环境状况的干扰和破坏，属于真正的无污染、高效率的施工技术。顶管施工法由于其上述多方面的优点，在市政工程中尤其是在市政管线工程中得到了广泛地应用。概括起来，顶管施工技术具有几大方面的优点：施工面由线缩成点，占地面积小；地面活动不受施工影响，对交通干扰小；噪音和震动低，城市中施工对居民生活环境干扰小，不影响现有管线及构筑物的使用；可以在很深的地下或水下敷设管道，可以安全穿越铁路、公路、河流、建筑物，减少沿线的拆迁工作量，降低工程造价。

2 顶管技术施工应用分析

2.1 顶进管的选择 顶进管一般选用钢筋砼管，如没有腐蚀要求可选用钢管。钢筋砼管的规格设计、配筋和应力验算应遵守有关钢筋砼的标准和技术规程，特别是有关钢筋砼管的标准和技术规程。①顶进管直径的选择：顶进管的直径选择是首先根据工程性质、工程需要确定内径，根据顶进管所受荷载确定砼管的配筋及壁厚，进而确定外径。因为顶管工程工作面上需要配备挖土工人，所以一般管内径不小于500mm；②顶进管长度的选择：顶进管的长度对顶管过程的可控性和经济性有很大的影响。在直线推顶的情况下使用长管可以减少装管的次数，取得良好的效果，但随着管长度的增长，如果偏离原定的路线，使之恢复正确路线要比使用短管更加困难。建造顶压坑时顶压坑的长度也要增大，挖坑、支护、回填、修复的费用将相应地增加。

一般情况下，管长度须相对于管径来衡量，当L/D外≤1.10时，为短管；当L/D外=1.15时，为标准管；当IJD外≥2.10时为长管。

2.2 顶管施工的前期准备 ①现场平面布置：平面总体布置包括起重设备、自动控制室、料具间、管片堆场、拌浆棚及拌浆材料堆场、注水系统、弃土坑的布置等。始发工作井内安装发射架、顶管机、前顶铁、主推千斤顶、反力架等顶进设备，工作井边侧设置下井扶梯供施工人员上下；②顶管机进、出洞处以及后靠土体加固：为确保顶管机出洞的绝对安全，需对后靠土体及进、出洞区域土体进行高压旋喷桩加固。为防止顶管机进、出预留洞导致泥水流失，并确保在顶进过程中压注的触变泥浆不流失，必须在工作井安装止水装置。

2.3 顶管施工的工艺：顶管施 叉称为顶进法施工，是指利用顶进设备将预制成椭圆形或圆形构造物逐渐顶入路基，以构成立体交义通道或涵洞的施工方法。顶管施工需先在确定的管段之间设置工作井和接收井，然后在工作井内安装推力设备将导轨上的顶管机头推入土体，由机头导向，将预制的钢筋混凝土管向前顶进，前端土体通过工作井运出，最后完成管道铺设。

2.3.1 顶管井的设计：顶管井分工作井与接收井两种，顶管井的建造结构有很多种类，一般使用钢筋混凝土结构。工作井的结构形式通常有单孔井和单排孔井。前者形状有圆形、正方形、矩形等，后者则大多为矩形，它们的结构受力性能由高至低依次为圆形一正方形一矩形。

2.3.2 顶管施工工序 ①穿墙：打开穿墙闷板将工具管顶出井外，并安装穿墙止水装置，主要技术施工措施1）穿墙管内填夯压密实的纸筋粘土或低强度水泥粘土拌和土，以起到临时性阻水挡土作用；2）为确保穿墙孔外侧一定范围内土体基本稳定并有足够强度，工作井工具管穿墙前，对穿墙管外侧采取注浆固结措施；3）穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处理措施；4）闷板开启后迅速推进工具管，同时做好穿墙止水，本工程采用止水法兰加压板，中间安入20mm厚的天然优质橡胶止水板环，要求具有较高的拉伸率和耐磨性，借助管道顶进带动安装好的橡胶板形成逆向止水装置，应防止因穿墙管外侧的土体暴露时间过长而产生扰动流变。②顶管出洞：顶管出洞是顶管作业中一个很值得注意的问题，顶管出洞，即顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口封门进入土中。开始正常顶管前的过程，是顶管技术中的关键工序，也是容易发生事故的工序。为防止管线出现偏斜，应采取工具管调零，在工具管下的井壁上加设支撑，若发现下跌立即用主顶油缸进行纠偏，工具管出洞前预先设定一个初始角弥补下跌等措施。③注浆减阻：在顶管施工中还有一个重要的技术措施就是通过压注触变泥浆填充管道周围的空隙，形成一道泥浆保护套，起到支撑地层，减少地面沉降，减少顶进阻力的作用。在施工中，首先对顶管机头尾部压浆，并要与顶进工作同步，然后在中续间和混凝土管道的适当位置进行跟踪补浆，以补充在顶进中的泥浆损失。注浆工序一般多应用于长距离顶管施工中。④顶管纠偏：纠偏是指机头偏离设计轴线后，利用设置在后部的纠偏千斤顶组，改变机头端面的方向，减少偏差，使管道沿设计轴线顶迸。顶进纠偏是采用调整4台纠偏千斤顶组方法，进行纠偏操作，若管道偏左则千斤顶采用左伸右缩，反之亦然。

