最新我對隧道工程的基本認識課件

我對隧道工程的基本認識我對隧道工程的基本認識1認識一

樹立以“圍巖為本”的基本理念

以“圍巖為本”是由圍巖的基本特性所決定的。認識一

樹立以“圍巖為本”的基本理念

2最新我對隧道工程的基本認識課件3最新我對隧道工程的基本認識課件4最新我對隧道工程的基本認識課件5最新我對隧道工程的基本認識課件6最新我對隧道工程的基本認識課件7最新我對隧道工程的基本認識課件8隧道周邊圍巖的動態(tài)因此在隧道設(shè)計、施工中，掌握隧道開挖后的動態(tài)是非常重要的。這里必須指出，隧道的穩(wěn)定性決定于隧道周邊圍巖的穩(wěn)定性。我們知道隧道周邊圍巖不穩(wěn)定我們是無法施工的。只要隧道周邊圍巖是穩(wěn)定的，隧道就是穩(wěn)定的。因此，“掌握圍巖”的重點，是掌握隧道周邊圍巖的動態(tài)。隧道的周邊圍巖是三維的，不僅僅指橫向范圍內(nèi)的圍巖，也包括掌子面前方的圍巖。隧道周邊圍巖的動態(tài)因此在隧道設(shè)計、施工中9前面所述的變形、掉塊、滑動、松弛等，基本上都是在周邊圍巖中發(fā)生的。隧道開挖對周邊圍巖的影響是有限的。其范圍大致在1~2D（D：隧道開挖的寬度）左右。過去我們十分關(guān)注隧道橫向的影響范圍，初期支護的選定基本上是以此范圍的圍巖動態(tài)決定的。實際上，在軟弱圍巖中，掌子面前方圍巖的穩(wěn)定性更為重要。必須強調(diào)的是：掌子面，實質(zhì)上也是一個支護構(gòu)件，開挖過后它起著極為重要的支護作用。施工中出現(xiàn)的問題，多數(shù)與掌子面的穩(wěn)定有關(guān)。因此，在隧道施工中，盡可能地掌握由于開挖、支護引發(fā)的周邊圍巖的動態(tài)是非常重要的。我們設(shè)計、施工的基本出發(fā)點，就是千方百計地使隧道周邊的圍巖穩(wěn)定下來。而使圍巖穩(wěn)定的基本原則就是維護和提高周邊圍巖的自支護能力，特別是掌子面的支護能力。這一點必須體現(xiàn)在隧道的規(guī)劃、調(diào)查、設(shè)計、施工、維修管理的全過程。前面所述的變形、掉塊、滑動、松弛等，10認識三

隧道施工必須堅持的兩大原則原則一:“施工”要做到：不使周邊圍巖“松弛”或者“少松弛”原則二:“施工”要做到：圍巖、初期支護及二次襯砌成為一體的結(jié)構(gòu)物認識三

隧道施工必須堅持的兩大原則11

原則一

“施工”要做到：不使周邊圍巖“松弛”或者“少松弛”

開挖產(chǎn)生的周邊圍巖的松弛是隧道施工安全的“死敵”，減少松弛就意味提高施工的安全性，兩者是密切相關(guān)的。松弛的圍巖是隧道開挖后產(chǎn)生變形，降低圍巖承載性能，加重人工支護負擔的主因。因此，施工中不使周邊圍巖“松弛”或者“少松弛”是非常重要的。目前我們的施工方法和施工技術(shù)，還滿足不了這個原則。一些隧道中發(fā)生的所謂的“大變形”等，均與此有關(guān)。。

原則一

“施工”要做到：不使周邊圍巖“松弛”或者“少松12如何盡可能地不讓圍巖松弛或少松弛，只有兩種方法方法一：開挖后及早使開挖斷面閉合；方法二：開挖前預先加固圍巖。實質(zhì)上，在軟弱圍巖隧道施工中都是兩種方法的組合。如何盡可能地不讓圍巖松弛或少松弛，只有兩種方13

及早使開挖斷面閉合

所謂“斷面閉合”有2個概念。一個是橫斷面的斷面閉合，一個是縱斷面的斷面閉合。兩者是相互配合的。實際上，斷面閉合多數(shù)是指縱向的斷面閉合。縱向的斷面閉合，可以用時間或距離表示。例如在幾小時內(nèi)閉合，或在幾m內(nèi)閉合。這與圍巖條件有極大的關(guān)系。圍巖越差，要求的斷面閉合時間越短，也就是斷面閉合的距離越短。

及早使開挖斷面閉合

所謂“斷面閉合”14實際上，開挖斷面閉合就是隧道底部與上部的閉合。因此要特別關(guān)注隧道底部結(jié)構(gòu)的形成。根據(jù)日本近期研究的成果，以早期斷面閉合（這里稱為“早期閉合仰拱”）為重點，把其按時期和程度（剛性）劃分3個水準，其概要和優(yōu)缺點列于表1。

