公路工程安全生產(chǎn)技術(shù)

公路工程安全生產(chǎn)技術(shù)近年來(lái)，隨著我國(guó)公路建設(shè)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，安全生產(chǎn)技術(shù)也在不斷完善和提高。尤其是在路基高邊坡施工工程安全控制技術(shù)、長(zhǎng)大隧道施工的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)以及地質(zhì)災(zāi)害控制等方面都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展。第一節(jié)路基高邊坡施工安全專項(xiàng)施工方案路基施工中，高邊坡的安全控制技術(shù)始終是作為安全控制中的重要一環(huán)，本節(jié)以某路基高邊坡施工工程安全專項(xiàng)施工方案作為一個(gè)案例介紹路基高邊坡施工應(yīng)該注意的問(wèn)題。一、工程概況：國(guó)家重點(diǎn)二廣高速公路XXX施工段，起點(diǎn)位于XX省XX縣境內(nèi)，是交通部規(guī)劃的國(guó)家重點(diǎn)公路XX至XX國(guó)家高速公路的重要組成部分，同時(shí)也是XX省“三縱六橫”公路骨架中第二縱的一段。XX高速公路XXX施工段(K78+500～K900+1000)，位于某市境內(nèi)，起于XX村K80+700，終于XXXX村，全長(zhǎng)13km。設(shè)計(jì)路基寬度26m，車速100km/h，雙向四車道，荷載等級(jí)公路-I級(jí)。全施工段主要工程有：挖方：路基土方39.087萬(wàn)m3；石方65.862萬(wàn)m3；填方合計(jì)108萬(wàn)m3。二、編制依據(jù)：1、交通部《公路工程施工安全技術(shù)規(guī)程》（JTJ076--95）2、《建設(shè)工程安全生產(chǎn)管理?xiàng)l例》中華人民共和國(guó)國(guó)務(wù)院令第393號(hào)。3、《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》4《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》三、施工技術(shù)方案（一）深挖路塹施工方案本合同段地形起伏大，挖方一般較深，且挖方集中。工作面較小，技術(shù)要求高，施工環(huán)境復(fù)雜，施工難度大，必須做到精心組織，精心施工。深挖路塹施工工藝流程見(jiàn):深挖路塹施工工藝流程圖。注意事項(xiàng)：1、深路塹開(kāi)挖除要求符合土石方開(kāi)挖的要求外，在施工前應(yīng)詳細(xì)復(fù)查設(shè)計(jì)圖紙所確定的深挖路塹地段及路塹邊坡的工程地質(zhì)資料，編制實(shí)施性施工方案。2、由于深挖路塹的邊坡較高不易控制坡率，因此在施工前必須在坡口位置，先測(cè)量放樣出坡口樁，經(jīng)復(fù)核后沿坡口開(kāi)挖出一條0.2m×0.2m的坡口溝（若巖石裸露則采用紅油漆等標(biāo)注），以防施工中邊坡錯(cuò)位。3、施工時(shí)及時(shí)做好排水工作，按設(shè)計(jì)要求開(kāi)挖截水溝，盡量完成鋪砌工作，攔截地面水。對(duì)易滑坡、坍塌地段，加強(qiáng)觀測(cè)并及時(shí)作好防護(hù)措施。4、根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的地形，采用以下兩種開(kāi)挖方案：（1）、當(dāng)深挖方地段沿路線縱向地形相對(duì)較緩，則采用自卸汽車配合挖掘機(jī)直接開(kāi)挖。沿路線方向開(kāi)施工便道，便道縱坡應(yīng)保證自卸汽車空車在正常情況下能順利爬到坡頂，為施工安全，在路線左右幅各開(kāi)一條施工便道，上下汽車分道行駛。挖掘機(jī)從高至低分層分幅開(kāi)挖，每層開(kāi)挖深度控制在3~4m，每幅寬度控制在8~10m。具體的開(kāi)挖順序見(jiàn):路塹開(kāi)挖順序圖。（2）、當(dāng)深挖方地段沿路線縱向地形相對(duì)較陡，汽車無(wú)法抵達(dá)時(shí)，則利用推土機(jī)將山頂降低5~6m，再利用挖掘機(jī)開(kāi)挖；在汽車可以抵達(dá)的位置處設(shè)一工作平臺(tái)，用推土機(jī)將山頂?shù)耐镣浦疗脚_(tái)處，挖掘機(jī)或裝載機(jī)裝車。挖至挖掘機(jī)能夠裝車的位置后，再用第一種方法施工。無(wú)論采用那種方法，施工都必須嚴(yán)格控制邊坡坡率，在坡口處設(shè)置明顯標(biāo)志，以防侵線。邊坡修整時(shí)預(yù)留0.3m用人工修整。每降低兩層重新測(cè)量放樣。在開(kāi)挖過(guò)程發(fā)現(xiàn)土質(zhì)變化較大時(shí)，應(yīng)暫停施工，并及時(shí)報(bào)告監(jiān)理工程師是否進(jìn)行地質(zhì)補(bǔ)勘或修改邊坡坡率。5、挖至土石分界線時(shí)，經(jīng)監(jiān)理工程師現(xiàn)場(chǎng)確定后，按石方爆破施工。6、當(dāng)挖到邊坡平臺(tái)位置時(shí)，采用機(jī)械整平后，在施放的坡口樁位置往下繼續(xù)開(kāi)挖。7、深路塹路基施工遇到雨季時(shí)，對(duì)已開(kāi)挖的邊坡及時(shí)用防水材料覆蓋，并修建一部分臨時(shí)排水設(shè)施，防止邊坡被沖刷。8、土石方調(diào)配本合同段施工線路較長(zhǎng)，施工場(chǎng)地窄，土石方調(diào)配數(shù)量大。在施工前，制定好合理可行的土方調(diào)配方案，根據(jù)調(diào)配方案配置好施工機(jī)械和施工順序。施工時(shí)能在本工段內(nèi)解決的，盡量在本段內(nèi)解決，盡量減少土方運(yùn)距，避免大量的借方及棄方。土石方調(diào)配按以下原則進(jìn)行：（1）挖方和填方基本達(dá)到平衡，盡量減少重復(fù)倒運(yùn)。（2）在滿足填土質(zhì)量的要求下進(jìn)行經(jīng)濟(jì)調(diào)配，做到挖方量和運(yùn)距的乘積最小，即總運(yùn)輸量最小。（3）選擇恰當(dāng)?shù)恼{(diào)配方向和運(yùn)輸線路，避免對(duì)流和倒流，便利機(jī)具調(diào)配和機(jī)械化施工。根據(jù)地形圖和路線縱斷面圖計(jì)算出各段土石方具體數(shù)量，據(jù)此繪制土石方調(diào)配圖，并于施工前28天將土石方調(diào)運(yùn)圖表報(bào)監(jiān)理審批。（二）石方爆破施工本合同段開(kāi)挖斷面有二種典型斷面，即半挖半填斷面的開(kāi)挖和全挖斷面的開(kāi)挖，對(duì)這二種典型施工路段，給予全挖斷面以爆破方案設(shè)計(jì)，石方爆破施工工藝見(jiàn):石方爆破施工工藝流程圖。1、爆破總體方案：根據(jù)不同施工斷面及巖性情況，并充分考慮工效及安全制定爆破方案見(jiàn):石方爆破總體設(shè)計(jì)方案表4-1。石方爆破總體設(shè)計(jì)方案表4-1項(xiàng)目類型半填半挖全挖斷面巖性風(fēng)化花崗巖風(fēng)化花崗巖爆破總體方案淺孔爆破淺路塹淺孔爆破，深路塹深孔爆破工作面方案分層橫向臺(tái)階方案分層縱向臺(tái)階方案“留靴”槽式塹溝方案爆破軟巖W＝1.1m，a＝1.2mW＝1.1m，a＝1.2m參數(shù)次堅(jiān)石W＝1.0m，a＝1.1mW＝2.6m，a＝2.6m鑿巖機(jī)76557655及KQDl00炮孔直徑Ф38mmФ38mm，Ф90mm炮孔深度≤2.0m2m，11~12m炸藥2＃巖石硝銨炸藥2＃巖`石炸藥及銨油炸藥起爆器材電毫秒雷管電毫秒雷管及導(dǎo)爆索2、半挖半填開(kāi)挖方案半挖半填斷面開(kāi)挖根據(jù)工作面情況，采用橫向臺(tái)階爆破法、縱向臺(tái)階爆破法以及邊坡的光面爆破方案：（1）分層橫向臺(tái)階爆破法分層橫向臺(tái)階爆破方案適用于挖方較窄處，且對(duì)飛石要求嚴(yán)格控制地段。爆破布眼方案見(jiàn):分層橫向臺(tái)階布眼圖。（2）分層縱向臺(tái)階爆破法分層縱向臺(tái)階爆破方案適合于地勢(shì)較平緩，離公路、河流較遠(yuǎn)路段，爆破布眼方案見(jiàn)：分層縱向臺(tái)階布眼圖。（3）邊坡開(kāi)挖按設(shè)計(jì)邊坡度采用光面爆破開(kāi)挖，孔徑d=38mm，炮眼間距a=500mm，光面厚度W=600mm，裝藥量0.20~0.30kg/m，布眼圖見(jiàn):光面爆破布眼圖。（三）深挖路塹開(kāi)挖方案1、施工順序深挖路塹路段總體施工順序見(jiàn):深挖路塹總體施工順序圖。首先沿預(yù)定路基外側(cè)向前形成一槽式塹溝（圖中I部分）；然后再爆破剩余部份（圖中II部分），即所謂“留靴”爆破見(jiàn):（“留靴”爆破最終效果圖），以阻止路基上部山體爆破巖石向下滾落。爆破II部分巖體時(shí)，采用微差控制爆破形式以控制爆破拋石方向。2、I部分巖體爆破參數(shù)的確定（1）塹溝寬度如:（“留靴”爆破最終效果圖），考慮便于汽車裝運(yùn)、鉆孔設(shè)備操作、爆破網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)等因素，挖掘成10m寬的塹溝。（2）炮孔直徑d如圖：（爆破參數(shù)示意圖），鑿巖設(shè)備采用KQDl00潛孔鉆，開(kāi)挖爆破與預(yù)裂爆破穿孔設(shè)備最好一致，以利于現(xiàn)場(chǎng)操作，擬采用d＝90mm，w＝2.6m，a＝2.6m。（3）布孔方式及微差間隔的確定，布孔形式采用等三角形布置，以利于炸藥能量均勻作用于巖石，實(shí)現(xiàn)理想的破碎效果，起爆順序依次為0~l~2~3~4，如：I部分巖體爆破孔起爆順序圖，首先起爆的炮孔位于上部山坡一側(cè)，以控制爆堆前移方向，改善破碎效果，降低爆破震動(dòng)。采用我國(guó)生產(chǎn)的毫秒微差雷管，排間時(shí)間間隔采用25ms。3、II部分巖體施工順序由于地形對(duì)爆破施工的影響，鉆孔機(jī)具，施爆順序必須考慮山體的坡度，II部分總體爆破施工順序見(jiàn)：II部分巖體臺(tái)階爆破順序圖，由上到下依次為1-2-3，每一部分又分為壓碴爆破和預(yù)裂爆破。4、邊坡控制方案為確保邊坡的穩(wěn)定，不產(chǎn)生超過(guò)和欠挖，邊坡采用光面爆破。在節(jié)理裂隙較發(fā)育地段及某些特殊地段采用預(yù)裂爆破。為獲得良好的光面效果，宜采用低密度、高體積威力炸藥，以減少炸藥爆轟波的破碎作用和延長(zhǎng)爆破氣體的膨脹作用時(shí)間，使爆破作用呈準(zhǔn)靜態(tài)狀態(tài)，擬采用國(guó)產(chǎn)2＃巖石專用光爆炸藥，以獲得預(yù)期效果。（1）光面爆破參數(shù)的確定參照國(guó)內(nèi)外巖石光面爆破施工經(jīng)驗(yàn)，光面炮孔參數(shù)確定如下：1）最小抵抗線W：W＝（0.5~0.8）H＝1.0~1.6m本工程中取W＝1.5m，式中H為階梯高度，此時(shí)取2.0m。2）炮孔間距：a＝b×W＝（0.6~0.8）×1.5＝0.9~1.2m，本工程取a＝1.1m3）光面炮孔裝藥量：Q＝q×a×w＝0.6×1.5×1.1＝0.99kg/m式中q一松動(dòng)爆破單位炸藥消耗量，取0.6kg/m3光面爆破示意圖見(jiàn)：光面爆破示意圖。（2）光面爆破裝藥結(jié)構(gòu)1）藥包制作：為保證在光面爆破時(shí)，不使藥包沖擊破碎炮孔壁，有必要在現(xiàn)場(chǎng)施工中采取措施使藥包位于炮孔中心，見(jiàn)：光面爆破裝藥結(jié)構(gòu)圖。將藥卷捆綁于竹桿上，各藥卷間用導(dǎo)爆索相連，藥包一端綁上起爆雷管即成。操作時(shí)將藥包置于孔內(nèi)，上部填塞好。2）、堵塞：良好的堵塞要保證高壓爆炸氣體不泄露所必須的堵塞長(zhǎng)度，取炮孔直徑的12~20倍，現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)孔間距和光面厚度適當(dāng)調(diào)整。（3）預(yù)裂爆破參數(shù)炮孔間距根據(jù)國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)取a=1.0m，裝藥密集系數(shù)取為3.5，裝藥量為：Q＝2.75[σ]0.53r0.38＝2.75[1200]0.53×450.38＝500g/m式中：[σ]一—巖石權(quán)限抗壓強(qiáng)度，取1200kg／cm2；r一—炮眼半徑45mm。預(yù)裂爆破裝藥結(jié)構(gòu)與光面爆破相同，但預(yù)裂縫一定要比主爆區(qū)超長(zhǎng)4.5~9m，比主爆孔提前75~150ms起爆，硬巖取小值，松軟巖石取大值。5、爆破塊度控制因石方爆破后部分作為填方材料，爆破塊度要求控制在10~35cm，為了達(dá)到良好的塊度要求，可采取如下措施：（1）根據(jù)實(shí)際巖性情況，不斷優(yōu)化炮孔參數(shù)；（2）采取壓碴擠壓爆破，即在施爆巖體前面依次留下2~4m厚前次爆破的巖碴，這樣有利于阻止施爆巖體前移和促使巖體充分破碎，見(jiàn)：壓渣爆破最終效果圖。（3）采用孔內(nèi)微差爆破技術(shù)，可加強(qiáng)孔底爆破作用，改善爆破效果，并且減震效果好。（4）工作面開(kāi)闊地帶，可采用格式布孔，對(duì)角微差起爆，其布眼方式、起爆順序見(jiàn)：格式布眼、對(duì)角微差起爆順序圖。這種起爆方式，巖石拋擲距離雙排間微差減少30％左右，大塊率可下降到o.9％并可大幅度降低地震效應(yīng)。6、爆破安全（1）爆破震動(dòng)根據(jù)《爆破安全規(guī)程》規(guī)定：對(duì)于一般磚房，非抗震的大型磚砌塊建筑物，震速V＜2~30m/s，建筑物距爆破點(diǎn)不小于50m，以此計(jì)算：V＝K（3√Q/R）a。式中：Q一—最大裝藥量(kg)；R一—距爆源中心距離(m)；K一—與介質(zhì)特性有關(guān)系數(shù)，取為180；a一—與地形，地質(zhì)等有關(guān)系數(shù)，取為1.8；由上述公式計(jì)算得Q＝136kg，可見(jiàn)，對(duì)于50m外的一般建筑物，當(dāng)某段起爆藥量達(dá)136kg時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)破壞。又由于爆源位于地勢(shì)高處，待保護(hù)建筑物位于山腳，實(shí)際的爆破震動(dòng)要比計(jì)算允許值低得多，因而本工程爆破震動(dòng)不是主危害。