鐵道工程論文匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇鐵道工程論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

2隧道質量問題主要表現形式及其影響

根據2012、2013年隧道工程專項監督檢查發現問題進行統計分析，按工序進行分類可以看出:隧道初期支護、襯砌、防排水問題突出，洞身開挖、圍巖監控量測、超前地質預報等問題也不少。在監督檢查過程中，發現大部分問題在不同建設項目、不同工點、甚至同一工點的不同時段重復發生。

(1)隧道開挖

擅自改變設計工法或不完全按設計工法實施、安全步距超標等“紅線”管理問題，在當前礦山法隧道施工中普遍存在，在城市地下隧道施工中尤為突出，給后續施工帶來較大安全隱患。就其直接原因，一是技術交底流于形式，作業隊伍不按設計要求施作，經驗主義嚴重，且大部分以完成實物工程量作為工費結算依據，開挖作業人員片面追求進度;二是架子隊管理虛化，變相違規轉包分包工程，以包代管;三是技術人員業務能力不滿足現場需要，不能準確判識圍巖狀況，特別是在遇到圍巖變弱時，不能及時采取可靠的安全防護措施;四是安全檢查流于形式，工序檢查驗收把關不嚴格，不能及時發現和排除事故隱患;五是城市地下隧道普遍采用雙洞單線，掌子面作業空間有限，各工序交叉干擾大，不利于流水作業組織。

(2)超前地質預報及圍巖監控量測流于形式

相關成果不能有效指導后續施工。就其直接原因，一是未將超前地質預報和圍巖監控量測納入工序管理;二是缺少專業隊伍，大部分隧道施工的超前地質預報和圍巖監控量測工作，均為委托其他單位進行，相關成果資料不能及時、有效地提供給項目部各級技術管理人員;三是數據資料弄虛作假，擅自減少現場作業量;四是超前地質預報手段單一，未能采用長、中、短距離相結合的綜合地質預報方法;五是圍巖監控量測點埋設深度不足，測桿未能進入基巖，部分隧道存在觀測頻次不足等，致使監測數據不能真實反映圍巖變化情況。

(3)超前小導管施作數量、長度、外插角不滿足設計要求

未注漿，系統錨桿施作數量、規格型號不滿足設計要求等問題，在礦山法隧道施工中比較普遍。就其直接原因，一是偷工減料，部分作業隊伍從節省成本角度考慮，能省則省，不按設計要求施作;二是安全意識不強，部分作業隊伍未能深刻認識超前支護對后續作業的安全防護作用。

(4)初期支護局部平整度差

強度不足、背后空洞或不密實、變形開裂甚至侵入二次襯砌輪廓線等問題，在隧道質量問題中所占比列較大。就其直接原因，一是爆破設計流于形式、光爆效果差，超欠挖現象嚴重且未按規定工藝步驟處理甚至在噴射混凝土時采用石棉瓦、防水板等物品遮擋較大超挖部位，斷面輪廓未進行嚴格驗收，極易導致二襯厚度不足、背后脫空等質量問題的發生;二是拱架間距超標或以弱代強，鋼架背后與基巖面間未采取措施頂緊，拱架偏離設計輪廓線，導致圍巖收斂變形速率過大，支護出現變形;三是富水圍巖地段止水效果不佳，長時間流水帶動泥沙流失致使圍巖加大變形;四是初支噴射混凝土強度不足，有些自建小拌合站生產噴射混凝土疏于管理，過程控制較差，噴射工藝隨意，甚至個別使用干噴工藝，養護方式不當和養護時間不足。

(5)局部二襯混凝土強度、厚度不足

二襯背后空洞或不密實，仰拱及填充一次澆筑、厚度不足或隧底回填虛砟，二襯鋼筋布設間距超標等問題，隱蔽性較大，嚴重者將極大地影響運營安全，需輔以必要的檢測手段方可發現。就其直接原因，一是未對隧道初支輪廓進行量測或量測工作不細，當超挖較多時，不按規定采用同級混凝土回填，而是拋填棄砟;二是防水板掛設質量不合格，松緊度不當或破損、甚至脫落，澆筑時混凝土不能將防水板壓緊并密貼在初支混凝土基面上;三是混凝土生產、運輸、澆筑、養護不到位，混凝土拌和物性能指標選擇不當，在運輸距離較遠時造成混凝土產生離析，對新舊混凝土接茬處和墻腳等部位振搗不到位甚至漏振，在個別洞內濕度不滿足要求時未采取措施保濕加強養護;四是回填注漿不密實，注漿管道布置形式單一，注漿工藝隨意，過程控制缺失，注漿后未進行復檢，致使防水板與初支間空隙長期存在形成空洞;五是仰拱施工未安裝弧形模板，不能保證仰拱一次澆筑高度和寬度。

(6)防排水效果不佳

設計的初支、防水板、二襯等多道防水線均沒能完全施作到位，在二襯表面出現滲漏水現象，尤其是在城市地下隧道全包防水施工中表現較為突出。就其直接原因，一是防水板鋪掛前基面處理不到位，在澆筑二襯混凝土時造成防水板局部破損;二是止水帶安裝不合格，施工縫及沉降縫防水處理未按設計施作到位;三是二襯混凝土施作過程中振搗不到位、模板拆除過早，局部混凝土不密實，混凝土未一次澆筑完成出現施工冷縫，施工縫處理質量差尤其是縱向施工縫鑿毛、清理不徹底;四是排水盲管安裝質量差，存在反坡積水、破損被混凝土堵塞，出水口位置偏差大、未及時清通導致襯砌后出現壓力水頭;五是城市地下隧道全包防水普遍采用自粘式防水板，容易出現防水板掛設不圓順、接縫不嚴密、鋼釘釘掛后不處理、保護膜不撕除或瀝青粘性失效等現象。

3施工管理原因分析

(1)施工現場技術管理缺位

是大部分量問題普遍存在的重要原因。部分施工單位對個別隧道存在以包代管的現象，施工技術方案的編制、復核、審批程序流于形式，方案內容缺乏針對性和可操作性，施工現場過程控制流于形式。

(2)工序驗收把關不嚴

是造成大部分質量問題重復發生的主要原因。部分施工、監理單位現場技術管理人員業務素質不高、責任心不強，對工序的自檢、互檢、交接檢制度落實不到位，現場檢查驗收過程中未認真核對設計文件和現場實際情況簽署質量驗收文件，部分檢驗批驗收資料與實際情況明顯不符。

(3)勘察設計工作不到位

由于前期勘察工作不細，地質資料不詳細，造成部分隧道開挖工法和支護措施不合理;施工現場設計配合不到位，部分隧道圍巖狀況變化后設計變更不及時，尤其是在圍巖變弱的情況下支護措施明顯不足。

(4)教育培訓流于形式

部分施工單位的三級安全、技術交底資料僅為應付上級檢查、未落到實處，部分作業指導書和技術交底編制內容缺乏針對性和可操作性，技術交底未做到“橫向到邊、縱向到底”，造成部分作業人員不清楚各工序的施工質量標準和作業要求，甚至存在部分現場作業人員違章蠻干的現象。

(5)考核機制落實不到位

部分參建單位內部考核的激勵約束機制未有效運轉，部分管理人員對施工質量問題的重視程度不高，對施工現場存在的質量安全問題“視而不見”、“習以為?！?。個別建設單位對施工、監理、設計單位企業信用評價未能嚴格按照相關文件要求對標考核。

4預防控制措施建議

(1)建設單位要充分發揮建設管理龍頭作用

以標準化管理為抓手，強化源頭、過程和細節控制，積極推進機械化、工廠化、專業化、信息化等現代化施工管理手段的應用，認真落實安全風險和質量控制關鍵環節的監管，強化隧道工點的圍巖監控量測、超前地質預報的管理，切實提高參建各方的質量安全意識和管理水平。在工廠化方面，建議在指導性施工組織設計中明確要求組建鋼結構加工廠，對隧道模板臺車、型鋼鋼架、鋼筋網片、超前小導管等鋼構件集中加工制作、統一配送，有效卡控偷工減料、質量不達標等問題發生。在機械化方面，組織研發防水板鋪設機，大力推廣使用移動棧橋、噴射機械手等先進設備，提高工序施工質量和效率。在專業化方面，全力推行架子隊管理，堅決清理違法分包、轉包、以包代管等行為，強化過程控制和現場管理的標準化。在信息化方面，推廣應用工地試驗室壓力機、萬能材料試驗機等檢測數據的在線實時監控，混凝土拌和站計量偏差、拌合時間等數據的在線實時監控，隧道圍巖量測斷面數據采集和圍巖收斂情況的實時報告、分析等，及時防范和消除質量安全隱患。

(2)強化勘察設計工作在隧道施工質量安全管理的源頭作用

在前期勘察過程中，工作要細致，在遇到不良地質及軟弱圍巖隧道時要加大地質鉆孔的頻率，選擇合理的開挖工法和支護措施，確保工法適應現場;在隧道施工過程中，設計配合工作要及時、到位，遇到圍巖狀況發生變化時要及時核實現場地質情況，及時出具變更設計文件，及時指導現場施工。

