第一篇：隧道論文

隧道新技術(shù)新理念及發(fā)展趨勢(shì)

摘要：隧道通常指用作地下通道的工程建筑物。一般可分為兩大類：一類是修建在巖層中的，稱為巖石隧道；一類是修建在土層中的，稱為軟土隧道。近年來(lái)，隨著城市和現(xiàn)代交通建設(shè)的飛速發(fā)展，地下空間開(kāi)發(fā)規(guī)模越來(lái)越大，一些隧道及地下工程不得不在復(fù)雜地質(zhì)條件下修建，當(dāng)圍巖穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)變形控制不能滿足隧道施工和環(huán)境安全時(shí)，必須采取輔助施工方法對(duì)其進(jìn)行處理。一般有注漿方法與施工方法。關(guān)鍵詞：注漿、施工、圍巖

一、注漿法

注漿作為地下軟弱圍巖和地下水處理的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，已經(jīng)成為隧道及地下工程施工技術(shù)研究和應(yīng)用的重要部分。主要有以下幾種：

1、全斷面帷幕注漿工法全斷面帷幕注漿工法由日本于70年代結(jié)合青函隧道創(chuàng)建。該工法是對(duì)隧道開(kāi)挖引起的松動(dòng)圈進(jìn)行注漿加固，形成全斷面注漿帷幕，以此來(lái)抵外抗水壓力。其假定地層是均勻的，外側(cè)水壓力均勻分布，注漿堵水加固范圍與水壓力有關(guān)，水壓力越高、水量越大，加固范圍也就越大。目前平導(dǎo)普遍采用3～5m注漿圈，正洞采用5～8m注漿圈。

2、精細(xì)化注漿設(shè)計(jì)新工法，實(shí)際工程中地層是不均勻的，其透水性、外側(cè)水壓力也是不完全相同的。精細(xì)化注漿設(shè)計(jì)工法就是根據(jù)工程地質(zhì)情況，先進(jìn)行分區(qū)定位，確定地質(zhì)情況，通過(guò)前期頂水注漿改變透水場(chǎng)條件，使地層中水量得到有效控制，然后按均勻地層進(jìn)行“合理步距，由外及內(nèi)”方式實(shí)現(xiàn)基本注漿加固，保證隧道開(kāi)挖安全的基本要求。該工法主要包含四個(gè)方面關(guān)鍵技術(shù)：

①分區(qū)定位、鎖定區(qū)域

先考慮對(duì)隧道外3～5m基本注漿區(qū)進(jìn)行鉆探注漿相結(jié)合，確定需要注漿時(shí)按基本加固區(qū)進(jìn)行注漿。施工時(shí)，選取周邊4～6個(gè)注漿孔進(jìn)行鉆探注漿，遇水頂水，遇破碎加固。通過(guò)這4～6個(gè)孔確定隧道周圍強(qiáng)水區(qū)與弱水區(qū)。

②外堵內(nèi)固、區(qū)域加強(qiáng)

先對(duì)基本注漿區(qū)進(jìn)行鉆孔注漿，基本注漿區(qū)只設(shè)計(jì)兩圈，外圈孔位于隧道外3～5m，內(nèi)圈孔為1～3m。嚴(yán)格按照“先外圈后內(nèi)圈，同圈間隔跳孔”的順序進(jìn)行注漿?；咀{區(qū)完成后，對(duì)鎖定的強(qiáng)水區(qū)進(jìn)行補(bǔ)注漿，注漿范圍為5～8m。③環(huán)環(huán)相扣、過(guò)程控制

嚴(yán)格按照“先外圈后內(nèi)圈、同圈間隔跳孔”的順序進(jìn)行注漿，基本注漿區(qū)完成后，必須對(duì)強(qiáng)水區(qū)進(jìn)行補(bǔ)孔注漿。④效果檢查、標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定

高壓富水?dāng)鄬蛹纫_(dá)到堵水效果，又要起到加固作用，因此，應(yīng)嚴(yán)格按制定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行注漿效果檢查，不達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)必須進(jìn)行補(bǔ)注漿。

3、施工模式探注結(jié)合施工模式在確定前方地層“富水、軟弱破碎” 必須通過(guò)注漿堵水加固施工才能保證安全開(kāi)挖的前提下，提出“軟弱地層、分區(qū)定位，探注結(jié)合”的系統(tǒng)化過(guò)程控制施工理念。注漿孔兼超前探孔進(jìn)行施工，“一孔兩用”達(dá)到既對(duì)前方不良地層進(jìn)行判斷，優(yōu)化方案的指導(dǎo)價(jià)值又對(duì)注漿預(yù)設(shè)計(jì)進(jìn)行試驗(yàn)的目的，有效地節(jié)約了時(shí)間。

4、新型注漿材料：普通水泥單液漿強(qiáng)度高，但凝膠時(shí)間長(zhǎng)；雙液漿凝膠時(shí)間短，但強(qiáng)度低，且耐久性差。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)研究硫鋁酸鹽水泥單液漿，并在工程中應(yīng)用。該漿液凝膠時(shí)間為1h30min左右，8h抗壓強(qiáng)度達(dá)5MPa以上，7天抗壓強(qiáng)度達(dá)到18MPa以上。漿液具有：凝結(jié)可控、高強(qiáng)可靠、操作簡(jiǎn)單、擴(kuò)散控域、工藝匹配、經(jīng)濟(jì)適用、綠色環(huán)保、堵水高效的特點(diǎn)，既具有普通水泥單液漿高強(qiáng)的特點(diǎn)，又兼?zhèn)潆p液漿短凝的優(yōu)勢(shì)，使用成本低于雙液漿，具有很高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

5、注漿效果檢查新方法：對(duì)注漿效果進(jìn)行合理評(píng)價(jià)是保證安全施工和確保注漿質(zhì)量的關(guān)鍵。目前采用的評(píng)定方法可以分為四大類。（1）分析法；（2）檢查孔法；（3）開(kāi)挖取樣；（4）物探。最為直觀且常用的方法為檢查孔法。對(duì)于以堵水為目的的，通過(guò)檢查孔可以通過(guò)分析出水量來(lái)評(píng)價(jià)注漿效果；而對(duì)于以加固地層為目的的常采用取芯法，分析漿液填充加固情況。但由于目前施工技術(shù)水平限制，取芯過(guò)程受機(jī)械破壞，取芯施工用水等影響，芯樣很難真實(shí)反映加固效果，且取芯耗時(shí)長(zhǎng)，一般很少采用該方法。目前利用孔內(nèi)成像技術(shù)進(jìn)行注漿效果評(píng)定，能夠較為直觀的對(duì)漿液充填度和地層的穩(wěn)定性以及出水情況進(jìn)行分析判識(shí)，是一種操作方便實(shí)用的方法，可取代鉆孔取芯在施工中推廣應(yīng)用，目前象山隧道注漿就采用該方法。

二、隧道施工方法

淺埋隧道是一種特定條件下的隧道工程，其施工不僅受覆蓋層地質(zhì)因素的制約，而

且還受地面環(huán)境的影響。淺埋隧道有整座隧道淺埋和隧道部分地段淺埋兩種情況。常用的施工方法有

1、明挖法、地下連續(xù)墻法、蓋挖法、淺埋暗挖法及盾構(gòu)法等。

1、明挖法是指挖開(kāi)地面，由上向下開(kāi)挖土石方至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，自基底由下向上順作施工，完成隧道主體結(jié)構(gòu)，最后回填基坑或恢復(fù)地面的施工方法。

2、蓋挖法是由地面向下開(kāi)挖至一定深度后，將頂部封閉，其余的下部的工程在封閉的頂蓋下進(jìn)行施工，主體結(jié)構(gòu)可以順作，也可逆作，蓋挖法施工主要有以下幾種類型：蓋挖順作法；蓋挖逆作法。蓋挖半逆作法；蓋挖順作法與蓋挖逆作法的組合（淺埋暗挖法則是在特定條件下），不挖開(kāi)地面，全部在地下進(jìn)行開(kāi)挖和修筑襯砌結(jié)構(gòu)的隧