（2）爆破飛石爆破場(chǎng)地位于山坡上，極易產(chǎn)生爆破飛石，對(duì)于飛石距離的計(jì)算公式，我國(guó)常用經(jīng)驗(yàn)公式：R=20Kn2w=20×1.5×0.752×2.4=40.5m式中：K一—安全系數(shù)，與地形、風(fēng)向等有關(guān)，取1.5；n一—爆破作用指數(shù)，松動(dòng)爆破時(shí)取n＝0.75；W—一抵抗線，取W=2.4m；可見(jiàn)，爆破飛石在一般地段在控制范圍內(nèi)，但在某些要求高的路段還未達(dá)到要求，還必須采取如下措施：1）采用“V”型工作面；2）預(yù)留隔墻和“留靴”等方式；3）高壓線下石方爆破，采用松動(dòng)爆破并用茅柴覆蓋，防止飛石；4）山坡下部（河道上方）做好擋墻，阻擋滾石落入河道；5）施爆過(guò)程，根據(jù)具體情況調(diào)整藥量和布孔參數(shù)，保征良好的堵塞質(zhì)量，結(jié)合微差及壓碴爆破，保證巖石產(chǎn)生松動(dòng)破碎，而非拋擲爆破。7、爆破工作面組織根據(jù)本合同段路基開(kāi)挖高度及開(kāi)挖工程量，設(shè)立兩個(gè)作業(yè)面，兩個(gè)深孔、一個(gè)淺孔爆破作業(yè)點(diǎn)。（1）爆破設(shè)備配置1）淺孔鑿巖機(jī)臺(tái)班效率60m3/臺(tái)班，每個(gè)淺孔爆破作業(yè)點(diǎn)安排1臺(tái)鑿巖機(jī)作業(yè)。2）深孔鑿巖機(jī)臺(tái)班效率300m3/臺(tái)班，考慮與推土機(jī)之間的干擾，每個(gè)作業(yè)點(diǎn)配備2臺(tái)KQDl00型潛孔鉆，另還配備1臺(tái)用于淺孔7655型鑿巖機(jī)破碎大石塊及隔墻打眼爆破。（2）勞動(dòng)力配備：淺孔鑿巖機(jī)每臺(tái)配1臺(tái)機(jī)械手，1名助手；潛孔鉆每臺(tái)配2名機(jī)械手，2臺(tái)助手；爆破工每個(gè)作業(yè)面安排3人?？偣舶才盆弾r工11人，助手11人；爆破工6人。具體情況見(jiàn)：鑿巖爆破勞動(dòng)力安排表4-2。鑿巖爆破勞動(dòng)力安排表4-2項(xiàng)目作業(yè)點(diǎn)作業(yè)點(diǎn)數(shù)每個(gè)作業(yè)點(diǎn)鑿巖機(jī)數(shù)鑿巖工輔助工爆破工淺孔爆破1個(gè)1臺(tái)76551×1=1人1×1=1人1×2=2人深孔爆破作業(yè)點(diǎn)2個(gè)1臺(tái)76552臺(tái)KQDl002×2×2+2×1=10人2×2×2+2×1=10人2×2=4人8、主要設(shè)備材料需要量（1）主要設(shè)備需要量本合同段路基土石方爆破所需設(shè)備見(jiàn)：石方爆破主要設(shè)備表4-3。石方爆破主要設(shè)備表4-3序號(hào)名稱型號(hào)單位數(shù)量備注1潛孔鉆機(jī)KQDl00臺(tái)42淺孔鑿巖機(jī)7655臺(tái)33空壓機(jī)EP200臺(tái)120m4VY-12/7臺(tái)112m5DY-9/7臺(tái)19m6V-6/8臺(tái)16m四．一般施工安全技術(shù)措施（參見(jiàn)公路安全施工規(guī)范）五、安全施工專項(xiàng)措施1、必須按設(shè)計(jì)規(guī)范施工。2、全部作業(yè)過(guò)程嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程。3、路基施工準(zhǔn)備（1）機(jī)械設(shè)備配備：挖掘機(jī)、裝載機(jī)、推土機(jī)、壓路機(jī)、平地機(jī)、自卸翻斗車、供電設(shè)施、照明設(shè)備、砼車、汽車吊等。（2）安全防護(hù)用品：安全帽、警示牌、口哨、指揮旗、標(biāo)志牌、警示燈、安全帶等。4、開(kāi)工前檢查：挖掘機(jī)、裝載機(jī)、推土機(jī)、壓路機(jī)、平地機(jī)、自卸翻斗車、供電設(shè)施、照明設(shè)備、砼車、汽車吊等是否處于良好狀態(tài)，各項(xiàng)制動(dòng)是否有效，電纜線有無(wú)破損等情況。5、施工安全注意事項(xiàng)（1）在靠近公路、街道、交通繁忙地段或附近施工，需安排專人進(jìn)行警戒。（2）車輛通過(guò)較多、運(yùn)輸較繁忙的便道，彎道半徑小于15m，特殊地段小于10m須掛安全隔離標(biāo)志帶及警示牌。（3）施工現(xiàn)場(chǎng)便道急彎處、陡坡地段要求懸掛標(biāo)志標(biāo)識(shí)牌。（4）嚴(yán)禁穿硬底、帶釘子、易滑、高根、拖鞋或赤腳進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。（5）施工現(xiàn)場(chǎng)材料、設(shè)備擺放整齊有序。（6）施工翻斗車不能行車載人及超載超速。其它施工機(jī)械不得超速行駛及違章作業(yè)。前后兩車（機(jī)械）間距不應(yīng)小于10m。（7）路塹開(kāi)挖嚴(yán)禁采取掏底開(kāi)挖（忌挖神仙洞）。以免坍塌。（8）嚴(yán)禁在松動(dòng)危石下、未熄火的大型機(jī)械旁作業(yè)和休息。（9）棄土場(chǎng)的選址需避免泥石流溝。（10）嚴(yán)禁在山坡上同一地段的上下不同時(shí)作業(yè)。（11）人工挖掘作業(yè)人員橫向間距不應(yīng)小于2m，縱向間距不應(yīng)小于3m。（12）滑坡地段開(kāi)挖，須從兩側(cè)向中部自上而下開(kāi)挖。禁止全面拉槽開(kāi)挖。（13）根據(jù)設(shè)計(jì)橫斷面及規(guī)范要求的超填寬度，精確放出路堤坡腳。地面橫坡較陡時(shí)，按路基縱向、橫向銜接部設(shè)計(jì)圖組織施工，以防止路基填筑產(chǎn)生縱、橫向裂縫。（14）嚴(yán)格控制好每層的松鋪厚度不大于30cm。控制最佳含水量偏差為+2%，嚴(yán)格按照試驗(yàn)路得出的壓實(shí)方法進(jìn)行壓實(shí)。如填料來(lái)源不同，其性質(zhì)相差較大時(shí)，分層填筑，不分段或縱向分幅填筑，且不同材料的填筑層厚不小于50cm.（15）斷面分層填筑，連續(xù)壓實(shí)，強(qiáng)振碾壓，以防止路基不均勻沉降、開(kāi)裂。（16）根據(jù)坡比變化，每填筑好一級(jí)后，及時(shí)修坡防護(hù)，以防止雨水對(duì)邊坡的沖刷。在雨季施工時(shí)，注意排水工作，在路基頂面做成2%-4%的雙向橫坡。防止積水，邊坡上做臨時(shí)泄水槽，排泄路基頂面積水，防止沖刷邊坡。在填挖交界處，挖一些臨時(shí)排水溝，以便雨水集中排出，避免雨水對(duì)整個(gè)邊坡的沖刷，雨季過(guò)后，對(duì)于被水沖毀的部分邊坡，及時(shí)填土夯實(shí)，以避免邊坡進(jìn)一步坍塌。六、危險(xiǎn)因素及應(yīng)對(duì)措施（一）重大危險(xiǎn)源的識(shí)別高邊坡的施工因地形和地質(zhì)水文條件的復(fù)雜，從業(yè)人員的素質(zhì)較低，因此它是高風(fēng)險(xiǎn)和易發(fā)生安全事故的施工作業(yè)。從人、機(jī)、料、法、環(huán)境六個(gè)因素綜合分析，識(shí)別確認(rèn)有4個(gè)可能造成人員傷害、財(cái)產(chǎn)損失的危險(xiǎn)源為：機(jī)械傷害爆破傷害觸電傷害坍塌和滑坡（二）對(duì)重大危險(xiǎn)源的評(píng)價(jià)1、機(jī)械傷害：機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)工作時(shí)，因機(jī)械意外故障或違規(guī)操作可能造成人身傷害或機(jī)械損害。2、爆破傷害：爆破施工時(shí)，因違規(guī)操作而引起的人員和財(cái)產(chǎn)損害。3、觸電傷害：工程外側(cè)邊緣距外電壓線路未達(dá)到安全距離，用電設(shè)備未做接零或接地保護(hù)，保護(hù)設(shè)備性能失效，移動(dòng)或照明使用高壓，違規(guī)使用和操作電氣設(shè)備，對(duì)人身造成傷害或損害。4、坍塌和滑坡：路基開(kāi)挖時(shí)因施工方法不當(dāng)，機(jī)械使用不當(dāng)，造成的坍塌和滑坡，對(duì)人身或機(jī)械造成傷害或損害。（三）預(yù)防措施1、對(duì)重大危險(xiǎn)要采取“兩個(gè)控制”，即前期控制，施工過(guò)程控制。（1）前期控制：工程開(kāi)工前在編制施工組織設(shè)計(jì)或?qū)ｍ?xiàng)方案時(shí)，針對(duì)工程的各種危險(xiǎn)源，制定出防控措施。（2）施工過(guò)程控制：在工程施工過(guò)程中，嚴(yán)格按照各項(xiàng)操作規(guī)程和專項(xiàng)安全施工方案施工和監(jiān)督檢查，認(rèn)真落實(shí)整改。2、加強(qiáng)安全生產(chǎn)的綜合管理。（1）認(rèn)真落實(shí)各級(jí)安全生產(chǎn)責(zé)任制，建立健全各項(xiàng)管理制度，杜絕一切人為事故的發(fā)生。（2）加強(qiáng)對(duì)員工隊(duì)伍人員的安全教育，提高作業(yè)人員素質(zhì)和安全生產(chǎn)自我保護(hù)意識(shí)。（3）增強(qiáng)各級(jí)管理人員安全責(zé)任意識(shí)，加強(qiáng)安全專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)。（4）嚴(yán)格加強(qiáng)各種危險(xiǎn)源預(yù)防管理工作，結(jié)合工程特點(diǎn)，針對(duì)確認(rèn)的危險(xiǎn)源實(shí)施相應(yīng)的預(yù)防控制措施。3、切實(shí)加強(qiáng)安全交底制度的落實(shí)（1）交底必須在施工作業(yè)前進(jìn)行，任何項(xiàng)目在沒(méi)有交底前不準(zhǔn)施工作業(yè)。（2）交底工作一般在施工現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目部實(shí)施。（3）交底必須履行交底人和被交底人的簽字模式，書(shū)面交底一式二份，一份交底給被交底人，一份附入安全生產(chǎn)臺(tái)帳備查。（4）被交底者在執(zhí)行過(guò)程中，必須接受項(xiàng)目部的管理、檢查、監(jiān)督、指導(dǎo)，交底人也必須深入現(xiàn)場(chǎng)，檢查交底后的執(zhí)行落實(shí)情況，發(fā)現(xiàn)有不安全因素，應(yīng)馬上采取有效措施，杜絕事故隱患。（四）4個(gè)危險(xiǎn)源的具體預(yù)防措施1、預(yù)防機(jī)械傷害事故的防護(hù)措施為保證作業(yè)人員的安全，防止機(jī)械對(duì)人體的傷害事故，制定本措施。對(duì)所有各種機(jī)械設(shè)備進(jìn)場(chǎng)后，必須由設(shè)備部負(fù)責(zé)人會(huì)同安全員和使用機(jī)械的人員共同對(duì)該機(jī)械設(shè)備進(jìn)行進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收工作，經(jīng)驗(yàn)收現(xiàn)安全防護(hù)裝置不齊全的或有其它故障的應(yīng)退回設(shè)備保障賁門進(jìn)行維修和安裝。使用前要對(duì)設(shè)備使用人員進(jìn)行必要的安全技術(shù)交底和教育工作，使用人員必須嚴(yán)格執(zhí)行交底內(nèi)容及最近操作規(guī)程操作。使用中眼經(jīng)常對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修保養(yǎng)，停止使用后切斷電源并鎖好電閘箱。各種機(jī)械設(shè)備必須有專人專機(jī)，凡屬特種設(shè)備，其操作負(fù)責(zé)人要按規(guī)定每周對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的所有機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及隱患及時(shí)解決處理，確保機(jī)械設(shè)備的完好，防止機(jī)械傷害事故的發(fā)生。2、預(yù)防坍塌和滑坡事故的防護(hù)措施為防止高邊坡開(kāi)挖出現(xiàn)坍塌和滑坡事故，特制定防護(hù)措施施工過(guò)程中，對(duì)施工開(kāi)挖的地質(zhì)情況，施工情況等信息盡心動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。對(duì)地質(zhì)有出入的應(yīng)聯(lián)系設(shè)計(jì)部門進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計(jì)修改。高邊坡監(jiān)測(cè)：用于穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)的位移邊樁設(shè)置一般縱向每隔50-100米左右設(shè)置一個(gè)觀測(cè)斷面，對(duì)于一些特殊可酌情增設(shè)觀測(cè)斷面。充分考慮季節(jié)性氣候?qū)Ω哌吰率┕さ挠绊?，盡量避免安排在雨季施工。所有高邊坡的施工必須提前做好截水溝和排水溝，截?cái)嗌襟w水流。排水設(shè)施必須與實(shí)際地形和臨近的溝渠順接，確保雨季排水暢通，不積水。為防止水流下滲和沖刷，截水溝進(jìn)行嚴(yán)密的防滲和加固，地質(zhì)不良地段和土質(zhì)松軟、透水性較大或裂縫較多的巖石路段，對(duì)溝底縱坡較大的土質(zhì)截水溝截水溝的出水口，均采用加固措施防止?jié)B漏和沖刷溝底及溝壁。嚴(yán)格執(zhí)行分級(jí)開(kāi)挖分級(jí)防護(hù)，對(duì)不穩(wěn)定的邊坡采取開(kāi)挖和防護(hù)相結(jié)合，避免開(kāi)挖邊坡暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，使邊坡松弛范圍變大，造成新病害。如有地下水露出，應(yīng)將地下水排出引入排水系統(tǒng)，不可堵死。嚴(yán)格按照批準(zhǔn)的施工方案施工，特別是爆破施工，必須嚴(yán)加控制，嚴(yán)禁有大藥量爆破現(xiàn)象出現(xiàn)，并按照要求做好各種飛石措施。嚴(yán)格實(shí)行獎(jiǎng)罰措施制度，對(duì)違反高邊坡施工安全的各種行為必須嚴(yán)加懲罰。3、爆破施工的安全防護(hù)措施（1）施工管理建立以項(xiàng)目部為指導(dǎo)的爆破作業(yè)指揮部，各工區(qū)負(fù)責(zé)人為現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人，工區(qū)專職安全員和專業(yè)爆破員。建立爆破作業(yè)器材集中收發(fā)制度，按工作量發(fā)料，多余的爆破器材在當(dāng)班施工完成后，應(yīng)及時(shí)上交給發(fā)放人員回收，做到集中發(fā)料，統(tǒng)一制作、統(tǒng)一回收、集中保管，嚴(yán)格登記手續(xù)，避免爆破器材流入社會(huì)。