(3)強化質量安全“紅線”管理

施工現場存在擅自改變設計工法和安全步距超標時必須暫停掌子面掘進，上道工序未驗收合格嚴禁進入下道工序施工。

(4)超前地質預報和圍巖監控量測

要嚴格納入工序管理，選擇專業隊伍實施。實施過程中確保預報成果和監控量測數據的真實、有效，及時指導現場施工。

(5)強化第三方檢測管理

必要時超前地質預報和圍巖監控量測可實行第三方監測管理，做到及時發現問題、及時整改，強化過程控制。

(6)按照工程質量終身負責制

各建設單位要對隧道工程的施工、監理單位管理人員和檢驗批等驗收簽字人員的資格情況進行逐一登記、審核，按規定程序進行變動人員審批管理，確保責任落實的可追溯性，嚴把檢驗批、分部分項工程、單位工程驗收關。

(7)強化教育培訓制度

不走過場，真正落到實處。一方面對作業層要堅持安全、技術交底，讓每一名作業人員都清楚各工序的作業內容、作業標準、工藝要求以及安全注意事項，做到簡明扼要、有針對性和可操作性，有條件可實行班前安全交底和現場實作過程交底;另一方面對管理層要將項目部制定的標段、單位工程施工組織設計以及分部分項施工專項方案傳達至各級管理人員，讓管理人員明確各自的工作內容、驗收標準，并有針對性的進行現場巡查。

(8)建立長效考核激勵約束機制

一方面建設單位要對各參建單位在鐵路建設中的合同履約、質量安全管理行為、工程實體質量、現場施工安全等方面加強檢查，對發現符合不良行為條件的應及時進行記錄、公示、確定并上報相關部門和單位，嚴格企業信用評價，并將評價結果與招投標掛鉤;另一方面各參建單位要建立內部考核機制，落實崗位職責，將建設項目管理目標層層分解，逐級落實至每一崗位、每一管理人員，對質量安全管理做到分工明確、各負其責。

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1．1隧道工程地質調繪地質調繪的方法主要包括追索法與路線穿越法，對工程整個地質單元與隧道區兩部分控制地質體與不良地質。與以往的方法進行比較，打破了調繪范圍的限制，讓調繪內容更細致、更準確。通過調繪方式，能夠查明巖堆、危巖、軟土、瓦斯、地下水等不良地質的分布情況，尤其是在隧道中部發育的巖溶管道水水流方向。隧道工程的地質調繪為下一步工作的實施奠定了堅實的基礎。

1．2地質鉆探由于隧道區域地層與巖性變化的多樣性，進行地質鉆探時需要布置多個鉆孔，加大鉆孔分布范圍。鉆探方式主要是采用金剛石或合金鉆進，一部分煤系地層地帶的巖石粉碎，采用的是無水反循環鉆進工藝。鉆孔的深度除有特殊要求的鉆孔外，都應當深入隧道設計標高2m～3m以下。鉆進巖芯采取率要求破碎巖層與強風化層不小于50%;完整基巖不小于80%;覆蓋層不小于50%。鉆探鉆進過程中，仔細測定地下水位，并及時記錄，記錄內容包括巖土分層、地下水位、鉆進速率、水的顏色等。利用詳細與具有代表性的鉆探方式，隧道洞室圍巖的巖性與整體情況能夠直觀顯示;利用鉆孔實施抽水、鉆孔聲波測試、壓水測試、煤層瓦斯檢測等一系列工作，以定性與定量兩方面為隧道圍巖的分段與分級帶來有效的地質依據。

1．3高密度電物探法若存在鉆探方式難以查證的地質，則能采用高密度電物探法，物探儀器為擁有我國先進水平的重慶奔騰數控技術研究所研究的WGMD-1型高度探測系統，方法是用α排列方式予以高密度數據采集，采用國際水平的Surfer軟件與RES2DINV軟件進行二維電阻率成像反演。能夠準確判斷地質情況，改善隧道工程施工的危險性，降低嚴重社會問題的發生率，有時還能避免路線更改，從而節約建設項目的投資資本。

1．4地震勘探與鉆孔超聲波測井以及探測巖石波速因其隧道區域地層巖性多樣化，地表風化程度嚴重，鉆探取芯能力弱，巖芯大多為碎塊、砂狀以及塊狀。地質人員大都是通過人為因素來判斷巖石風化程度，很少客觀判斷巖體基本質量，未能科學劃分隧道圍巖類型。因而，地震勘探與鉆孔超聲波測井以及探測巖石波速技術逐漸被應用。地震勘探儀器采用的主要方式為折射波法，通過定性劃分結合定量指標的整體分析，確定了巖石風化情況與隧道圍巖類型，該方式更為合理，更具創新特色。

1．5抽水與壓水檢驗方式若隧道區域屬于條帶狀巖層組成的山嶺，其水文地質單元更加復雜，含有較多含水單元與隔水層，其透水性與含水單元具有較大差異。為了能檢驗出準確的洞身段各巖石的裂隙性與透水性，準確預判隧道涌水量，于鉆孔施工結束后分別實施抽水與壓水試驗。抽水及壓水試驗使用的是自制提桶與專業高揚程空氣壓縮機抽水與壓水設施，其中提桶抽水試驗應用于地下水位淺的地段，空氣壓縮機抽水和壓水設施應用于地下水位深或不存在地下水的巖層內。并且還對一些鉆孔實行了將抽水與壓水相整合的試驗，以便同單一試驗進行對比。

1．6瓦斯檢驗對專門施工的ZK11鉆孔，采用一套煤管、一套瓦斯解吸儀、兩個取樣瓦斯灌予以瓦斯檢驗，其具體方法為:在鉆孔鉆遇煤層后，下采煤管采煤同時迅速裝灌后封閉，5min內進行解吸，獲得現場瓦斯解吸量，最后采用圖解法算出瓦斯耗損量，二者相加即為煤層瓦斯逸出量。該方式簡易可行，結果接近實際情況，具有相對開拓性。

2關于工程地質環境對隧道工程的影響

在建設長隧道、深埋隧道以及大隧道過程中，會遇到各種各樣的地質環境問題，不僅會對工程工期與造價造成影響，還會給隧道的施工與運行帶來安全隱患。下述對影響隧道工程的幾種地質環境作了探討。

2．1軟土地基在湖相與濱海相等古地質環境中，軟土大都沉積在相對停滯與相對運動遲緩的水環境內，此類沉積軟土顆粒細軟、土質軟弱、孔隙度大、含水量高、容易形成蠕變、凝聚力小幾乎可以被忽略。在這種地質條件上建設隧道，必須考慮工程的地質問題。1)該地質土性較軟，受到隧道重負荷時容易發生沉陷，從而厚度發生改變，形成不均勻沉陷，導致隧道內襯砌等結構發生形變;2)隧道結構會受軟土蠕變的影響，及時進行支護與襯砌有重要作用;3)軟土一般存在于地下還原環境中，微生物作用容易形成甲烷氣體，聚積在軟土層孔隙內，隧道挖進時工作人員可能會受甲烷氣體的危害，若遇到火源還可能引起爆炸。建設隧道時，對于軟土地基，長度不長的隧道應采用盾構穿越更為簡易;然而長度過長的隧道，因其軟土的蠕變特點，會形成超量切削，導致在隧道盾構掘進的前端會出現蠕變凹槽，如果軟土層厚度不夠，容易使得上方活河水與海水大量潛入隧道。因此，在海域上存在眾多沉積軟土地帶時，借助盾構穿越軟土層，必須充分重視所存在的安全隱患。

2．2砂卵石層地基在多樣化地質條件如平原、河流、濱海、盆地中，會存在不同成因的砂卵石沉積層。各地砂卵石層的結構由于沉積時受到古地質地理環境的影響，各結構間存在差異。砂卵石層的沉積韻律和顆粒級配受到沉積時水動力條件的影響。砂卵石層危害隧道工程的幾個方面主要是:1)因為隧道施工排水，使得周邊砂層的機械塌陷與管涌;2)砂層涌入會引發豐富地下水;3)砂層地質結構的不同，形成不規則沉陷，為隧道帶來安全隱患;4)砂層內夾雜的大塊卵石，影響盾構施工，嚴重時會卡住刀片。采用沉管法在湍急河流的砂卵石層中建設隧道，容易使沉管下砂層形成沖刷，損害沉管隧道。在厚砂層上建設隧道時，要注重下述幾點:1)抽水起始水位降低引發地面沉降、沖刷、潛蝕;2)進行大量抽水后，水位降低遲緩，產生壓力水頭，極易使得下方的大量砂層潰入;3)下方存在相對隔水層時，因為上方隧道抽水降低水壓，下方高壓水匯合;4)透水層凸起，形成眾多越流向上補給，影響隧道運行。

2．3碳酸鹽巖地層在分布有可溶碳酸鹽地層地區，受到不同程度的喀斯特化作用，作用結果為在地表上形成奇特山峰，地下形成多個洞穴與通道。活躍在洞穴和通道中的喀斯特水包括孔隙水與裂隙水等，存在不同的特點?？λ固厮形鍌€對立統一的特點，具體包括:1)獨存與半獨存的管道水流和擁有統一水力相關的地下水力面與擴散流同時存在;2)不含水巖體與含水巖體同時存在;3)非承壓水流同承壓水流之間互相變換;4)層流運動和紊流運動同時存在;5)非均質含水性和均質含水性復雜變化。在喀斯特化地層中，具有相當明顯的三相流，即是氣體、固體、液體三相物質混合形成的三相流。三相流具備一個重要特性，泥砂等固體流與水等液體流是不能被壓縮的，而氣體能被壓縮，受壓氣體還會發生多種變化。