道施工方法。

3、隧道工程采用盾構(gòu)法在軟弱地質(zhì)條件下進(jìn)行暗挖法施工已很普遍，當(dāng)然也可適用于淺埋隧道的施工。修建淺埋地段隧道有時(shí)因周圍環(huán)境等要求須采用暗挖法施工，稱為淺埋暗挖法。淺埋暗挖法是參考新奧法的基本原理，開(kāi)挖中采用多種輔助施工措施加固圍巖，充分調(diào)動(dòng)圍巖的自承能力，開(kāi)挖后即時(shí)支護(hù)，封閉成環(huán)，使其與圍巖共同作用形成聯(lián)合支護(hù)體系，有效地抑制圍巖過(guò)大變形的一種綜合施工技術(shù)。采用淺埋暗挖法應(yīng)與明挖法、蓋挖法、盾構(gòu)法等施工方法，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)、技術(shù)及環(huán)境因素等方面的分析比較。

4、沉管法也稱預(yù)制管段沉放法，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是先在干塢中或船臺(tái)上預(yù)制大型混凝土箱形構(gòu)件或是混凝土和鋼的組合箱形構(gòu)件，并于兩端用臨時(shí)隔墻封閉，舾裝好拖運(yùn)、定位等設(shè)備，然后將這些構(gòu)件浮運(yùn)沉放在河床上預(yù)先浚挖好的溝槽中并聯(lián)接起來(lái)，最后回填砂石并拆除隔墻形成隧道。懸浮隧道是沉管隧道的一種特殊形式，其特殊性表現(xiàn)在沉管管段不是埋在河底溝槽內(nèi)，而是懸浮于水中，隧道用錨索錨固于一定間隔的海底錨座上，錨索另一端則通過(guò)各固定在隧道上的套環(huán)與隧道主體結(jié)構(gòu)相連。沉管技術(shù)在本世紀(jì)經(jīng)歷過(guò)多次革新。1958年古巴哈瓦那建成第一座完全預(yù)應(yīng)力的沉管隧道；荷蘭于60年代發(fā)明了舉世聞名的吉那止水帶，使得水力壓接法更加簡(jiǎn)潔有效，這是管段水下連接的重大革新。在基礎(chǔ)處理技術(shù)方面，丹麥于40年代發(fā)明出噴砂法；瑞典于60年代首先成功采用灌囊法，荷蘭在70年代發(fā)明了更為先進(jìn)的壓砂法，這是沉埋技術(shù)中的又一項(xiàng)重大革新；日本在70年代推出壓注混凝土法和壓漿法。此外，日本在接頭抗震方面也取得不少進(jìn)展，過(guò)去在地震區(qū)修建隧道時(shí)，對(duì)地震缺乏特別的預(yù)防措施，而現(xiàn)在設(shè)計(jì)的接頭處可以有相當(dāng)撓度和縱向位移，在允許范圍內(nèi)對(duì)沉陷和溫度影響也采取了類似的措施。近年來(lái)，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，激光測(cè)量?jī)x、電子定位系統(tǒng)等先進(jìn)設(shè)備已應(yīng)用于施工中，使得沉管隧道質(zhì)量更加優(yōu)良，同時(shí)工期大大縮短。在我國(guó)，香港和臺(tái)灣借助國(guó)外

先進(jìn)技術(shù)共已建成四條沉管隧道，中國(guó)大陸第一條沉管道路隧道—廣州珠江隧道已于1993年底通車，此外，寧波甬江隧道也已建成。我國(guó)目前的沉管隧道設(shè)計(jì)及施工技術(shù)還處在積累經(jīng)驗(yàn)階段，但我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展為其進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件。

5、頂管隧道是公路與鐵路構(gòu)成立體交叉的一種特殊構(gòu)造物。是在不中斷既有鐵路線交通的條件下，確保鐵路交通能照常安全運(yùn)行；不影響或較小影響列車車速的一種構(gòu)筑立體交叉的方式，是把在線路一側(cè)基坑內(nèi)預(yù)制好的鋼筋混凝土箱涵，用頂進(jìn)施工方法穿越鐵路，與鐵路構(gòu)成的立體交叉。以這種方式建成的結(jié)構(gòu)稱為頂管隧道，或稱頂進(jìn)箱涵橋。這種方式還可運(yùn)用于建造穿越鐵路的過(guò)水涵管、水渠以及礦山排洪溝等。用電算程序取代了繁雜的手算工作，縮短了設(shè)計(jì)周期。箱涵的橫斷面形式也由單孔、雙孔及三孔的一次頂進(jìn)，發(fā)展到用單孔組合成分離式雙孔、三孔等不同形式。還相應(yīng)地改良了頂進(jìn)設(shè)備，改變頂進(jìn)工藝，減小設(shè)備功率、從而達(dá)到節(jié)省投資的目的。在施工方法上也變得多樣化，由單一的“頂”演變到對(duì)頂、頂拉、牽引等多種方式，在采用中繼千斤頂設(shè)施后大幅度地降低了傳到后背上的反頂力。此外，還在減摩措施上得到進(jìn)展，把頂力減少到相當(dāng)?shù)偷某潭取?/p>

6、盾構(gòu)法施工是以盾構(gòu)這種施工機(jī)械在地面以下暗挖隧道的一種施工方法。盾構(gòu)是一個(gè)既可以支承地層壓力又可以在地層中推進(jìn)的活動(dòng)鋼筒結(jié)構(gòu)。鋼筒的前端設(shè)置有支撐和開(kāi)挖土體的裝置，鋼筒的中段安裝有頂進(jìn)所需千斤頂；鋼筒尾部可以拼裝預(yù)制或現(xiàn)澆隧道襯砌環(huán)。盾構(gòu)每推進(jìn)一環(huán)距離，應(yīng)在盾尾支護(hù)下拼裝（或現(xiàn)澆）一環(huán)襯砌，并向襯砌環(huán)外圍的空隙中壓注水泥砂漿，以防止隧道及地面下沉。盾構(gòu)推進(jìn)的反力由襯砌環(huán)承擔(dān)。盾構(gòu)施工前應(yīng)先修建一豎井，在豎井處安裝盾構(gòu)，盾構(gòu)開(kāi)挖出的土體由豎井通道送出地面。盾構(gòu)施工法之所以能在各國(guó)迅速發(fā)展，主要是它具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、可在盾構(gòu)支護(hù)下安全地開(kāi)挖、襯砌。

2、掘進(jìn)速度快。盾構(gòu)的推進(jìn)、出土、拼裝襯砌等全過(guò)程可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化作

業(yè)，施工勞動(dòng)強(qiáng)度低。

3、施工時(shí)不影響地面交通與設(shè)施，穿越河道時(shí)不影響航運(yùn)。

4、施工中不受季節(jié)，風(fēng)雨等氣候條件影響。

5、施工中沒(méi)有噪聲和振動(dòng)，對(duì)周圍環(huán)境沒(méi)有干擾。

6、在松軟含水地層中修建埋深較大的長(zhǎng)隧道往往具有技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面的優(yōu)越性。21世紀(jì)是信息技術(shù)突飛猛進(jìn)的時(shí)代,隧道工程建設(shè)也必將朝著信息化設(shè)計(jì)與施工的方向發(fā)展。目前,土木工程中計(jì)算機(jī)的應(yīng)用可以劃分為四個(gè)層次哪,第一層次是應(yīng)用一些通用軟件,如:DOS、WINDOWS、OFFICE、AUTOCAD等;第二層次是一些設(shè)計(jì)和施工中的專用軟件,如;PKPM、ZD一

6、FLAC、ANSYS、概預(yù)算軟件等;第三層次是使用綜合性施工軟件或系統(tǒng);第四層次是集成化的設(shè)計(jì)施工系統(tǒng)。目前開(kāi)發(fā)應(yīng)用的一些地下工程應(yīng)用軟件,大多數(shù)停留在第二層次和第三層次,而且在許多方面也有待于完善。研制開(kāi)發(fā)適應(yīng)新時(shí)期隧道工程建設(shè)的各種實(shí)時(shí)、快捷、準(zhǔn)確和網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)用軟件,己是必然趨勢(shì)。近年來(lái),工程監(jiān)測(cè)技術(shù)不斷朝自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化(可視化)和實(shí)時(shí)快速化的方向發(fā)展。隨著監(jiān)測(cè)技術(shù)、通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,研制開(kāi)發(fā)信息化設(shè)計(jì)與施工網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也勢(shì)在必行。該系統(tǒng)的主要目標(biāo)是利用監(jiān)測(cè)技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)及隧道設(shè)計(jì)、施工與管理技術(shù)建立一個(gè)集信息采集、分析處理、信息反饋為一體的局域網(wǎng)絡(luò),并通過(guò)Intemet實(shí)現(xiàn)業(yè)主方、監(jiān)理方、設(shè)計(jì)方與施工方之間的信息通訊以及對(duì)建設(shè)工程的實(shí)時(shí)監(jiān)控等。這些系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用必將對(duì)隧道工程建設(shè)的日趨規(guī)范化、信息化水平和建設(shè)效率的提高有重要的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)

[1]馮衛(wèi)星主編.鐵路隧道設(shè)計(jì).成都：西南交通大學(xué)出版社，2005.[2]黃成光主編.公路隧道.交通普通中等專業(yè)學(xué)校內(nèi)部試用教材2008.[3]劉建航等編著.盾構(gòu)法隧道.北京：中國(guó)鐵道出版社，1997.[4]鐵道部基建總局編.鐵路隧道新奧法指南.北京：中國(guó)鐵道出版社，2007.[5]鐵道隧道光面爆破技術(shù)規(guī)則.北京，中國(guó)鐵道出版社，2008.