安排好作業(yè)時(shí)間，爆破時(shí)間并將爆破時(shí)間告示與周圍居民。爆破總負(fù)責(zé)人施工組織、人員調(diào)配、生產(chǎn)安排，并對(duì)安全、生產(chǎn)負(fù)責(zé)。專職安全員負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)安全檢查，布置檢查爆破警戒。（2）施工組織本項(xiàng)目采用專業(yè)作業(yè)法施工。即專業(yè)班組專職從事爆破作業(yè)工作，負(fù)責(zé)清孔、裝藥、連線、爆破、處理瞎炮和啞炮。（3）安全技術(shù)措施嚴(yán)格按照技術(shù)交底中爆破技術(shù)要求施工，針對(duì)不同的地區(qū)、地質(zhì)情況、巖層傾向、列席和周圍情況不同的爆破方案。爆破藥量根據(jù)實(shí)際爆破效果逐步進(jìn)行調(diào)整。在離工或周圍房屋比較近的爆破區(qū)域必須采取切實(shí)有效的放飛石措施。爆破在裝炸藥時(shí)，應(yīng)特別注意防漏電，在裝藥前孔樁內(nèi)所有的電器設(shè)備應(yīng)提升至地面。在裝藥時(shí)，雷管的腳線應(yīng)短接，連接爆破母線時(shí)應(yīng)保證良好的絕緣性，嚴(yán)禁拖地接觸泥水，雷雨天氣應(yīng)停止爆破作業(yè)。瞎（?。┡诘奶幚恚涸诒谱鳂I(yè)完成后，檢查人員應(yīng)下到工作面檢查瞎炮情況，并及時(shí)按爆破作業(yè)規(guī)程進(jìn)行處理。另外在清查時(shí)發(fā)現(xiàn)瞎炮，應(yīng)及時(shí)報(bào)告項(xiàng)目部安排專業(yè)人員處理，禁止非專業(yè)人員私下處理。爆破器材屬于危險(xiǎn)物品，應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格處理。嚴(yán)格爆破器材的領(lǐng)用、發(fā)放、使用及回收制度?，F(xiàn)場(chǎng)爆破器材應(yīng)該分門別類，分別用木箱盛裝，專人上鎖保管，嚴(yán)禁混裝。使用、運(yùn)輸時(shí)應(yīng)輕拿輕放，嚴(yán)禁碰撞；雷管在連母線前應(yīng)短接，避免接觸帶電體。4、預(yù)防觸電事故的防護(hù)措施5、根據(jù)國(guó)家JTJ-88規(guī)定，為了加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)用電管理，保障施工現(xiàn)場(chǎng)用電安全，防止觸電事故發(fā)生。施工現(xiàn)場(chǎng)專用的中性點(diǎn)直接接地的供電線路必須實(shí)行TN-SR接零保護(hù)系統(tǒng)，同時(shí)必須做到三級(jí)控制兩級(jí)保護(hù)。電箱為標(biāo)準(zhǔn)電閘箱，并采取防雨、防潮措施。電氣設(shè)備應(yīng)根據(jù)地區(qū)或系統(tǒng)要求，做保護(hù)接零，或做保護(hù)接地，不得一部分設(shè)備做保護(hù)接零，另一部分設(shè)備做保護(hù)接地。必須由持有合格證件的專職電工，負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電管理及安拆。對(duì)新調(diào)入工地的電氣設(shè)備，在安裝使用前，必須進(jìn)行檢測(cè)測(cè)試。經(jīng)檢測(cè)合格后方能投入使用。專職電工對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電氣設(shè)備每月進(jìn)行巡查，項(xiàng)目部每月對(duì)施工用電系統(tǒng)、漏電保護(hù)器進(jìn)行一次全面系統(tǒng)的檢查。配電箱設(shè)在干燥通風(fēng)的場(chǎng)所，周圍不得堆放任何妨礙操作、維修的物品，并與被控制的固定設(shè)備距離不得超過(guò)3m。安裝和使用按“一機(jī)、一閘、一箱、一漏”的原則，不能同時(shí)控制兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的設(shè)備，否則容易發(fā)生誤操作事故。配電箱應(yīng)標(biāo)明其名稱、用途，并做出分路標(biāo)志、門應(yīng)配鎖，現(xiàn)場(chǎng)停止作業(yè)1h以上時(shí)，應(yīng)將開(kāi)關(guān)箱斷電上鎖。照明專用回路設(shè)專用漏電保護(hù)器，燈具金屬外殼做接零保護(hù)，室內(nèi)線路及燈具安裝高度低于2.5m的應(yīng)使用安全電壓。在潮濕和易觸電及帶電體的照明電源必須使用安全電壓，電氣設(shè)備架設(shè)設(shè)或埋設(shè)必須符合要求，并保證絕緣良好，任何場(chǎng)合均不能拖地。線路過(guò)道應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行架空或埋地，破皮老化線路不準(zhǔn)使用。使用移動(dòng)電氣工具和砼振搗作業(yè)時(shí)，必須按規(guī)定穿戴絕緣防護(hù)用品。凡是從事與使用電氣設(shè)備、工具有關(guān)的施工作業(yè)時(shí)，必須實(shí)行電工跟班作業(yè)。第二節(jié)長(zhǎng)大隧道施工的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)在地質(zhì)條件復(fù)雜的山區(qū)建設(shè)隧道，隧道周圍及工作面前方的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況對(duì)隧道施工的質(zhì)量和安全關(guān)系重大。不良地質(zhì)條件極容易引起隧道坍方、突泥涌水，不僅在技術(shù)上給隧道施工帶來(lái)極大的困難，也常常因突發(fā)事故導(dǎo)致人身傷亡、設(shè)備損失、工期延誤，從而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。由于隧道工程設(shè)計(jì)的基本依據(jù)是地質(zhì)勘察資料，而隧道施工的依據(jù)主要是設(shè)計(jì)文件。大量的隧道工程建設(shè)實(shí)踐表明，由于地質(zhì)勘察精度、經(jīng)費(fèi)等諸多條件的限制，根據(jù)地質(zhì)勘察資料作出的設(shè)計(jì)與實(shí)際不符的情況屢有發(fā)生，因此，隧道工程師必須熟悉各種隧道施工的工程地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)，了解各自的特點(diǎn)。才能真正在施工過(guò)程中作好“預(yù)控”?，F(xiàn)在有些單位還配備了相應(yīng)的工程地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)儀器設(shè)備，這對(duì)于在隧道施工期間，采用各種技術(shù)、手段和方法對(duì)隧道掌子面前方地質(zhì)條件進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，可以提前采取預(yù)防措施，避免災(zāi)害的發(fā)生或在一定程度上減少因?yàn)?zāi)害造成的損失，保證隧道施工的安全。一、工程地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)與監(jiān)理的主要內(nèi)容隧道工程地質(zhì)超前預(yù)報(bào)是對(duì)隧道掌子面前方可能存在的足以影響施工人員安全、施下進(jìn)度（工期）、工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的不良地質(zhì)體（帶）的位置、規(guī)模及其性質(zhì)進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，工程地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的主要內(nèi)容有：1、斷層及其影響帶、節(jié)理密集帶的位置、規(guī)模及其性質(zhì)；2、軟弱夾層的位置、規(guī)模及其性質(zhì)；3、巖溶層的位置、規(guī)模及其性質(zhì)；4、不同巖類間接觸界面位置；5、廢棄礦巷的分布及其與隧道的關(guān)系；6、工程地質(zhì)災(zāi)害可能發(fā)生的位置和規(guī)模；7、隧道圍巖級(jí)別變化；8、隧道涌水水壓及水量。二、工程地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的技術(shù)（一）地質(zhì)法包括掌子面編錄預(yù)測(cè)法、地面地質(zhì)體投影法、斷層參數(shù)法等。主要根據(jù)隧道施工期掌子面地質(zhì)條件，如巖體結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀及發(fā)育狀況、巖體破碎程度、巖石變質(zhì)程度等特征，結(jié)合地表地質(zhì)調(diào)查結(jié)果，采用相關(guān)分析(包括結(jié)構(gòu)面統(tǒng)計(jì)分析、構(gòu)造相關(guān)分析等)進(jìn)行超前預(yù)報(bào)。主要預(yù)報(bào)掌子面前方存在的斷層、不同巖類間的接觸界面、隧道前方圍巖的穩(wěn)定性及失穩(wěn)破壞型式等。地質(zhì)法隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)是最早開(kāi)展的，也是其它超前預(yù)報(bào)方法的基礎(chǔ)。在大秦鐵路軍都山隧道采用的是地質(zhì)法結(jié)合鉆孔測(cè)試法。（二）超前導(dǎo)坑（超前平行導(dǎo)坑或隧道）法該法利用已有隧道、超前導(dǎo)坑、超前平行導(dǎo)坑或隧道所遇地質(zhì)情況對(duì)隧道進(jìn)行施工期地質(zhì)預(yù)報(bào)，這是隧道施工期地質(zhì)預(yù)報(bào)的一種常用方法，特別是當(dāng)兩平行隧道間距較小時(shí)利用超前平行隧道所遇地質(zhì)情況預(yù)報(bào)效果更佳。大瑤山隧道施工采用了超前平行導(dǎo)坑法，秦嶺隧道則采用了超前平行隧道法。（三）超前水平鉆孔法超前水平鉆孔法是隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)方法中最直接的方法。通過(guò)鉆孔鉆進(jìn)速度測(cè)試和所采取的鉆孔巖芯的觀察及相關(guān)試驗(yàn)獲取隧道掌子面前方巖石(體)的強(qiáng)度指標(biāo)、可鉆性指標(biāo)、地層巖性資料、巖體完整程度指標(biāo)及地下水狀況等諸多方面的直接資料。采用此方法不僅可以確定隧道掌子面前方地質(zhì)情況，而且可以起到探水的作用。在渝懷鐵路圓梁山隧道大量采用了該方法，超前水平鉆孔總長(zhǎng)度達(dá)到了2900m。（四）超前鉆孔聲波測(cè)井及跨孔聲波透視（包括CT）利用鑿巖臺(tái)車在隧道施工掌子面加接鉆桿施作微傾角超前鉆孔，采用聲波探測(cè)技術(shù)，通過(guò)孔中測(cè)井或跨孔聲波測(cè)試結(jié)果來(lái)進(jìn)行隧道掌子面前方地質(zhì)條件的超前預(yù)報(bào)。在大瑤山隧道采用了孔中測(cè)井或跨孔聲波透視法。受鉆孔的限制，該方法目前已發(fā)展為聲波CT法。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用和聲波CT專用軟件的成功開(kāi)發(fā)，在原有跨孔聲波測(cè)試基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的巖土聲波CT層析成像法已開(kāi)始應(yīng)用于隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)。（五）波反射法該法利用聲波、超聲波、地震波及電磁波在地層中傳播、反射，通過(guò)信號(hào)采集系統(tǒng)接收反射信號(hào)，判釋隧道掌子面前方反射界面（斷層、軟弱夾層等）距隧道掌子面的距離來(lái)進(jìn)行隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)。該方法是目前廣泛采用的TSP,HSP和地震反射（負(fù)視速度法）預(yù)報(bào)方法均屬波反射法。（六）波反射層析成像法波反射層析成像法是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種隧道施工期地質(zhì)預(yù)報(bào)方法，采用反射地震層析成像(TRT，美國(guó)NSA工程公司)已成功地進(jìn)行隧道掌子面前方巖脈、巖溶洞穴、廢棄礦巷、富水破碎帶和斷層的預(yù)報(bào)，應(yīng)用反射電磁波成像等波反射層析成像法進(jìn)行隧道施工掌子面前方地質(zhì)預(yù)報(bào)亦有所報(bào)道。（七）綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法目前，常用的預(yù)報(bào)方法有：地面地質(zhì)調(diào)查法、地質(zhì)雷達(dá)、TSP等。受各種條件的限制，不同的地質(zhì)超前預(yù)報(bào)方法有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。地面地質(zhì)調(diào)查法是長(zhǎng)期超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法。它是運(yùn)用地下地表構(gòu)造的相關(guān)性原理，對(duì)隧道周圍的不良地情況進(jìn)行宏觀和較為粗略的預(yù)報(bào)，預(yù)報(bào)距離可以達(dá)到200m以上。它有可靠的理論基礎(chǔ)，適用性強(qiáng)，成本低，但僅靠有限之“見(jiàn)”難以預(yù)報(bào)較大范圍內(nèi)的地質(zhì)情況，特別是在地層巖性變化極為復(fù)雜(如強(qiáng)烈褶皺地層)的隧道中預(yù)報(bào)的難度很大。地質(zhì)雷達(dá)是短期超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法。它分辨高、無(wú)損傷、探測(cè)和數(shù)據(jù)處理快、機(jī)動(dòng)靈活，但其預(yù)報(bào)距離較短，只能預(yù)報(bào)掌子面前方10～30m以內(nèi)。而且很難克服施工隧道內(nèi)的干擾因素，影響探測(cè)成果的準(zhǔn)確性，而較準(zhǔn)確預(yù)報(bào)距離往往只有十幾米。