3 膨润土悬浮液在疏松土层中的应用

在无粘性的疏松土层中以及在粘性很小的土壤中，例如在砂砾土中，若不采取其它辅助措施，土层由于本身极不稳定，以致在刃脚推进之后立刻就会坍落在管壁上。所以对这类土壤来说，膨润土悬浮液的支承作用尤其具有重要意义。为了起到这种支承作用，先决条件是要尽可能准确地掌握膨润土悬浮漓在砂砾上中的特性。膨润上悬浮液将渗人土层的孔隙内，充满孔隙，并继续在其中流动。流速取决于孔隙的横断面与悬浮液的流变特性，同时也取决于压浆压力。因此为了在同样的压浆压力下达刭相同的渗入深度，在孔隙横断面很小的细粒土层中便需要低流限的悬浮液，面孔隙横断面较大的粒粒土层则需要高流限的悬浮液。在克服流动阻力的过程中，压浆压力随着渗入深度的增加而成比例地衰减，所以相应每一种压浆压力，都有一个完全确定的渗入深度。

尽管就某种场合来说，随着管子的推进同时在管子整个圆周上和管路全部长度上均匀地压浆证明是相宜的，而在另一些场合下，正确的方法则又可能是分段压浆。例如现已得知，在管子下半部，膨润土在顶进过程中比静止状态下更容易流出，而上半部的压浆则是在管路静止的情况下更容易进行。因此最好是将管子下半都的注浆孔和上半部的注浆孔分别组合起来。这种半侧压出韵原因在于，静止状态的管道以其全部很大的重量沉落于底部。这样便在管道的顶部形成了小空隙，或者至少是形成了一个压力较低的区域。因而在这种状态下，膨澜土在管顶处比在管底部更容易流出。反之，在顶压力和浮力同时作用下，管道有向上拱起的倾向。这时管道离地升起，于是管底下方便形成了一个低压区，致使膨润土更加容易渗入其中并均匀地散开。

4 顶进管在膨润土悬浮浪中受到的浮力

只要顶进管在整个圆周上被膨润土悬浮液所包围，浮力定律便对它有效，即使悬浮液层的厚度很小也同样如此。在钢筋混凝土管情况下，浮力均为管子自重的1.4倍。这样，只要通过正确地压人膨润土悬浮液，从而在土层中围绕顶进管形成一个支承环带，并保持悬浮液压力等于土压力，于是管子就会在膨润土悬浮液中漂浮起来。为此必需的前提在于悬浮液应是液体状态的，亦即呈现为表观流限相应较低的溶胶状态。在悬浮液的膨润土含量低到接近运动状态下的稳定极限时，这个条件便能得到满足。浮力可使管外璧摩阻力减小，因为管底部由于自重产生的法向力减少了。这一效果首先会对大直径管子的长距离推顶产生有利的影响

5 结语

顶管设计在市政工程中，特别是深覆土大管径的管道工程和交通繁忙的城市主干道改造工程设计中显得尤为重要。在特定工程条件下，相对与开槽埋管更具优越性。时代要前进，城市要发展。市政设施配套完善，地下各种管道建设将会大量增加，顶管设计和施工也会增多。管径加大，长度加长，有直有曲，种类繁多，这将是今后大城市顶管施工的发展趋势。因此，我们要重视这个良机，进一步地完善和提高我们的顶管设计和施工技术，使之综合施工技术达到国际水平。

参考文献：

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［2］ 邓雅婷.地下建筑与工程专业揭密及院校介绍［J］.高校招生,2002,(07) :58；学校学报,2010,(01):23-24,37.

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［4］ 马福海.发展中的中国非开挖事业［J］.非开挖技术，2006,(03):85.

［5］ 方客军.北京地铁蒲黄榆车站超前长管棚试验研究［J］.铁道建筑技术，2005,(05)63.

(下接第31页)

而且做工细致。

制作本身就是利用实物演示形象地说明专业理论，如果发动得当，学生会有许多创新产品出现。因此，指导学生制做制作大大提高了学生学习本专业知识的兴趣，加深他们对专业理论的理解，进而提高了动手操作能力、创新能力，也培养了他们团结协作的精神。

6.结语

在新课标教育改革下，教师应当要善于避开思维定势的方向，善于从侧向和逆向设奇想、出奇问，跳出传统教学模式的束缚，对教学环节进行不断的创新。而作为机械专业的教师来说，要从改善课程的教学质量，提高学生的创新能力，就必须要对机械教学进行创新。

参考文献：

［1］ 薛小雯.创新教育在机械基础课程中的实践［J］.无锡教育学院学报，20O4(l) .

［2］ 干成.机械基础教学中的形象思维培养［J］.职业教育研究，2004 .

［3］ 王五一在《机械基础》教学中应注重学生创新素质的培养［J］.教学研究与实践，2004(1).