第二篇：隧道工程課程設(shè)計(jì)及論文

《隧道工程》課程設(shè)計(jì)及論文

1、以青島擬建第二條海底隧道為例，對(duì)隧道選址、線路走向、長(zhǎng)度、埋深，斷面及坡道形式及功能進(jìn)行設(shè)計(jì)及研究

2、以山東科技大學(xué)日益增多的校園汽車所帶來(lái)的問(wèn)題為研究背景，擬規(guī)劃校園交通隧道，對(duì)隧道選址、線路走向、長(zhǎng)度、埋深，斷面及坡道形式及功能進(jìn)行設(shè)計(jì)及研究（可以包括地下停車場(chǎng)）

3、以更好的發(fā)展西海岸經(jīng)濟(jì)新區(qū)、加強(qiáng)各地域之間的聯(lián)系為例，來(lái)規(guī)劃小珠山隧道，對(duì)隧道選址、線路走向、長(zhǎng)度、埋深，斷面及坡道形式及功能進(jìn)行設(shè)計(jì)及研究

4、從各個(gè)方面比較青島海底隧道和廈門翔安海底隧道的異同點(diǎn)（包括選址、地質(zhì)情況、埋深、施工方法、造價(jià)、施工工期、斷面形式、路面形式、通風(fēng)形式、照明、內(nèi)裝、以及通車及收費(fèi)系統(tǒng)情況等），并且要寫(xiě)出你自己的體會(huì)，要求：

1、每人一題，可以是一個(gè)題目的某一個(gè)方面，也可以是多個(gè)方面；

2、可以是設(shè)計(jì)，也可以是研究；

3、字?jǐn)?shù)：3000字以上；

4、格式：以科技論文的格式，具體見(jiàn)附錄

第三篇：論文：隧道滲漏水技術(shù)總結(jié)

隧道滲漏水處理技術(shù)總結(jié)

摘要：通過(guò)大梅沙－鹽田坳隧道工程實(shí)例，介紹隧道二襯結(jié)構(gòu)滲漏水處理施工工藝及其應(yīng)用

關(guān)鍵詞：滲漏 堵漏 注漿

1、工程概況

大梅沙－鹽田坳共同溝隧道工程，全長(zhǎng)2666米，隧道內(nèi)安裝有Φ600PE給水管、Φ600夾砂玻璃鋼排水管、電信電纜橋架、隧道照明、隧道消防、監(jiān)控設(shè)備等。隧道初支Ⅰ類圍巖段設(shè)鋼拱架@0.7米，噴20CMC20混凝土；Ⅱ、Ⅳ類圍巖段Φ22錨桿掛網(wǎng)（Φ6@200mm）噴10CMC20混凝土。上述圍巖段地質(zhì)條件較差，地下水埋豐富，而地下水對(duì)混凝土有弱酸性腐蝕，對(duì)鋼筋混凝土中的鋼筋具有中等腐蝕。隧道二襯結(jié)構(gòu)滲漏水的處理是決定了結(jié)構(gòu)外觀質(zhì)量的關(guān)鍵。同時(shí)也保證了隧道內(nèi)所有設(shè)備、管線良好的運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境。通過(guò)采用堵漏與注漿相結(jié)合的施工技術(shù),通過(guò)認(rèn)真做好注漿、堵漏，保證防水工程的工程質(zhì)量。

2、滲漏水處理使用材料簡(jiǎn)要說(shuō)明 2.1 堵漏

堵漏材料：京湯水不漏、130瞬間止水劑等。

“金湯牌水不漏”是吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)開(kāi)發(fā)的高效防潮、抗?jié)B、堵漏材料，也是極好的粘結(jié)材料。分“緩凝型”、“速凝型”和“超速凝型”三種，均為單組份灰色粉料?！熬從汀敝饕糜诜莱薄⒎罎B；“速凝型”和“超速凝型”主要用于抗?jié)B、堵漏。其主要技術(shù)指標(biāo)：凝固時(shí)間：1~90分鐘；抗壓強(qiáng)度：30~40MPa；不透水性：>0.7MPa；其主要特點(diǎn)：快速帶水堵漏；迎背水面均可使用，施工簡(jiǎn)便；凝固時(shí)間可隔，防水粘貼均可。

130瞬間止水劑是一種不收縮，且具有膨脹性的遇水硬化之粉狀聚合物，加水即可使用。接著性很強(qiáng)，在水中或潮濕空氣養(yǎng)護(hù)條件下，固結(jié)體具有微膨脹性（膨脹率為1‰～3‰左右），以填塞所有孔隙達(dá)到防水功效，沒(méi)有氧化和收縮的現(xiàn)象。當(dāng)溫度不低于10°C時(shí)，可在46秒內(nèi)凝固，早期強(qiáng)度高，1小時(shí)強(qiáng)度達(dá)15Mpa，28天強(qiáng)度達(dá)40Mpa，后期強(qiáng)度繼續(xù)增大；使用年限與一般砼一樣長(zhǎng)久。2.2 注漿

注漿材料采用普通水泥和水玻璃。水玻璃為傳統(tǒng)注漿材料，對(duì)處理混凝土中細(xì)微裂縫有獨(dú)到的效果。

3、施工設(shè)計(jì)程序

二襯施工完畢后，進(jìn)行二襯墻滲漏水處理。隧道二襯一般在側(cè)墻起拱線以下的墻面上發(fā)生滲漏水現(xiàn)象。針對(duì)不同部位，采取不同的處理措施。墻面點(diǎn)狀、面狀滲漏水側(cè)重于堵漏施工，施工縫部位重于注漿施工，但均采用堵漏、注漿、引流相結(jié)合的施工工藝其施工工藝流程圖如下圖所示：

4、滲漏水處理施工工藝

4.1 檢查墻面，標(biāo)出滲漏水部位，根據(jù)滲漏水情況，確定處理方案。對(duì)于點(diǎn)及裂紋滲漏水的，采用鑿槽堵漏方案；對(duì)于面滲漏水的，視滲水輕重程度分別采用堵漏和注漿方案；對(duì)于施工縫的滲漏水，將采用注漿方案。但也不是絕對(duì)的，要根據(jù)具體情況，綜合分析漏水原因而采取最適宜的處理方案。4.2 堵漏施工工藝

4.2.1 對(duì)于裂縫滲漏水，沿裂縫剔鑿出寬深各為20mm、40mm的凹型槽，對(duì)于滲漏點(diǎn)，則以滲漏點(diǎn)為圓心鑿洞，孔洞直徑為10～30mm，深為20～40mm，孔洞盡量保持與基面垂直。另外，鑿連續(xù)墻槽縫要適當(dāng)加深加寬，按接縫兩邊的疏松程度而定。4.2.2 徹底清理并清洗凹型槽及孔洞；

4.2.3 取適當(dāng)量的堵漏材料加水拌制成泥狀，搓成條形或錐形，迅速將膠泥堵漏到槽(洞)中，并用力擠壓密實(shí)，保持45～60秒不動(dòng)。