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2鐵路工程中軌道鋪設技術的應用

2.1道床預鋪底喳

在整個軌道鋪設過程中底喳具有關鍵性的作用，是提升鐵路道床質量的重要因素。底喳位于道床喳層和路基基床層之間，在鋪設底喳的整個過程里，能夠將列車荷載進行有效傳遞與分散，并滲漏底喳與路基顆粒之間的水分，能夠對道床病害問題進行有效預防，并起到保溫抗凍的作用。在《鐵路碎石道床底喳》的相關要求下，應進行道床底喳預鋪作業，并檢測道喳的質量。

2.2機械架梁

施工調查情況應在鐵路軌道鋪設前進行，在確保架梁施工質量的同時，復核調查填土質量、橋頭地形等。并掌握梁片的技術標準、幾何尺寸等，防止橋梁施工中產生材料不合理現象。復測橋跨—墩臺支撐墊石—橋梁準備—加固橋頭路基—架橋機定位—換裝橋梁等都是機械架梁的重要標準。

2.3長鋼軌換鋪

一般選用鋪軌機進行25m線路鋪設時，長鋼軌焊接好后，應利用雙層運輸車從軌排場向施工現場進行運輸，在軌道換用兩邊位置卸除。在線路上通過人工的方式進行軌道鋪設，原有軌道應向軌排場送回。在長鋼軌換鋪施工中，應對其中線線誤差情況進行嚴格控制，防止因過大軌道中心線誤差，導致施工質量下降。一般應選用拉掛弦線的方式對其中心線誤差進行控制。換軌車在換軌過程中，應重視新、舊軌的連接問題，明確各個工作人員的職責，做好人員配置工作。

2.4無縫線路施工

選用鋪軌機進行普通線路鋪設后，其長度大概為25m，從軌排基地選用雙層運輸車將焊接完成的長鋼軌向現場進行運送，在待換軌道兩邊卸下，通過人工的方式向線路上進行軌道鋪設施工，并將換下的周轉軌裝車運回基地。長鋼軌鋪設施工結束好，應及時進行無縫線路施工。按照施工要求，選用合理的焊接方式將已經鋪設完成的長軌條焊接成一些較長的單元軌節，在此施工環節，應與工程焊接設計充分結合，并通過氣壓焊、鋁熱焊等方式將接頭位置進行出來，以此達到最佳焊接效果。鎖定焊接應在各個單元軌之間進行，如線路與每個道岔之間、道岔內部等。應重視無縫處理，必須按照相關施工規范，避免各種操作不當行為的產生，同時做好質量監管工作，只有這樣才能確保整個軌道鋪設施工的安全性，才能提升工程的整體質量。應合理安排大型養路機施工，為了加快工程進度，應確保整道工作布置的合理性。在運輸面喳時應確保其連續性，當整道作業機械達到施工路段時，每個施工機械之間應重視其距離，如一般情況下距離控制在超過800m，并根據施工現場的具體情況，應適當調整其距離，由電腦自動對整道作業的各項技術指標進行有效控制。

2.5大機整道

鐵路軌道鋪設中，應合理安排大型養路機工作，通過合理布設整道施工，可以保證施工進度。應及時不間斷地進行面喳運輸，進而提高大型養路機的連續性。在施工區間，如整道作業機械進入后，應實時觀測兩個施工機械的之間的距離，確保其間距超過800m，并根據施工具體情況進行適當調整。通過計算機自動化對整道施工的各項技術指標進行有效控制，并做好技術交底工作。合理制定安全措施，做好機械養護作業。

2.6道岔施工

充分的準備工作，是道岔施工的重要前提。將拼裝平臺設置在道岔鋪設的基地上，按照道岔設計要求將每根岔枕的位置與岔枕的編號準確畫在道岔拼裝平臺上，隨后進行吊裝作業，一般選用龍門吊進行施工，并進行臨時固定。在道岔組裝施工中，應對道岔所有關鍵點的位置、結構情況進行準確調整，確保其質量符合施工要求后，將道岔分成若干份。因寬度原因，導曲線與岔心部位，將產生導曲線內軌不能與岔枕結合的情況，這種情況的出現對汽車平板分段運輸十分有利，隨后進行檢測，一般選用手推式軌道檢測儀或鋼軌檢測儀等。

2.7鋪喳整道

路基面交接工作應及時完成，在成型較早的路基段，應將底喳提前預鋪，在成型較晚的路基段，必須在沿線小型堆放場應先存放底喳。當路基能夠進行鋪架施工時，即可進行路基面交接辦理，隨后及時選用汽車將其運送到路基面。在機械攤鋪后，應選用壓路機進行碾壓施工，確保其壓實度符合施工要求。鋪軌完成后，應通過撥正荒道、找水平等方式對新鋪線路進行整道施工，并及時補渣整道。

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中圖分類號：U45 文獻標識碼：A 文章編號：

一.前言

在進行隧道工程中，據筆者多年的施工經驗，在隧道出口處一般而言巖石都風化破碎的厲害，在這種情況下進行對隧道的爆破，將會面臨著比較復雜的力學特征，由于這些巖石的穩定性相對而言比較差，在進行爆破施工過程中，很可能會由于巖石的周圍的應力方向發生的偏轉或者是偏移，在這種情況下，很容易讓爆破不夠準確，難以滿足隧道施工的要求，為了保證工程質量不得不進行重新爆破，這種情形下，很容易造成誤工或者是出現一些安全隱患。伴隨著我國的隧道工程施工規模逐漸擴大，施工環境越發的復雜，在對隧道開挖和爆破的過程中，要嚴格工程的結構設計，科學確定對隧道的爆破相關的參數，如此，可以很大程度的將爆破的振動損害控制在一定的范圍之內。筆者在隧道中有過多年的施工經驗，認為，在進行爆破振動控制過程中，要加強對爆破振動的強度監測，并結合相關的工程實際情況和爆破的振動強度，不斷調整和優化爆破參數，如此，將更有助于加強對爆破振動的技術控制。

二.隧道爆破振動效應監測與分析

1.工程實例概述

在濟南開元寺隧道淺埋段，隧道采用上下導坑方式爆破掘進，上導坑進口段前400 in雖然埋深淺，但上部為山坡林地，局部有基巖，對爆破振動影響并不敏感。只有當隧道進入400 m后，才穿越住宅小區，特別在隧道正上方的別墅建筑群距離洞頂僅20m，對爆破振動特別敏感。該隧道上導坑開挖斷面為半圓形，面積達66 平方米，單循環爆破進尺可在3．5 m左右。根據目前國內常規施工機械裝備條件，國內隧道爆破通常采用手風鉆鉆眼，掌子面設鉆孔裝藥平臺，炮眼直徑為42 mm，炮眼深度4．0～5．0 m，采用楔形掏槽和周邊間隔不耦合裝藥光面爆破技術。

2.隧道爆破振動效應監測與分析

在此工程中，常規的掏槽爆破形式如圖1所示。在這一爆破方案中之所以將楔形掏槽區設置在上導坑的下部，主要原因是考慮盡量減小掏槽爆破對上部地面振動的影響。此外，由于“V”掏槽爆破技術較為成熟，對鉆孔定向精度要求不高，巖渣拋擲較遠，在國內得到普遍應用。但楔形掏槽應盡量使成對的斜眼同時起爆才能獲得較好的掏槽效果，而且楔形掏槽爆破夾制作用大，所以引起的爆破振動較大。

上導坑淺埋段爆破掘進時，采用常規的單級楔形掏槽爆破，測得的地表振動典型波如圖2所示。從圖2分析，該爆破方案的地表爆破振動強度分布特點是：掏槽爆破引起的爆破振動特別強烈，其峰值大大超過了《爆破安全規程》規定的允許范圍，其它部位的爆破(擴槽、周邊、底板等)振動較小都沒超過安全允許范圍。

擴槽、周邊、底板爆破振動較小的原因除了臨空面條件較好外，高段位普通毫秒雷管延期引爆時間誤差大也有影響，從擴槽眼和周邊光爆眼的爆破振動波形和峰值特點分析，8段以上段位的雷管多孔同段爆破時振動波段明顯分散…。段位越高、炮孔越多，其振動波分散越明顯。所以安排高段位雷管多孔同段爆破，有時能適當減小爆破振動峰值。由此看來大楔形掏槽雖然爆破效果和技術經濟指標較好，但因爆破夾制作用太大，引起強烈的爆破振動，必須調整優化楔形掏槽方案才能保證淺埋敏感區段的爆破振動安全。

三.降低爆破振動技術措施分析

雖然爆破施工是整個隧道工程的重要環節，但是其伴隨著的振動也會造成很多的損害，比如造成很多潛在的安全隱患，威脅著整個隧道工程的安全施工。筆者將將結合多年的施工經驗，從以下幾個方面分析降低爆破振動的技術措施。

1.爆破振動跟蹤監測

在加強對降低爆破振動的技術措施中，首先要做到的便是對振動實施科學嚴格的振動監測，要通過嚴密的振動監測尋找出爆破振動所帶來的規律，在此基礎上，結合工程的具體實際情況，合理的調整隧道的爆破方案，并做好數據的記錄，并和原有的爆破方案作出對比，結合監測結果采用有效的爆破振動控制措施

2.減小爆破夾制作用

在進行爆破振動降低過程中，要能夠據不同時段的隧道地質地貌情況，對掏槽的方案進行及時，科學，合理的調整，同時，要優化爆破過程中引爆的順序，最大程度的減少爆破的夾制作用，如此，可以最大程度的降低整個爆破的振動作用。

