隧道论文范文
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第1篇
关键字：隧道覆盖覆盖规划铁路隧道公路隧道
一、概述
对重要的公路、铁路实现全线覆盖是运营商提高网络质量的一个重要环节，是提高综合竞争力的一个有力手段。从交通角度来看，目前大多数隧道的目的是覆盖盲区，因此需要结合交通线路的覆盖设计来制订专门的隧道覆盖解决方案。
隧道覆盖主要分为铁路隧道、公路隧道、地铁隧道等，每种隧道具有不同的特点，一般来说公路隧道比较宽敞，对隧道里面的覆盖状况，有车通过与无车通过时差别不大。车辆通过时，隧道内剩余空间较大，可根据实际情况选择尺寸大一些的天线，以获取较高的增益，使覆盖范围更大。而铁路隧道一般来说要狭窄一些，特别是当火车经过时，被火车填充后所剩余的空间很小，火车对隧道的填充会对信号的传播产生较大的影响，且天线系统的安装空间有限，使天线的尺寸和增益受到很大的限制。另外，不管是哪种隧道，都存在长短不一的状况，短的隧道只有几百米，而长的隧道有十几公里。在解决短隧道覆盖时，可采用灵活经济的手段，如在隧道口附近用普通的天线向隧道里进行覆盖。但是，这些手段可能在解决长隧道覆盖时不起作用，对于长隧道的覆盖必须采取其它一些手段。因此，对于每段隧道的解决方案可能都会有所区别，必须根据实际情况来选定覆盖解决方案。
在进行隧道覆盖规划之前，一般需要知道以下数据：
隧道长度、隧道宽度、隧道孔数（1、2）、覆盖概率（50%、90%、95%、98%、99%）、隧道结构（金属、混凝土）、载频数目、隧道中最小接收电平（一般为-85dBm到-102dBm）、隧道孔间距、AC/DC是否可用、墙壁能否打孔、隧道入口处的信号电平、隧道内部已有信号电平等。
二、隧道覆盖的信号源选择
为了提供隧道覆盖，一个GSM信号源与一套分布式系统是必要的。信号源的选择，需要根据隧道附近的无线覆盖状况和传输、话务、现有网络设备等情况来决定。隧道覆盖所采用的信号源包括宏蜂窝基站、微蜂窝基站、直放站等。
对于铁路、公路隧道覆盖来说，由于其话务量小，宏蜂窝基站作为信号源较为少用。但是，在城市地铁隧道中，人流量大，话务量也高，这种场合不仅要覆盖站台，而且还要覆盖铁路系统出口等地方，可采用容量较大的宏蜂窝基站。
使用宏蜂窝基站的优点是可以提供更多的信道资源、扩容较为容易、单个基站覆盖能力强；缺点是需要用电缆从BTS设备所在的机房引入信号覆盖隧道、增加了馈线损耗、需要较大的机房等配套设备、总的投资费用高。
对容量要求不是很高的隧道覆盖，可采用微峰窝基站。使用微蜂窝基站的优点是所需设备空间小、所需配套设备少、总的投资费用低。
如果附近有信号源可以利用，则可采用无线直放站来作为隧道覆盖的信号源。采用直放站往往是网络拓展的第一步，在网络容量上升后再用GSM基站来替换。采用直放站作为信号源的优点包括：无需传输、综合成本低、可将远处的话务带给施主小区，使小区的信道利用率更高、安装速度快等。无线直放站有宽带直放站和选频直放站两种，采用无线直放站会使得网络管理复杂度增加，不便维护，另外在采用选频直放站时，施主小区的频率发生变更后，直放站的频率也要进行调整，不利于整网规划和优化，施主天线和重发天线需要有足够的隔离度，造成安装空间上有些困难等缺点。除采用无线直放站以之外，也可采用光纤直放站作为信号源对隧道进行覆盖。
在实际工程之中，必须根据隧道长度、隧道附近的覆盖状况、基站分布、话务分布、建站条件等因素选择信号源，微蜂窝基站和直放站是隧道覆盖建设常用的信号源。
三、隧道覆盖的天馈系统选择
在选择好了GSM信号源之后，则必须根据实际情况配置天馈系统，对隧道进行覆盖。通常有三种不同配置的天馈系统：同轴馈电无源分布式天线、光纤馈电有源分布式天线、泄漏电缆。
1、同轴馈电无源分布式天线