4.2.4 對(duì)漏水情況嚴(yán)重的，將采用注漿施工方案。4.3 注漿、引流施工工藝

根據(jù)滲漏水情況，本站采取綜合注漿方案。4.3.1 傳統(tǒng)注漿工藝

注漿主要是在施工縫部位，該部位主要是由于澆筑混凝土?xí)r處在模板的端頭部位，部分施工縫處由于工人施工時(shí)操作不到位，混凝土不能完全密實(shí)填充，尤其在拱頂部位，這樣，該處的膨脹型止水條便起不到止水的作用，同樣，由于止水條安裝不規(guī)范，在施工縫整個(gè)斷面上，都會(huì)有漏水的可能，而這種情況也比較普遍，因此用采注漿的方法可達(dá)到較好的堵漏效果。(1)查滲漏點(diǎn)

將基層表面擦干，立即均勻撒一層干水泥，若表面有濕點(diǎn)或印濕線，即為漏水孔、縫，從而確定滲漏部位。(2)鑿眼及鉆孔

先以滲漏點(diǎn)為中心點(diǎn)鑿一直徑約100mm，深度約40mm的凹坑，再用沖擊鉆或?qū)Ｓ么蚩自O(shè)備，自滲漏點(diǎn)向砼內(nèi)打Φ20mm的孔Ⅰ，孔深200～300mm，以同樣的方法在同一斷面的拱頂部位打孔Ⅱ。如下圖所示：

(3)埋設(shè)注漿管：

采用Φ20mm水管（帶絲扣連接閥門）埋設(shè)，管口中心對(duì)正鉆眼位置。然后用凝結(jié)快（初凝8min,終凝15～20min）粘結(jié)好的環(huán)氧樹(shù)脂砂漿封管。封管時(shí)將表面鑿除部分全部封堵。(4)注漿

注漿管埋設(shè)1小時(shí)后方可注漿。采用雙液注漿泵泵注漿，注漿材料水泥水玻璃雙液漿，配比為水泥：水玻璃=1：1。注漿壓力為0.5Mpa，注漿系統(tǒng)如下圖所示：

注漿前，先用水代替漿液灌注，以檢查除注漿注管外其它部位是否有漏水現(xiàn)象，以免出現(xiàn)漏漿。試灌時(shí)記錄灌水量和灌水時(shí)間，為確定灌漿量和灌注壓力提供參考。注漿時(shí)，垂直縫應(yīng)按先下后上的順序進(jìn)行。注漿管接埋設(shè)好的注漿管Ⅰ，打開(kāi)注漿管Ⅱ閥門，灌漿開(kāi)始后，逐漸升壓，待注漿管Ⅱ出水后先不要封閉，見(jiàn)漿液后立即封閉其孔，仍繼續(xù)壓漿，使?jié){液沿著漏水通道推進(jìn)。并把注漿泵開(kāi)泵到規(guī)定壓力值，停泵。讓灰漿慢慢滲入，到表面壓力下降到0.1Mpa時(shí)，二次開(kāi)泵升到規(guī)定壓力值，如此反復(fù)進(jìn)行，直到壓力穩(wěn)定在規(guī)定壓力值不再下降為止。當(dāng)壓力解除后不再有漏水和滲水現(xiàn)象時(shí)，該處注漿完畢，移到下一注漿孔灌注。(5)拔管及封堵

注漿完成后，將注漿管沿孔根部用手砂輪割除，然后將孔口清刷干凈，孔底用130瞬間止水劑材料封堵，表面用1：2～1：2.5水泥砂漿抹平。

4.3.2 引流

對(duì)于墻面大面積滲水，這方面原因主要是二襯內(nèi)部防水板被破壞，而底板瀉水管堵塞，致二襯內(nèi)水位上升，便造成二襯混凝土大面積滲水，對(duì)于這種滲漏水情況的處理，主要是通過(guò)引流的方法加以處理。方法如下圖所示：

(1)、先在滲水區(qū)域的下部距潮濕印記邊緣300mm處，緊貼地板表面打兩個(gè)Ф32的瀉水孔，使二襯后的地下水得以排除；然后，在瀉水孔的下部底板上鑿一直徑10CM深10CM的積水坑，并在隧道底板上鑿10CM深寬5CM的溝槽，槽中埋Ф32PVC排水管，將墻底瀉水孔的水引至隧道排水溝中。

(2)、孔洞和溝槽的封堵，在墻腳瀉水孔與積水坑之間先用PVC盲溝材（大粒徑碎石也可）填充，在盲溝材上蓋一層土工布，防止砂漿堵塞盲溝材縫隙，孔洞先用京湯水不漏堵漏材料堵2～3CM厚一層，等水不漏凝固后，用1：2.5防水砂漿把孔洞部位及瀉水管槽抹面即可。4.3.3施工注意事項(xiàng)及安全措施 4.3.3.1注意事項(xiàng)：

(1)、所選用的輸漿管必須有足夠的強(qiáng)度；漿液在管內(nèi)流動(dòng)順暢。

(2)、注漿施工力求一次注好，對(duì)注漿量較大部位必須連續(xù)注注，設(shè)備的壓力和流量滿足施工需要。

(3)、注漿過(guò)程中要始終注意觀察注漿壓力和輸漿管的變化，當(dāng)泵壓驟增、注漿量減少，多為管路堵塞或被注物不暢，當(dāng)泵壓升不上去，進(jìn)漿量較大時(shí)，檢查漿液粘度和凝固時(shí)間。(4)、注漿過(guò)程中出現(xiàn)跑漿、冒漿，多屬封閉不嚴(yán)導(dǎo)致，當(dāng)出現(xiàn)此種情況應(yīng)停止注漿，重做封閉工作。4.3.3.2安全措施

(1)、注漿前嚴(yán)格檢查機(jī)具、管路及接頭的牢固程度，以防壓力爆破傷人。

(2)、操作人員在配制漿液和注漿時(shí)，要戴眼鏡、口罩、手套等勞保用品，以防止損傷眼睛和皮膚。

(3)、注漿時(shí)注漿管附近嚴(yán)禁站人，以防爆管、脫管傷人。

5、結(jié)束語(yǔ)：

通過(guò)施工實(shí)踐，采取上述施工技術(shù)，很好的控制了結(jié)構(gòu)的滲漏水現(xiàn)象，為同類隧道工程結(jié)構(gòu)的滲漏水處理積累了一些經(jīng)驗(yàn)。需要強(qiáng)調(diào)的是，關(guān)鍵是在二襯施工前的防水工程的施工質(zhì)量及混凝土的澆筑質(zhì)量，最大可能的做好防止?jié)B漏水的的施工關(guān)鍵工序。當(dāng)然沒(méi)有一種材料是百分之百可靠的，沒(méi)有一種施工方法是盡善盡美美的，只有在正確選材、合理施工，才能達(dá)到徹底防水的目的。參考文獻(xiàn)：

地下防水工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（ＧＢ ５０２０８—２００２）—— 中國(guó)工業(yè)出版社出版 《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》（ＧＢ ５０１０８—２００１）

—— 中國(guó)工業(yè)出版社出版 《建筑材料標(biāo)準(zhǔn)匯編——建筑防水材料２００３》——中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社出版

第四篇：隧道照明設(shè)計(jì)的軟件開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)的論文

摘要：目前國(guó)內(nèi)外沒(méi)有專門針對(duì)隧道照明設(shè)計(jì)的軟件。為實(shí)現(xiàn)隧道照明的自動(dòng)化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)一款專業(yè)的隧道照明設(shè)計(jì)軟件。軟件基于Winform框架進(jìn)行開(kāi)發(fā)。繪圖是軟件的核心功能，其中二維圖形采用GDI+繪制，三維部分使用C#語(yǔ)言封裝下的OpenGL圖形軟件接口實(shí)現(xiàn)。以VisualStudio為開(kāi)發(fā)工具，利用SQLite實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，軟件能使設(shè)計(jì)人員快速、準(zhǔn)確地制作設(shè)計(jì)方案，并進(jìn)行仿真模擬。經(jīng)過(guò)測(cè)試，軟件整體設(shè)計(jì)符合規(guī)范要求，能有效減少隧道照明設(shè)計(jì)人員的工作量。