3.充分利用雷管引爆延時分散性

在進行隧道爆破時候，在遇到隧道斷面實施擴展，且已經擴展到擴槽或者是周邊的眼爆破的情形下，就需要結合工程的實際情況和爆破的目標，安排高段位的雷管并安全引爆，在這種情況下，具有很好的爆破臨空面積，雷管的點火延時分散性很好，在進行爆破設計過程中，可以結合工程情況適當的增加一些爆破炮眼的數量，不僅僅不會讓爆破的振動強度增加，而且有助于讓爆破施工的安全性增加，同時也能夠讓爆破取得更為理想的效果。

4.減小爆破單響藥量

要想減少爆破振動所帶來的損害，可以在爆破設計過程中使用一些高精度，延時性較短的雷管，或者使用電子雷管進行爆破，由于電子雷管可以據不同的工程實際情況設置任何的延時時間，而且不會受到段別數量的限制，在使用過程中，可以達到延時精確，錯峰減震的爆破效果，在降低爆破振動的同時，也可以很大程度的讓爆破的效率提高。

5.其它減振技術措施

在筆者多年的隧道爆破施工經驗中，除卻上面的一些降低爆破振動的技術措施之外，同時，也可以綜合使用以下幾個方面的減振措施。主要而言，主要是指輔助隔振措施，比如在實施爆破施工過程中，周邊開槽，預裂隔振法等技術措施，也可以在保護物的周邊結合工程的實際情況和爆破振動的強度開挖減振溝，通過多種減振方法的共同使用，提高減振的效果。

四.結束語

隧道的爆破施工是整個隧道工程的重要環節，科學的控制爆破帶來的振動損害是整個隧道工程安全施工的客觀要求，也是保證整個工程施工質量的必然舉措，在此過程中，要加強對爆破振動的強度監測，綜合利用多種減少爆破振動的技術措施，在此過程中，要加強對工程施工人員的綜合素質培養，提高其安全施工意識，同時，要加強對爆破振動減振技術研究，不斷引進先進的技術和機械設備，提高施工效率，確保施工的安全進行。

參考文獻：

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[2]孫偉剛 小凈距隧道掘進控制爆破技術研究 [期刊論文] 《科技創業月刊》 -2011年6期

[3]李新 楊興國 吳學智 曲宏略 曹鵬飛 腳泥堡隧道爆破振動監測與控制技術 [期刊論文] 《四川水力發電》 ISTIC -2008年1期

[4]李啟峰 蘭青復線虎頭崖隧道微振動爆破技術研究 [期刊論文] 《石家莊鐵道學院學報》 ISTIC -2008年1期

[5]何章義 公路小凈距隧道爆破振動控制技術研究 [學位論文]2010 - 西南交通大學：橋梁與隧道工程

篇（5）

1、概況

寶蘭線客專為一次雙線，武威路中橋位于R=2000的圓曲線上，線路高度受站場布置控制。跨越甘肅省蘭州市武威路，跨越角度為87°42′14″，武威路為城市道路，瀝青路面，現狀寬度為12.0m，較為繁忙。

2.主跨結構及設計資料

2.1橋梁跨度LP=80.0m，矢跨比1/5，拱軸線方程。吊桿間距6 m，采用雙吊桿。系梁混凝土采用C55， 橋面寬，拱腳處16.60m，跨中15.00m。

拱腳處梁高3.1m，跨中梁高2.5m，截面形式采用單箱三室。拱肋采用外徑為1.0m 、壁厚為20mm鋼管形成拱肋，綴板厚度20mm，綴板外間距70cm，鋼管外間距2.8m，拱肋矢高16.0m，鋼管的鋼材采用Q345D，拱肋內灌注微膨脹C55混凝土。

2.2二期恒載 包括線路設備重，人行道欄桿及扶手，電纜槽、擋碴墻、豎墻、防水層及保護層。取200kN/m計算。

2.3溫度力 按整體升溫25℃，降溫25℃計算。

2.4限界計算： 表1

3.系桿拱計算分析

3.1拱肋計算

3.1.1拱肋截面換算

拱肋采用鋼管混凝土啞鈴形截面，兩側各設置1道“K”撐和“一”撐。

圖2 拱肋截面圖

考慮綴板，拱肋及拱肋內混凝土的換算容重：

=23.8kN/m3

考慮鋼管內其余桿件：23.8×1.3=30.94 kN/m3

3.1.2拱肋的穩定檢算

平面內穩定參照《鐵路橋涵設計基本規范》（TB10002.1-2005）第5.2.13條計算。

計算得平面內穩定系數為33.8

平面外穩定采用MIDAD Civil2012軟件計算，計算得平面外穩定系數為7.5

3.2系梁計算

3.2.1系梁縱向計算

采用橋梁結構分析系統BSAS軟件對系梁部分進行計算分析，主要控制條件及計算結果：

表2

3.2.2系梁橫向環框計算

1、單元劃分及加載圖示，縱向采用1m長

4.結語

本橋受制于城市道路及鐵路線路高程控制，結構高度嚴重受限。采用一跨跨越的系桿拱結構，造型美觀，結構簡單，施工環節較少，施工方便，工期短、成橋快。文中詳細設計過程，計算分析了結構、截面、穩定性等，對站場附近同類橋梁起到很好的借鑒參考作用。

參考文獻

[1]李亞東.橋梁工程概論[M].成都：西南交通大學出版社，2001.

[2]范立礎.橋梁工程（下）[M].北京：人民交通出版社，1987.

[3] 馬勝雙. 京滬高速鐵路跨濟兗公路鋼箱系桿拱橋主橋方案設計 [J].鐵道標準設計，客運專線鐵路橋梁設計論文專輯.

篇（6）

Abstract: the subway tunnel waterproof underground method is one of the important factors of success or failure. The leakage of the tunnel is highlighted in tunnel construction quality problems and solve the issues to be further. Type of method with China's rapid development of urban rail traffic, underground mining method tunnel is more and more, this paper aims to analysis in underground mining method in the tunnel construction the characteristics of various auxiliary measures, suitable conditions, the use of waterproof facilities.

Keywords: the subway tunnel; Waterproof facilities; Concealed excavation method

中圖分類號：U45文獻標識碼：A 文章編號：

一：暗挖法定義

暗挖法，是指在軟弱圍巖地層中，以改造地質條件為前提，以控制地表沉降為重點，以格柵和錨噴砼作為初期支護手段，遵循“新奧法”理論，按照“十八字”方針（管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測）進行隧道的設計和施工。暗挖的優點：結構形式靈活多變，對地面建筑、道路和地下管線影響不大，拆遷占地少，擾民少，污染城市環境少等。缺點：施工速度慢，噴射混凝土粉塵多，勞動強度大，機械化程度不高，以及高水位地層結構防水比較困難等。

二：地鐵礦山法隧道所處的環境

通過對多個礦山暗挖法隧道的調查研究，對不同文地質條件，周邊環境下的注漿措施進行分析對比研究結論：在城市地鐵中的礦山暗挖法隧道，需根據工程的周邊環境，隧道埋置深度，工程及水文地質條件，隧道斷面尺寸，結合隧道施工的基本工法，選擇合理的注漿參數，對地層及圍巖進行必要的加固和止水，減少對周邊環境的影響至關重要。

不少地鐵隧道，由于埋深淺，處于第四系各種土層，砂層或巖石全，強風化的軟弱圍巖中，一般地下水位較高，地下水豐富；因此,在礦山法隧道設計和施工中選擇合理的輔助施工措施，圍巖進行加固和止水，保證隧道的施工安全和減少對周邊環境的影響。

三：在礦山暗挖法中排水放在非常重要的地位

但近些年來由于部分建設工作者對地下工程防水存在模糊認識，致使地下工程滲漏水越來越嚴重。為了規范地下隧道工程防水做法，除建議嚴格執行國家有關規范外，特提出以下方案。

1、地下防水工程選材條件

1.1地下工程防水的目的

a、防止水對地下維護結構的侵蝕，保證地下建筑物使用年限。

b、防止水對地下建筑空間的侵蝕，保證地下建筑物使用安全。

c、防止滲漏造成地下水土失衡，影響相鄰建筑物使用安全。

1.2關于防水層在地下建筑物構造層次中的地位

“混凝土的裂縫是不可避免的”，是對混凝土特性的科學評價。因此，《地下工程防水技術規范》中規定混凝土允許裂縫寬度為0.2mm，這也是合乎情理的。但允許有0.2mm裂縫的混凝土仍稱作“結構自防水”是沒有道理的。因為從物理概念上說，水分子的直徑約0.3×10-6，可以穿過任何肉眼可見的裂縫。肉眼可見的裂縫范圍一般以0.005mm為界。那么0.2mm的裂縫肯定要漏水的，被允許有0.2mm裂縫的混凝土，又如何稱得上“結構自防水”呢？所以，防水層在地下建筑物主體結構以外的構造層次中，其作用之重要是第一位的，而不能被視為“附加防水層”。

1.3須考慮防水材料與地下建筑物使用同步

由于地下工程是埋于地下的建筑物，將來防水層失效需要翻修的可能性幾乎沒有。因此，地下工程防水層材料選擇盡可能采用能與建筑物設計使用期同步的材料。因為，合成樹脂片材在不受大氣、臭氧、紫外線、侵蝕的情況下老化非常緩慢。日本、美國等工業發達國家常采用諸如：EVA、PE、PVC防水卷材做復合襯砌防水層。目前已經有35年不失效記錄。