TSP是長(zhǎng)期超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法之一。它利用地震波在不均勻地質(zhì)構(gòu)造中產(chǎn)生的反射波特性來(lái)準(zhǔn)確預(yù)報(bào)隧道施工前方150ｍ范圍內(nèi)的地質(zhì)條件和巖石特性變化；同時(shí)，還可以提供楊氏模量、泊松比等巖石力學(xué)參數(shù)，也可預(yù)測(cè)圍巖級(jí)別，從而更清晰地反映前方的地質(zhì)狀況，為信息化施工順利進(jìn)行奠定基礎(chǔ)?，F(xiàn)在TSP已經(jīng)被國(guó)內(nèi)外廣大技術(shù)人員和工程單位廣泛采用。但它探測(cè)費(fèi)用高；對(duì)隧道施工有細(xì)微干擾；受探測(cè)人員專業(yè)技術(shù)水平限制；存在多解性特點(diǎn)。在探測(cè)成果圖中，斷層、節(jié)理、軟弱巖層界面，都以相近的異常帶形式出現(xiàn)，差別甚小，在經(jīng)驗(yàn)不足或解釋水平不高的情況下很難區(qū)分。從以上3種方法及目前國(guó)內(nèi)外情況可知，各種方法都有優(yōu)缺點(diǎn)，但提高預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性仍是國(guó)內(nèi)外隧道工程地質(zhì)界需要解決的技術(shù)難題。因此，有必要提出一種新的預(yù)報(bào)手段，提高預(yù)報(bào)精度，及時(shí)有效指導(dǎo)隧道施工，完善信息化施工技術(shù)。綜合預(yù)報(bào)手段是以上述3種預(yù)報(bào)方法為基礎(chǔ)，以系統(tǒng)科學(xué)理論為指導(dǎo)，配合科學(xué)的信息化管理技術(shù)，建立起來(lái)的預(yù)報(bào)手段。它聯(lián)合以上2種或3種預(yù)報(bào)方法，根據(jù)其獲得的信息，建立該隧道的工程信息數(shù)據(jù)庫(kù)，利用反映介質(zhì)相同或相似特性的不同方法之間的綜合解釋，最大限度地消除解釋的非唯一性，推斷以及分析前方的不良地質(zhì)情況；同時(shí)它能夠根據(jù)跟蹤預(yù)報(bào)的結(jié)果及時(shí)的提供預(yù)測(cè)信息，從而為重大隧道工程提供理想的預(yù)報(bào)效果。三、工程地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的儀器多樣化1、長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)用儀器TSP202隧道地質(zhì)預(yù)報(bào)儀、TSP203隧道地質(zhì)預(yù)報(bào)儀、HSP-16通道地質(zhì)預(yù)報(bào)儀、FY-20型淺層地震儀等均作為長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)用儀器。2、中短距離預(yù)報(bào)用儀器ZGS系列智能工程聲波探測(cè)儀、24道地震儀、地質(zhì)雷達(dá)(KDL-3型礦用地質(zhì)雷達(dá)、GPR)、HY-303紅外線探測(cè)儀等均作為中短距離預(yù)報(bào)用儀器。上述儀器中，TSP、地質(zhì)雷達(dá)主要為國(guó)外引進(jìn)，地震儀、HSP-16通道地質(zhì)預(yù)報(bào)儀、ZGS系列智能工程聲波探測(cè)儀、FY-20型淺層地震儀、HY-303紅外線探測(cè)儀為國(guó)產(chǎn)儀器。歸根結(jié)底，所有采用物探方法對(duì)隧道施工掌子面前方地質(zhì)情況預(yù)報(bào)，都是對(duì)隧道施工掌子面前方地質(zhì)界面位置的預(yù)報(bào)，對(duì)界面性質(zhì)、界面處可能發(fā)育的不良地質(zhì)現(xiàn)象、可能出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)報(bào)仍然需要結(jié)合對(duì)隧道地表及洞內(nèi)地質(zhì)調(diào)查、地表與洞內(nèi)構(gòu)造相關(guān)性分析、地質(zhì)作圖等及施工地質(zhì)預(yù)報(bào)人員豐富的地質(zhì)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷確定。隧道施工地質(zhì)工作是對(duì)整個(gè)隧道工程所處地質(zhì)環(huán)境的宏觀把握。通過(guò)熟悉隧道設(shè)計(jì)文件資料，了解隧道所處工程地質(zhì)、水文地質(zhì)環(huán)境條件，初步掌握隧道穿越地層巖性及其分界面分布、構(gòu)造發(fā)育分布及性質(zhì)；再通過(guò)補(bǔ)充地質(zhì)調(diào)查，確認(rèn)隧道設(shè)計(jì)文件資料的準(zhǔn)確性，補(bǔ)充完善隧道設(shè)計(jì)文件資料，是確定隧道施工地質(zhì)預(yù)報(bào)的重點(diǎn)段、提高隧道施工地質(zhì)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率的重要保證。開(kāi)展隧道施工期洞內(nèi)地質(zhì)調(diào)查、掌子面地質(zhì)素描，則是充分利用開(kāi)挖揭示的隧道地質(zhì)情況，提高隧道施工地質(zhì)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率的重要保證。以地質(zhì)法為基礎(chǔ)，以地球物理探測(cè)方法為手段的隧道綜合地質(zhì)超前預(yù)報(bào)方法，已成為隧道工程界的共識(shí)并得到廣泛的認(rèn)同。四、長(zhǎng)大隧道施工的工程地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)展望盡管隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)無(wú)論是預(yù)報(bào)方法還是技術(shù)手段（設(shè)備及分析處理軟件）都得到了前所未有的發(fā)展，但在預(yù)報(bào)內(nèi)容方面基本上仍然處于對(duì)界面（斷層及斷層破碎帶、軟弱夾層、不同巖層分界面、地層分界面、巖溶洞穴等）位置的預(yù)報(bào)，特別是采用物探方法進(jìn)行地質(zhì)超前預(yù)報(bào)，對(duì)隧道施工掌子面前方地下水狀況、巖溶洞穴充填物及其性質(zhì)、煤層采空區(qū)的預(yù)報(bào)尚處在摸索研究的階段，而隧道施工涌水、巖溶涌水、涌泥涌砂等災(zāi)害嚴(yán)重影響施工的正常進(jìn)行，已成為常見(jiàn)災(zāi)害。因此，對(duì)隧道施工掌子面前方地下水狀況、巖溶洞穴充填物及其性質(zhì)的預(yù)報(bào)，必將成為今后隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)研究的重要課題。在末來(lái)的隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)中，以地質(zhì)方法為基礎(chǔ)的集各種方法之長(zhǎng)的綜合超前預(yù)報(bào)方法將越來(lái)越顯示出其優(yōu)越性。重大隧道工程、重點(diǎn)地段（地層變化極為復(fù)雜、大型構(gòu)造斷裂、巖溶發(fā)育）采用超前水平鉆孔結(jié)合聲波CT預(yù)報(bào)，一般隧道地段采用波反射法預(yù)報(bào)?？梢灶A(yù)見(jiàn)，TRT、核磁共振(NMR)、地（巖）溫變化監(jiān)測(cè)等新技術(shù)將從研究階段進(jìn)人到隧道施工掌子面前方地下水狀況預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的實(shí)施階段。第三節(jié)橋梁健康與安全監(jiān)控一、橋梁健康與安全監(jiān)測(cè)意義橋梁是投資巨大使用期期長(zhǎng)的大型基礎(chǔ)設(shè)施，因此其使用的安全性對(duì)橋梁本身及其國(guó)民經(jīng)濟(jì)有著舉足輕重的作用。在其運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，由于荷載作用、疲勞效應(yīng)和材料老化等不利因素的影響，橋梁結(jié)構(gòu)將不可避免的產(chǎn)生自然老化現(xiàn)象，損傷積累，甚至導(dǎo)致突發(fā)事故，為此對(duì)橋梁等大項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行健康監(jiān)測(cè)，可以隨時(shí)掌握橋梁的健康狀態(tài)，使大橋的養(yǎng)護(hù)維修工作更具有理論指導(dǎo)性。建立起信息管理數(shù)據(jù)庫(kù)和監(jiān)測(cè)反饋系統(tǒng)，通過(guò)結(jié)構(gòu)的參數(shù)識(shí)別，及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷和損傷，使橋梁的可靠性評(píng)估工作標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。尤其重要的一點(diǎn)是，監(jiān)測(cè)所得的數(shù)據(jù)和分析結(jié)論對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和建造者來(lái)說(shuō)都是十分寶貴的資料，這些監(jiān)測(cè)資料可以提高人們對(duì)于大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，為以后的設(shè)計(jì)和建造提供依據(jù)。橋梁健康與安全監(jiān)測(cè)應(yīng)該滿足以下目的：(1)通過(guò)對(duì)使用中橋梁的跟蹤檢查及其所處環(huán)境的監(jiān)測(cè)及時(shí)查明結(jié)構(gòu)現(xiàn)存缺陷和質(zhì)量衰變，并評(píng)估分析其在所處環(huán)境條件下可能發(fā)展勢(shì)態(tài)及其對(duì)結(jié)構(gòu)安全運(yùn)營(yíng)造成的可能潛在威脅，為養(yǎng)護(hù)需求，養(yǎng)護(hù)決策采用提供科學(xué)的依據(jù)，以達(dá)到運(yùn)用有限的資金獲取最佳的效果，確保結(jié)構(gòu)安全運(yùn)營(yíng)的目的。也即是設(shè)定結(jié)構(gòu)的安全預(yù)警線，當(dāng)結(jié)構(gòu)處于“亞健康”狀態(tài)時(shí)，及時(shí)提醒管理者進(jìn)行針對(duì)性的檢查，并加強(qiáng)相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)維修。(2)設(shè)定結(jié)構(gòu)安全預(yù)警值。對(duì)大橋結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)、結(jié)構(gòu)安全可靠性進(jìn)行評(píng)估，進(jìn)而給大橋管理者提供等級(jí)預(yù)警信息。當(dāng)橋梁性能退化，超過(guò)預(yù)警值時(shí)，能給出警報(bào)，提示需對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行及時(shí)的安全檢查和維修。(3)給出特殊事件交通管制措施控制值。對(duì)于臺(tái)風(fēng)、地震等特殊環(huán)境條件給予預(yù)警，以提示管理者進(jìn)行車輛通行的限制。(4)論證設(shè)計(jì)、施工兩階段的各種設(shè)計(jì)假設(shè)和設(shè)計(jì)參數(shù)的有效性，對(duì)設(shè)計(jì)和施工進(jìn)行后驗(yàn)證。研究橋梁處于長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)狀態(tài)下的力學(xué)性能和物理性能的改變，同時(shí)也可以為橋梁的健康與安全監(jiān)測(cè)提供寶貴的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)。總之，通過(guò)建立一個(gè)先進(jìn)實(shí)用橋梁健康與安全狀況監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)掌握橋梁運(yùn)營(yíng)狀況。實(shí)現(xiàn)大橋服務(wù)水準(zhǔn)的實(shí)時(shí)安全報(bào)警，合理配置大橋養(yǎng)護(hù)維修資源，為降低橋梁運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本提供科學(xué)的依據(jù)，保證大橋檢查維修策略制訂具有針對(duì)性、及時(shí)性和高效性。二、橋梁健康與安全監(jiān)測(cè)內(nèi)容（一）健康項(xiàng)目需求分析大橋健康與安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要考慮多種因素，全面了解橋梁的狀況才能建立一套在橋梁運(yùn)營(yíng)期真正適應(yīng)的系統(tǒng)。健康系統(tǒng)首先必需考慮橋梁結(jié)構(gòu)型式的特點(diǎn)，吸取設(shè)計(jì)單位有關(guān)意見(jiàn)，針對(duì)不同的橋型選擇不同側(cè)重點(diǎn)的監(jiān)控項(xiàng)目及研究方法；還需要從運(yùn)營(yíng)期養(yǎng)護(hù)維修的角度出發(fā)，考慮提供詳細(xì)必要的數(shù)據(jù)給養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)，為養(yǎng)護(hù)需求、養(yǎng)護(hù)措施采用決策提供科學(xué)的依據(jù)，確保結(jié)構(gòu)安全運(yùn)營(yíng)的目的，真正的做到預(yù)防性的養(yǎng)護(hù)；另外還需要從監(jiān)控系統(tǒng)的自身要求來(lái)選擇合適的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，主要考慮測(cè)試手段的可行性、分析方法的可靠性等因素。