關(guān)鍵詞：隧道照明；照明設(shè)計(jì)；GDI+；OpenGL

0引言

公路隧道是陸路交通體系中重要的組成部分，隧道照明設(shè)計(jì)作為光學(xué)、建筑學(xué)、信息學(xué)、交通安全等多個(gè)學(xué)科的交叉課題，是公路隧道設(shè)計(jì)過(guò)程中極其重要的環(huán)節(jié)。隧道照明設(shè)計(jì)過(guò)程中需考慮亮度、照度、均勻度、功率、可控性及安全性等設(shè)計(jì)參數(shù)[1]?，F(xiàn)階段我國(guó)對(duì)隧道照明的LED燈具設(shè)計(jì)與規(guī)劃，仍采用傳統(tǒng)散射光的配光設(shè)計(jì)，一般均為電氣設(shè)計(jì)工程師代為規(guī)劃，沒(méi)有專業(yè)照明設(shè)計(jì)人員[2]。專業(yè)隧道照明配光軟件是智能隧道技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展亟待滿足的重要需求。針對(duì)隧道照明應(yīng)用設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一款專業(yè)軟件，可以方便照明企業(yè)與設(shè)計(jì)院快速、準(zhǔn)確地制作設(shè)計(jì)方案，以便設(shè)計(jì)方選擇燈具的配光、功率進(jìn)行燈光布置。本軟件是基于Microsoft。NETFramework開(kāi)發(fā)環(huán)境，使用C#編程語(yǔ)言，基于Winform框架開(kāi)發(fā)的一款標(biāo)準(zhǔn)的Windows桌面應(yīng)用軟件，其中二維圖形繪制與輸出采用GDI+圖形設(shè)備接口，三維部分使用C#語(yǔ)言封裝下的OpenGL圖形軟件接口。軟件功能包括生成隧道的截面圖、截面燈光圖、縱向燈光圖和三維仿真圖，并能進(jìn)行隧道的分段亮度計(jì)算，生成隧道布燈圖。該軟件極大簡(jiǎn)化了整個(gè)隧道燈光設(shè)計(jì)過(guò)程，且整體設(shè)計(jì)符合規(guī)范要求，能有效減輕隧道配光師和隧道燈光安裝人員的工作強(qiáng)度。

1系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1。1系統(tǒng)總體架構(gòu)（1）總體架構(gòu)。軟件采用C#語(yǔ)言編寫(xiě)，是基于微軟。netframework框架的Winform桌面應(yīng)用程序[3]。（2）數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)。采用輕量級(jí)的SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)用戶權(quán)限信息、燈具信息和文件瀏覽歷史信息等。（3）繪圖與圖像輸出。軟件主要功能是實(shí)現(xiàn)各種仿真和布燈圖的繪制與輸出。繪圖主要是采用C#語(yǔ)言內(nèi)置的GDI+進(jìn)行繪制[4]，采用C#語(yǔ)言內(nèi)置圖形對(duì)象的輸出方法進(jìn)行輸出。（4）三維圖像的生成。軟件的三維圖采用SharpGL控件進(jìn)行繪制。該控件在底層封裝了OpenGL框架，能進(jìn)行三維建模[5]。1。2系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)根據(jù)軟件界面劃分的各模塊的主要功能如下：（1）登錄界面。該界面提供登錄功能，用戶輸入用戶名和密碼后，登錄系統(tǒng)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)用戶所屬類別，加載不同的功能頁(yè)面。同時(shí)還提供瀏覽模式，該模式無(wú)需密碼就能進(jìn)入系統(tǒng)，但是只提供打開(kāi)和瀏覽功能，不能進(jìn)行任何修改。（2）軟件主頁(yè)面。該界面提供打開(kāi)項(xiàng)目與新建項(xiàng)目的功能，點(diǎn)擊相應(yīng)按鈕即可進(jìn)入相應(yīng)功能，并且提供打開(kāi)項(xiàng)目歷史記錄的功能，可快速打開(kāi)最近打開(kāi)過(guò)的項(xiàng)目文件。（3）參數(shù)輸入界面。該界面的功能是讓用戶輸入隧道的基本參數(shù)、燈具的基本參數(shù)和燈具的布置參數(shù)還有項(xiàng)目相關(guān)信息等，為后續(xù)的仿真與設(shè)計(jì)提供基本的數(shù)據(jù)[6]。（4）隧道參數(shù)界面。該界面會(huì)展示前一界面輸入的各項(xiàng)參數(shù)，如需修改可在此界面進(jìn)行修改。后續(xù)也可在此界面展示其它界面中修改的隧道參數(shù)。（5）軟件功能主界面。在打開(kāi)項(xiàng)目或者新建項(xiàng)目輸入?yún)?shù)確認(rèn)后會(huì)進(jìn)入此界面界面左側(cè)有一列功能按鈕，點(diǎn)擊相應(yīng)功能按鈕即可進(jìn)入相應(yīng)功能，在界面右側(cè)顯示相應(yīng)功能的子界面。（6）隧道截面圖界面。該界面根據(jù)隧道基本參數(shù)自動(dòng)生成隧道的截面圖，并標(biāo)注各項(xiàng)基本參數(shù)，讓設(shè)計(jì)者對(duì)隧道有基本的直觀認(rèn)識(shí)。（7）隧道截面燈光圖界面。該界面根據(jù)燈具的布置參數(shù)自動(dòng)生成隧道的截面燈光仿真圖，用戶可根據(jù)此圖參照設(shè)計(jì)規(guī)范和實(shí)際需求對(duì)燈具布置參數(shù)進(jìn)行修改以滿足實(shí)際項(xiàng)目需求。（8）隧道縱向燈光圖界面。該界面根據(jù)燈具的布置參數(shù)自動(dòng)生成隧道的縱向燈光仿真圖，用戶可根據(jù)此圖參照設(shè)計(jì)規(guī)范和實(shí)際需求對(duì)燈具布置參數(shù)進(jìn)行修改以滿足實(shí)際項(xiàng)目需求。（9）分段亮度計(jì)算界面。該界面提供根據(jù)隧道照明設(shè)計(jì)規(guī)范自動(dòng)計(jì)算的各段亮度值，如果實(shí)際項(xiàng)目中需要對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，可在該界面中完成。（10）布燈圖界面。該界面根據(jù)隧道和燈具的各項(xiàng)參數(shù)自動(dòng)生成隧道的布燈圖并以矢量圖格式輸出，與布燈相關(guān)的各項(xiàng)參數(shù)能在此界面進(jìn)行修改。（11）隧道三維圖界面。該界面支持查看隧道的三維模型。（12）燈具數(shù)目統(tǒng)計(jì)界面。該界面支持對(duì)隧道布燈圖中所使用的燈具規(guī)格和數(shù)目的統(tǒng)計(jì)。（13）權(quán)限管理界面。該界面支持對(duì)當(dāng)前用戶密碼的修改，新建用戶和重置用戶密碼等功能。該界面與用戶權(quán)限相關(guān)聯(lián)。只有管理員賬戶才能使用全部功能。