这种覆盖方案的设计比较灵活、价格相对低、安装较方便。同轴电缆的馈管衰减较小，天线增益的选择主要取决于安装条件，在条件许可的情况下，可选用增益相对较高的天线，来提高覆盖范围。该方案的简化版就是采用单根天线对隧道进行覆盖，对于较短的隧道来说，这种方案确实是一种低成本解决方案。
2、光纤馈电有源分布式天线系统
在某些复杂的隧道覆盖环境中，可采用光纤馈电有源分布式天线系统来替代同轴馈电无源分布式天线系统。它更适用于覆盖地下隧道（地铁隧道）和站台。采用光纤馈电有源分布式天线系统的主要好处包括在室内安装的电缆数减少、可适用更细的电缆、采用光缆可降低电磁干扰、在复杂的网络中设计更灵活等，缺点是成本高。
3、泄露电缆
采用泄漏电缆进行隧道覆盖，是一种最为常用的方法，这种方法的好处在于：
可减小信号阴影和遮挡，在复杂的隧道中采用分布式天线，手机与某特定天线之间可能会受到遮挡，导致覆盖不好；
信号波动范围减少，与其它天线系统相比，隧道内信号覆盖均匀；
可对多种服务同时提供覆盖，泄漏电缆本质上是宽带系统，多种不同的无线系统可以共享同一泄漏电缆，考虑到在隧道中经常使用某些无线系统（寻呼系统、告警系统、广播等），采用共享一条泄漏电缆的方法，可省去架设多条天线的工程。
泄漏电缆覆盖设计是一项非常成熟的技术，其设计方案相对简单，本文不作重点分析。下面重点分析采用普通同轴馈电无源分布式天线进行隧道覆盖的设计方案。
四、隧道的无线传播
无线电波在隧道中传播时具有隧道效应，信号传播是墙壁反射与直射的结果，其中直射为主要分量。华为公司基于ITU－R建议，根据试验数据对传播模型进行了修正，得出一简单实用的隧道传播模型，用于进行隧道覆盖设计，该传播模型为：
Lpath=20lgf+30lgd―8dB
其中:
第2篇
1.隐蔽性大
隧道竣工后，只能见其外观，而内部的光爆效果，初期支护的喷砼、锚杆、钢格栅、钢拱架、防排水的环向水管、防水板、中心水管、二衬厚度等全部被隐蔽。因此，隧道工程的质量其本质就是“内实”，也就是说，要把隐蔽工程的质量做到实处，不留后患；
2.工序复杂
在有限的空间内要完成钻孔、装药、爆破、出渣；初期支护的喷砼、锚杆施作（钻孔，安设锚杆）；防排水的环向水管安设。中心水管的开挖、安设，防水板悬掛、边沟施作，二衬的施作、垫层施作……等工序交叉作业并造成工序之间的相互制约。
3.工序的循环性
从开挖：钻眼——装药——爆破——通风——出渣；初期支护：初喷砼——钻锚杆孔——安设锚杆——复喷砼；二衬台车定位——浇筑砼……各工序的周而复始的施工，形成了隧道施工的循环性。
4.地质条件的影响
山岭隧道施工过程中，都是受到地质条件的约束，经常遇到褶皱、断层、节理等地质构造现象。断层、节理是影响岩体稳定的重要因素，是评价隧道围岩类别的主要依据；而且相当多的不良地质，施工中的地质灾害的发生均与地质构造密切相关。
5.施工动态的应变性
由于地质勘探的局限性和地质条件的复杂性及多变性，隧道施工过程中经常会遇到突然变化的地质条件，意外情况（如塌方、漏水等），原制定的施工方案、施工技术措施和施工进度等也必须随之变更。
6.全天候作业
隧道是24小时作业，不受白天、夜晚、气象的影响。
二、隧道监理工作要点
隧道工程施工的特性，归纳起来是：其一，工程质量的隐蔽性大；其二，地质条件变化对施工的应变性；其三，全天候作业对监理人员的影响。
隧道工程每一个分项工程、子分项工程、工序都是隐蔽的，这样就要求对其每一分项工程、每个工序、每个环节都要认真监理，保证质量合格，否则将造成质量隐患。为了适应隧道施工的特性，监理工作的要点是：
1.隧道监理素质要求
（1）要求监理人员必须具有高度的责任心，良好的职业道德，在独立执行监理任务时，敢于严格的按质量标准和设计进行检查，敢于坚持原则；