(下接第32页)

故障安全评价。对于故障分析时需要考虑哪些故障，就是GB7588―2003中14.1.1.1和附录H叶|所列出的故障。把这些故障分别输入评价流程图中，只有能到达“可接受”的设计才是符合安全标准的。对含有电子元件的

安全电路还需进行规定的型式试验合格。目前对安全电路进行故障安全评价这一环节未能得到有效地控制。使用计算机软件(程序)作为安全电路的组成部分，是电梯控制技术发展的趋势；而GB7588标准中提到的安全电路的三个组成部分却并不包含软件(程序)。

4 结语

电梯制造企业在设计电气控制系统时，应充分考虑其对各种意外情况下的安全保护，应达到不低于标准GB7588-2003的相关要求，电梯检验人员在检验过程中，亦应加强对电气控制系统的试验，严格把关。通过对电梯电气控制系统故障的诊断和分析，找到了电梯电气控制系统一般故障有效的检查方法和切实可行的维修方案。

参考文献：

篇（9）

中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:1007-3973 (2010) 05-001-02

1前言

随着我国公路建设规模日益扩大,公路隧道建设也取得了迅猛发展,但由于技术手段、经济状况等方面的原因,在隧道设计阶段所获得的地质资料有限,导致预设计阶段做出的隧道设计图常会遗漏一些只能在隧道掘进过程中才能发现的不良地质体;由此而导致在隧道工程施工过程中,由于前方地质情况不明,常常出现塌方、涌水、岩爆、泥石流等各种地质灾害,这些问题的发生严重影响了工程的进展,增加了工程造价,有时甚至会产生重大的事故。因此在隧道施工时,对隧道掘进方向的地质情况通过技术手段进行超前预报、预测,以便提早、及时地采取有效的施工方法,就显得尤为重要。近几年各级工程管理部门,已经认识到隧道施工过程中超前地质预报的重要性,开始在国内隧道施工中逐渐采用地质超前预报工作 。本文以肇兴隧道为依托,通过采用地质超前预报技术,较好的避免了地质灾害的发生,为隧道安全施工和提高施工进度起到了不可估量的作用。

2肇兴隧道工程概况

肇兴隧道是厦蓉高速公路(贵州境)水格段的一项控制性工程,目前是贵州第一公路长隧;左幅全长4752米,右幅全长4755米,最大埋深357m。隧道穿越云贵高原东部斜坡地带,受侵蚀-剥蚀影响,地形条件复杂;隧道场区属一级构造单元华南褶皱带,场地构造有断层及褶皱,岩性为变余砂岩、变余砂状、层状结构 。

3超前地质预报所用仪器及基本原理

肇兴隧道超前地质预报 主要采用地质雷达法、陆地声纳法、瞬变电磁法相结合探测方法,并结合水平钻孔进行探测,几种技术手段相辅相成,相互验证并与地面地质调查成果紧密结合,提高预报精度。

地质雷达法是探地雷达(Ground Penetrating Radar,简称GPR)方法,一种用于确定地下介质分布的广谱电磁波技术,采用仪器为拉脱维亚地质Zond-12e型地质雷达及配套分析软件对掌子面前方围岩破碎情况进行探测。基本原理是在检测范围无大量铁磁性物体干扰的情况下,利用探地雷达天线向地下发射电磁脉冲,并接收由地下不同介质界面的反射波,根据电磁波在介质中传播时,其路径、电磁场强度与波形将随所通过介质的电性质(如介电常数 r)及几何形态的变化而变化。根据接收到的回波时间、幅度和波形等信息,可判定地下介质的结构与埋藏体的位置与形态。其测试原理如图1所示。

陆地声纳法所用仪器为铁道部科学研究院铁建所研发生产的LDS-1陆地声纳仪及配套分析软件对掌子面前方围岩破碎情况进行探测;其原理(图2)为在被测对象表面用锤击产生震动弹性波,弹性波在岩体中传播,遇到波速和密度不同的界面可产生反射,用在锤击点近旁设置的检波仪接收这一系列反射波。沿一测线上许多测点逐一测取后,将各测点的记录(时间曲线) 绘成一张图――时间剖面(其纵坐标为反射时t,以毫秒(ms)表示;横坐标为测点,或水平距离、长度),从图中可以连成一条线的同一反射面的反射波,就可判断出各反射界面。以其反射时t,以及在岩体表面测的弹性波速度V,就可以算出反射面深度h。

h=Vt/2

本方法用锤激震源以及检波器和仪器结合,可激发和接收从10Hz～4000Hz的波,然后可通过分窗口带通滤波提取不同频段的反射波,高频段的反射波可反映薄层和大节理等和小溶洞,低频段的反射波可反映较大的断层、较厚的岩脉、岩层和大溶洞,通过不同频段反射的图像对比,可以分辨不同的不良地质体。

瞬变电磁法采用设备为IGGETEM-20瞬变电磁仪,该法原理(图3)是利用不接地线向地下发射一次脉冲磁场,在一次脉冲磁场的间歇期间(断电),观测二次涡流场的方法。当发射回线中的电流突然断开时,在介质中激励出二次涡流场(激发极化场),在二次涡流场的衰减过程中,早期反映浅层信息,晚期反映深层信息,研究瞬变电磁场随时间的变化规律,通过对二次场接收回线观测,对所观测的数据进行分析和处理,据此,解释地下介质及相关物理参数。

在隧道(洞)中探测时,一般采用3m的方形线框,探测距离80m左右,如图,在掌子面上挂一个方形电缆发射接收天线,采用中心装置,接收用探头,发射机线圈给一个脉冲电流,由瞬变电磁仪接收,测量脉冲电流断去后,不同时刻的感应电动势值,以e(t)/I表示,式中I为脉冲电流强度(以安为单位),e(t)表示脉冲电流断去(t)秒的场强,以微伏表示。经数值处理,绘制成瞬变电磁多测道图、视电阻率断面等值线图、视纵向电导断面图、视纵向电导微分成像图。

