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隧道工程認識實(shí)習
(一)了解并學(xué)習了隧道工程的基本知識。
隧道是修建在地下或水下并鋪設鐵路供機車(chē)動(dòng)車(chē)輛通行的建筑物。根據其所在位置可分為山嶺隧道、水下隧道和城市隧道三大類(lèi)。為縮短距離和避免大坡道而從山嶺或丘陵下穿越的稱(chēng)為山嶺隧道;為穿越河流或海峽而從河下或海底通過(guò)的稱(chēng)為水下隧道;為適應鐵路通過(guò)大城市的需要而在城市地下穿越的稱(chēng)為城市隧道。這三類(lèi)隧道中修建最多的是山嶺隧道。隧道貫通控制測量隧道測量是為了保證測量的中線(xiàn)和高程在隧道貫通面處的偏差不超出規定的限值。
隧道開(kāi)挖方法分為明挖法和暗挖法。明挖法多用于淺埋隧道或城市鐵路隧道，而山嶺鐵路隧道多用暗挖法。按開(kāi)挖斷面大小、位置分，有分部開(kāi)挖法和全斷面開(kāi)挖法。在石質(zhì)巖層中采用鉆爆法最為廣泛，采用掘進(jìn)機直接開(kāi)挖也逐漸推廣。
施工通風(fēng)，排出或稀釋爆破后產(chǎn)生的有害氣體和由內燃機產(chǎn)生的氮氧化物及一氧化碳,同時(shí)排除煙塵,供給新鮮空氣，借以保證隧道施工人員的安全和改善工作環(huán)境。施工支護，隧道開(kāi)挖必須及時(shí)支護，以減少?lài)鷰r松動(dòng)，防止塌方。裝碴與運輸，在開(kāi)挖作業(yè)中，裝碴機可采用多種類(lèi)型，如后翻式、裝載式、扒斗式、蟹爪式和大鏟斗內燃裝載機等。運輸機車(chē)有內燃牽引車(chē)、電瓶車(chē)等，運輸車(chē)輛有大斗車(chē)、槽式列車(chē)、梭式礦車(chē)及大型自卸汽車(chē)等。運輸線(xiàn)分有軌和無(wú)軌兩種。由鉆孔直到出碴完畢稱(chēng)為一個(gè)開(kāi)挖循環(huán)。開(kāi)挖循環(huán)作業(yè)的特點(diǎn)是一個(gè)工序接一個(gè)工序必須逐項按時(shí)完成，否則前一工序推遲就會(huì )影響下一工序，因而拖長(cháng)全部時(shí)間。其中最主要的工序為鉆孔及出碴，所用時(shí)間占全部作業(yè)時(shí)間比例較大。
現代高度競爭的地下采礦與隧道工程要求成本集約，安全開(kāi)鑿與巖石加固等程序步驟。采礦的機器設備必須安全可靠，并緊密跟隨工業(yè)持續提高的生產(chǎn)力與飛速發(fā)展的經(jīng)濟步伐。掘進(jìn)機開(kāi)挖法正在不斷研究改進(jìn)，并生產(chǎn)出各種新機械,其應用有廣闊前景。液壓鑿巖機不斷更新完善,使隧道開(kāi)挖進(jìn)度大大提高。光電測量?jì)x器和激光導向設備的使用，使長(cháng)隧道施工精確程度有所提高。目前，航空勘測、遙感技術(shù)、物探技術(shù)、巖層中應力應變的量測技術(shù)、電子計算機技術(shù)等的廣泛應用，使隧道勘測設計技術(shù)水平也有很大提高。精確爆破技術(shù)，水平鉆探技術(shù)和預灌漿技術(shù)的不斷提高，有可能提高隧道開(kāi)挖過(guò)程的安全性，并能保證隧道工程的質(zhì)量。
觀(guān)看英法隧道的建設施工錄想過(guò)程中，我們了解到在英法隧道的建設中比較突出的工程技術(shù)成就如下：
1.充分的地質(zhì)工作和正確的判斷
勘探發(fā)現海底有一層泥灰質(zhì)白堊巖。該巖層抗滲性好，硬度不大，裂隙也較少，易于掘進(jìn)，隧道線(xiàn)路就布置在它的下部，距海底25~40m。由于巖層的起伏，而隧道要求一定的運行坡度，所以隧道軸線(xiàn)在平面和立面上均呈平坦的W形。工程專(zhuān)家們認為，充分的地質(zhì)資料和正確的判斷，使歐洲隧道找到了理想的巖層。
2.精心、合理的安全設計
海底隧道的規劃設計把施工和運行安全放在極重要的地位。之所以不采用一條大跨度雙線(xiàn)鐵路共用隧洞，是為了減小海底施工的風(fēng)險和提高運行、維護的可靠性。在兩條單線(xiàn)鐵路洞之間是后勤服務(wù)洞，每間距375m設置直徑為3.3m的橫向通道與兩個(gè)主洞連接，連接處有防火撤離門(mén)。后勤服務(wù)洞的主要功能是在隧道全長(cháng)范圍內提供正常維護和緊急撤離的通道。在接到命令后，它可在90分鐘內將全部人員從隧道和列車(chē)中撤到地面。它還是向主洞提供新鮮空氣的通道，并保持其氣壓始終高于主洞，使主洞中的煙氣在任何情況下都不能侵入后勤服務(wù)洞。此外，隧道的運輸、供電、照明、供水、冷卻、排水、通風(fēng)、通訊、防火等系統都充分考慮了緊急備用的要求。
