公路桥梁和隧道工程设计安全风险监测研究

蒋毅

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摘要：隧道工程是现代经济社会发展的基础性工程，具有规模大、周期长、投入多、施工复杂等特点。施工中一般会受到很多因素的影响，并以复杂地质条件的影响最为严重，这就要求施工人员从施工技术的角度切入，做好总体性地把控。公路隧道工程的建设一方面能够降低来自路堑深挖的技术风险，提高安全效益；另一方面也能够缩短公路工程的长度，降低工程造价。我国幅员辽阔，地质地形条件十分复杂，在面对复杂地质条件时，必然伴随着大的技术难度和更高的安全风险。因此，这就要求在施工前做好现场地质条件的勘察，明确施工技术的要点，针对性设计施工技术应用方案。本文以此为前提，进行如下讨论。

关键词：公路桥梁；隧道工程；设计安全；风险监测

引言

为适应隧道工程建设管理信息化与智能化的发展要求，对智能监测及安全评价系统进行了系统性研究与集成化应用，重点针对海量数据的集成化管理、监测信息的智能化实时预测、施工安全的信息化预警预报和监控工作的人性化管理等方面进行分析研究和功能实现，以期提高隧道施工安全和建设质量，并切实加强动态设计和实时优化，也能够为高效精细化管理提供可靠的理论依据和技术支撑。

1路桥隧道工程施工的主要特点

以路桥隧道工程施工的主要特点来说，则叙述在下文之中，其一，隐秘性。相较于一般的路段来说，路桥隧道工程施工则有所不同，在开展路桥隧道工程施工的过程之中，通常施工的位置均是在地下，其所具备的隐秘性通常体现在开展隧道施工的过程中，对于照明设备的需求非常迫切，在具体的施工环境之下，难以实施快速的评定，通常仅能够以试验段模拟以及图纸等，比较于一些相似的工程来实施一定的判断，因而则会致使在具体施工期间，即便存在质量方面上的问题，也不能够被快速的发现，在此情况下也势必难以运用切实可行的策略来对于问题实施有效的应对，进而就会消极影响到施工的质量。其二，施工环境复杂，在开展路桥隧道工程施工的过程之中，不论是进行暗挖或是实施明挖，所存在的风险性以及难度均较为之大，并且也由于隧道之中的空间相对较为狭窄，在一些状况之下，会产生多项施工环节一同开展的施工作业状况，再者在具体的施工之中所出现的灰尘，以及所造成的光污染状况均会十分严重，而这也会对于现场施工人员在施工期间的身心健康程度产生明显的影响，并且上方所说的因素，也会对于路桥隧道工程施工的成效以及效率等方面产生不小的影响。

2公路桥梁和隧道工程设计的原则

通过对众多的高速桥梁建设项目进行分析得出，高速桥梁建设项目桥梁形式是多种多样的，因此，为了能够提高桥梁建设的安全性，就需要对桥梁的结构形式进行分析，从而选择出更加合适的桥梁结构类型，然后再根据实际情况对内部的构造特征去选择相应的施工措施。目前，设计人员将公路桥梁和隧道工程建设分为两个结构部分，分别是：上部结构部分和下部结构部分。在进行上部结构部分的设计时，必须到施工现场进行实地考察，根据现场地形的外貌特征展开分析，从而选择出更加合理的结构方式，而且所选择的结构方式会影响整个桥梁今后的使用情况，在设计时一定要合理。下部结构部分的设计主要是桥墩台的设计，首先要对公路路线的走向以及每个桥梁的特点展开分析，而且还要遵循以下几点原则。一，结构安全。由于施工现场徐坤在地形还是还是地貌上都是相对复杂的，因此，当桥梁经济了风、雪、雨的洗涤后是否还保持稳定性，这是设计师需要注意的。二，要对钢性梁和柔性梁进行合理的分配。三，具有一定的可操作性。由于施工条件过于恶劣，导致在材料运输的过程中也有一定的难度，因此在选择构件的时候，就要选择相对较小的构建进行利用，并通过其他构件的相互配合，使施工效率有所提高。四，成本低。在对公路桥梁以及隧道进行施工的时候，由于所处的地形过于复杂，且还能满足大量的运输情况，就需要设计人员到实地进行考察并结合自身的施工能力，并且本着质量第一，利益最大化的设计理念对比展开设计并施工。六，具有较高的观赏价值。在对桥梁进行设计时，还要本着不破坏大自然的情况下，使其更具美观性。

3公路桥梁和隧道工程设计安全风险监测要点

3.1前期规划

公路隧道工程前期规划中需始终坚持客观规律，做好科学分析。重点把握好隧道的长度、断面大小、水文地质以及围岩地质等数据信息。同时，明确工程的进度指标，针对性选择施工方案和人员队伍，同步完善工装导入。其中，进度指标作为公路隧道工程前期规划中的基础性指标。工程进度策划中，应始终坚持实事求是的原则。作为一个长期工程，某个月份的高产不能够真正解决总体工程进度的问题。同时，更要避免过度追赶施工进度而导致的质量和安全隐患。最后，公路隧道工程规划的过程中，可选择应用BIM技术进行辅助。通过BIM技术构建公路隧道工程三维立体模型，直观分析公路隧道工程中存在的各项问题，尤其是潜在问题，提前制定问题处理方案。