4工程实例

现以肇兴隧道出口端右幅YK21+524～YK21+424段所采用三种方法探测的结果与隧道开挖的地质情况进行对比分析。 (图4-1、图4-2、图4-3为陆地声纳测试成果图)

对采集陆地声纳时间剖面计算分析认为:掌子面前方100米范围内(YK21+524～YK21+424),围岩为变余砂岩,炭化较严重,岩体较破碎、围岩渗水。其中: 掌子面前方0～43m段为炭质岩及其影响带,该段围岩破碎,且遇水软化;60～74m、94～100m两区段围岩节理裂隙发育,局部可能出现软弱夹层,围岩破碎。

采用瞬变电磁进行探测位置为YK21+524,图5为瞬变电磁测试成果图

图5瞬变电磁探测视电阻率等值线图

对视电阻率等值线图分析认为:掌子面(YK21+524)前方5～45米范围内围岩整体视电阻不低,推测前方45米内渗水。其中掌子面前方30～45m范围内低电阻相对较低,推测该段围岩裂隙发育,岩体较破碎,且含水较多,局部水量较大。

通过陆地声纳法和瞬变电磁法所测得数据,并结合地质情况综合分析得出肇兴隧道出口右洞YK21+524前方100范围裂隙发育,围岩较破碎,特别提出YK21+524前方0～45米为炭质岩及其影响带,且围岩渗水。

根据两种方法所测结果,采用地质雷达法进行短距离探测印证(图6),从电磁波的反射振幅变化来看,掌子面前方0～20m,电磁波信号衰减总体较快,且局部反射信号强烈,推测前方围岩破碎,节理裂隙发育。该段围岩破碎,裂隙很发育,围岩自稳能力差。

根据超前地质预报结果,业主、监理、设计及施工方相当重视,制定了应急预案,要求隧道在开挖施工时密切注意掌子面地质变化情况,并及时汇报。当肇兴隧道掘进至YK21+524时,掌子面岩体破碎,节理裂隙发育,自稳能力较差,3/4断面发现炭质带,并有延伸扩大的趋势,且掌子面整体渗水,伴有小股流水,岩体遇水即软化分裂,开挖时极易发生坍塌。针对开挖地质情况,业主立即召集设计、监理、施工等部门召开专题会议,按照事先准备的预案落实了各项处理应对措施,及时调整了施工参数,避免了地质灾害的发生,保证了隧道正常施工及人员安全。在肇兴隧道施工过程中, 超前地质预报曾多次成功探明岩体破碎带等不良地质体,使施工人员做到心中有数,提前采取施工措施,修正支护参数,确保了隧道的施工安全,进一步提高了隧道施工的工作效率。

5结论及建议

(1)隧道及洞室地下工程地质情况具有复杂性和不可见性,通过采用超前地质预报,可以减少隧道施工过程中的盲目性,能较好的避受地质灾害的发生;并根据现场预报结果,及时调整或修正设计参数及施工方法,正确指导施工,使施工快速、安全、经济、合理。因此,在地质条件复杂的情况下,以地质分析为主线,采用多种预报方法进行综合地质预报是解决隧道的超前预报问题重要方法,只有通过综合分析预报才能获得更加科学的超前预报成果。精确的地质预报成果不但可以提前采取相应的措施来预防地质灾害的发生,而且可以提高隧道施工的工作效率,更进一步确保隧道施工和人员安全,提高经济效益和社会效益。

(2)根据我国隧道施工现状,地质预报工作起步较晚,目前的超前预报尚处于技术的发展阶段,由于当前技术水平和其它因素的影响,超前地质预报的准确率还有待进一步提高。同时,地质预报工作也应在工程施工得到重视,在施工过程中应将超前地质预报工作纳入施工管理程序,真正做到先预报后施工,以达到安全施工和优化设计的目的。

(3)隧道的超前地质预报是避免施工灾害事故、保证隧道施工顺利进行、提高隧道科学化、信息化施工水平的有效手段,但任何一种物探手段都不是万能的,应充分利用各自的特点,发展综合超前地质预报技术,使得超前地质预报水平越来越高;同时进行新技术新方法的研究和现有设备软件处理水平的提高,不断提高我国的超前地质预报水平,使超前地质预报逐渐成为工程地质学的一个重要组成部分。

注释:

篇（10）

Keywords:Karst;Tunnel; risk management; control

中图分类号： [U45]文献标识码：A 文章编号：

1工程概况：

双碑隧道位于重庆市沙坪坝区，隧道全长4373m，隧道路线中线间距为20m，双向6车道，Ⅴ级围岩开挖宽度约16m,停车带开挖宽度19.31m。 隧道平面线形为直线，不均匀人字坡。隧址区大地貌位于川东平行岭谷区的中梁山南延部分。地貌构造剥蚀条带状低山地貌，山脉沿北北东-南南西方向延伸，隧道穿越华蓥山帚状褶皱束的观音峡背斜，其为不对称梳状扭转背斜，背斜轴在走向上呈波状起伏，且背斜轴线有南东偏转现象，隧道通过段背斜轴线近南北向。隧址区域地下水分布广泛，中梁山地表、地下水联系十分复杂，岩溶构造及富水主要发育在观音峡背斜两翼的三叠系雷口坡组和嘉陵江组地层中，同时，隧道所穿越的中梁地表水库、泉眼、鱼塘密布，地下水资源丰富，洞内可能涌水较大，施工困难，且可能会引起地表水大量流失；岩溶分布规模不均，隧道施工遇高压涌水、突泥风险性较高。隧道预计平时涌水量10592m3/d,雨季涌水量26480m3/d。静水压力达1.80～2.00MPa，属于静水压力较大的隧道。隧道道路等级为城市快速路，设计洪水频率为1/100。