最初的管理系統(tǒng)只能實(shí)現(xiàn)“糾正式維護(hù)”，這樣的管理大多屬于事故發(fā)生后的善后處理，針對(duì)性不是很強(qiáng)，也容易造成資源浪費(fèi)；有了健康與安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)后可以實(shí)現(xiàn)“預(yù)防性維護(hù)、維護(hù)式維護(hù)”，根據(jù)健康與安全監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)，可以提供較為充分的數(shù)據(jù)，對(duì)橋梁的健康狀況以及可能發(fā)掌的趨勢(shì)有了清晰的了解，根據(jù)這些信息，可以有針對(duì)性的進(jìn)行維護(hù)。做到目的明確，根據(jù)趨勢(shì)分析甚至可以做到防患于未然，節(jié)省不必要的投入。（二）基于養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)分析大橋的健康與安全監(jiān)控系統(tǒng)必需與養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)項(xiàng)結(jié)合才能高效的發(fā)揮作用。健康與安全監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)心的應(yīng)該式大橋關(guān)鍵位置的重要參數(shù)，或者式人工難以監(jiān)測(cè)的部位。根據(jù)中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定，作為橋梁的基本要求，以下指標(biāo)是非常重要的：1、墩、臺(tái)身的高度變化；墩、臺(tái)身的傾斜度變化；橋面高程水平位移情況。2、橋跨結(jié)構(gòu)是否有異常變形、振動(dòng)或者擺動(dòng)。3、墩臺(tái)與基礎(chǔ)的檢查：是否有滑動(dòng)、傾斜、下沉或凍拔；基礎(chǔ)下是否發(fā)生不許可的沖刷或掏空現(xiàn)象，擴(kuò)大基礎(chǔ)的地基有無(wú)侵蝕。以上是對(duì)所有橋梁的一般性的規(guī)定。各種型式的橋梁還有很多有針對(duì)性、特別的詳細(xì)規(guī)定。針對(duì)不同類型的橋梁，要分別滿足《公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》JTJ073—96內(nèi)的詳細(xì)規(guī)定，就拿斜拉橋來(lái)講，還有如下的一些重要的指標(biāo)：1）、鋼橋的檢查：構(gòu)件（特別是受壓構(gòu)件）是否扭曲變形、局部損傷；鉚釘和螺栓有無(wú)松動(dòng)、脫落或斷裂，節(jié)點(diǎn)是否滑動(dòng)錯(cuò)裂；構(gòu)件是否腐蝕生銹。2）、索塔是否有異常的沉降、傾斜，柱身、橫系梁和錨固區(qū)是否有開(kāi)裂和銹蝕。3）、拉索的兩端錨固部位，包括索端和錨頭。主梁的錨固構(gòu)造是否有銹蝕和開(kāi)裂。4）、斜拉橋的顫振是否明顯，減震措施是否有效。另外橋梁在下列情況之下應(yīng)做特殊的檢查，橋梁遭受洪水、流水、漂流物、船舶撞擊、滑坡、地震、風(fēng)災(zāi)和超載車輛自行通過(guò)后，該實(shí)施應(yīng)急檢查。（三）附屬設(shè)施也應(yīng)該給予健康與安全監(jiān)測(cè)在橋梁健康與安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中應(yīng)針對(duì)養(yǎng)護(hù)管理規(guī)范中的重點(diǎn)規(guī)定項(xiàng)目進(jìn)行監(jiān)測(cè)，另外補(bǔ)充一些其他重要的項(xiàng)目，只有這樣才能很好的服務(wù)與運(yùn)營(yíng)的養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)。例如，海中施工中的施工平臺(tái)與主橋相連的是匝道橋，是非常重要的部位應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行健康監(jiān)測(cè)，根據(jù)期結(jié)構(gòu)型式和所出的環(huán)境，其監(jiān)測(cè)內(nèi)容與方法應(yīng)該主橋的監(jiān)測(cè)采用一樣的措施。另外，大江大河中的施工臨時(shí)設(shè)施，特別是重要的施工平臺(tái)、匝道以及一些大型的橋梁在海中設(shè)置的觀光塔等。（四）橋梁易發(fā)事故分析對(duì)橋梁易發(fā)事故進(jìn)行有效的分析，不僅可以防患于未然，而且可以使橋梁健康與安全監(jiān)測(cè)有針對(duì)性。1、索結(jié)構(gòu)1)、索結(jié)構(gòu)銹蝕分析方法可以通過(guò)銹蝕元件監(jiān)測(cè)索的錨固端是否出現(xiàn)了銹蝕，銹蝕測(cè)試元件在施工時(shí)就預(yù)埋在索的錨固端，當(dāng)拉索發(fā)生銹蝕時(shí)，銹蝕元件電特性將隨著發(fā)生相應(yīng)變化，經(jīng)過(guò)測(cè)試元件的電特性即可以知道拉索銹蝕情況?？梢酝ㄟ^(guò)使用同種材料，模擬實(shí)際環(huán)境，利用實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)試，建立可靠的索結(jié)構(gòu)鋼絲束腐蝕電學(xué)參數(shù)和輸出信號(hào)的變化關(guān)系，將此規(guī)律運(yùn)用于實(shí)際的索結(jié)構(gòu)銹蝕中，可以了解到索銹蝕的發(fā)展?fàn)顩r，為拉索的更換提供一個(gè)比較明確的時(shí)間。2)、索結(jié)構(gòu)斷絲的分析方法通過(guò)聲發(fā)射法監(jiān)測(cè)索斷絲情況，由于索結(jié)構(gòu)大都是在錨固區(qū)段銹蝕，因此索股的斷絲也大都出現(xiàn)在這個(gè)部位。在索錨固端處安裝聲發(fā)射傳感器，當(dāng)發(fā)生鋼絲斷裂時(shí)，通過(guò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)聲信號(hào)進(jìn)行提取、分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)損傷的索股。聲發(fā)射是指材料內(nèi)部局部區(qū)域在外界（應(yīng)力或溫度）的影響下，伴隨能量快速釋放而產(chǎn)生的瞬態(tài)彈性波現(xiàn)象。它可以在結(jié)構(gòu)和材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、缺陷或潛在缺陷處于運(yùn)動(dòng)變化的過(guò)程中進(jìn)行監(jiān)測(cè)。AE技術(shù)有助于解決以下四個(gè)方面的問(wèn)題：1、構(gòu)件和材料何時(shí)出現(xiàn)損傷；2、是什么性質(zhì)的損傷；3、在什么地方出現(xiàn)損傷；4、損傷的嚴(yán)重程度如何。2．預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁關(guān)于預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)耐久性，今年來(lái)逐漸引起各國(guó)的高度重視，自20世紀(jì)70年代來(lái)，國(guó)內(nèi)外發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁及結(jié)構(gòu)發(fā)生不少損傷的情況，有的還相當(dāng)嚴(yán)重，影響橋梁結(jié)構(gòu)的正常使用，甚至危及安全。其原因式多方面的，除了與施工質(zhì)量和環(huán)境因素有關(guān)外，預(yù)應(yīng)力筋的腐蝕和環(huán)境腐蝕，特別式后張預(yù)應(yīng)力混凝土梁中的壓漿質(zhì)量難以保證導(dǎo)致個(gè)人計(jì)算機(jī)橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性受到影響有關(guān)。有點(diǎn)管道內(nèi)甚至還留由水，經(jīng)過(guò)一個(gè)冬季過(guò)后，梁體的腹部將會(huì)被脹破，直接威脅著橋梁結(jié)構(gòu)的整體安全。（五）橋梁健康監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容橋梁的健康監(jiān)測(cè)貫穿于橋梁運(yùn)營(yíng)壽命的全過(guò)程，橋梁健康監(jiān)測(cè)的內(nèi)容同時(shí)也與橋梁型式、橋梁的自身特點(diǎn)有關(guān)。也就是橋梁健康監(jiān)測(cè)內(nèi)容對(duì)于橋梁可靠評(píng)估有一定的意義。1．撓度變形的監(jiān)測(cè)主要監(jiān)測(cè)橋梁在運(yùn)營(yíng)期間內(nèi)，在活載、恒載及長(zhǎng)期荷載作用下，橋梁各個(gè)主要斷面位移變化情況。從而預(yù)警和掌握橋梁結(jié)構(gòu)剛度變化情況及混凝土徐變作用情況。2．應(yīng)力（應(yīng)變）監(jiān)測(cè)主要監(jiān)測(cè)橋梁在運(yùn)營(yíng)期間內(nèi)，在活載和長(zhǎng)期荷載作用下，橋梁主要測(cè)試斷面應(yīng)力變化情況，從而預(yù)警橋梁結(jié)構(gòu)是否有缺損狀態(tài)的潛伏或存在，保證橋梁強(qiáng)度及安全使用的要求。3．動(dòng)應(yīng)變監(jiān)測(cè)通過(guò)對(duì)應(yīng)力（應(yīng)變）監(jiān)測(cè)點(diǎn)的連續(xù)采集，監(jiān)測(cè)橋梁在運(yùn)營(yíng)荷載作用下的性能，從而預(yù)警和掌握橋梁結(jié)構(gòu)受活載沖擊情況和橋梁剛度變化的情況。4．溫度監(jiān)測(cè)了解橋梁溫度隨環(huán)境溫度變化的情況，從而為不同溫度狀態(tài)下橋梁工作狀態(tài)（如：變形、應(yīng)力變化）進(jìn)行比較和分析提供數(shù)據(jù)。5．動(dòng)態(tài)稱重監(jiān)測(cè)通過(guò)使用動(dòng)態(tài)稱重監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)橋梁上通過(guò)的車輛進(jìn)行軸重監(jiān)測(cè)記錄，掌握軸載情況，為分析橋梁結(jié)構(gòu)撓度變形、應(yīng)力及動(dòng)力性能的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)提供依據(jù)。外觀監(jiān)測(cè)通過(guò)相應(yīng)的外觀監(jiān)測(cè)儀器（例如裂紋監(jiān)測(cè)儀器）對(duì)橋梁的局部進(jìn)行重要的監(jiān)測(cè)，可以及時(shí)的掌握裂紋開(kāi)展的數(shù)量、寬度、及其位置。三、橋梁健康與安全監(jiān)測(cè)理論（一）橋梁健康監(jiān)測(cè)的概念橋梁健康監(jiān)測(cè)的基本內(nèi)涵即是通過(guò)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)的監(jiān)控與評(píng)估，為大橋在特殊氣候或橋梁運(yùn)營(yíng)狀況嚴(yán)重異常時(shí)觸發(fā)預(yù)警信號(hào)，為橋梁維護(hù)、維修與管理決策提供依據(jù)和指導(dǎo)。為此，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)以下幾個(gè)方面進(jìn)行監(jiān)控:①橋梁結(jié)構(gòu)在正常環(huán)境與交通條件下運(yùn)營(yíng)的物理與力學(xué)狀態(tài);②橋梁重要非結(jié)構(gòu)構(gòu)件(如支座)和附屬設(shè)施(如振動(dòng)控制元件)的工作狀態(tài);③結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐久性;④大橋所處環(huán)境條件等等。與傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)不同，大型橋梁健康監(jiān)測(cè)不僅要求在測(cè)試上具有快速大容量的信息采集與通訊能力，而且力求對(duì)結(jié)構(gòu)整體行為的實(shí)施監(jiān)控和對(duì)結(jié)構(gòu)狀態(tài)的智能化評(píng)估。橋梁健康和安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)包括以下的內(nèi)容：測(cè)量與數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集；數(shù)據(jù)處理與傳輸；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理與查詢應(yīng)用；結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)形變動(dòng)態(tài)顯示；服務(wù)水準(zhǔn)安全報(bào)警；結(jié)構(gòu)健康與安全評(píng)估；以上每個(gè)單元相對(duì)獨(dú)立又相互聯(lián)系，并分別具有各自的功能，最終形成提供給使用者具有實(shí)時(shí)性、可視性、程序化、規(guī)范化的結(jié)構(gòu)健康與安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。（二）健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成整個(gè)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主由現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)、遠(yuǎn)程控制中心系統(tǒng)及分析中心系統(tǒng)三大部分組成，各個(gè)系統(tǒng)主要的功能如下：現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)主要對(duì)橋梁現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)變、溫度、撓度變形及通過(guò)車輛變化情況進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。對(duì)不同類型的傳感器組進(jìn)行定時(shí)的啟動(dòng)、數(shù)據(jù)采集、對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和存儲(chǔ)。