3.較好地解決了某些特殊的工程技術(shù)問(wèn)題
列車(chē)在很長(cháng)的隧洞中高速行駛時(shí)會(huì )產(chǎn)生壓差和空氣動(dòng)力阻抗。為此隧道沿線(xiàn)設卸壓管，從后勤服務(wù)洞的頂上跨過(guò)，把兩個(gè)鐵路主洞連接起來(lái)。在設計階段對卸壓管的作用做了許多模型研究，使其有較好的空氣動(dòng)力效應，并避免在管中產(chǎn)生氣流沖擊。
鐵路隧道和列車(chē)要承受車(chē)輛震動(dòng)的長(cháng)期反復荷載。為此鐵道路軌采用的系統中包含一系列連續焊接的鐵軌下面設彈性減振裝置，使車(chē)輛在軌道上行駛非常平穩。
該隧道還采用一種由鐵路控制中心操縱的司機臺信號系統。這種信號不是在機車(chē)外面或軌道旁邊，而是顯示在司機臺的屏幕上。一旦司機對信號沒(méi)有作出反應，自動(dòng)列車(chē)保護裝置就會(huì )使列車(chē)減速，直到停止，保證列車(chē)安全行駛。
長(cháng)隧洞掘進(jìn)時(shí)的通風(fēng)往往是施工中的一個(gè)難題。歐洲隧道對空氣循環(huán)的途徑和風(fēng)機的布置都作了詳細的規劃和研究。不僅設置通風(fēng)管，而且也利用隧洞本身作為通風(fēng)通道，保障了地下施工場(chǎng)地的通風(fēng)。
4.掘進(jìn)機發(fā)揮重要作用
隧道施工的主要設備是隧道掘進(jìn)機。它們從英國海岸的莎士比亞崖和法國海岸的桑潔灘兩個(gè)掘進(jìn)基地開(kāi)始，分別沿三條隧洞的兩個(gè)方向開(kāi)挖，共有12個(gè)開(kāi)挖面，其中6個(gè)面向陸地方向掘進(jìn)，另6個(gè)面向海峽方向掘進(jìn)。開(kāi)敞式掘進(jìn)機適用于透水性較小的地層;封閉式掘進(jìn)機適用于透水性較強的地層。在工期對經(jīng)濟效益有重大影響而掘進(jìn)工作面又受限制的情況下，采用隧道掘進(jìn)機能發(fā)揮很好的作用。
(二)觀(guān)察隧道施工現場(chǎng)、參觀(guān)隧道
在理路雪中我們了解到，隧道工程的施工流程包括以下幾方面,
1.隧道勘測。為確定隧道位置、施工方法和支護、襯砌類(lèi)型等技術(shù)方案，對隧道地處范圍內的地形、地質(zhì)狀況，以及對地下水的分布和水量等水文情況要進(jìn)行勘測。在隧道勘測和開(kāi)挖過(guò)程中，須了解圍巖的類(lèi)別。圍巖是隧道開(kāi)挖后對隧道穩定性有影響的周邊巖體。圍巖分類(lèi)是依次表明周?chē)鷰r石的綜合強度。
2.隧道設計。包括隧道選線(xiàn)、縱斷面設計、橫斷面設計、輔助坑道設計等。
3.選線(xiàn)。根據線(xiàn)路標準、地形、地質(zhì)等條件選定隧道位置和長(cháng)度。選線(xiàn)應作多種方案的比較。長(cháng)隧道要考慮輔助坑道和運營(yíng)通風(fēng)的設置。洞口位置的選擇要依據地質(zhì)情況�？紤]邊坡和仰坡的穩定，避免塌方。
4.縱斷面設計。沿隧道中線(xiàn)的縱向坡度要服從線(xiàn)路設計的限制坡度。因隧道內濕度大，輪軌間粘著(zhù)系數減小，列車(chē)空氣阻力增大，因此在較長(cháng)隧道內縱向坡度應加以折減�？v坡形狀以單坡和人字坡居多，單坡有利于爭取高程，人字坡便于施工排水和出碴。為利于排水，最小縱坡一般為2～3。
5.橫斷面設計。隧道橫斷面即襯砌內輪廓，是根據不侵入隧道建筑限界而制定的。
6.輔助坑道設計。輔助坑道有斜井、豎井、平行導坑及橫洞四種。斜井是在中線(xiàn)附近的山上有利地點(diǎn)開(kāi)鑿的斜向正洞的坑道。豎井是由山頂中線(xiàn)附近垂直開(kāi)挖的坑道，通向正洞。豎井斷面多為圓形，內徑約為4.5～6.0米。平行導坑是距隧道中線(xiàn)17～25米開(kāi)挖的平行小坑道，以斜向通道與隧道連接，亦可作將來(lái)擴建為第二線(xiàn)的導洞。橫洞是在傍山隧道靠河谷一側地形有利之處開(kāi)辟的小斷面坑道。
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