2隧道风险管理理论

在隧道工程中，风险是指事故发生的可能性（概率）及其损失（后果）的组合；事故，是指可能造成工程发生人员伤亡、伤害、职业病、设备或财产损失、环境影响、经济损失的不利事件，也称为风险事件、风险事故。损失，是指工程建设中任何潜在的或外在的负面影响或不利的后果，包括人员伤亡、经济损失、环境影响、社会影响或其他等。隧道安全风险管理，是指工程建设各方通过风险界定、风险辨别、风险估计、风险评价、风险处理和风险检测等优化组合各种管理技术，对工程实施有效风险控制和妥善的跟踪处理，以求减少风险的影响，以较低合理的成本获得最大安全保障的安全管理行为。其管理流程图如下图一：

图1风险管理流程图

3双碑隧道风险管理

双碑隧道处于大跨、高压、富水岩溶地层条件下，自然因素、工程地质条件、水文地质条件、施工和设计水平都有可能引起隧道的大变形、塌方、突水、突泥等灾害事故，使得产生人员伤亡的风险，环境影响的风险，经济损失的风险，工程延期的风险和社会影响的风险。在项目管理中要充分认识项目的风险因素，对工程项目进行风险界定、风险辨别、风险估计、风险评价，从而做出风险抉择，以便于采取风险消除，风险降低，风险转移和风险自留的处理措施，达到收益的最大化。因此，对双碑隧道目前存在的各种施工风险进行有效的评估，对这些不确定因素进行分析，将不可预见的风险因素转化为定性、定量的指标，进而提出针对大跨、高压、富水岩溶隧道的风险管理与控制的具体措施，帮助建设单位和有关部门完成最后的决策，对工程潜在主要风险进行控制，从而实现工程建设的安全、经济、高效的管理目标。

3.1风险管理规划

风险管理规划就是根据风险管理目标，制定相关的风险控制手段，并评价其可行性，形成相关文件(主要指风险管理计划）；隧道施工阶段的风险管理应首先针对工程特点、设计阶段风险评估成果、施工水平等制定风险管理计划，明确管理目标和手段。双碑隧道地处重庆市区，地下水与地表水联系密切，地表建筑密集，地下水对其的环境的影响为“不能接受”的严格标准，同时相邻隧道出现过突涌水的安全事故，所以对坍方、涌水是“零容忍”的极度严格的标准。

3.2.风险辨识

工程风险辨识就是明确风险辨识对象，选取适当的风险辨识方法，按照一定原则辨识出工程施工环节中可能存在的风险，这些风险可能对项目的进展产生哪些影响，各自具有哪些特点。双碑隧道处于大跨、高压、富水岩溶地层条件下，自然因素、工程地质条件（围岩级别、埋深、偏压、断层破碎带）、水文地质条件（地表水、地下水）、施工和设计水平（开挖方法的不合理、开挖跨度大小、施工技术和管理水平、设计的不完善）都有可能引起隧道的大变形、塌方、突水、突泥等灾害事故，使得产生人员伤亡的风险，环境影响的风险，经济损失的风险，工程延期的风险和社会影响的风险。双碑隧道采用风险因素核对表法确定了如下风险因素和风险种类（见图2）

图2 双碑隧道风险识别因素核对标

3.3.风险估计

工程风险估计是指对识别出来的风险的大小尽量化为风险事件发生的概率险后果等级，确定各个风险因素的大小，以此为基础可以形成的风险清单。各国对风险的分析已有多年的历史，取得了丰富的经验，提出了很多方法：专家评议法、层次分析法、故障树法、事件树法、蒙特卡罗模拟法、模糊数学法、统计和概率法、敏感性分析法、CIM 模型和影响图等办法。这些方法各有利弊，可以认为至目前为止尚未发现一种万能的方法。在双碑隧道的风险评价过程中，首先确定了风险因素，结合以往的工程实例、信息和风险分析管理专家的丰富经验，利用层次分析法和 matlab 编程计算了施工风险因素权重如图3 所示。

双碑隧道施工风险U

图3双碑隧道风险因素权重

3.4.风险评价

风险评价就是在风险估计的基础上，综合评价风险事件发生概率P和产生的后果C两个指标，对风险可能对应严重程度判断，重点是综合考虑各种风险因素对项目总体目标的影响；风险评价方法有定性和定量两种，定性的方法一般以表格分析的方式进行，定量的方法主要是通过建立数学模型进行。

在双碑隧道的风险评价中先后采用加权平均法对专家经验法得到的数据进行处理，确定风险概率的隶属度。将专家大致分为三类，一类最权威1.0.二类0.9，三类0.8。然后按照《城市轨道交通地下工程建设风险管理规范》进行风险概率分级和风险损失分级，如图4、图5. 然后根据第

图险发生可能性标准

图5风险损失等级 i个专家对第 j 个风险因素的 5 个发生概率等级隶属度作出评价，采用以下公式计算专家模糊估计：

然后根据 n 个专家对某基本风险因素 j 的概率隶属度评价结果，进行加权平均，则得到基本风险因素 j 发生概率的模糊集P.