3.2充分勘察调研，完善设计方案

（1）在对结构进行材料选择的时候，设计人员必须对施工现场进行实地考察，然后再根据施工现场的地形、地质以及气候进行分析，从而找到更加适宜的施工材料，这样才能使桥梁的结构更加安全，并拥有良好的耐久性能。当结构选材结束以后，也要时刻对后续施工进行关注，并给出相应的指导，对于施工材料要要把质量关，按照规定选择材料规格和产地，进而打造出更加高品质的公路桥梁。（2）当公路桥梁长久运行以后，就会有疲劳损伤的出现，比如，裂缝、倾斜以及坍塌，都是公路桥梁疲劳受损后引起的，为了能够确保公路桥梁的正常使用，就需要设计人员对设计后的方案进行模拟演练，使公路桥梁运行期间的疲劳损伤情况以最直观的方式展现出来，并在根据演练结果做进一步的分析，使设计方案更加优化，使的公路桥梁在运行期间安全性能和耐久性能得到保障。

3.3充分利用辅助导坑

公路隧道工程辅助导坑包括但不限于横洞、斜井、平导等方面。在施工中，通过对辅助导坑的合理有效处理软弱围岩问题，帮助施工人员提前进入好的围岩地段，提前形成工程进度。公路隧道工程施工前，需由专门人员针对现场做好针对性勘察，如勘察结果判断具备条件，则需要增加辅助导坑。其中，通过辅助导坑在工程中的合理应用，一方面可有效缓解正洞进度压力；另一方面可增加工作面，形成长隧短打，早日实现贯通。在具体综合考虑是否进行辅助导坑增设与否的过程中，施工人员需坚持当开则开的原则，决不能犹豫不决，以免耽误工期。

3.4遥感图像地质解译及工程地质调绘

经过对地面遥感影像信号的解译与分析,初步判断在斜井附近疑似有断层穿过,其方位约为大致东西走向。地面上的沟谷发育,对植被运动进行研究的机会比较少,只在丘陵坡脚与丘间的沟谷上进行了零敲碎打,并发现有较多湿陷量的黄土岩层。但在经通过遥感技术的图像地质解译后,并未发现有任何崩塌、滑动和错落的发育不良地。用检索区域地质资料、地质调查访问等手段,对地形类型、地层岩性及其组合特征、复杂地质构造、水文地质现象、不良地质活动、特殊地质条件及工程地质要素等进行检查、测定,并核对遥感影像和地质解译的结果,绘制隧道施工地质图。

3.5岩石隧道工程地质信息组成

岩石隧道全寿命周期中与工程地质资料获取相关的主要为勘察和施工两个阶段，勘察阶段可细分为预可行性研究阶段工程地质勘察、工程可行性研究阶段勘察、初步设计阶段工程地质勘察以及详细勘察阶段。(1)岩石隧道工程地质数据标准的建立，在实际的工程应用中发挥极好的效益。(2)能够实现数据管理系统的无缝连接，为不同的数据管理系统之间搭建有效的沟通桥梁，便于互相协作，可以起到提高效率，加快进度，降低成本等作用。(3)改进了地质数据的管理模式，地质数据管理更加有效。对于不同阶段、不同方式获取的工程地质数据，该标准通过规范其属性字段语义，采用统一的数据单位及类型，建立了完备的数据字典，实现工程地质数据的规范化描述与存储，为工程地质数据的共享及构建信息模型奠定了良好的基础。

3.5工程信息管理

针对隧道工程信息数据的特征，本系统将其分为文本型、数值型、图像型和音频视频型进行实时动态集成化管理，同时采用了树形结构和下拉菜单方式对工程信息进行分类型分层次的管理，包括了添加、修改、删除和查询等功能。将本系统应用于大奎隧道的建设和管理中，分别从工程项目、隧道信息、仪器设备和断面测点方面进行信息数据的录入和整编，而且根据相关隧道规范标准确立并完善了地质描述项目及其内容，可为隧道安全施工提供及时可靠的第一手地质资料；另外监测内容包括了必测项目、选测项目和用户自定义，可用鼠标在左侧列表中选取拟监测项目，然后在右侧绘图区中点击完成添加测点的部位，从而实现了监测项目文本、数值和图像信息的同步一体化管理。

3.6适时调整施工方案

软弱围岩作为公路隧道工程中常见的复杂地质问题，其本身也体现着由好变坏的过程。其中，在面对较好围岩条件时，施工人员可以选择采用台阶法或者全断面方法进行施工操作。同时，在工程施工的过程中，一并做好工程所在区域的围岩变化分析，如果发现围岩出现了恶化，则要求对原本的开挖方法进行调整，对掘进进尺进行调整，防止后期隧道爆破作业时出现塌方、突泥突水等问题。具体可选择方法除全断面法、台阶法外，也包括了三台阶法、CD法、CRD法，辅以超前管棚、临时横撑加斜撑、注浆、套拱等超前加固技术。

3.7综合勘察技术内容和方法

目前外业航空照相调绘工作主要按照:图像资源整合→有关地物数据上线→勾绘判译范围→地物调绘→确定判释准则以及对数据的一致性条件→室内判释→建立外业核查通道→场地调查核实等程序实施。在遥感技术解译系统建成后即刻开展了场景核实工作,对航空照相调绘数据加以了补充、调整、指导。同时,在经过场景核实后再对航、卫片进行复判,最后完成了卫星的影像图和地质解释图。

结束语

总而言之，近年来，我国的交通系统发展迅速，各级城市之间的交流尤其密切，路桥隧道的施工得到了迅速的发展，为了能够帮助路桥工程有效的发挥我国公路基建作用，需采取有效的质量控制方法提高施工技术，不能忽视施工人员的培训，增强施工人员的个人专业能力，采取有效的改进措施，提高路桥工程的施工质量。路桥工程的建设可以增加我国城市之间的连接性，提高我国的经济收益，促进我国的经济可持续化发展。

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