水準Ⅰ：主體仰拱閉合初期仰拱早期閉合水準Ⅱ：噴混凝土仰拱早期閉合水準Ⅲ：仰拱橫撐早期閉合示意圖設(shè)置在設(shè)計斷面內(nèi)設(shè)置在設(shè)計斷面外設(shè)置在設(shè)計斷面內(nèi)設(shè)置在設(shè)計斷面外表4早期閉合仰拱設(shè)置方法分類實際上，開挖斷面閉合就是隧道底部與上部的閉合。因此要特別關(guān)注15日本建議在臺階法施工條件下，閉合距離一般控制在相當隧道開挖跨度左右的距離（此條件相當于開挖跨度12m左右），開挖跨度越大，閉合距離越短。按此原則來組織隧道的施工作業(yè)和機械配置。在軟弱圍巖隧道中?！翱焱?、快支、快閉合”已經(jīng)成為我們的共識，正在一步一步地向這個方向邁進。日本建議在臺階法施工條件下，閉合距離16開挖前預加固圍巖

近幾年，隧道施工技術(shù)一個重要的發(fā)展，就是輔助施工方法體系的形成與應(yīng)用。這是礦山法擴展應(yīng)用的需要，是提高施工安全的需要，也是愛護圍巖意識提高的表現(xiàn)。，僅用初期支護，不管如何加強，也很難把圍巖變形或松弛控制住，這已為實踐所證實。在這種情況下，唯一的對策，就是對周邊圍巖進行預加固（補強）。所謂開挖前預加固技術(shù)是指：在開挖前對可能造成松弛的圍巖或者是已經(jīng)判定為松弛的圍巖，事前進行補強的技術(shù)，意圖提高周邊圍巖的承載性能，大幅度地減少圍巖開挖后可能發(fā)生的松弛。開挖前預加固圍巖

近幾年，隧道施工技術(shù)一個重要的發(fā)展，就是輔17預加固的重點部位大致如下圖所示。圖中的“長”，通常指長度超過8m以上的長度。預加固的重點部位大致如下圖所示。18預加固技術(shù)，主要是針對掌子面周邊圍巖的，包括正面前方的圍巖。因此應(yīng)對周邊圍巖的穩(wěn)定性進行判定。在大斷面隧道進行大斷面開挖的場合，周邊圍巖的穩(wěn)定性主要表現(xiàn)在：掌子面的穩(wěn)定性---掌子面前方圍巖的擠出、拱頂崩塌；拱腳圍巖的穩(wěn)定性---拱腳下沉；底部圍巖的穩(wěn)定性---底部鼓起。因此，預加固技術(shù)的形成與發(fā)展與此有關(guān)。預加固技術(shù)可以從地表面實施，也可以從洞內(nèi)進行。預加固技術(shù)，主要是針對掌子面周邊圍巖的，包括正面前方的圍巖。19這些技術(shù)包括：·控制掌子面前方圍巖松弛的技術(shù)――先行位移·控制掌子面圍巖松弛的技術(shù)――掌子面擠出位移·控制腳部下沉的技術(shù)――拱腳及底部下沉――整體下沉·控制地表面下沉的技術(shù)――地表面下沉――整體下沉不能不承認，在這個領(lǐng)域中我們與國外的差距是比較大的。差距主要表現(xiàn)在施工機械設(shè)備上。（詳細內(nèi)容請參考軟弱圍巖施工技術(shù)一書）。這些技術(shù)包括：20原則二“施工”要做到：圍巖、初期支護及二次襯砌成為一體的結(jié)構(gòu)物