根据以上过程，可得到双碑隧道基本风险因素的概率隶属。

根据风险发生的可能性和风险损失，工程建设风险可以分为四级，如下表5.

图5风险等级标准

针对不同等级风险，应采用不通的风险处置原则和控制方案，各等级风险控制准则应该符合下图6。

图6风险接受准则

通过测算得知，双碑隧道在塌方、涌水（突泥）的风险等级为II级，大变形风险为III级，隧道整体风险等级为II级，属于不愿接受的接受准则和应该实施风险管理降低风险，且风险降低所需成本不应该高于风险发生后发生的损失的处置原则，同时应该采取风险防范与监测，制定风险处置措施的控制方案，该风险属于政府主管部门和工程建设各方共同应对的风险。

险控制

4.1风险处理

工程项目中需要采取一定的风险处置对策来避免风险的发生或减少风险造成的损失。但是同时由于工程具体情况的不同，每类工程风险处置方法中有着不同的实施过程，因此不同工程的风险安排方案是不同的。目前常用的风险处理方式有以下四种：(1)风险消除，指的是避免从事产生风险的某一项任务来中断风险源，将工程风险发生的概率降低直至到零；(2)风险缓解，也称为风险降低，指的是通过采取措施或修改技术方案降低工程风险发生的概率和损失；(3)风险转移，指的是通过契约或者保险的形式，依法将某些风险转移给第三方；(4)风险自留（风险保留），指的是当项目主体找不到其他合适的风险应对策略，而自行承担风险后果；或者在认为某一风险较小，可以承受时，而主动保留这一风险。

根据以上四种处理方法，针对双碑隧道风险等级及大跨、高压、岩溶等特点，做出在开挖、支护、二次衬砌和施工防排水等方面的工程措施方案：

开挖：根据围岩条件和等级，在现场实测数据的基础上进行科学的爆破设计，严格执行“短进尺、弱爆破”的原则，做到开挖面规整度好，超欠挖有效控制。对于大断面和特大断面,隧道采用分部开挖法进行，如台阶法、侧壁导坑法、CD 法、CRD 法等，以此来进行风险消除或缓解处理。

支护和衬砌：初期支护对于隧道的稳定起到决定性的作用，支护的目的就是提高围岩的自稳能力，延长其自稳时间，以保证在施作二次衬砌之前不发生塌方。因此,隧道的初期支护的参数和质量务必达到设计要求，特殊情况下，还可以采用预应力锚杆、膨胀性锚杆、迈式锚杆，喷射混凝土可采用钢纤维喷射混凝土、碳纤维喷射混凝土等技术手段。 在围岩自稳时间小于循环支护时间的的段落采用超前支护，其主要内容有:超前锚杆、超前小导管注浆、管棚、全断面预注浆、帷幕注浆以及在洞口浅埋段采用地表注浆等措施。二次衬砌不得严重滞后初期支护，软弱围岩地段，应紧跟开挖，Ⅳ、Ⅴ级围岩，需根据量测结果确定最佳施作时间，但一般情况下，二次衬砌不应滞后开挖面三个月时间，或距开挖面的距离不得大于 150m，以此来进行风险消除或缓解处理

注浆堵水：从K5+380,隧道进入了涌水段落，流量达到1000方/小时，该隧道立即启动注浆堵水方案，采用全断面预注浆、帷幕注浆技术，堵水效果明显，以此来进行风险缓解处理。

监控量测：它是隧道的前沿信息，从围岩内位移、拱架受力、喷混压力、锚杆轴力、地表下沉等数据能准确预报坍方等事故的发生，以此来进行风险缓解处理。

工程保险：在施工开始，项目不采用了0.6%的费率进行工程保险，以此来进行风险转移处理。

4.2风险监控

风险因素以及风险管理的过程并非是出于静止状态的，影响项目风险管理目标的各种风险因素会随着工程项目的进展和相关措施的实施发生变化，这就要求风险管理人员对风险因素进行监控，发现新的风险因素和原有风险因素产生的变化，作为实时修改风险管理计划和风险处理措施的依据。

5结束语

国内风险管理还处于起步阶段，特别是地下工程的风险管理有待于进一步探索和直观化，本文本章首先简要地介绍了双碑隧道隧址区域地形地貌、地层岩性、水文和工程地质条件，指出了隧道所处区域的背斜不良地质构造和岩溶的分部特征，然后参照《铁路隧道风险评估与管理暂行规定》，结合专家经验得到了施工风险事件和风险因素；然后运用层次分析法和 matlab 编程确定了施工风险因素权重；由专家评议得到风险概率和风险损失的模糊隶属度；再利用前面的模糊层次综合分析法，按照《城市轨道交通地下工程建设风险管理规范》进行风险概率分级和风险损失分级，给出最终的风险评结果，即双碑隧道施工风险属于II级。最后根据风险等级的要求确定了风险消除、风险缓解和风险转移等处理方案。本文可为公路隧道施工过程中的风险管理提供参考。