一般地下隧道工程設計使用年限為70年，故隧道工程絕大多數采用合成樹脂片材（包括均質或復合片材）做全外包防水層。

2.采用合成樹脂片材的缺陷和改用埋貼式高分子防水卷材的優勢。

2.1采用合成樹脂片材做隧道全外包防水的缺陷

合成樹脂片材（如HDPE、EVA、PVC）具有耐久、（幾十年不降解）防腐，強度高（不易被戳穿），延伸大等優點。但由于采用合成樹脂片材做防水層與二次襯砌間不發生任何形式的粘著，它們之間是松鋪的，因此，很容易因某個局部破損或不密實而造成竄水、漏水，甚至導致整個工程防水失效。

2.2 改用埋貼式高分子防水卷材做隧道防水層的優勢。

埋貼式高分子防水卷材，是在合成樹脂片材上涂蓋不小于0.5mm厚的自粘膠層而制造的高分子自粘防水卷材。其特點是高分子卷材表面的自粘層與混凝土有很強的粘著力。施工時，先將卷材鋪在隧道支護層上，采用捆綁固定法將卷材固定，卷材搭接部位的高分子片材間熱焊，使高分子片材形成一個整體。二次襯砌施工前，將卷材表面隔離層揭除，在自粘膠粘結面表面涂敷一層水溶膠，當二次襯砌模注完成，達到設計強度并干燥后，便可達到標準要求（卷材與混凝土粘結強度）的粘結強度。

四：高分子防水卷材施工

常用的埋貼式高分子防水卷材為高分子復合片材兩面覆有自粘膠層（即雙面卷材）。在應用時，一面與基面粘結，另一面與結構粘結。埋貼式高分子防水卷材應用于明挖法地下室工程，底板墊層和側墻保護墻是比較平整的，采用外防內貼法；如需采用外防外貼時，可選用單面粘埋貼式高分子防水卷材。

埋貼式高分子防水卷材應用于暗挖法（或礦山法）工程，防水基面是凹凸不平的，施工時是在基面固定自粘片（每塊為150㎜×150㎜，每平方米不少于3塊均布），然后將卷材整體托起，就位，在一邊用25寬鍍鋅壓條固定，再將粘結塊壓緊壓實。卷材主體搭接時可采用墊焊法（卷材可留有搭接邊）；也可以采用全粘法（卷材不留墊焊搭接邊）。

五：埋貼式高分子防水卷材暗挖法工程施工

在暗挖法工程防水施工中，埋貼式高分子防水卷材為雙面粘，當施工車托盤將卷材展開托起后，對準基準線就位，然后固定。卷材表面隔離膜（紙）在主體結構澆筑前揭除。底板墊層部位的卷材自粘層表面噴有水溶膠粉，以防粘結。埋貼式高分子防水卷材明挖法工程施工在明挖法工程防水施工中，埋貼式高分子防水卷材可以是雙面自粘，也可是單面自粘?；婊靖稍锏拿魍诜üこ炭刹捎秒p面自粘埋貼式高分子防水卷材；基面潮濕（無明水）的明挖法工程可采用單面埋貼式高分子防水卷材。

六：結語

隨著國民經濟的發展，路、鐵路隧道工程也越來越多。隧道工程不可避免地要經過含水量較高的地層，以必將受到地下水的有害作用。果沒有可靠的防水、堵漏措施，水就會侵人隧道，響其內部結構與附屬管線，至危害到隧道的運營和降低隧道使用壽命。所以隧道工程的防排水已經成了隧道施工的關鍵工序。對長大隧道和穿過富水地層的隧道,防排水顯得尤為重要。

[1] 鐵道第二勘察設計院.鐵路工程設計技術手冊#隧道。訂版.北京:中國鐵道出版社,1999.

篇（7）

那時知道臺糖火車的車廂比臺鐵的小,鐵軌也較窄。聽人說臺糖火車叫做“五分車”,不明白是什么意思。1970年到臺北讀大學,那時以坐平快車為主,知道臺灣的縱貫鐵路是日據時期修造的,聽人家說這叫做“七分車”,也不明白是什么意思。后來看電影《東方快車謀殺案》,看到洋人的火車竟然有包廂,廂外有通道,覺得洋火車比臺灣的火車寬敞。1979年到巴黎第一次坐有包廂的火車,感覺臺灣的火車還真窄。1992~1993年在美國,更確定臺灣的軌寬有點奇怪。

很慚愧,我一直沒去弄清楚五分車、七分車、歐洲車、美國鐵軌的寬度有什么差別,為什么會采用這么不同的規格。這件事拖到2001年初,我讀到Douglas Puffert(2000)的論文后,才把整個事情弄清楚。

復雜的軌寬

1995年夏,我在慕尼黑大學三個月,在經濟史研討會上認識Puffert,是個溫文儒雅的年輕學者,他在斯坦福大學的博士論文(1991),就是以北美鐵軌的寬度為主題,在主要的經濟史期刊上發表好幾篇論文。我從維基百科(Wikipedia)查“軌距”,得到許多具體的數字。

國際上通用的標準軌是143.5厘米,現在歐洲大部分國家都使用標準軌,例外的國家有:愛爾蘭與北愛爾蘭(160厘米)、西班牙(167.4厘米,正在改為標準軌)、葡萄牙(166.5厘米),阿根廷與智利的軌距是167.6厘米,俄羅斯及鄰近國家,以及蒙古、芬蘭都是152厘米。

日本的軌距是106.7厘米,日據時期修筑的臺灣軌寬也是106.7厘米,這是國際標準軌(143.5厘米)的74%,稱為“七分車”。臺灣的糖業鐵路和阿里山的森林鐵路,是76.2厘米的窄軌,是143.5厘米的53%,簡稱“五分車”。日本在1960年代修建新干線(高速鐵路)時,采用143.5厘米的國際寬軌,提高行駛的穩定性。臺灣高鐵、臺北和高雄的捷運,都采用143.5厘米的標準軌。清朝末年中國的鐵道,由英國和比利時承建,采用143.5厘米標準軌。

有人說,1937年制定的國際標準軌143.5厘米是英國提出的,這個說法不夠準確,待會兒會詳細解釋。最讓人感興趣的是,為什么143.5厘米的軌寬,會在諸多規格的激烈競爭下脫穎而出?

1835~1890年間,北美(美國與加拿大)至少有9種軌道:91.4厘米、106.7厘米、143.5厘米、144.8厘米、147.3厘米、152.4厘米、162.6厘米、167.6厘米、182.9厘米。

為什么會這么復雜?

原因很多,大致有三種。其一是各地區修筑鐵路時,鐵路工程師的技術來源與傳承不一,有些采用英國體系,有些則不是。其二是故意不兼容,阻擋其它地區的農工業產品進入。其三是各地區的地形地勢不一,對軌道的需求自然不同。

為什么后來會統一使用145.3厘米,1937年之后這個尺度成為國際標準軌寬呢?這就是本文的要點:說不出合乎邏輯的道理,這是政治與經濟交互角力后,一步步發展的結果,這正是典型的path dependence問題(依發展途徑而異、受到隨機性的因素干擾)。市場機能、競爭、效率、最適合這類的觀念,在這個議題上無法發揮功能,因而稱為“市場失靈”。

143.5厘米的起源與變遷

美國最早的鐵道,是承襲英國的142.2厘米規格,這是18世紀末,在英國礦區發展的原初型鐵路,在紐卡斯爾地區最通行。

有位叫史蒂文生的工程師,在斯托克頓和達靈頓之間建造了一條運煤鐵道。1826~1830年間,他被任命在利物浦(Liverpool)和曼徹斯特(Manchester)之間建造鐵路(L&M),特點是用蒸汽機來推動火車頭。這是第一條靠蒸汽機推動的鐵路,也是第一條完全依靠運載乘客與貨運的鐵路,更是第一條與礦冶完全無關的鐵路,在鐵道史上有顯著的開創地位。不知什么原因,史蒂文生把鐵軌加寬了1.3厘米,成為143.5厘米,這就是日后國際標準軌的規格。

1826年,史蒂文生在競爭L&M鐵路時,他的對手刻意提出167.6厘米的寬軌(加大24.1厘米),但沒被采用。史蒂文生的兒子羅伯特,后來在國會的委員會上說:143.5厘米軌寬也不是他父親訂的,而是從家鄉地區的系統“承襲”來的。斯邁爾斯是史蒂文生的朋友與早期傳記的作者,他說143.5厘米的軌寬,“沒有任何科學理論上的依據,純粹是因為已經有人在用了?！?/p>

美國早期的鐵路建造者,參觀L&M與其他地區的鐵道,認為L&M的規格較適合,就把整套工程技術搬回美國。另有一批工程師,1829年參觀英國鐵路,回國后在巴爾的摩(Baltimore)與俄亥俄(Ohio)之間筑了另一條鐵路(B&O),將軌寬改為143.5厘米,目的是要和L&M鐵路的火車“接軌”。

但有幾批工程師卻另有盤算,有些認為152.4厘米較易使用,有些人用144.8厘米,有人堅持147.3厘米也不錯。簡言之,在最復雜的時候,美國鐵路有過9種軌寬并存。

現在回過頭來看鐵道的發源國英國,他們在建筑Great Western Railways(GWR)時,把軌寬擴大為213.4厘米,幾條較短的路線,用其它規格。有些美國工程師,看到鐵路老大改為寬軌,為了迎頭超越,就把紐約與愛力(Erie)之間的鐵路,建為182.9厘米,希望能達到三個目的:最高速、最舒適、最低成本。