2系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

為方便設(shè)計(jì)人員使用，本軟件采用基于C#語(yǔ)言的Winform框架進(jìn)行開(kāi)發(fā)，是一款標(biāo)準(zhǔn)的Windows桌面應(yīng)用程序，由于軟件功能模塊較多，只選取最核心的功能介紹系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。2。1隧道、燈具和其它輔助類建立由于C#是面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)語(yǔ)言，所以在正式功能算法實(shí)施之前，先要進(jìn)行模型也就是類的建立。類就是對(duì)具有相同數(shù)據(jù)元素和功能對(duì)象的抽象，實(shí)際上就是一種數(shù)據(jù)類型。類的構(gòu)成包括字段和函數(shù)。當(dāng)用戶新建項(xiàng)目時(shí)，要求用戶輸入隧道和燈具及燈具布置的相關(guān)參數(shù)，隧道參數(shù)包括[7]：車道寬度、左側(cè)檢修道寬度、右側(cè)檢修道寬度、建筑界限高度、隧道頂高、檢修道高度、隧道長(zhǎng)度、設(shè)計(jì)時(shí)速、縱坡、車道數(shù)、洞外亮度、通行方式、設(shè)計(jì)小時(shí)交通量等。燈具參數(shù)包括各分段燈具的功率、光效以及燈具利用系數(shù)、養(yǎng)護(hù)系數(shù)等。燈具安裝參數(shù)有基本燈安裝間距、燈具安裝高度、燈具與隧道中線的距離、安裝傾角、投射角、縱向投射角、布燈方式、出入口安裝余量等。對(duì)于所需的參數(shù)，都封裝到隧道類和燈具類中，然后再對(duì)其中需要處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行方法的封裝[8]。除了兩個(gè)核心類，軟件同時(shí)需要建立一些輔助仿真與繪圖的類，如三維圖繪制所需的向量計(jì)算類和攝像機(jī)類[9]。還有隧道相關(guān)計(jì)算需要的隧道工具類，管理項(xiàng)目和權(quán)限的項(xiàng)目類和用戶類等。2。2隧道截面圖與平面配光圖繪制各種二維圖形的繪制與輸出是本軟件的核心功能，采用圖形設(shè)備接口GDI+（GraphicsDeviceInterface）進(jìn)行二維圖形繪制。它是一組通過(guò)C++類實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用程序編程接口，主要負(fù)責(zé)在屏幕和打印設(shè)備輸出有關(guān)信息。具體編程流程是：先創(chuàng)建一個(gè)圖形對(duì)象（Graphics），然后通過(guò)面向?qū)ο蟮木幊谭绞秸{(diào)用它的各種方法，如Draw—Line（Penpen、Pointpt1、Pointpt2），DrawElilpse（Penp、floatx、floaty、floatwidth、floatheight），實(shí)現(xiàn)圖形繪制[10]。對(duì)于隧道建筑建模而言，隧道的走線及凈空斷面是模型的關(guān)鍵，走線指決定隧道長(zhǎng)度及方向隧道縱向的主軸中心線凈空斷面決定隧道的外形結(jié)構(gòu)。由于燈具屬于隧道內(nèi)建筑，還需要考慮隧道的建筑界限[11]。根據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》關(guān)于隧道截面設(shè)計(jì)圖的規(guī)定，軟件通過(guò)GDI+接口進(jìn)行編程繪制隧道的截面圖。同時(shí)要根據(jù)輸入的燈具布置參數(shù)如投射角、安裝傾角燈進(jìn)行隧道配光的仿真，包括截面與縱向燈光的配光仿真，其主要意義是驗(yàn)證配光的均勻性，同時(shí)使設(shè)計(jì)能滿足一些其它配光上需要考慮的因素，如隧道配光要求燈光能照射到隧道側(cè)壁兩米高的范圍，這樣能通過(guò)側(cè)壁反射，提高路面大概10%亮度。2。3隧道分段亮度計(jì)算隧道照明是隧道各項(xiàng)設(shè)計(jì)中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，通常一個(gè)隧道的最低亮度由其車流量和設(shè)計(jì)時(shí)速?zèng)Q定[12]。由于人眼對(duì)光學(xué)的適應(yīng)性是一個(gè)逐步的過(guò)程，所以從交通安全角度上，隧道被分為入口段、過(guò)渡段、中間段和出口段，從亮度角度而言先逐級(jí)遞減，后逐級(jí)增加。《公路隧道照明設(shè)計(jì)細(xì)則》中對(duì)各個(gè)分段的亮度進(jìn)行了詳細(xì)的建議性規(guī)定，軟件可根據(jù)用戶輸入的參數(shù)對(duì)隧道進(jìn)行自動(dòng)分段，并根據(jù)《公路隧道照明設(shè)計(jì)細(xì)則》計(jì)算出各段的亮度值，某些情況下設(shè)計(jì)師希望改變亮度值，軟件也提供了修改各段亮度的功能，以方便調(diào)整后續(xù)的布燈操作。2。4隧道布燈圖繪制與輸出隧道布燈圖繪制是該軟件最核心的功能，它能直接指導(dǎo)隧道布燈工作[13]。隧道燈分為基本燈與加強(qiáng)燈，各個(gè)分段都要布置基本燈，基本燈布燈間距可根據(jù)規(guī)定算出參考值，設(shè)計(jì)師也可手動(dòng)修改其值，一般除了中間段，其它分段都要布置加強(qiáng)燈，可根據(jù)計(jì)算出的各段亮度值、燈具的布置系數(shù)，結(jié)合《公路隧道照明設(shè)計(jì)細(xì)則》中的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算：Eav=ηφΜωWS由上式可得出各段的加強(qiáng)燈間距和各段基本燈間距內(nèi)加強(qiáng)燈的個(gè)數(shù)。如果設(shè)計(jì)師需要修改各段基本燈間距內(nèi)加強(qiáng)燈的個(gè)數(shù)，也可手動(dòng)修改。繪圖時(shí)同時(shí)要考慮隧道的布燈方式，布燈方式主要有：中線布置、中線側(cè)偏布置、兩側(cè)對(duì)陣布置、兩側(cè)交錯(cuò)布置4種，繪制時(shí)可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇，布燈同時(shí)需要考慮一些其它條件，如入口段布燈通常比較密集，可以選擇將入口段的燈具布成兩排，這也是設(shè)計(jì)師通常會(huì)采用的布燈方式。隧道出口和入口一般會(huì)留有一定的余量不進(jìn)行布燈，繪制布燈圖時(shí)也要考慮該因素[14]。隧道布燈圖要進(jìn)行一些標(biāo)注，比如要標(biāo)注各分段名稱及其長(zhǎng)度、各分段加強(qiáng)燈的間距、出入口余量長(zhǎng)度、行車方向，同時(shí)還要區(qū)分加強(qiáng)燈與基本燈。繪圖時(shí)采用GDI+圖形設(shè)備接口進(jìn)行編程，輸出時(shí)采用windows的矢量圖格式emf進(jìn)行輸出，可以方便后期的編輯與使用。2。5隧道三維圖繪制首先運(yùn)用OpenGL建模功能。OpenGL雖然提供基本的點(diǎn)、線、多邊形的繪制函數(shù)與一部分復(fù)雜空間體及其組合，然而面對(duì)具有復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)的隧道，無(wú)法直接使用函數(shù)進(jìn)行繪制[15]。使用OpenGL以頂點(diǎn)為圖元，以空間多邊形為空間體的各個(gè)面，可以避免凹多面體不能被函數(shù)直接表示的問(wèn)題，以基本幾何圖形尤其是矩形為基礎(chǔ)繪制隧道形狀。然后運(yùn)用OpenGL中的紋理映射、材質(zhì)的光反射設(shè)置、環(huán)境光源設(shè)置，完成對(duì)隧道內(nèi)地面、檢修道、隧道墻壁的材質(zhì)、紋理等的渲染，使三維場(chǎng)景可以模擬現(xiàn)實(shí)中的隧道外形。OpenGL提供視點(diǎn)變化、視角變換、模型變換、投影變換等函數(shù)。利用攝像機(jī)類中封裝好的的變換可以在模擬隧道中任意改變觀察者位置，轉(zhuǎn)變視線方向。利用封裝方法可以初始化自己的視點(diǎn)，指定觀察角度、方向，也可以靜態(tài)地觀察圖像。通過(guò)這些方式，可以實(shí)現(xiàn)在模擬隧道中自由漫游，方便對(duì)模擬隧道進(jìn)行多角度全方位的觀察[16]。OpenGL中封裝了計(jì)算光照強(qiáng)度和光照方向的算法，其中以平行光和二次衰減光為主，可以利用其確定光源位置、光源屬性等接口完成方法的封裝。通常由于第一個(gè)光源與其它光源有一定設(shè)置差距，經(jīng)常被用作整體環(huán)境光源，在本文即為自然光源（洞外亮度L20（S））。完成光源設(shè)置后，根據(jù)光源的屬性，以及隧道外觀的材質(zhì)屬性可得到隧道內(nèi)部呈現(xiàn)的亮度，場(chǎng)景中光強(qiáng)的調(diào)節(jié)通過(guò)改變光源屬性中的RGBA分量實(shí)現(xiàn)。

3系統(tǒng)測(cè)試

軟件安裝后，通過(guò)桌面圖標(biāo)打開(kāi)軟件，進(jìn)入登錄界面，輸入默認(rèn)的管理員賬號(hào)與密碼，點(diǎn)擊登錄能正常進(jìn)入軟件主界面，當(dāng)輸入了錯(cuò)誤的用戶名或密碼后，將提示密碼錯(cuò)誤，不能進(jìn)入軟件。進(jìn)入軟件主界面后能選擇是新建項(xiàng)目還是打開(kāi)已保存的項(xiàng)目，還能快速打開(kāi)已記錄的歷史項(xiàng)目。當(dāng)選擇新建項(xiàng)目后，進(jìn)入?yún)?shù)輸入界面；當(dāng)輸入符合軟件校驗(yàn)規(guī)則的參數(shù)后可進(jìn)入軟件的功能主界面，當(dāng)輸入的參數(shù)不符合預(yù)設(shè)規(guī)則時(shí)，軟件會(huì)給出相應(yīng)提示。軟件功能主界面默認(rèn)顯示隧道的屬性頁(yè)面。主界面左側(cè)列出各個(gè)子功能界面的按鈕。