遠(yuǎn)程控制中心系統(tǒng)主要對(duì)傳輸過(guò)來(lái)的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，系統(tǒng)控制命令的發(fā)送，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算。當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)進(jìn)行報(bào)警，并進(jìn)行原是數(shù)據(jù)處理和分析，能以報(bào)表圖表的形式顯示橋梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)變、撓度變形等等參數(shù)等參數(shù)變化趨勢(shì)，并向分析中心傳遞數(shù)據(jù)。分析中心系統(tǒng)主要是根據(jù)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)傳送的原始數(shù)據(jù)和處理后的數(shù)據(jù)分析判斷，對(duì)監(jiān)控期間的橋梁運(yùn)營(yíng)工作狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，為橋梁的養(yǎng)護(hù)維修提供建議。當(dāng)然一個(gè)項(xiàng)目的健康與安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成并非千篇一律，可以根據(jù)工程的實(shí)際情況和橋梁重要程度而有所區(qū)別。具體來(lái)講，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由應(yīng)變計(jì)、傳輸線、應(yīng)變測(cè)試儀、數(shù)據(jù)采集器與處理系統(tǒng)組成?？梢圆捎檬┕ゎA(yù)埋測(cè)試應(yīng)變?cè)捅砻嬲辰Y(jié)應(yīng)變測(cè)試元件作為監(jiān)測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變監(jiān)測(cè)傳感器，數(shù)據(jù)采集采用網(wǎng)絡(luò)接口和計(jì)算機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、處理、遠(yuǎn)程控制。（三）數(shù)據(jù)處理和傳輸系統(tǒng)該系統(tǒng)利用外場(chǎng)數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)被測(cè)物理量量測(cè)結(jié)果進(jìn)行預(yù)處理（如測(cè)量結(jié)果的修正換算、主應(yīng)變計(jì)算等），并按照規(guī)定的格式整理形成數(shù)據(jù)文件，通過(guò)光纖調(diào)制解調(diào)器將經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)控通信收費(fèi)中心。數(shù)據(jù)處理功能在結(jié)構(gòu)健康和安全監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)完成。而結(jié)構(gòu)健康與安全監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由一下部分組成：1．?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)管理與查詢應(yīng)用系統(tǒng)該系統(tǒng)一般具有的功能和特點(diǎn)如下：使不同類型的數(shù)據(jù)通過(guò)恰當(dāng)?shù)慕M織，被有效的存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)靜動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的科學(xué)分類，抽象和動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)與更新，并應(yīng)用數(shù)據(jù)字典方式，使各種不同類型的數(shù)據(jù)在同一操作環(huán)境下進(jìn)行管理和快速的查詢。利用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法，對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行整編和統(tǒng)計(jì)分析，提供圖表分析結(jié)果。2．結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)形變動(dòng)態(tài)顯示系統(tǒng)為監(jiān)控人員在監(jiān)控屏幕上提供一個(gè)實(shí)時(shí)的結(jié)構(gòu)形變圖形，實(shí)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)工作狀況的可視化監(jiān)控。使橋梁整體工作狀況一面了然。3．服務(wù)水準(zhǔn)安全報(bào)警系統(tǒng)根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)控制斷面設(shè)計(jì)計(jì)算值、驗(yàn)收荷載試驗(yàn)量測(cè)結(jié)果以及歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)極值等，確定橋梁結(jié)構(gòu)最佳特征參數(shù)，在不同服務(wù)水準(zhǔn)下的正常使用控制值和極限值，并將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與之相比較，以達(dá)到對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)和工作狀態(tài)或者使用情況的兩級(jí)報(bào)警，即橋梁結(jié)構(gòu)使用預(yù)警和橋梁結(jié)構(gòu)安全報(bào)警。（四）結(jié)構(gòu)健康與安全評(píng)估系統(tǒng)關(guān)于結(jié)構(gòu)健康與安全評(píng)估系統(tǒng)主要是根據(jù)對(duì)橋梁進(jìn)行綜合的監(jiān)測(cè)結(jié)果，分析獲取橋梁結(jié)構(gòu)特性參數(shù)，并進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)特性參數(shù)與橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)之間的精確關(guān)系或模糊關(guān)系，建立橋梁結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)評(píng)定與損傷識(shí)別的知識(shí)庫(kù)和機(jī)理，實(shí)現(xiàn)對(duì)所監(jiān)測(cè)橋梁結(jié)構(gòu)的健康與安全的評(píng)估，為橋梁的養(yǎng)護(hù)檢查或者維修加固決策實(shí)施的制訂提供科學(xué)的依據(jù)。該系統(tǒng)因包括以下幾個(gè)模塊：1)結(jié)構(gòu)幾何形態(tài)參數(shù)評(píng)估模塊2)基于結(jié)構(gòu)變形的損傷識(shí)別模塊3)基于結(jié)構(gòu)內(nèi)力或應(yīng)力的損傷識(shí)別模塊4)基于結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性參數(shù)的損傷識(shí)別模塊5)橋梁結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)評(píng)估模塊6)橋梁承載能力鑒定模塊（五）一份詳細(xì)的橋梁健康與安全監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)資料應(yīng)包括如下部分：1．橋梁工作環(huán)境的監(jiān)測(cè)橋址處風(fēng)速、風(fēng)向的監(jiān)測(cè)：一般是在橋梁的恰當(dāng)部位設(shè)置風(fēng)速、風(fēng)向監(jiān)測(cè)儀。健康監(jiān)測(cè)應(yīng)該提供詳細(xì)的風(fēng)速風(fēng)向儀器布置施工圖。埋設(shè)位置既要利于監(jiān)測(cè)環(huán)境風(fēng)速、風(fēng)向，同時(shí)又要能夠準(zhǔn)確反映橋梁整體或者主要部位受風(fēng)力的影響狀態(tài)。橋址處環(huán)境溫度與橋梁結(jié)構(gòu)溫度監(jiān)測(cè)：通過(guò)對(duì)環(huán)境溫度和橋梁結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位溫度分布狀況監(jiān)測(cè)，并與設(shè)計(jì)時(shí)理論值進(jìn)行比較，從而可以對(duì)橋梁在實(shí)際的溫度作用下與設(shè)計(jì)情況相比，作出扁于安全還是扁于不安全的評(píng)價(jià)。2．橋梁關(guān)鍵部位監(jiān)測(cè)橋梁的關(guān)鍵部位即控制斷面，準(zhǔn)確掌握控制斷面溫度分布情況與規(guī)律可有助于正確的分析控制斷面應(yīng)力分布情況，通?？梢詫囟确植紶顩r測(cè)點(diǎn)和應(yīng)力分布狀況測(cè)點(diǎn)布設(shè)在一起。隨著橋梁測(cè)試儀器的進(jìn)步，現(xiàn)在已經(jīng)有帶有溫度測(cè)試功能的弦式或者光纖應(yīng)變計(jì)監(jiān)測(cè)。進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)時(shí)，在每一個(gè)外場(chǎng)溫度觀測(cè)站布設(shè)一個(gè)自動(dòng)溫度儀，利用前置專用工控機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和采集數(shù)據(jù)預(yù)處理。并借助數(shù)據(jù)傳輸模塊通過(guò)傳輸系統(tǒng)將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的溫度數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)控通信分中心，從而進(jìn)行進(jìn)一步的數(shù)據(jù)分析和處理。3．特殊環(huán)境的濕度測(cè)試箱梁內(nèi)或錨洞內(nèi)（針對(duì)隧道式懸索橋）也是橋梁結(jié)構(gòu)的重要部位，通過(guò)保持箱梁和錨洞內(nèi)的干燥，可以減少剛才在潮濕環(huán)境下的銹蝕因此必需對(duì)該類環(huán)境進(jìn)行濕度測(cè)試。并及時(shí)將相應(yīng)的數(shù)據(jù)反饋給恒溫恒濕系統(tǒng)，及時(shí)排風(fēng)初潮。4．運(yùn)行測(cè)量荷載監(jiān)測(cè)車輛速度和軸重的數(shù)據(jù)由稱重系統(tǒng)提供，為橋梁結(jié)構(gòu)使用工作性能評(píng)估提供明確的已知系統(tǒng)輸入，并確定其對(duì)今后可能增長(zhǎng)的交通荷載適應(yīng)能力，同時(shí)也可以控制超限運(yùn)輸對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的不利影響。相應(yīng)的車輛荷載數(shù)據(jù)進(jìn)入橋梁健康與安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，從而可以了解橋梁承載情況，分析結(jié)構(gòu)的受力情況。5．橋梁結(jié)構(gòu)整體性能監(jiān)測(cè)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)整體性能的監(jiān)測(cè)包括橋梁結(jié)構(gòu)位移變形的監(jiān)測(cè)和橋梁動(dòng)力特性及振動(dòng)水平監(jiān)測(cè)。（六）橋梁結(jié)構(gòu)位移變形監(jiān)測(cè)橋梁結(jié)構(gòu)位移變形監(jiān)測(cè)，重點(diǎn)考慮橋梁基礎(chǔ)沉降變形監(jiān)測(cè)、主梁撓度和橋塔（主要針對(duì)懸索橋和斜拉橋）位移變形監(jiān)測(cè)。橋梁結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的穩(wěn)定，對(duì)于全橋的安全有著重要的作用，也是確保橋梁安全運(yùn)營(yíng)的前提。橋梁結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的沉降會(huì)造成多方面的不利影響。過(guò)大沉降，特別是基礎(chǔ)不均勻沉降會(huì)引起橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過(guò)大的附加內(nèi)力、橋梁線形的惡化以及橋梁附屬設(shè)施（支座、伸縮縫、欄桿）的損壞。對(duì)于有通航要求的橋梁，活載作用下，主梁的撓度是評(píng)價(jià)航道橋使用功能和安全性能的重要指標(biāo)之一，是橋梁整體剛度的重要標(biāo)志。通過(guò)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)變形監(jiān)測(cè)和航道主梁撓度和橋上運(yùn)行荷載的監(jiān)測(cè)，可以重整體上把握橋梁健康及安全狀態(tài)。使得橋梁管理者心中有數(shù)，從而進(jìn)一步可以有根據(jù)的維護(hù)和管理。（七）損傷評(píng)估法1．局部損傷評(píng)估法通過(guò)橋梁線形、沉降、整體動(dòng)力特性等參數(shù)的觀測(cè)，與初始狀態(tài)進(jìn)行對(duì)比、并分析其發(fā)展趨勢(shì)，可以從整體上評(píng)價(jià)橋梁的健康狀態(tài)，而難以了解布局的情況。因此在橋梁的關(guān)鍵部位以及監(jiān)測(cè)人員難以達(dá)到的地方布設(shè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并通過(guò)局部損傷的評(píng)估方法進(jìn)行研究。