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篇（11）

中图分类号：U456.3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）07（a）-0037-04

大型隧道工程是国家社会经济的重要基础设施，其安全正常工作对于社会的可持续发展有着非常重要的作用。随着我国交通事业的快速发展，特别是随着西部大开发政策的进一步落实，在西部的高海拔寒冷地区将会有大量新的隧道建成。目前在建的寒冷地区隧道与以往寒冷地区的隧道相比，规模更大、技术要求更高、气候条件更加恶劣，为地下工程学科提出了更高的要求。复杂地质条件下长大隧道的安全快速修建技术是当前交通建设急需解决的关键问题之一，是当前隧道建设研究的热点和重难点。隧道安全快速施工的关键是在施工前对隧道施工前方一定范围内的地质体情况的准确预测和分析，在此基础上制定切实可行的施工方案，因此，复杂条件下长大隧道的超前地质预测预报技术就显得尤为重要。复杂岩溶隧道施工中的超前地质预测预报就是要在隧道施工前采用物探、钻探等探测手段和方法，结合地质分析对隧道前方一定距离和范围内的不良地质进行综合分析和预测，提前发现隧道施工前方岩土体的变化，得到可信的地质信息，并以此为基础进行隧道开挖方式、支护方案和施工组织的设计、安排，规避风险，确保隧道施工安全。

目前穿越天山沟通南北疆的有G314线、G216线和G217线三条通道，且各相距200多公里。国道217线是一条沟通南北疆的大通道，是新疆“二纵三横”公路主骨架中的一纵，同时又是国家国防公路网络中的一条重要组成路线，在新疆公路网中占据着最重要的地位。独山子至库车公路是其南段，它正好纵贯天山，全长532 km，其中乔尔玛至那拉提段需翻越天山玉希莫勒盖达坂，是其中重要的一段。本次改建以新建隧道翻越玉希莫勒盖达坂，设计为单洞双向两车道，隧道长度1943 m，为长大隧道。隧道位于中天山玉希莫勒盖达坂，进口位于既有玉希莫勒盖隧道右侧对面山体上，沿既有公路隧道进口里程约为K722+095，位于山前坡积体上；出口里程为K724+038，长度1943 m。进口高程约为3200 m，出口高程约为3230 m，出口与地形等高线基本正交，然后接上废弃的老路。隧道在进口段穿越断层，断层带分布在玉希莫勒盖达坂顶部偏南，其长度大于60 km，断层总体走向N49°W，倾向NE，局部略有曲折，倾角80°～85°，与线路在K723+750（设计桩号）处斜交，断层破碎带宽度150～200 m，其主要为因强烈的构造挤压变质作用形成的绿泥石片岩及绢云母片岩。隧道洞身于K723+600～K724+038通过该断层破碎带，受断裂构造影响，围岩岩体极为破碎，易产生透水、坍塌等不良地质问题，（图1）为隧道与总体线路布置关系的示意图。

1 预报方法的选择

当前隧道超前地质预测预报技术主要采用物理探测和地质钻探相结合的方法进行。前者主要有TSP（隧道超前地质预测预报系统）、地质雷达等，后者主要采用超前水平钻和加长炮孔等；因物探本身具有的特点如多解性和不确定性等，以及地质钻孔本身的局限性（以一孔之见，推测周边），探测的精确性和可信度受到限制。特别是在复杂岩溶长大隧道施工中，因岩溶发育的不规则性，物探结合钻探的探测预报技术的局限性表现的更为突出。为之，结合玉希莫勒盖隧道特点有针对性地选择施工超前地质预报技术意义重大。

1.1 预报方法选择的原则

各种隧道施工期超前地质预报方法各有优缺点，因此选择正确的隧道施工期超前地质预报方法是预报成功的关键。隧道施工地质超前预报是施工提前采取预报措施、避免灾害的发生或在一定程度上减少灾害发生所引起的损失、保证隧道施工期间安全的需要，同时也是当今环境生态保护给隧道工程建设提出的要求。由于隧道工程面临的施工地质问题的复杂性，往往靠单一的某种预报方法是难以把握的，因此需要联合一种或多种地质预报方法。预报方法的选择应遵循以下原则：（1）有牢固的理论基础。（2）不占用或很少占用掌子面施工时间。（3）使用性强。（4）操作简便。（5）能取长补短。（6）能适应隧道工程施工的需要。（7）对隧道施工所面临的地质问题具有针对性。表1给出了各种地球物理探测方法的主要特点及优缺点对比表。

1.2 玉希莫勒盖隧道的超前地质预报

玉希莫勒盖隧道隧址区地质构造较为复杂，主要受玉希莫勒盖断层影响，与线路在K723+717（设计桩号）处斜交，断层破碎带宽度150～200 m。隧道洞身于K723+600

～K724+038通过该断层破碎带，受断裂构造影响，围岩岩体极为破碎，易产生透水、坍塌等不良地质问题。地下水类型主要为基岩裂隙水，透水性主要受岩性、节理裂隙的发育程度及连通性控制，属于弱～中等透水。为保证顺利的施工，开展超前地质预报工作，以制定有效的施工方案，确定合适的施工工艺，确保施工的顺利进行。此外，新建玉希莫勒盖隧道下有泄水洞，而泄水洞施工与隧道施工相比超前距离不小于100 m，可以由泄水洞的超前开挖预判隧道的地质情况。

针对以上物探、钻探的特点，结合玉希莫勒盖隧道施工特点，通过施工中的不断实践和总结，提出了“中、长物探和水平地质钻探验证为主，短距离地质素描分析和红外探水为辅，超长炮孔加密确认为主要内容的“多阶段、多层次、多方法”的“综合立体式超前地质预测预报技术”。

1.2.1 超前探测

（1）综合超前物探：主要针对断层破碎带及其影响带、层间滑动带、构造及裂隙发育带、岩层突变地带的超前探测。远距离超前物探：采用TSP203地质探测仪（探测距离150 m）。近距离超前物探：首选方法为地质雷达（探测距离4～30 m），对比方法为数码成像，跨孔声波CT成像法（表1）。