但事與愿違,有些人認為167.6厘米就夠了。幾經實驗,19世紀中葉的美國鐵道工程師,在考慮火車頭的拉牽力之后,覺得還是以152.4～167.6厘米之間較合適。加拿大的鐵路學者也有同感,而這正是英國當時采用的軌寬。

1860年之后,又有人感覺寬軌太耗動能,對蒸汽機的負擔過重,認為還是老規格較合適。在地勢變化較大的地區,其實106.7厘米更合用,因為較容易轉彎。在多山的地區,若用91.4厘米寬的鐵軌,就不必挖太寬的隧道,可以省下不少成本:91.4厘米的鐵路成本,比143.5厘米的建造費用便宜三分之一(枕木、石塊、人工、管理都較省)。

建造鐵路時,美國政府只負責土地與公共事務,對具體的投資、興建、技術規范都不插手。如果你是第一位在某個區域的鐵道投資者,只要考慮自己喜歡哪種軌寬;第二位投資者,或許也可以自由選擇軌寬;但第三位投資者,就必須考慮接軌問題,沒有多大選擇空間。在這種機制下,美國的鐵道系統就出現一項特質:地區性的軌寬整合度很高,但全國性的相似度很低。

簡言之,美國的軌寬是由民間工程師決定,而這又受到他們之前的經驗影響:或是向英國某個地區學來的,或是依所購買的火車頭帶動力,來決定軌寬。為什么143.5厘米最后會成為主流?因為采用者最多,滾雪球效應最大。

偶然與必然

換個角度來問:政府為何不出面協調呢?

其實很簡單,南北戰爭之前,有誰能預期日后會建造出全國性的鐵路網呢?那時投資鐵路的人,只想運載貨物和非乘客的人員,從河運搶些生意做,占據某個地區的地盤。他們甚至不想和其它區域的鐵路接軌,基本的心態是互不侵擾地盤。加拿大也不希望美國的火車駛入,鐵道的規格因而形成割據?，F在美加兩國的鐵路、電話號碼、電壓、影印紙規格都已統一化,那是很后來的事了。

其實加拿大的國會,很早就知道軌寬標準化的重要性。美國國會把橫跨大陸的軌寬選擇權,授給林肯總統,他決定采用152.4厘米。但是中西部的鐵道業者不愿接受,就和東部的同行結盟,游說國會采用最老式的英國軌寬143.5厘米。

某些較貧困的地區,資本不夠,希望采用窄軌,就在1872年另組一個“國家窄軌聯盟”:之后全國各地的窄軌,95%采用91.4厘米的規格。在這種“地區性整合度高、全國性相似度低”的結構下,美國的鐵道系統,怎么可能在20年內(1866~1886年),就完成規格統一呢?143.5厘米的規格獲勝,是因為它有特殊的優越性嗎?

其實在1860年代時,誰也不知道143.5厘米會成為日后的國際標準,當時存在9種規格,工程師并無明顯的偏好。為何會有統一化的認知呢?主要是各地區的經濟發展后,運輸量大幅增加,東西兩岸的產品與人員相互運送,無法透過較受地域性限制的水運。當時東西橫向的鐵路,大都采用143.5厘米,產生大者恒大的雪球效應,市場占有率愈來愈高。各地區的鐵路公司,在利益的考慮下愈來愈合作:發展跨區的鐵道系統,共同管理相互協助,這是推動鐵道標準化的重要因素。

大家會問:把原來不是143.5厘米的軌寬,不論是拉寬或縮窄,轉換的成本不是很高昂嗎?是的,費用看起來是不小,但相對于鐵道的總價值,百分比并不高。主要的花費是整修路基,尤其是在擴寬軌道時,如果只是把軌道稍微拉寬或縮小,這屬于“移軌”的問題,成本并不高。較貴的部份,是更換為143.5厘米的車廂和火車頭(機頭)。

1871年時,把俄亥俄和密西西比鐵路,從182.9厘米縮為143.5厘米的平均成本,是每英里1066美金,再加上價值5060美金的新車頭。到了1885~1886年間,這些成本更低了:更改南方軌道與設備的成本,每英里約只需150美金。把窄軌拉寬的成本,每英里約7500美金。對那些和143.5厘米較接近的軌道,就建造可以調整輪子寬度的車體,來相互通車。一旦整合的意愿明確化,確知每英里的更改成本,占鐵道總價值的百分比不高后,20年內很快地就整合完成了。143.5厘米成為美加的標準規格,1937年成為國際標準,沿用到今日。

美國軌寬的故事告訴我們:市場的需求,是規格統一化的重要推手。1880年代統一的143.5厘米,以今日的車頭牽動能力而言,并不是最具能源效率的規格;但這已是國際標準,改動不了了。143.5厘米能一統天下,并不在于規格上的優越性,而是歷史的偶然造成,并不是最有效率、最具優勢的東西,就能存活得最好。這種path dependence的現象,在度量衡上最常見。聽說1英尺的定義,就是某位國王鼻尖和手指之間的距離。

鏈接:

馬屁股距離決定軌寬

經濟學中有個名詞稱為“路徑依賴”,它類似于物理學中的“慣性”,一旦選擇進入某一路徑(無論是好的、還是壞的),就可能對這種路徑產生依賴。這個美國鐵軌的故事,也許有助于我們理解這一概念,并且加深對其后果的印象。

美國鐵路兩條鐵軌之間的標準距離,是4.85英尺。這是一個很奇怪的標準,究竟從何而來的?原來這是英國的鐵路標準,因為美國的鐵路,最早是由英國人設計建造的。

那么,為什么英國人用這個標準呢?原來英國的鐵路,是由建電車軌道的人設計的,而這個4.85英尺,正是電車所用的標準。

電車軌標準又是從哪里來的呢?原來最先造電車的人,以前是造馬車的。而他們是用馬車的輪寬做標準。

好了,那么,馬車為什么要用這個輪距標準呢?因為那時候的馬車,如果用任何其它輪距的話,馬車的輪子很快就會在英國的老路上撞壞。為什么?因為這些路上的轍跡寬度,為4.85英尺。這些轍跡又是從何而來呢?答案是古羅馬人定的,4.85英尺正是羅馬戰車的寬度。如果任何人用不同的輪寬,在這些路上行車的話,輪子的壽命都不會長。

我們再問:羅馬人為什么用4.85英尺,作為戰車的輪距寬度呢?原因很簡單,這是兩匹拉戰車的馬的屁股寬度。故事到此應該完結了,但事實上還沒有完。

篇（8）

Abstract: in recent years, along with the economy development steps to speed up, railway, highway, water conservancy and other infrastructure construction engineering field enters into the heyday, in the engineering involved in the tunnel construction of new technology, new material, new equipment and new technology also emerge. This paper on the present domestic tunnel project construction process is the application of the wet shotcrete, detailed introduces the process flow and application examples, to control the wet shotcrete rebound rate and mainly discusses on the cost of raw materials, to improve the construction process of the weak link to solve practical problems and promote tunnel construction design theory and professional technology innovation and puts forward some constructive Suggestions.

Keywords: wet shotcrete; Tunnel project; The new Austrian law; Primary support

中圖分類號： U455文獻標識碼：A文章編號：

我國隧道工程近年來之所以取得了長足進步，設計施工實現了更節約、更快速、更安全，技術工藝躋身世界領先水平，是建立在科學的施工原理和創新的工藝方法的基礎上的。二十世紀五十年代，奧地利土建工程學者拉布西維茨教授提出了“新奧法”（簡稱NATM）。它是結合了巖體力學理論知識，充分利用巖層本身所具有的承載力，采用瞬時爆破和光面爆破等高科技技術，進行全方位、全斷面的隧道挖掘施工，針對隧道的洞身則以復合形式的內外兩層襯砌來修筑，以濕噴混凝土、鋼筋網、錨桿、鋼架支撐等為外層初次支護形式，又稱柔性支護，這一程序是在洞身開挖之后必須立即進行的支護工作，也是新奧法的核心技術。運用這一符合力學規律的施工方法實現了蘊藏在山體巖層中的原始應力在隧道開挖成洞時進行再分配，而隧道空間因力學效應得以保持結構安全穩定。隨著新奧法等創新型隧道工程建設理論與技術的不斷發展和實踐，濕噴混凝土技術也必將得到足夠的推廣和認識。高性能的濕噴混凝土技術以其“高效率、高強度、機械化、綠色經濟環?！钡膬烖c超越了眾多傳統工藝，越來越多地成為國內大型巖體隧道工程噴射混凝土施工的最佳選擇。這就促使我們隧道施工工作人員進一步加強對噴射混凝土支護原理及作用的認識。下面我們就其技術原理、管理控制和實踐環節中的一些問題來進行具體探究。

一、 隧道濕噴混凝土技術介紹

1、 濕噴混凝土的原料與設備

依據隧道工程對濕噴混凝土性能要求，選取適當原材料。一般工程中優先采用425號普通硅酸鹽水泥；骨料宜采用中砂或者本地河沙，細度模數約為2.5，砂率控制在45%到55%，顆料級配、碎石粒徑分別按照規范，部分如下表配比擬定:

沙粒篩孔尺寸

mm 篩余比率

% 碎石篩孔尺寸

mm 篩余比率

%

5.00 5.7 15 0.4

2.50 12.6 10 9.8

1.25 20.6 5 69.5

若因施工具體地理條件需添加外加劑如減水劑和速凝劑等，應通過試驗保證其對圍巖和混凝土粘結力無影響，鋼材支護結構無腐蝕作用，對環境和人體無害。減水劑（KDNOF-1）主要在混凝土攪拌時加入，降低水灰比，防止水泥水化后過度蒸發產生干裂現象，加入比例一般為1%水泥用量。添加速凝劑（KD-4）是一種加速混凝土凝固，從而增大噴層厚度減少回彈率的有效提升支護強度的施工方法，一般配比為3-5%水泥用量，需就速凝劑品種試驗后確定。在隧道濕噴作業中只有依照規范要求，采用最佳配合比，按照砂、碎石、水泥、水、添加劑的正確投料順序進行合料拌料才能保證混凝土的施工質量。

濕噴混凝土工藝流程中所需要的設備配備有：TK-961型濕噴混凝土機、符合容量規格要求的攪拌機、混凝土運輸罐車與配套自卸車，斜槽與空氣壓縮施工期間要求機械性能良好，密封性高，不漏水，不漏氣運行安全。混凝土運輸車數目要綜合考慮作業面積配置，隨運隨拌。

2、 濕式噴射技術工藝流程

前期準備。根據巖面潮濕程度和通風情況調整適當的水灰比率，對超標圍巖面進行局部噴護處理。埋設濕噴混凝土層厚度檢查點，布置排水引流管與軟式盲管。

施工作業。調試濕噴混凝土機，注意正確安裝料斗震動篩（孔徑10mm）；高壓水沖洗圍巖面，清除浮土雜物；開主風閥，控制風壓為0.45-0.70MPa，并啟動液體速凝劑計量泵、主電機和振動器，此時開始向料斗加入混凝土拌料。隧道混凝土噴射過程不是一蹴而就的，而應采取分片、分段、分層的自上而下逐級細化方式進行，一般洞外仰坡每5米，洞內隧道挖掘推進0.8米。噴射速度應調節得當，保證混凝土凝固后平整密實。風壓要根據噴嘴出料情況動態調整，一般風壓達到0.45MPa方可開始操作。但是由于我國各地自然環境和地質水文情況復雜，也存在許多特例，如黃土巖層噴射混凝土時風壓不能超過0.2MPa，遇到這種情況，只有當初次噴射完成封面后，在調壓進行補噴，此時邊墻與拱部應保證0.5MPa以上的風壓?；炷翆雍穸?，邊墻一般為7cm拱頂為6cm，重點地段需要先噴一層細骨料混凝土基礎，厚度約為4cm，再按照規范設計要求的厚度進行混凝土噴射。為減少濕噴混凝土回彈率，獲得最大壓實度，噴射機噴射角度應盡可能保證直角。

隧道濕式噴射混凝土作業完成時，應按照先停止進料，再停止送風，最后關閉電源的順序操作。以下是濕式噴射混凝土工藝的流程簡圖：

二、 濕噴混凝土回彈率的控制要點

影響隧道濕噴混凝土回彈率的主要因素有三：第一是施工過程中操作人員噴射方法不準確，出現噴頭與圍巖面不垂直，噴射距離估計失誤，風壓控制不到位等對濕噴工藝不熟練的問題，影響了現場混凝土噴射的質量；第二，混凝土配料不合理，導致混凝土本身坍塌度、粘聚性等性能不符合規范要求，導致初凝耗時過長，噴嘴出現堵管、管內脈沖，或者混凝土表面離析、干裂、掉塊等現象；第三是噴射層厚度不合理，超過合理混凝土層厚度時，拱頂部分因重力原因易錯裂、坍塌，過薄時混凝土粗集料會產生明顯回彈。

注意到了以上影響濕噴混凝土回彈率的幾個主要因素，我們就可以針對性的制定一些切實有效的控制措施。如組織濕噴操作手進行經驗交流，現場訓練，提高對噴射機械的操作技術水平。再如根據模擬實驗確定分層噴射混凝土的厚度，優化混凝土原料配比，找出首次噴射厚度、水灰比率與回彈率的線性關系。在隧道施工過程中認真貫徹執行這些改良方法和控制措施，可以有效的降低混凝土回彈率，提高工程質量。

三、 結論

濕噴混凝土施工技術直接關系到隧道工程初期支護質量，而對濕噴工藝原理和現場施工應用的探究，有利于推廣隧道工程建設創新技術的應用，是我國鐵路隧道施工向著更科學、更安全、更經濟方向發展的必然趨勢。

參考文獻：

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[2]郭文斌.我國鐵路隧道施工發展趨勢的探討[J].房地產投資向導,2003,(73):231.

篇（9）

隨著我國的快速發展，有效的推動了我國鐵路工程建設的發展，我國國土資源遼闊，地形較為復雜，傳統工程地質勘工作存在嚴重漏洞，只能片面的對地表進行測繪、觀察，已經不能滿足實際的施工需求，尤其是一些長度較長，埋深超過千米的深埋隧道，此種方式已經不能滿足實際的工作需求。綜合勘察方法的應用就是依據工程的地形條件、地質特征等，實現了多種勘察方式的結合應用，保證了相關地質資料的準確性，同時，還能進不同的資料進行分析，為工程施工提供了準確的資料。

1 遙感技術分析

在實際工程分析，遙感技術的應用，有效的提高了工作效率以及質量，遙感圖像能夠準確的、直觀的向工作人員展現地質的特征，同時， 還能展現出施工區域的地層、巖石結構、土壤、人文活動大不了，由于其自身的優勢，它能夠提供較為準確的影像地質信息，保證相關工作的順利開展。另一方面，遙感技術能夠獲取信息的能力強，距離遠、面積廣，同時，還能明確各個不同地質要素之間的關系，尤其是一些斷裂地勢。通過相關實踐證明，遙感技術的應用能夠明確相應的地質信息。

通常來說，遙感技術主要應用在山區鐵路工程建設過程中，在整個深埋隧道勘察工作具有重要意義，能夠保證地質調繪工作的質量。科技的不斷發展，推動了三維遙感技術的應用，提高了遙感技術工作質量，使得傳統遙感技術紙上工作逐漸轉變為計算機作業、二維平面解譯逐漸轉變為三維立體解譯、低精度轉變高精度，同時，還能實現工程地質材料的三維可視化。三維遙感工程圖能夠實現對工程的立體可視化，能夠準確展現工程地表的地質狀況、相關信息、地貌特征，高分辨率三維遙感技術的應用，打破了傳統遙感技術應用的局限性以及盲目性，減少了工作人員的工作量，提高了工作效率，尤其是在一些地形較為復雜的環境中所取得的效果最好。

2 大面積地質調繪

地質勘察工作中，良好的測繪工作得是地質勘察工作質量的根本保證，地質測繪是從宏觀到微觀，通過定性到定量的一種工作方式，能夠對施工現場的各種條件進行分析，制定合理的施工方案。

一般來說，在一些山區進行工作時，工作人員可以依據地勢的輪廓以及相應的環境開展長大、深埋隧道的測繪工作，主要的工作內容包括：施工現場巖層條件特點、分布、規模、性質等，褶皺、斷裂構造的分布，容易發生自燃災害地區的分布等。

3 綜合物探法分析

所謂的物探勘測工作是一種間接的地質勘測方式，經常采用的方式主要包括了：

3.1 電剖面法

一般你說，物探技術在電剖面的施工中，它們兩者之間都會進行合作，只有這樣才能取得良好的工作效果，另外，兩者通過合作，對于地質工程中斷裂帶的研究具有重要意義。電剖面法在進行地質勘察的時候，主要的勘察的對象的沉積巖石所具有的電極差異。在水溶液中，具有一定的機理、巖石層等物質能夠影響電阻率。

3.2 瑞利面波法

所謂的瑞利面波法指的是在實際的工作中，依據地下物質所具有的差異性，通過瑞利面波來實現地震探測的一種人工探測方式，在實際的探測過程中，這種方式的衰減速度慢同時還具有強大的能量，這種能量在不同的傳播介質中，由于該介質的密度不同，就會出現頻散的現象，一定程度上導致了頻散曲線的變化。

3.3 地震勘測法

在實際的工作工程中，地震勘測主要包括了反射波法以及折射波法；通常來說，地震勘測法的主要工作原理就是通過對于波形的折射以及反射的規律進行分析，然后獲取折射的深淺、地下反射面的形態以及構造等，這種方式具有較高的精準性，并且所勘測的結構單一，這是最為突出的特點，但是在實際應用過程中所具有的成本較高，所以，一般來說，我們通常說看到的物探剖面就是在矯正以后的圖，另外，對于淺層折射法的應用具有一定的廣泛性，能夠運用于考古，但是這種方式容易受到施工現場的影響。

3.4 地脈動測試

通過相關的調查顯示，地面的運動特征和大多數的震害有關系，如果在地震過程中，建筑物合周圍環境中的物體產生共振現象，就會是建筑物的振幅增大，能夠增加建筑物的破壞度，因此，通過專業的設備對相關的頻譜進行記錄分析，能夠起到良好的防震作用。

