隧道工程認識實習

(一)瞭解並學習了隧道工程的基本知識。

隧道是修建在地下或水下並鋪設鐵路供機車動車輛通行的建築物。根據其所在位置可分爲山嶺隧道、水下隧道和城市隧道三大類。爲縮短距離和避免大坡道而從山嶺或丘陵下穿越的稱爲山嶺隧道;爲穿越河流或海峽而從河下或海底通過的稱爲水下隧道;爲適應鐵路通過大城市的需要而在城市地下穿越的稱爲城市隧道。這三類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爲了保證測量的中線和高程在隧道貫通面處的偏差不超出規定的限值。

隧道開挖方法分爲明挖法和暗挖法。明挖法多用於淺埋隧道或城市鐵路隧道，而山嶺鐵路隧道多用暗挖法。按開挖斷面大小、位置分，有分部開挖法和全斷面開挖法。在石質岩層中採用鑽爆法最爲廣泛，採用掘進機直接開挖也逐漸推廣。

施工通風，排出或稀釋爆破後產生的有害氣體和由內燃機產生的氮氧化物及一氧化碳,同時排除煙塵,供給新鮮空氣，藉以保證隧道施工人員的安全和改善工作環境。施工支護，隧道開挖必須及時支護，以減少圍巖鬆動，防止塌方。裝碴與運輸，在開挖作業中，裝碴機可採用多種類型，如後翻式、裝載式、扒鬥式、蟹爪式和大剷鬥內燃裝載機等。運輸機車有內燃牽引車、電瓶車等，運輸車輛有大斗車、槽式列車、梭式礦車及大型自卸汽車等。運輸線分有軌和無軌兩種。由鑽孔直到出碴完畢稱爲一個開挖循環。開挖循環作業的特點是一個工序接一個工序必須逐項按時完成，否則前一工序推遲就會影響下一工序，因而拖長全部時間。其中最主要的工序爲鑽孔及出碴，所用時間佔全部作業時間比例較大。

現代高度競爭的地下采礦與隧道工程要求成本集約，安全開鑿與岩石加固等程序步驟。採礦的機器設備必須安全可靠，並緊密跟隨工業持續提高的生產力與飛速發展的經濟步伐。掘進機開挖法正在不斷研究改進，並生產出各種新機械,其應用有廣闊前景。液壓鑿岩機不斷更新完善,使隧道開挖進度大大提高。光電測量儀器和激光導向設備的使用，使長隧道施工精確程度有所提高。目前，航空勘測、遙感技術、物探技術、岩層中應力應變的量測技術、電子計算機技術等的廣泛應用，使隧道勘測設計技術水平也有很大提高。精確爆破技術，水平鑽探技術和預灌漿技術的不斷提高，有可能提高隧道開挖過程的安全性，並能保證隧道工程的質量。

觀看英法隧道的建設施工錄想過程中，我們瞭解到在英法隧道的建設中比較突出的工程技術成就如下：

1.充分的地質工作和正確的判斷

勘探發現海底有一層泥灰質白堊巖。該岩層抗滲性好，硬度不大，裂隙也較少，易於掘進，隧道線路就佈置在它的下部，距海底25~40m。由於岩層的起伏，而隧道要求一定的運行坡度，所以隧道軸線在平面和立面上均呈平坦的W形。工程專家們認爲，充分的地質資料和正確的判斷，使歐洲隧道找到了理想的岩層。

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。之所以不採用一條大跨度雙線鐵路共用隧洞，是爲了減小海底施工的風險和提高運行、維護的可靠性。在兩條單線鐵路洞之間是後勤服務洞，每間距375m設置直徑爲3.3m的橫向通道與兩個主洞連接，連接處有防火撤離門。後勤服務洞的主要功能是在隧道全長範圍內提供正常維護和緊急撤離的通道。在接到命令後，它可在90分鐘內將全部人員從隧道和列車中撤到地面。它還是向主洞提供新鮮空氣的通道，並保持其氣壓始終高於主洞，使主洞中的煙氣在任何情況下都不能侵入後勤服務洞。此外，隧道的運輸、供電、照明、供水、冷卻、排水、通風、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問題

列車在很長的隧洞中高速行駛時會產生壓差和空氣動力阻抗。爲此隧道沿線設卸壓管，從後勤服務洞的頂上跨過，把兩個鐵路主洞連接起來。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力效應，並避免在管中產生氣流衝擊。

鐵路隧道和列車要承受車輛震動的長期反覆荷載。爲此鐵道路軌採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，使車輛在軌道上行駛非常平穩。

該隧道還採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。一旦司機對信號沒有作出反應，自動列車保護裝置就會使列車減速，直到停止，保證列車安全行駛。

長隧洞掘進時的通風往往是施工中的一個難題。歐洲隧道對空氣循環的途徑和風機的佈置都作了詳細的規劃和研究。不僅設置通風管，而且也利用隧洞本身作爲通風通道，保障了地下施工場地的通風。

4.掘進機發揮重要作用

隧道施工的主要設備是隧道掘進機。它們從英國海岸的莎士比亞崖和法國海岸的桑潔灘兩個掘進基地開始，分別沿三條隧洞的兩個方向開挖，共有12個開挖面，其中6個面向陸地方向掘進，另6個面向海峽方向掘進。開敞式掘進機適用於透水性較小的地層;封閉式掘進機適用於透水性較強的地層。在工期對經濟效益有重大影響而掘進工作面又受限制的情況下，採用隧道掘進機能發揮很好的作用。

(二)觀察隧道施工現場、參觀隧道

在理路雪中我們瞭解到，隧道工程的施工流程包括以下幾方面,

1.隧道勘測。爲確定隧道位置、施工方法和支護、襯砌類型等技術方案，對隧道地處範圍內的地形、地質狀況，以及對地下水的分佈和水量等水文情況要進行勘測。在隧道勘測和開挖過程中，須瞭解圍巖的類別。圍巖是隧道開挖後對隧道穩定性有影響的周邊巖體。圍巖分類是依次表明周圍岩石的綜合強度。

2.隧道設計。包括隧道選線、縱斷面設計、橫斷面設計、輔助坑道設計等。

3.選線。根據線路標準、地形、地質等條件選定隧道位置和長度。選線應作多種方案的比較。長隧道要考慮輔助坑道和運營通風的設置。洞口位置的選擇要依據地質情況。考慮邊坡和仰坡的穩定，避免塌方。

4.縱斷面設計。沿隧道中線的縱向坡度要服從線路設計的限制坡度。因隧道內溼度大，輪軌間粘着係數減小，列車空氣阻力增大，因此在較長隧道內縱向坡度應加以折減。縱坡形狀以單坡和人字坡居多，單坡有利於爭取高程，人字坡便於施工排水和出碴。爲利於排水，最小縱坡一般爲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築限界而制定的。

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。斜井是在中線附近的山上有利地點開鑿的斜向正洞的坑道。豎井是由山頂中線附近垂直開挖的坑道，通向正洞。豎井斷面多爲圓形，內徑約爲4.5～6.0米。平行導坑是距隧道中線17～25米開挖的平行小坑道，以斜向通道與隧道連接，亦可作將來擴建爲第二線的導洞。橫洞是在傍山隧道靠河谷一側地形有利之處開闢的小斷面坑道。