（2）隧道工程是一项综合技术性很强的工作，加之地质条件的变化，特别是不良地质出现时，要有果断的应变能力，所以要求监理人员要有较全面的相关科学知识；
（3）施工技术很重要的是实践经验，要求监理人员要理论联系实际，分析提出处理问题的能力；
（4）隧道施工是全天候24小时施工，报检的频率是相当高的，因此，要求监理人员要有吃苦耐劳的精神。
2.质量控制方法
（1）事前监理
一项工程尚未施工时，要对其准备工作进行检查，通过经验可预测到这一工序将会发生哪些质量问题，做到心中有数，提供施工单位注意，以免造成返工的损失。如二衬施工最容易发生局部欠挖，而造成二衬厚度不够，对此，在即将移台车之前进行目测，怀疑有可能出现欠挖的地方及时向施工单位提出进行复测，防止事后发现而造成返工，这就是事前监理所起的作用。
（2）事中监理
对正在作业的地点，进行巡视检查，如二衬边墙立模板的过程，主动检查边墙厚度是否合格，发现问题及时处理。
（3）报检检查
这是整个质量控制的关键工作，各分项工程、子分项工程，开工之前必须报检，经监理检查合格后方可开工。
隧道各分项工程、子分项工程的报检项目如报检园环图所示：
从报检园环图可明显看出各分项工程、子分项工程都需要通过报检来对其质量进行控制，其中任何一项被忽略或遗漏报检就会造成监理对质量的失控，从而造成质量隐患，所以说报检程序的实施是质量控制的核心工作。
三、报检实施
1.建立“报检制度及其管理方法”，结合本项目建立具体的报检管理办法，其内容要将各分项工程细化，明确报检的各个子分项工程、报检程序、报检管理，明确自检人员、监理人员的职责；
2.报检制度的实施是整个工作成败的关键，从“报检园环图”可知，报检频率很高，加之人为的因素，可使报检频率成数倍的增长。往往出现一天24小时的不间断报检，这为报检制度的落实增加了很大困难；
3.坚持报检程序：报检必须由项目部负责施工的有关人员自检合格后方可向监理报检，否则，监理人员有权不予受理。
4.信息管理：建立监理交接班日志，必须及时、全面、准确的将报检资料作好记录随时备查。
四、结论
隧道工程的隐蔽性决定了对其任何一个分项工程、子分项工程的质量都是要一丝不苟的进行监理，而监理最有效的办法就是通过“报检制度的实施”来实现，否则，监理对质量就会造成失控，所以说“报检”是质量控制的核心工作。监理人员要用最大的努力去落实，才能保证隧道工程达到“内实外美”的整体质量标准。
第3篇
施工图变更设计
2009年6月底，由于工期紧迫，施工单位提出将隧道原设计厚40cm初衬模筑混凝土变更为厚30cm喷射混凝土，混凝土强度参数不变，且挂钢筋网，初期支护钢拱架型号Ⅰ16变为Ⅰ20b，增强施工灵活性，较大程度地加快施工进度。业主、监理同意，并依据2009年6月25日土工实验报告中的数据，设计单位同意变更上述隧道初期支护相关施工图。
隧道坍塌及分析
隧道初期支护坍塌施工单位由隧道出口方向进行洞身开挖施工。2009年8月3日晚，当施工至K1+043时，K1+077—K1+043段发生洞顶塌方，地表出现不同程度沉陷。塌方时，正值工人休息，掌子面没有施工人员，无伤亡。原因分析a)据现场踏勘，从工程施工的角度出发，该隧道为小导管注单液浆超前支护，施工中小导管注浆压力不足，未能形成拱顶的环效应，另外施工虽采用上下台阶法施工，但上台阶设置的临时仰拱未能及时跟进或施工质量不高，从而使初期支护形不成封闭环，加之上台阶工字钢落脚处地质条件差，随着围岩应力的释放以及变形的积累，极易产生初期支护下沉变形，造成坍塌。b)补充地质勘察报告《阳城县北留镇隧道工程土体物理力学性质检测报告》（2009.8）认为勘探深度范围内地基土沉积时代成因类型主要为第四系中更新统红色粉质黏土。地下水埋藏深度距地表19.0～25.0m，水位标高652.46～657.67m，为孔隙潜水类型，来源为大气降水。场地环境类别为Ⅲ类，场地土对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋均不具腐蚀性；场地土体无膨胀性，竖向收缩率0.40～4.05。坍塌前一周出现过强降水，经土质分析，含水量随深度的增加而增大，最小含水量7.3%，位于最上部；最大含水量为26.4%；地层中含水量较大，致使土体的抗压和抗剪性降低，是造成隧道洞顶塌方的又一重要因素（见图2）。