為了分析各種識(shí)別方法對(duì)結(jié)構(gòu)損傷的靈敏度，通過(guò)相應(yīng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)字計(jì)算并且在橋梁模型上進(jìn)行試驗(yàn)分析，將集中損傷識(shí)別方法進(jìn)行對(duì)比研究，參比的方法為位移模態(tài)振型、頻率、應(yīng)變模態(tài)振型及廣義應(yīng)變能密度等多種方法。通過(guò)在同一情況下各種參數(shù)的改變情況，分析其損傷的不同敏感程度，根據(jù)現(xiàn)階段的科研結(jié)果是廣義應(yīng)變能密度法優(yōu)于其他的分析方法(廣義應(yīng)變能分析原理見(jiàn)相關(guān)參考書(shū)籍)。2．積累損傷與剩余疲勞壽命評(píng)估方法通過(guò)對(duì)橋梁關(guān)鍵部位進(jìn)行長(zhǎng)期應(yīng)力/應(yīng)變監(jiān)測(cè)，在長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)之上可以得到詳細(xì)的疲勞數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上可以進(jìn)行累計(jì)損傷和剩余壽命的評(píng)估。通過(guò)應(yīng)力/應(yīng)變的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)后，利用雨流計(jì)數(shù)法等方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即可以得到荷載循環(huán)的情況，選取適當(dāng)?shù)腟-N曲線，然后通過(guò)在工程實(shí)際中得到廣泛應(yīng)用的“Miner線性累計(jì)損傷”理論，可以對(duì)關(guān)鍵部位或者薄弱部位的累計(jì)損傷情況進(jìn)行分析并對(duì)其疲勞壽命進(jìn)行評(píng)估。其中某一工況下一年內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)，為該工況下單獨(dú)存在時(shí)結(jié)構(gòu)的失效壽命（結(jié)構(gòu)失效時(shí)總的循環(huán)次數(shù)），有選用的S-N曲線確定。全年的累計(jì)損傷根據(jù)Miner法則為：于是疲勞壽命可以由下式計(jì)算得到（單位為年）：（八）當(dāng)今現(xiàn)有的成熟監(jiān)測(cè)技術(shù)條件控制測(cè)量基準(zhǔn)條件，比如當(dāng)?shù)鼐哂袊?guó)家大地測(cè)量基準(zhǔn)（54北京平面直角坐標(biāo)系和56黃海高程系統(tǒng)）資料，另外就是當(dāng)?shù)氐胤阶鴺?biāo)系統(tǒng)的平面、高程控制點(diǎn)系統(tǒng)。1．全球定位測(cè)量宇宙站用于工程形變監(jiān)測(cè)技術(shù)條件精密工程形變監(jiān)測(cè)，要求進(jìn)度在毫米級(jí)和亞毫米級(jí)。隨著全球定位測(cè)量宇宙站空間定位系統(tǒng)完善和數(shù)據(jù)處理軟件的升級(jí)和更新，目前全球定位測(cè)量宇宙站已可用于緊密工程測(cè)量和工程形變監(jiān)測(cè)2．垂直位移自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)條件一般橋梁垂直位移自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)精度在亞毫米級(jí)，該類系統(tǒng)已經(jīng)在上海地鐵、廣州地鐵、深圳地鐵均取得成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，其觀察數(shù)據(jù)精度、連續(xù)性、實(shí)時(shí)性都是經(jīng)典測(cè)量方法無(wú)法所取代的。3．通管測(cè)試技術(shù)主梁撓度采用垂直位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)即連通管加液壓位計(jì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，連通管一般固定在主梁上無(wú)法相對(duì)與主梁移動(dòng)的地方，同時(shí)又要便于安裝和觀測(cè)。通過(guò)液壓位計(jì)對(duì)連通管中的液面高度進(jìn)行測(cè)量。只要測(cè)量出各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)和基準(zhǔn)點(diǎn)連通管內(nèi)液面變化量即可以求出主梁各個(gè)測(cè)點(diǎn)的撓度。測(cè)量出各個(gè)測(cè)點(diǎn)某兩種狀態(tài)連通管內(nèi)液位的高差，也就知道后一種狀態(tài)相對(duì)于前一種狀態(tài)的撓度變化量?，F(xiàn)在也有通過(guò)測(cè)試封閉管內(nèi)的壓差，通過(guò)壓差的變化也可以求出橋梁的撓度。在布設(shè)連通管時(shí)，如果橋梁的總長(zhǎng)不是很大的話，連通管的參考點(diǎn)可以設(shè)置在岸上。相反，如果橋梁全長(zhǎng)過(guò)大，參考點(diǎn)不宜設(shè)置在岸上，否則，不僅不經(jīng)濟(jì)，而且影響測(cè)量的精度因素也會(huì)同時(shí)增加。因此可以通過(guò)一個(gè)相對(duì)參考點(diǎn)求的撓度值，而相對(duì)參考點(diǎn)的撓度值由全球定位測(cè)量宇宙站局域網(wǎng)測(cè)量得出，并由緊密的水準(zhǔn)儀進(jìn)行校準(zhǔn)。系統(tǒng)可以通過(guò)計(jì)算機(jī)的控制獲取同一時(shí)間的測(cè)量值，可以消除由于時(shí)間不一致引起的測(cè)量誤差。另外，為了消除大氣壓、溫度等的影響，應(yīng)在連通管內(nèi)注入清潔、消毒、消應(yīng)力的蒸餾水作為液體以便克服毛細(xì)現(xiàn)象。另外在用封閉的管測(cè)量時(shí)，應(yīng)用溫度傳感器測(cè)量液體的溫度，加入溫度修正系數(shù)來(lái)求出管內(nèi)壓力，進(jìn)一步求出測(cè)點(diǎn)撓度。4．橋梁動(dòng)力特性及振動(dòng)水平的監(jiān)測(cè)橋梁動(dòng)力特性參數(shù)（頻率、振型和阻尼）和振動(dòng)水平（振動(dòng)強(qiáng)度和幅度值）是橋梁整體安全的標(biāo)志，橋梁質(zhì)量退化會(huì)引起振動(dòng)特性的改變，例如橋梁結(jié)構(gòu)剛度的降低會(huì)引起橋梁自振頻率的降低，橋梁局部振型的改變可能預(yù)示橋梁結(jié)構(gòu)局部的損壞。因此對(duì)橋梁動(dòng)力特性及振動(dòng)水平的監(jiān)測(cè)能夠起到整體上對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)的目的。一般來(lái)講，用于監(jiān)測(cè)的橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性和振動(dòng)水平監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由低頻測(cè)振傳感器、信號(hào)線、放大器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等組成。5．大橋箱梁結(jié)構(gòu)控制斷面應(yīng)力（應(yīng)變）的監(jiān)測(cè)大橋箱梁直接承擔(dān)著車輛荷載，受荷載的影響最位直接，極易因異常荷載引起損傷，同時(shí)箱梁的損傷對(duì)橋梁的使用性能的影響最位直接。因此，對(duì)箱梁有代表性控制斷面的應(yīng)力監(jiān)測(cè)，可以了解作為主要承力構(gòu)件箱梁的受力狀態(tài)，及時(shí)診斷橋梁病害，控制測(cè)量荷載和對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行疲勞分析十分必要第四節(jié)潤(rùn)揚(yáng)大橋南汊懸索橋南錨基礎(chǔ)信息化施工監(jiān)測(cè)一、基礎(chǔ)凍結(jié)排樁法設(shè)計(jì)施工潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江公路大橋南汊橋?yàn)榭鐝綖?490m的單孔雙鉸鋼箱梁懸索橋，為目前“中國(guó)第一、世界第三”大跨徑橋梁。潤(rùn)揚(yáng)大橋的南汊懸索橋南錨碇距長(zhǎng)江大堤540m，第四系覆蓋層總厚27.80~29.40m，其中上部22m為淤泥質(zhì)亞粘土及亞粘土與粉砂互層，下部7m左右為粉細(xì)砂和中粗砂層。南錨碇工程包括錨體與基礎(chǔ)兩部分，錨碇基礎(chǔ)為矩形結(jié)構(gòu)，其平面尺寸為70.5m×52.5m×29m（長(zhǎng)×寬×高），為特大型嵌巖明挖深基礎(chǔ)工程，該工程采用凍結(jié)排樁法施工方案，基本原理是以含水地層凍結(jié)形成凍結(jié)帷幕墻體作為基坑的封水結(jié)構(gòu)，以排樁及內(nèi)支撐系統(tǒng)抵抗基坑外側(cè)水土壓力。這種施工方法是國(guó)內(nèi)首次應(yīng)用于深大基坑開(kāi)挖一項(xiàng)創(chuàng)新工法。（一）設(shè)計(jì)方案南錨碇基礎(chǔ)底部座落在全風(fēng)化巖頂面，沿基坑周邊布置140根Φ1.5m的鉆孔灌注樁，為了滿足凍結(jié)壁封水需要，144個(gè)凍結(jié)孔與排樁采用插花布置，經(jīng)凍結(jié)形成凍結(jié)帷幕，凍結(jié)孔的橫、縱向間距與排樁相同，軸線與排樁軸線相距1.4m，深度40m。在凍結(jié)孔外在凍結(jié)帷幕外側(cè)設(shè)置了74個(gè)嵌巖注漿孔，通過(guò)對(duì)基巖與預(yù)注漿，減小基底揚(yáng)壓力和涌水量，避免地下水對(duì)凍結(jié)帷幕的沖刷。為了降低凍脹對(duì)排樁結(jié)構(gòu)的影響，在凍結(jié)帷幕外側(cè)設(shè)置了288個(gè)泄壓孔，孔內(nèi)充填泥漿，減小了凍脹力。（二）南錨基礎(chǔ)施工潤(rùn)揚(yáng)大橋南錨碇的施工工藝流程為：首先進(jìn)行冷凍站的安裝，同時(shí)進(jìn)行凍結(jié)段下部注漿施工、鉆孔灌注樁、凍結(jié)帷幕鉆孔、凍脹泄壓孔施工、安裝凍結(jié)器及凍結(jié)溝槽施工，然后進(jìn)行凍結(jié)帷幕凍結(jié)、開(kāi)挖設(shè)施安裝、冠梁施工、基坑開(kāi)挖、支護(hù)結(jié)構(gòu)施工、基坑底板施工、基礎(chǔ)砼填芯、基礎(chǔ)頂板施工，在基礎(chǔ)砼填芯時(shí)，逐步停止凍結(jié)。注漿及排樁施工于2001年5月份開(kāi)工，至2001年8月基本完成，從2001年11月起開(kāi)始積極凍結(jié)，隨即進(jìn)行了基礎(chǔ)土方開(kāi)挖及支撐。潤(rùn)揚(yáng)大橋南錨碇基坑面積約為3520平米，開(kāi)挖深度為29m，基坑挖土共分八層，首層由反鏟挖機(jī)挖至第一道支撐底標(biāo)高。支撐施工采用順作法施工，后一層開(kāi)挖待前一道支撐砼強(qiáng)度達(dá)到80%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行開(kāi)挖，開(kāi)挖采用機(jī)械下坑雙級(jí)接力的施工方法。三至七層每層均用反鏟挖機(jī)及推土機(jī)在坑內(nèi)挖土裝入桅桿吊提斗和垂直提升機(jī)提斗內(nèi)，垂直出土至坑外，再用自卸式汽車將土運(yùn)至棄土區(qū)。二．.信息化安全監(jiān)測(cè)（一）排樁凍結(jié)維護(hù)體系信息化安全監(jiān)測(cè)的目的1．通過(guò)對(duì)施工過(guò)程圍護(hù)體系進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)報(bào)警值進(jìn)行對(duì)比，判斷“排樁凍結(jié)”圍護(hù)體系的實(shí)時(shí)安全性。2．通過(guò)對(duì)施工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行反演和正演分析，驗(yàn)證設(shè)計(jì)參數(shù)的取值合理性，為“排樁凍結(jié)”圍護(hù)應(yīng)用積累經(jīng)驗(yàn)。3．通過(guò)對(duì)南錨碇基礎(chǔ)施工過(guò)程的監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析，為施工全過(guò)程動(dòng)態(tài)控制（動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)施工）提供技術(shù)支持。4．依據(jù)信息化施工這種手段，可以使新技術(shù)、新工藝的工程應(yīng)用提前實(shí)現(xiàn)。5．信息化施工是工程設(shè)計(jì)、施工、科研鏈條一體化。（二）信息化施工的內(nèi)容和方法1．監(jiān)測(cè)內(nèi)容南錨碇工程信息化施工的內(nèi)容表4-4監(jiān)測(cè)項(xiàng)目施工工況基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工及開(kāi)挖期間大體積混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)期間錨體施工及錨索受力初期變形監(jiān)測(cè)坑外地表沉降√√√圈梁水平位移√√√凍結(jié)帷幕墻體水平位移√√√坑外土體水平位移√√√立柱樁垂直位移√結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)樁身砼應(yīng)變√樁身鋼筋應(yīng)力√坑外土體應(yīng)力√支撐軸力√地下水位監(jiān)測(cè)坑內(nèi)、外地下水位√溫度監(jiān)測(cè)凍結(jié)帷幕溫度√√注：“√”為監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)階段2．信息化施工成果（1）成果綜述配合南錨碇基礎(chǔ)工程的現(xiàn)場(chǎng)施工情況，根據(jù)各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和理論設(shè)計(jì)對(duì)南錨碇排樁凍結(jié)維護(hù)體系進(jìn)行信息化監(jiān)控，認(rèn)真剖析溫度變化、結(jié)構(gòu)變形、結(jié)構(gòu)應(yīng)力和應(yīng)變、水位變化規(guī)律等，通過(guò)正演、反演分析凍脹和凍脹力的情況，判斷凍結(jié)帷幕“交圈”發(fā)展?fàn)顩r，修正設(shè)計(jì)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)控制。