4 實例分析

本文主要以某鐵路工程為例進行分析，該工程全長1300km，橫跨三個省份，有效的緩解道路運輸緊張的局面。 但是在施工中需要開鑿隧道，此工程中，隧道全長15.236km，最大深埋于415m，并且隧道洞身要經過三疊系和尚溝組紫紅色灰紫色泥巖與細―中粒長石砂巖、砂質泥巖互層；三疊系下統紫紅色厚層中細粒砂巖、粉砂巖夾薄層磚紅色泥巖。

4.1 綜合勘探方式的應用分析

（1）遙感技術。工作過程中，遙感技術的應用，有效的提高了工作質量。在前期的遙感勘測工作中，相關工作人員通過衛星發現，施工現場存在許多不良地質，例如：滑坡、崩塌等，隨著勘測工作的進一步開展，遙感技術對于施工線路的優化具有一定的指導意義，保證了施工順利進行。

（2）地質調繪。在遙感勘測工作完成以后，工作人員應該依據實際的施工狀況，選擇合適的比例，然后對施工現象進行地質調繪，同時，還要對隧道的進出口、淺埋段、斷層等地方進行重點調查，此工程選用的比例尺為：1：10000和1：2000。通過相應的測繪所獲取的信息有：工作人員明確了地層巖性以及其相應的接觸關系，還有分界線；工作人員將相關信息和實際狀況進行結合，明確了施工區域的特征、施工影響因素，并且依據實際情況制定了有效措施。另一方面，隧洞進口段的巖石特征主要為砂巖、泥巖互層，相應的傾斜角為 8°- 11°，同時，還明確了地下水的狀況，能夠幫助工作人員及時制定相應合理有效的措施。

（3）物探法的應用。工作人員在前期工作的基礎上，對整個工程進行綜合物探進行工作地址勘察；此工程主要采用電磁法。工作人員首先應該確定中線，然后再沿著中線進行探測，探測過程中，應該在隧底52.0mK處開始布置測點，其間距大約為30-60m。探測過程中，由于施工環境較為惡劣，工作人員及時的采用高密度電法對數據異常的區域進行物探工作處理，保證了工作的正常開展。測量過程中，DK453 +070 - DK453 +120兩側電阻率為50～260Ω?m，中間明顯低阻異常，約為 10 -50Ω?m。通過相應的調查顯示，剖面內部大部分都為巖出露，局部為黃土及黃土夾卵石土覆蓋，其厚度大約為36m，該工程現象的環境較為復雜，工作人員只有依據實際狀況，制定合理的應對措施，才能保證良好的施工進度以及施工質量。

5 結語

綜上所述，地質綜合勘察技術長大深埋隧道工程中的應用具有重要意義，不僅能夠保證良好的施工進度以及施工質量，還能減少施工成本，保證施工單位的經濟效益。在實際的應用中，工作人員應該積極的從工程的實際出發，選擇合適物探方式，才能保證良好的工作質量。其結論如下：

（1）綜合勘察是在充分搜集、分析研究既有地質資料的基礎上，以遙感判譯為先行，以大面積地質調查為基礎，以綜合物探和適量的深孔鉆探為主要勘探手段，并輔以必要的孔內測試試驗等的一種綜合性的勘察方法，可以有效地控制和查明山區鐵路長大、復雜隧道的工程地質和水文地質問題。我院的應用實踐證明該方法是可行的，可明顯地縮短勘探工期，大幅度地降低勘探成本。

（2）每一種勘察方法和測試手段都不可避免地存在一些局限性或弊端，因此，工程勘察中應根據工程實際需要的勘察范圍、勘察深度和勘察精度，選擇一種或幾種恰當的勘察手段。

（3）鐵路長大、深埋、復雜隧道工程地質勘察要求資料精度高、圍巖分類準確，因此，采用綜合勘察方法是必要的、恰當的。在工程地質勘察中，所選擇的各種勘察手段要結合現場實際情況合理應用，并應對勘察成果進行系統地綜合分析、研究，合理解釋，提高勘察資料的質量，保證結論正確，為隧道工程的設計、施工提供合理、可靠的依據。

（4）鐵路長大、深埋、復雜隧道綜合勘察是一個由多階段、多工種、多工序組合的勘察體系，建議建立統一的組織機構，統一領導，統一協調，分工合作。

參考文獻：

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在鐵路工程建設中，檔案管理發揮著基礎性的作用，特別是隧道專業檔案管理中，做好專業檔案組卷工作，可以確保工程資料安全可靠地保存，以為鐵路工程建設提供有效的服務。

一、鐵路工程建設項目檔案管理的特點以及所發揮的作用

（一）鐵路工程建設項目檔案管理的特點。鐵路工程項目建設中，就必然會產生各種資料，將這些資料處理為檔案文件實施檔案管理，可以將檔案工程建設的整個過程詳細記錄下來。這些工程建設中所形成的原始資料是工程運行中的真實信息。但是，由于鐵路工程建設規模大，涉獵面廣，施工單位多，過程中產生的技術文件內容所涉及的專業多而且復雜，特別是這些檔案資料之間存在著緊密銜接性，需要在檔案管理中將這些資料之間所存在的關系體現出來。

（二）鐵路工程建設項目檔案管理所發揮的作用。鐵路工程建設項目檔案與普通的檔案存在的不同之處在于，該種檔案是單一性的，資料淵源分散，而且不同的專業技術領域會采用不同的記錄方式。由于工程項目檔案是工程建設中產生的，因此，檔案資料具有實用性。鐵路工程建設中所形成的檔案是圖物相符的，當鐵路工程竣工之后，進行竣工驗收工作、工程維護工作中，可以將檔案資料作為主要憑證。特別是對鐵路工程進行技術改造、改建以及工程擴建的時候，就需要這些技術資料作為參考，以保證工程質量?？梢?，鐵路工程建設中，工程項目檔案資料是重要的內容，對提高鐵路工程建設質量具有重要的作用。

二、鐵路隧道工程建設項目檔案管理措施

（一）檔案管理人員要具有較高的綜合素質。鐵路隧道工程建設中，所產生的資料都要進行組織、分析并集中管理，這就需要檔案管理人員要具備專業素質。檔案管理人員收集、整理資料，做好檔案資料的存儲工作，主要的作用為檔案資料需求者提供服務?？梢姡瑱n案管理的目的是通過將檔案資料存儲起來，以為工程的后續工作提供服務。鐵路隧道工程建設中，檔案循環段資料組卷中，要先將循環段所涉及的分部工程、分項工程和檢驗批按照施工工序進行組卷，即：洞口工程、洞身開挖、支護、襯砌、防水和排水、輔助坑道及附屬洞室及其附屬設施等。對于檔案資料的保管，施工資料要與竣工圖紙分開，如果隧道施工中所產生的資料不多，可以與圖紙合并保管。檔案循環段所產生的資料涉及多種技術，在對資料的整理中，將已經收集歸檔的施工資料編排好次序之后，就可以裝訂成冊了，粘上檔案循環段文件軟封面；整理好工程日志，將空白頁去掉之后，摘錄其中的重要內容，將所有的檔案資料裝訂成冊，粘上軟封面；檔案卷內的隧道施工資料以及工程日志等等，都要裝入到科技檔案盒中。隧道施工中所產生的資料的厚度，要按照《鐵路建設項目竣工文件編制移交辦法》（辦檔【2002】8號）中的要求進行裝訂。在檔案資料的裝訂工作中，要注意除去金屬物，對其中的文件材料進行檢查，保證資料齊全，沒有破損之處，確保資料的排列正確，不會出現顛倒、重份、錯頁等等的問題。檔案資料中的表格，文頭要一律向上或者向左。將文件材料用尼龍細線在左側裝訂，確保裝訂后的資料整齊、美觀、結實。

（二）檔案管理工作要系統化展開。檔案管理工作中，雖然是對隧道工程進程中所產生的資料進行收集和整體，但是整理檔案的時候，要確保所有的檔案資料系統化。包括檔案資料的收集以及檔案資料的管理，都要按照系統的程序展開，不僅可以提高檔案的質量，也可以提高檔案管理效率。在鐵路建設項目工程檔案管理中，做好隧道施工資料的整理和組卷工作是非常重要的，主要的目的是確保檔案資料的完整性。隧道工程是動態發展的，由于工程建設周期比較長，所產生的檔案資料繁雜而數量多。檔案管理人員就需要對施工資料整理和組卷的時候，做好檔案資料管理工作。以驗收工作為例，檔案資料的內容是各個部分的驗收記錄，包括隧道工程質量控制資料核查記錄、隧道工程安全檢驗資料核查和功能檢驗資料核查、隧道工程觀感質量驗收記錄等等為主要脈絡，基礎性資料包括分部工程和子分部工程、分項工程和檢驗批質量檢驗記錄、實驗記錄、測量記錄、隱蔽工程檢查記錄等等。為了保證檔案資料便于查閱，對隧道施工資料進行整理和組卷，主要涵蓋四個方面的內容，即驗收主體結構分部工程質量的資料；核查工程質量控制的資料、抽查主體分部工程的功能檢驗資料、觀感質量驗收等等。

三、結束語

綜上所述，鐵路工程檔案管理工作中，重視隧道專業檔案組卷管理工作是非常必要的。檔案管理人員要提高檔案管理質量，就要提高綜合素質，確保檔案管理工作系統化運行，以提高工程檔案管理質量。

【參考文獻】

[1]郝瑞秀.鐵路建設項目檔案管理存在的問題及對策研究[J].沈陽體育學院學報,2013,32(6):28-29.

[2]邢倩.對新時期鐵路建設項目檔案管理的思考[J].鐵道經濟研究,2012(02):11-11.