处治方案及施工措施
综合分析隧道洞顶坍塌各种因素，并根据补充钻探资料及现场观测，通过深入研究和仔细论证，本着处理措施应安全、经济、可行的原则，提出隧道塌方段地表和洞内注浆加固的综合处治方案。初衬已封闭的段落对初衬已封闭的段落，马上做好二次衬砌，进一步保证隧道的安全。对作了拱部初期支护，但未作仰拱的段落，拱脚用φ42、长4.0m的锁脚锚管进行注浆加固，以免造成更大的损失。锁脚锚管注水泥—水玻璃双液浆，注浆压力不小于1.0MPa；双液浆参数为水泥∶水玻璃＝1∶0.5，水泥浆水灰比为1∶1，水泥标号为42.5。隧道塌方段地表塌陷处理a)先在洞内既有掌子面插φ42×6和φ89×7花管，长6.0m，外插角分别为10°、20°，水平搭接不小于1.0m，并注双液浆，间距1.0m，呈梅花型布置，把隧道内塌落土体整体加固。b)对隧道山顶水厂道路下土体进行注浆加固，并采取足够的支撑措施以保证道路和施工的安全。c)在塌陷处适当放缓边坡开挖至距地表深约8m处，做矢跨比为1/12的土牛；开挖时一定要注意边坡的稳定，必要时要对边坡进行加固。d)在土牛上，做厚为70cm的钢筋混凝土防护罩，防护罩四边要坐在开挖面四周没有扰动的原状土上。防护罩采用C30现浇钢筋混凝土，从北向南分段连续施工，每次进度沿路线方向长6.0m。e)防护罩四周沿路线方向每5.0m预留一个直径10cm的孔，以便隧道顶部塌陷土层有空洞时注入粉煤灰等轻质材料填充密实。f)防护罩四周脚部按梅花型设置φ42、长5.0m、纵向间距0.5m的锁脚锚管，并双液注浆，端部伸入防护罩中不小于0.5m。注浆后与防护罩中钢筋焊接，最后在防护罩四脚处回填高1.0m的浆砌片石，顶紧以稳定四周土体。g)紧靠山顶水厂道路一侧的防护罩一定要坐于道路下原状土上，并且在防护罩上砌石顶紧道路下土体。图2K1+040处勘探孔含水量变化曲线5.3隧道内塌方段处理a)在掌子面固结的土体，保留中部坡道，不对称开挖两侧土体，新开挖出的掌子面用蛇皮袋装土分两层台阶垒防护墙，台阶宽度要不小于1.0m。b)垒好防护墙后，不对称施作K1+077—K1+083段已作拱部支护而未塌落的两侧边墙和仰拱。仰拱采用C25模筑现浇混凝土，拱脚混凝土底部基础要扩大，以增加接触面积，并增设支撑垫板来增强拱脚承载力，减少拱顶下沉。墙角用φ42、长4.0m的锁脚锚管，每处2根。c)在离隧道洞顶塌方段较近时，停止前进。施作该段二次衬砌仰拱混凝土，预留两侧钢筋，并施作片石混凝土回填至排水沟底部。d)对于K0+965—K1+077未开挖和塌陷段落，采用双侧壁导坑上下微台阶先墙后拱开挖法。并辅以超前中、小导管及锁脚锚管等措施，按照“管超前、短进尺、少扰动；强支护、早封闭、快成环；勤量测、紧衬砌”的原则，各道工序紧密衔接，环环相扣，随挖随支，保证隧道初期支护的结构稳定与施工安全（见表1）。隧道二次衬砌配筋二次衬砌配筋根据不同情况分为4段进行：K0+965—K1+030段、K1+030—K1+083隧道冒顶段、K1+083—K1+088二衬加强段、K1+088—K1+120段。其中K0+965—K1+030、K1+030—K1+083两段，二次衬砌为全封闭式配筋；K1+083—K1+088、K1+088—K1+120两段，由于隧道底部现已片石混凝土回填接近路面标高，所以仅在片石混凝土回填顶面以上二次衬砌配筋，并且在墙脚设置φ42、长4.0m的锁脚锚管。
监控量测