（2）指導(dǎo)施工凍結(jié)排樁工法是首次使用的全新工法，信息化施工作為現(xiàn)場(chǎng)施工的“千里眼”和“順風(fēng)耳”，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行了全過(guò)程監(jiān)控。通過(guò)分析各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)變化，動(dòng)態(tài)調(diào)整施工組織設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工工序，在保證結(jié)構(gòu)整體安全的情況下確保了現(xiàn)場(chǎng)施工。1）坑內(nèi)增加井點(diǎn)降水，坑外增設(shè)降水井坑內(nèi)外水位監(jiān)測(cè)情況表明，坑內(nèi)原有的12口真空降水井不能有效降低坑內(nèi)水位，于是在第三層、第四層土方開(kāi)挖過(guò)程中增加坑內(nèi)井點(diǎn)降水。由于凍結(jié)帷幕出現(xiàn)局部被擊破的情況，坑內(nèi)外產(chǎn)生了水力聯(lián)系。通過(guò)這些措施，有效的降低了坑內(nèi)水位，減少了坑內(nèi)外的水力聯(lián)系，加強(qiáng)了凍結(jié)帷幕的整體安全性，確保了土方機(jī)械的工作效率，提高了整體開(kāi)挖速度。2）現(xiàn)場(chǎng)施工管理監(jiān)測(cè)資料告訴我們，隨著基坑開(kāi)挖的不斷深入，支護(hù)排樁的水平位移逐漸增大，凍結(jié)帷幕外的土體變形也呈現(xiàn)逐漸增大這種不符合常規(guī)的趨勢(shì)，經(jīng)過(guò)分析后認(rèn)為凍脹力過(guò)大是主要原因。盡管設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了一定的更改，但加快施工現(xiàn)場(chǎng)的施工進(jìn)度，減少排樁的暴露時(shí)間，盡快完成開(kāi)挖后的支撐澆注，尤其是對(duì)撐澆注，才是保證整體結(jié)構(gòu)的安全的根本措施。按照這一原則，優(yōu)化了施工組織設(shè)計(jì)，編制了《南錨碇基坑單層開(kāi)挖及支撐澆注施工進(jìn)度》，按照先中間對(duì)撐－后南部支撐－再北部支撐的原則，形成每層土方開(kāi)挖、出土、支撐澆注的流水作業(yè)，將南錨碇基坑單層開(kāi)挖及支撐澆注時(shí)間由20天縮短到10天左右，將對(duì)撐澆注縮短到了5天，最大限度地減少了排樁的暴露時(shí)間，保證了南錨碇基坑的整體安全。3）冷凍站的施工調(diào)整為了保證凍結(jié)期的正常工作，共投入8AS-17型低壓機(jī)7臺(tái)，8AS-12.5型高壓機(jī)5臺(tái)，最大制冷量149.5×104Kcal/h，為設(shè)計(jì)制冷量的99.3×104Kcal/h的1.5倍。冷凍鹽水循環(huán)泵4臺(tái)（2臺(tái)備用泵）。根據(jù)監(jiān)測(cè)資料和監(jiān)測(cè)分析，判斷了凍結(jié)帷幕的交圈，研究了凍結(jié)帷幕的發(fā)展情況，整體分析了凍結(jié)帷幕的發(fā)展趨勢(shì)和凍結(jié)帷幕的發(fā)展速度后，進(jìn)一步指導(dǎo)凍結(jié)站的工作，隨時(shí)調(diào)整凍結(jié)鹽水溫度、凍結(jié)鹽水流量，確保了凍結(jié)帷幕的正常發(fā)展。第五節(jié)地質(zhì)災(zāi)害控制近年來(lái)，由于公路（鐵路）邊坡施工導(dǎo)致的安全事故時(shí)有發(fā)生。。2003年5月11日凌晨1時(shí)55分，貴州省三穗縣臺(tái)烈鎮(zhèn)宏頭村三穗至凱里高速公路正在施工的平溪特大橋3號(hào)墩附近發(fā)生山體滑坡，滑體總方量約20余萬(wàn)方，其中右側(cè)部分約3萬(wàn)方淹埋了XX工程局三標(biāo)段施工項(xiàng)目經(jīng)理部一棟工棚（17間）及棚內(nèi)35人。災(zāi)害發(fā)生后，黨中央、國(guó)務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)十分重視，國(guó)務(wù)院立即派出調(diào)查組趕赴現(xiàn)場(chǎng)協(xié)助貴州省全力以赴搶救被埋人員，盡一切可能減少傷亡，做好善后工作，查明山體滑坡災(zāi)害原因，制定防治措施。在貴州省委、省政府的領(lǐng)導(dǎo)下，經(jīng)全力搶險(xiǎn)救災(zāi)，避免了災(zāi)害進(jìn)一步擴(kuò)大，但被淹埋的35人無(wú)一幸存。2002年湖南某高速公路施工現(xiàn)場(chǎng)邊坡塌坍，導(dǎo)致車毀人亡。云南元磨高速公路147公里，30米2005年，國(guó)家制定了地質(zhì)災(zāi)害的防治措施和相應(yīng)的應(yīng)急救援預(yù)案。為此，作為公路施工企業(yè)的技術(shù)人員在地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重的地區(qū)施工時(shí)，除了要注意按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工以外，還要特別注意對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查和識(shí)別。充分認(rèn)識(shí)邊坡，了解邊坡，減少邊坡病害和消除邊坡事故隱患，是公路建設(shè)者任重而道遠(yuǎn)的使命。一、不穩(wěn)定路基邊坡坡有下列情況之一者，該斜坡具備失穩(wěn)條件：1、各種類型的危巖體；2、斜坡巖體中有傾向坡外、傾角小于坡角的結(jié)構(gòu)面存在；3、斜坡被兩組或兩組以上結(jié)構(gòu)面切割，形成不穩(wěn)定棱體，其底棱線傾向坡外，且傾角小于斜坡坡角；4、斜坡后緣已產(chǎn)生拉裂縫；5、順坡走向卸荷裂隙發(fā)育的高陡斜坡或凹腔深度大于裂隙帶；6、岸邊裂隙發(fā)育、表層巖體已發(fā)生蠕動(dòng)或變形的斜坡；7、坡足或坡基存在緩傾的軟弱層；8、位于庫(kù)岸或河岸水位變動(dòng)帶，渠道沿線或地下水溢出帶附近，工程建成后可能經(jīng)常處于浸濕狀態(tài)的軟質(zhì)巖石或第四系沉積物組成的斜坡。二、滑坡滑坡區(qū)及其鄰近穩(wěn)定地段，一般包括滑坡后壁外一定距離（滑坡滑動(dòng)會(huì)影響和危害的區(qū)域），滑坡體兩側(cè)自然溝谷和滑坡舌前緣一定距離或江、河、湖水邊；注意查明滑坡的發(fā)生與地層結(jié)構(gòu)、巖性、斷裂構(gòu)造（巖體滑坡尤為重要）、地貌及其演變、水文地質(zhì)條件、地震和人為活動(dòng)因素的關(guān)系，找出引起滑坡或滑坡復(fù)活的主導(dǎo)因素；調(diào)查滑坡體上各種裂縫的分布特征，發(fā)生的先后順序、切割和組合關(guān)系，分清裂縫的力學(xué)屬性，如拉張、剪切、鼓脹裂縫等，藉以作為滑坡體平面上分塊、分條和縱剖面分段的依據(jù)，分析滑坡的形成機(jī)制；通過(guò)裂縫的調(diào)查，藉以分析判斷滑動(dòng)面的深度和傾角大小?；麦w上裂縫縱橫，往往是滑動(dòng)面埋藏不深的反映；裂縫單一或僅見(jiàn)邊界裂縫，則滑動(dòng)面埋深可能較大；如果基礎(chǔ)埋深不大的擋土墻開(kāi)裂，則滑動(dòng)面往往不會(huì)很深；如果斜坡已有明顯位移，而擋土墻等依然完好，則滑動(dòng)面埋深較深；滑坡壁上的平緩擦痕的傾角，與該處滑動(dòng)面傾角接近一致；滑坡體的差速裂縫兩壁也會(huì)出現(xiàn)緩傾角擦痕，同樣是下部滑動(dòng)面傾角的反映；對(duì)巖體滑坡應(yīng)注意調(diào)查緩傾角的層理面、層間錯(cuò)動(dòng)面、不整合面、假整合面、斷層面、節(jié)理面和片理面等，若這些結(jié)構(gòu)面的傾向與坡向一致，且其傾角小于斜坡前緣臨空面傾角，則很可能發(fā)展成為滑動(dòng)面。對(duì)土體滑坡，則首先應(yīng)注意土層與巖層的接觸面構(gòu)成的滑帶形態(tài)特征及控制因素，其次應(yīng)注意土體內(nèi)部巖性差異界面；調(diào)查滑動(dòng)體上或其鄰近的建、構(gòu)筑物（包括支擋和排水構(gòu)筑物）的裂縫，但應(yīng)注意區(qū)分滑坡引起的裂縫與施工裂縫、填方基礎(chǔ)不均勻沉降裂縫、自重與非自重黃土濕陷裂縫、膨脹土裂縫、溫度裂縫和凍脹裂縫的差異，避免誤判；調(diào)查滑帶水和地下水情況，泉水出露地點(diǎn)及流量，地表水自然排泄溝渠的分布和斷面，濕地的分布和變遷情況等；圍繞判斷是首次滑動(dòng)的新生滑坡還是再次滑動(dòng)的古（老）滑坡進(jìn)行調(diào)查。古（老）滑坡的識(shí)別標(biāo)志見(jiàn)表4-5。古（老）滑坡的識(shí)別標(biāo)志表4-5標(biāo)志內(nèi)容等級(jí)類別亞類形態(tài)宏觀形態(tài)1．圈椅狀地形B2．雙溝同源地貌B3．坡體后緣出現(xiàn)洼地C4．大平臺(tái)地形（與外圍不一致、非河流階地、非構(gòu)造平臺(tái)或風(fēng)化差異平臺(tái)）C5．不正常河流彎道C微觀形態(tài)6．反傾向臺(tái)面地形C7．小臺(tái)階與平臺(tái)相間C8．馬刀樹(shù)或醉漢林C9．坡體前方、側(cè)邊出現(xiàn)擦痕面、鏡面（非構(gòu)造成因）A10．淺部表層坍滑廣泛C地層老地層變動(dòng)11．明顯的產(chǎn)狀變動(dòng)（排除了別的原因）B12．架空、松弛、破碎C13．大段孤立巖體掩覆在新地層之上A14．大段變形巖體位于土狀堆積物之中B新地層變動(dòng)15．變形、變位巖體被新地層掩覆C16．山體后部洼地內(nèi)出現(xiàn)局部湖相地層B17．變形、變位巖體上掩覆湖相地層C18．上游方出現(xiàn)湖相地層C變形等19．古墓、古建筑變形C20．構(gòu)成坡體的巖土結(jié)構(gòu)零亂、強(qiáng)度低B21．開(kāi)挖后易坍滑C22．斜坡前部地下水呈線狀出露、濕地C23．古樹(shù)等被掩埋C歷史記載訪問(wèn)材料24．發(fā)生過(guò)滑坡的記載和口述A25．發(fā)生過(guò)變形的記載和口述C注：屬A級(jí)標(biāo)志，可單獨(dú)判別為屬古、老滑坡；二個(gè)B級(jí)標(biāo)志或一個(gè)B級(jí)、二個(gè)C級(jí)，或4個(gè)C級(jí)標(biāo)志可判別為古、老滑坡。跡象愈多，則判別的可靠性愈高。三、崩塌1、危巖體（1）危巖體位置、形態(tài)、分布高程、規(guī)模。（2）危巖體及周邊的地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、地形地貌、巖(土)體結(jié)構(gòu)類型、斜坡組構(gòu)類型。巖土體結(jié)構(gòu)應(yīng)初步查明軟弱(夾)層、斷層、褶曲、裂隙、裂縫、臨空面、側(cè)邊界、底界(崩滑帶)以及它們對(duì)危巖體的控制和影響。（3）危巖體及周邊的水文地質(zhì)條件和地下水賦存特征。（4）危巖體周邊及底界以下地質(zhì)體的工程地質(zhì)特征。（5）危巖體變形發(fā)育史。歷史上危巖體形成的時(shí)間，危巖體發(fā)生崩塌的次數(shù)、發(fā)生時(shí)間，崩塌前兆特征、崩塌方向、崩塌運(yùn)動(dòng)距離、堆積場(chǎng)所、崩塌規(guī)模、引發(fā)因素，變形發(fā)育史、崩塌發(fā)育史、災(zāi)情等。（6）危巖體成因的動(dòng)力因素。包括降雨、河流沖刷、地面及地下開(kāi)挖、采掘等因素的強(qiáng)度、周期以及它們對(duì)危巖體變形破壞的作用和影響。在高陡臨空地形條件下，由崖下硐掘型采礦引起山體開(kāi)裂形成的危巖體，應(yīng)詳細(xì)調(diào)查采空區(qū)的面積、采高、分布范圍、頂?shù)装鍘r性結(jié)構(gòu)，開(kāi)采時(shí)間、開(kāi)采工藝、礦柱和保留條帶的分布，地壓現(xiàn)象(底鼓、冒頂、片幫、鼓幫、開(kāi)裂、壓碎、支架位移破壞等)、地壓顯示與變形時(shí)間，地壓監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和地壓控制與管理辦法，研究采礦對(duì)危巖體形成與發(fā)展的作用和影響。（7）分析危巖體崩塌的可能性，初步劃定危巖體崩塌可能造成的災(zāi)害范圍。（8）危巖體崩塌后可能的運(yùn)移斜坡，在不同崩塌體積條件下崩塌運(yùn)動(dòng)的最大距離。在峽谷區(qū)，要重視氣墊浮托效應(yīng)和折射回彈效應(yīng)的可能性及由此造成的特殊運(yùn)動(dòng)特征與危害。（9）危巖體崩塌可能到達(dá)并堆積的場(chǎng)地的形態(tài)、坡度、分布、高程、地層巖性與產(chǎn)狀及該場(chǎng)地的最大堆積容量。在不同體積條件下，崩塌塊石越過(guò)該堆積場(chǎng)地向下運(yùn)移的可能性，最終堆積場(chǎng)地。（10）調(diào)查崩塌已經(jīng)造成的損失，崩塌進(jìn)一步發(fā)展的影響范圍及潛在損失。2、已有崩塌堆積體（1）崩塌源的位置、高程、規(guī)模、地層巖性、巖(土)體工程地質(zhì)特征及崩塌產(chǎn)生的時(shí)間。（2）崩塌體運(yùn)移斜坡的形態(tài)、地形坡度、粗糙度、巖性、起伏差，崩塌方式、崩塌塊體的運(yùn)動(dòng)路線和運(yùn)動(dòng)距離。（3）崩塌堆積體的分布范圍、高程、形態(tài)、規(guī)模、物質(zhì)組成、分選情況、植被生長(zhǎng)情況、塊度、結(jié)構(gòu)、架空情況和密實(shí)度。（4）崩塌堆積床形態(tài)、坡度、巖性和物質(zhì)組成、地層產(chǎn)狀。（5）崩塌堆積體內(nèi)地下水的分布和運(yùn)移條件。（6）評(píng)價(jià)崩塌堆積體自身的穩(wěn)定性和在上方崩塌體沖擊荷載作用下的穩(wěn)定性，分析在暴雨等條件下向泥石流、崩塌轉(zhuǎn)化的條件和可能性。四、泥石流泥石流溝谷在地形地貌和流域形態(tài)上往往有其特殊反映，典型的泥石流溝谷，形成區(qū)多為高山環(huán)抱的山間盆地。流通區(qū)多為峽谷，溝谷兩側(cè)山坡陡峻，溝床順直，縱坡梯度大。堆積區(qū)則多呈扇形或錐形分布，溝道擺動(dòng)頻繁，大小石塊混雜堆積，壟崗起伏不平。對(duì)于典型的泥石流溝谷，這些區(qū)段均能明顯劃分，但對(duì)不典型的泥石流溝谷，則無(wú)明顯的形成區(qū)