4結(jié)語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于C#和Winform框架的隧道照明設(shè)計(jì)軟件，功能包括生成隧道的截面圖、截面燈光圖、縱向燈光圖和三維仿真圖，并能計(jì)算隧道的分段亮度，生成并輸出隧道布燈圖，經(jīng)過(guò)多次測(cè)試及工程師試用證明，該軟件能大幅簡(jiǎn)化整個(gè)隧道的燈光設(shè)計(jì)過(guò)程，且整體設(shè)計(jì)符合規(guī)范要求，能有效減輕隧道配光師和隧道燈光安裝人員的工作量。

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第五篇：隧道抗震設(shè)計(jì)研討論文

北京地鐵１０號(hào)線車站的工程背景，引用相關(guān)文獻(xiàn)提出的剛度折減理論，探索對(duì)結(jié)構(gòu)損傷缺陷的簡(jiǎn)化描述；同時(shí)基于數(shù)值模擬仿真，研究其在不同運(yùn)營(yíng)階段的地震動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律。目的是為了揭示地鐵隧道在疲勞損傷積累作用下的抗震動(dòng)力學(xué)機(jī)理，并為進(jìn)一步合理地改進(jìn)和優(yōu)化地鐵隧道等地下結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工、地下結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的制定提供一定的參考依據(jù)。

初始損傷缺陷的描述與長(zhǎng)期累積效應(yīng)表達(dá)

根據(jù)相關(guān)的試驗(yàn)及文獻(xiàn)研究，在長(zhǎng)期的荷載及環(huán)境腐蝕等作用下，結(jié)構(gòu)的劣化過(guò)程是由于諸如微裂縫、微孔洞等這樣的初始損傷缺陷隨運(yùn)營(yíng)時(shí)間的增加在不斷發(fā)展，最后導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效。事實(shí)上，對(duì)于既有地鐵隧道而言，引起結(jié)構(gòu)初始損傷缺陷的因素是多方面的，初始損傷缺陷的定義也是多方面的。例如，可以定義為施工質(zhì)量方面導(dǎo)致的初始缺陷、工后運(yùn)營(yíng)過(guò)程中由于沉降導(dǎo)致的初始缺陷以及受鄰近或穿越施工影響帶來(lái)的初始缺陷等等。為了保證隧道結(jié)構(gòu)在運(yùn)營(yíng)期間的安全，地鐵隧道結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)動(dòng)載作用下隨時(shí)間的動(dòng)力響應(yīng)及初始缺陷的演變機(jī)理在不斷得到人們的關(guān)注，尤其是初始缺陷長(zhǎng)期累積作用下結(jié)構(gòu)的抗震動(dòng)力學(xué)行為。這里不妨采用前人文獻(xiàn)試驗(yàn)研究，采用剛度折減理論來(lái)體現(xiàn)隧道結(jié)構(gòu)襯砌初始缺陷及其在列車不同運(yùn)營(yíng)階段的抗震動(dòng)力特性。

力學(xué)模型與計(jì)算參數(shù)

１工程背景

本文以１０號(hào)線雙井車站由于列車振動(dòng)所引起的隧道襯砌結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)為研究背景。１０號(hào)線雙井站為地下三層兩跨（局部三跨）島式站臺(tái)車站，全長(zhǎng)１８１．０ｍ。車站地下一層為設(shè)備層，地下二層為站廳層，地下三層為站臺(tái)層。車站南、北兩段為地下三層明挖結(jié)構(gòu)，中間段為地下一層暗挖結(jié)構(gòu)。在圖１中可以看出，北側(cè)三層結(jié)構(gòu)與中間暗挖段及中間暗挖段與南側(cè)三層結(jié)構(gòu)之間均有寬２０ｍｍ的變形縫。由于變形縫的存在，因此，構(gòu)想以變形縫為界，只考慮對(duì)雙井站中間暗挖段結(jié)構(gòu)襯砌進(jìn)行動(dòng)力響應(yīng)分析。此舉目的在于，變形縫起著減振的作用，三段結(jié)構(gòu)彼此振動(dòng)影響不大；建立模型時(shí)能使計(jì)算單元的數(shù)量大大減少，即提高了計(jì)算運(yùn)行速度，又能得到較理想的計(jì)算精度。

２基于ＦＬＡＣ３Ｄ地震響應(yīng)的三維模型的建立

考慮到邊界效應(yīng)和地下結(jié)構(gòu)開(kāi)挖所影響的范圍，整體模型截取范圍為６１．３ｍ×５９．２４ｍ×４１．５５ｍ的土體。網(wǎng)格大小劃分滿足Ｋｕｈｌｅｍｅｙｅｒ和Ｌｙｓｍｅｒ通過(guò)模型的波傳播精度的表達(dá)式，就是單元的空間尺寸ΔＬ，必須小于與輸入波的最大頻率相應(yīng)的波長(zhǎng)的１／８～１／１０。１０號(hào)線雙井站模型示意圖如圖２所示。

３模型邊界條件及計(jì)算參數(shù)的確定

根據(jù)北京地鐵１０號(hào)線雙井站的地質(zhì)資料，將土體視為均勻介質(zhì)，并取土性參數(shù)的加權(quán)平均值作為計(jì)算參數(shù)。計(jì)算中采用不同的本構(gòu)模型模擬不同的材料，對(duì)于各層土體采用莫爾－庫(kù)侖（Ｍ－Ｃ）本構(gòu)模型，隧道襯砌應(yīng)用線彈性本構(gòu)模型。襯砌混凝土力學(xué)參數(shù)如下：密度為２．５ｇ／ｃｍ３，剪切模量為１５．２８ＧＰａ，體積模量為１１．４６ＧＰａ。靜力計(jì)算時(shí)，模型四周分別約束相應(yīng)的水平向位移，底部為豎向固定、水平自由的邊界，上表面為自由邊界。在設(shè)置動(dòng)力邊界條件及阻尼前，應(yīng)將靜力計(jì)算模型中的初始位移及初始速度設(shè)置為０。動(dòng)力計(jì)算時(shí)，在模型四周邊界上施加自由場(chǎng)邊界條件，底部邊界取為靜態(tài)邊界，上表面為自由邊界。模型采用瑞麗阻尼機(jī)制，使用時(shí)需要考慮兩個(gè)參數(shù)，即自振頻率和阻尼比。自振頻率的確定是使模型不設(shè)置阻尼，在重力作用下求解一定的步數(shù)，使模型產(chǎn)生振蕩，分析模型關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)響應(yīng)，使其完成至少一個(gè)周期振蕩。本文求解的振蕩周期為０．０９ｓ，由此計(jì)算出自振頻率為１１．１１Ｈｚ。阻尼比的確定是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)方法，選取巖土體的阻尼比參數(shù)為０．００５。

４地震波的選擇

因工程建筑場(chǎng)地類別為Ⅱ類，且北京按８度設(shè)防，所以本文采用比較著名的埃爾森特（ＥＩＣＥＮ－ＴＲＯ）波，截取包括峰值加速度在內(nèi)的５ｓ段進(jìn)行分析，峰值加速度為１．９６ｍ／ｓ２，滿足建設(shè)部頒發(fā)的《關(guān)于統(tǒng)一抗震設(shè)計(jì)規(guī)范地面運(yùn)動(dòng)加速度設(shè)計(jì)取值的通知》規(guī)定的８度設(shè)防?。埃玻恚螅布铀俣确逯档囊?。由于輸入的ＥＩ波為頻率范圍很廣的離散載荷形式，因此在地震反應(yīng)分析中對(duì)ＥＩ波中的高頻波進(jìn)行濾波處理，以提高計(jì)算精度。圖３為濾波前后加速度時(shí)程曲線的對(duì)比圖。本文采用地震過(guò)程中對(duì)結(jié)構(gòu)破壞最大的橫波（Ｘ方向傳播）和縱波（Ｚ方向傳播）共同作用于地下結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震性能研究。依據(jù)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定的水平向地震荷載設(shè)計(jì)譜乘以某一固定系數(shù)作為豎向設(shè)計(jì)抗震的說(shuō)明，本文取豎向設(shè)計(jì)荷載為水平向的２／３。