（2）水平钻超前探测：采用钻孔超前探测，钻孔主要布置在开挖面及其附近，既可在超前导洞内布置钻孔，也可以在主洞工作面上进行钻探，钻孔长度30～50 m，由钻进速度的变化、钻孔取芯鉴定、钻孔冲洗液颜色、气味、岩粉、钻孔出水情况及遇到的其它情况来预报、推断隧洞前方的地质情况，并验证近距离超前物探结果。探水钻孔平面图及其探水作业流程图如（图2～图3）所示。

1.2.2 常规地质法

（1）正洞掌子面与侧壁的量测和地质素描。主要工作有：地层岩性特征、结构面性质与产状及发育程度、岩体破碎程度与充填情况、洞壁变形破坏特征、突泥与塌方部位、方式与规模及其随时间的变化特征。

（2）地质构造的地下与地表相关性分析。

（3）地质作图（几何作图、块体坐标作图，赤平投影作图、洞身地质展示图等）。在此基础上，对掌子面前方一定范围内（约5～20 m）的地质条件进行预测预报。

1.2.3 红外探水

红外探测可以实现对隧道全空间、全方位的探测，仪器操作简单，能预测到隧道空间及掘进前方30 m范围内是否存在隐伏水体或含水构造，而且可利用施工间歇期测试，基本不占用施工时间。现场测试有两种方法：一是在掌子面上，分上、中、下及左、中、右六条测线的交点测取9个数据，根据这9个数据之间的最大差值来判断是否有水；二是由掌子面向掘进后方（洞口）按左边墙、拱部、右边墙的顺序进行测试，按5 m或3 m测取一组数据，共测取50 m或30 m，并绘制相应的红外辐射曲线，根据曲线的趋势判断前方有无含水。掌子面上9个数据的最大差值大于10μw/cm2，就可以判定有水；红外辐射曲线上升或下降均可以判定有水，其它情况判定无水（图4）。

1.2.4 洞内涌突水的实时监测

涌突水点（掌子面炮眼涌突水）的实时监测。监测内容包括水的水温、水量、水压、水质与同位素化学，各涌突水点的位置（里程）、地层岩性、裂隙发育特征等。洞身涌（突）水动态监测。包括：涌（突）水点地质档案、涌（突）水点空间分布、单点涌（突）水量及其动态、涌（突）出机制、涌（突）水的化学与同位素化学动态特征。洞内气温与温度监测。

1.3 综合立体式超前地质预报技术及其应用

受技术发展水平的限制，目前还没有哪一种技术方法和手段能解决施工超前地质预报中的所有地质问题，因此施工阶段采用多种技术方法和手段进行“综合立体式”超前地质预报十分必要。若采用综合立体式地质预报方法，地质预报资料的综合判析就显得特别重要，它负责对所采用的各种预报手段获得的资料进行归纳、分析、对比，提出最终预报结论和工程措施建议，指导施工，并确定下一步预报的方案和各预报手段工作计划。在隧道穿越复杂地质条件的地质超前预报过程中，创造性地提出了以中长超前物探和超前水平地质钻探验证为主，辅以短距离地质素描超前分析和施工前超长炮孔加密确认的“多阶段、多手段、多层次”的“综合立体式超前预报技术”。采用综合立体式超前地质预报技术，长距离预测预报距离为30～120 m，以地质雷达、TSP等为手段结合地面地质工作综合预报，针对较大物探异常，辅以超前水平钻验证；短距离预测预报距离为5～30 m，在长距离预报基础上，以红外探水、5～8孔超长炮眼和30 m超前钻孔为手段，结合掌子面地质素描工作综合预报；以此形成隧道周围30 m范围和隧道前方100 m范围内有较高精度的超前地质探测。玉希莫勒盖隧道综合超前地质预报法的预测结果如表2所示。

2 结论

隧道地质灾害超前探测与预报，进行隧道信息化施工，对减小施工的盲目性、确保工程安全有着重要意义。当隧道施工时遇到断层、岩溶等不良地质情况时，超前地质预报显得尤为重要。选择合理的超前地质预报方法，将几种探测方法有效的结合起来，取长补短，相互印证和补充，能对隧道开挖过程中的不良地质情况进行准确预测。从而避免工程事故的发生，保障了施工安全性和进度，同时节省大量资金。在玉希莫勒盖隧道地质预测、预报工作中，通过不断的探索、实践和总结，逐渐形成了以中长超前物探和超前水平地质钻探验证为主，辅以短距离地质素描超前分析和施工前超长炮孔加密确认的“多阶段、多手段、多层次”的“综合立体式超前预报技术”。以此技术为依托对强岩溶区富水隧道施工进行超前地质预测、预报，成功地穿越了玉希莫勒盖隧道复杂地质条件洞段。玉希莫勒盖隧道2013年6月30日胜利贯通，实现了施工零伤亡的安全目标，该隧道的施工实践表明，对于复杂地质条件下的隧道，采用“综合立体式超前预测预报技术”，能够比较清楚、可信地了解隧道周边和掌子面前方100 m范围内岩层水文地质情况的变化，避免因地质条件不清楚盲目施工而导致发生隧道地质灾害，进而获得可观的经济、社会和环境效益。

参考文献

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