地震動(dòng)力響應(yīng)分析

考慮在不同階段下的３種工況對(duì)地鐵車站結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震性能分析。在大量隧道震害調(diào)查中，發(fā)現(xiàn)隧道拱頂、拱肩及仰拱位置為薄弱部位，因此選取地鐵結(jié)構(gòu)襯砌的拱頂、拱肩和仰拱的Ｘ，Ｚ方向位移和應(yīng)力進(jìn)行全程監(jiān)測(cè)，研究在地震荷載作用下各運(yùn)營(yíng)階段的位移、大小主應(yīng)力的時(shí)程曲線規(guī)律。

１位移時(shí)程分析

采用剛度折減理論對(duì)不同運(yùn)營(yíng)階段的隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力響應(yīng)數(shù)值分析，部分結(jié)果如圖４～圖６所示。數(shù)值結(jié)果表明，隧道結(jié)構(gòu)各控制點(diǎn)的位移波動(dòng)趨勢(shì)具有極大的相似性，說(shuō)明了隧道結(jié)構(gòu)在地震動(dòng)力作用下的整體性；位移曲線和地震波的波形基本一致，因此時(shí)程曲線主要取決于輸入地震波的特性；各控制點(diǎn)的豎向位移比水平位移要小，這是因?yàn)檩斎氲呢Q向地震動(dòng)加速度小于水平地震動(dòng)，并且豎向變形受到土體及結(jié)構(gòu)自重的約束較為明顯；在３種不同剛度下，各控制點(diǎn)的位移均呈現(xiàn)出隨剛度的減小反而增大的趨勢(shì)，如在水平地震作用下，１００％剛度下控制點(diǎn)（拱頂）的位移最大值為０．１５１ｍ，８０％剛度下變?yōu)椋埃保担矗?，６５％剛度下為０．１５７ｍ，較１００％剛度分別增大了１．９％和３．９％，這說(shuō)明經(jīng)長(zhǎng)期損傷積累致使隧道襯砌剛度減小，增加了隧道變形破壞的風(fēng)險(xiǎn)。

２應(yīng)力時(shí)程分析

在地震動(dòng)力響應(yīng)作用下，可以得到不同剛度條件下隧道結(jié)構(gòu)在列車不同運(yùn)營(yíng)階段的大小主應(yīng)力時(shí)程效應(yīng)，部分結(jié)果如圖７和圖８所示。數(shù)值結(jié)果表明，在列車運(yùn)營(yíng)不同階段即不同剛度下應(yīng)力時(shí)程曲線呈現(xiàn)出隨剛度的減小而隨之減小，但各控制點(diǎn)時(shí)程曲線趨勢(shì)一致，可見(jiàn)，剛度變化與其曲線變化趨勢(shì)無(wú)關(guān)。其中在８０％剛度及６５％剛度時(shí)拱肩的最大主應(yīng)力分別較１００％剛度下降了９％和１５％，而最小主應(yīng)力分別下降了４．７％和９．９％；仰拱的最大主應(yīng)力分別較１００％剛度下降了１．６％和５％，對(duì)應(yīng)的最小主應(yīng)力分別下降了２．９％和６．７％；拱頂?shù)淖畲笾鲬?yīng)力分別較１００％剛度下降了８．３％和１８．６％，同時(shí)最小主應(yīng)力分別下降了４．４％和８．７％?？梢?jiàn)，各控制點(diǎn)隨著剛度的減小而出現(xiàn)不同程度的內(nèi)力衰減，最大主應(yīng)力及最小主應(yīng)力均為負(fù)值，說(shuō)明各控制點(diǎn)以壓應(yīng)力的形式出現(xiàn)；柱頂隨剛度的衰減其表現(xiàn)形式最明顯，主應(yīng)力時(shí)程曲線隨著剛度的衰減均比其余控制點(diǎn)應(yīng)力時(shí)程曲線差異明顯，說(shuō)明剛度的大小對(duì)柱頂?shù)膬?nèi)力影響最大；從大小主應(yīng)力的表現(xiàn)看，仰拱所承受的內(nèi)力應(yīng)是最大的，因此此處是車站在地震作用下易出現(xiàn)應(yīng)力集中導(dǎo)致破壞的位置，應(yīng)進(jìn)行注漿加固等處理措施，使其與自身結(jié)構(gòu)剛度相匹配，提高抗震能力。

３塑性區(qū)分析

在靜載或者動(dòng)載激勵(lì)作用下，車站結(jié)構(gòu)周圍土體破壞導(dǎo)致其所受影響最為直觀的表現(xiàn)為土體產(chǎn)生下陷、震陷、隆起表錯(cuò)、甚至塌方等現(xiàn)象，在數(shù)值模擬計(jì)算中較為直觀地表現(xiàn)出其周邊土體破壞程度大小的為該模型的塑性區(qū)大小。其中圖９中ｎｏｎｅ表示始終處于彈性狀態(tài)；ｓｈｅａｒ－ｐ表示彈性，但之前曾剪切破壞；ｓｈｅａｒ－ｎ表示正在剪切破壞。在車站結(jié)構(gòu)３種運(yùn)營(yíng)階段狀態(tài)下即３種不同剛度下車站結(jié)構(gòu)受震后周圍土體的塑性區(qū)分布模型圖如圖９所示。由圖９可知，車站結(jié)構(gòu)周邊土體出現(xiàn)了不同程度剪切破壞，并且主要發(fā)生在車站結(jié)構(gòu)周邊及地面附近區(qū)域；在３種不同剛度下，其車站周邊土體塑性區(qū)隨著剛度的減小而減小。這說(shuō)明隧道襯砌剛度越小，則與其周邊土體的剛度越加匹配，兩者產(chǎn)生了相對(duì)變形，使其更難到達(dá)塑性變形。也就是說(shuō)，隧道襯砌因剛度的減小而產(chǎn)生變形增大，增加了其變形破壞的程度

結(jié)語(yǔ)

采用ＦＬＡＣ３Ｄ對(duì)隧道結(jié)構(gòu)在不同運(yùn)營(yíng)階段的地震動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行數(shù)值模擬，初步得到以下結(jié)論。（１）隧道結(jié)構(gòu)各控制點(diǎn)的位移波動(dòng)趨勢(shì)具有極大的相似性，隧道結(jié)構(gòu)在地震動(dòng)力作用下具有整體性，時(shí)程曲線主要取決于輸入地震波的特性，在３種剛度作用下，其位移時(shí)程曲線隨著剛度的減小而響應(yīng)值卻增大。這說(shuō)明隨著剛度的減小，襯砌結(jié)構(gòu)在控制變形方面是不利的，增加了變形破壞的風(fēng)險(xiǎn)。（２）各控制點(diǎn)的大小主應(yīng)力時(shí)程曲線均呈現(xiàn)出隨剛度的減小而隨之減小的變化，因?yàn)閯偠葴p小即柔度增加，使其結(jié)構(gòu)內(nèi)力變小，但需結(jié)合靜力變形條件，否則就會(huì)出現(xiàn)局部應(yīng)力集中，導(dǎo)致發(fā)生破壞。隧道仰拱位置為地震作用下容易導(dǎo)致破壞的位置，應(yīng)進(jìn)行注漿加固等處理措施，使其與自身結(jié)構(gòu)剛度相匹配，提高抗震能力；柱頂隨剛度的衰減其表現(xiàn)形式最明顯，說(shuō)明剛度的變化對(duì)柱頂影響最大。（３）隧道周邊土體易發(fā)生剪切破壞，其塑性區(qū)分布隨著剛度的減小而減小。這說(shuō)明地下結(jié)構(gòu)中土體與結(jié)構(gòu)是整體運(yùn)動(dòng)的，隧道襯砌剛度越小，則與其周邊土體的剛度越加匹配，兩者產(chǎn)生了相對(duì)變形，使其更難到達(dá)塑性變形，隧道襯砌因剛度的減小而變形增大，增加了其變形破壞的程度。