隧道結(jié)構(gòu)物只有與圍巖成為一體才能發(fā)揮其功能。特別是要確保圍巖與初期支護形成一個具有要求承載能力的支護結(jié)構(gòu)體。這里所謂的成為一體，就是我在施工要點集中一再強調(diào)的“三密貼”。噴混凝土與圍巖密貼、防水板與噴混凝土密貼、二次襯砌與防水板密貼，在其間不要留有空隙或空洞。而目前的現(xiàn)狀是噴混凝土基本上可以做到與圍巖密貼，但防水板與圍巖是不密貼的，二次襯砌與防水板也不是密貼的。鋼架也不是與圍巖或噴混凝土密貼的。原則二“施工”要做到：圍巖、初期支護及二次襯砌成為一體的結(jié)構(gòu)21錨桿在初期支護中，最有爭議的是錨桿。錨桿不是有用和無用的問題，而是如何設(shè)置，如何更好地發(fā)揮其支護作用的問題。工程實踐表明：在任何的支護條件下，錨桿支護都是有效果的。在多數(shù)場合是可以采用的。但也有不宜采用的情況。如在拱部采用超前支護的圍巖條件下，不宜設(shè)置拱部錨桿；在淺埋、易于發(fā)生整體下沉的圍巖條件下，拱部錨桿的支護效果不能發(fā)揮的場合，也可以不設(shè)置錨桿等。錨桿在初期支護中，最有爭議的是錨桿。錨桿不是有用和無用的問題22層狀圍巖錨桿配置例其次，在層狀圍巖中，錨桿的配置應(yīng)考慮層狀圍巖的具體情況設(shè)置。下圖是一些設(shè)置事例，可供參考。層狀圍巖錨桿配置例其次，在層狀圍巖中，錨桿的配置應(yīng)考慮層狀圍23初期支護的施工步驟例在初期支護中，一般說錨桿都是最后打設(shè)的。下圖是日本規(guī)范中建議的施設(shè)步驟。初期支護的施工步驟例在初期支護中，一般說錨桿都是最后打設(shè)的。24鋼架問題這里有個重要問題，需要提醒大家關(guān)注。就是鋼架的問題。特別是型鋼鋼架。不管開挖如何精心，開挖后的斷面也是凹凸不平的。架設(shè)型鋼鋼架很難與圍巖密切接觸，甚至沒有接觸。完全失去鋼架的支護功能。在型鋼鋼架上設(shè)楔形塊，使之與圍巖接觸，是國內(nèi)外普遍的做法。下面是日本的鋼架試驗結(jié)果，可供參考。鋼架問題這里有個重要問題，需要提醒大家關(guān)注。就是鋼架的問題。25在其建議的步驟中，錨桿都是最后，而且都是在兩榀鋼架中間的位置，離開掌子面一定距離施做的，這與我們的做法有所不同。而最先的步驟都是噴混凝土，而后是立鋼架。日本在08年的“山嶺隧道設(shè)計施工技術(shù)標準”中，建議“采用鋼架，錨桿和噴混凝土的場合，應(yīng)按鋼架、噴混凝土、錨桿的順序施工，在圍巖穩(wěn)定有問題的場合，開挖后應(yīng)迅速初噴混凝土，再按鋼架、噴混凝土錨桿的順序施工”。在其建議的步驟中，錨桿都是最后，而且都是在兩榀鋼架中間的位置26

認識四

“工欲善其事，必先利其器”

施工機械化是隧道安全快速施工的基本保證，也是確保形成支護結(jié)構(gòu)體的基本保證。

認識四

“工欲善其事，必先利其器”

27人員技術(shù)素質(zhì)施工裝備精細管理隧道施工動態(tài)設(shè)計人員技術(shù)素質(zhì)施工裝備精細管理隧道施工動態(tài)設(shè)計28實現(xiàn)隧道安全施工的主要因素中，我們應(yīng)該認識到與國外存在相當大的差距。主要體現(xiàn)在機械開發(fā)上的差距。例如大容量的噴射機及機械手；打設(shè)長掌子面錨桿的鉆孔注漿一體化機械、特別是適用于事前進行腳部補強的機械以及土質(zhì)隧道的插板法機械、超長鉆孔機械以及機械施工的集約化等方面，差距尤為突出。我們已經(jīng)充分意識到，在軟弱圍巖隧道施工中，早期斷面閉合的重要性，但實施起來存在許多問題，其中一個困難就是缺乏“順手”的配套機械。使我們處在“巧婦難為無米之炊”的尷尬的境地。實現(xiàn)隧道安全施工的主要因素中，我們應(yīng)該認識到與國外存在相當大29眾所周知，在城市土質(zhì)隧道中，盾構(gòu)法是主流方法。這與盾構(gòu)法，實質(zhì)上是“斷面閉合時間”為0，或者說是“極少松弛”的方法。整個盾構(gòu)的施工過程是盾殼的保護下完成的。如果說，圍巖發(fā)生“松弛”，也是在盾尾離開的瞬間出現(xiàn)的。而在采取“同步回填”，這種可能發(fā)生的圍巖松弛，也得到了控制。因此，日本明確提出“地表面沒有下沉的盾構(gòu)技術(shù)“。而礦山法很難做到這一點。眾所周知，在城市土質(zhì)隧道中，盾構(gòu)法是主流方法。這與30最新我對隧道工程的基本認識課件31例如日本在礦山法施工中，為了提高施工的安全性和達到快速施工的目的，最近開發(fā)了所謂“隧道機組工作站”的施工系統(tǒng)。稱之為“TWS”。例如圖1就是以鉆孔臺車為基礎(chǔ)把各種專用施工機械組合成一臺的臺車的多功能型的全斷面開挖機（TWS）。例如日本在礦山法施工中，為了提高施工的安全性和達到快速施工的32圖2TWS的各種施工機械搭載例圖2TWS的各種施工機械搭載例33以泥巖為主體的軟巖為對象，是按早期閉合的快速施工為目的，由自由斷面掘進機、鑿巖機、噴射機、全周模板、皮帶運輸機等組成機械開挖方式的全裝備型大斷面用TWS。以泥巖為主體的軟巖為對象，是按早期閉合的快速施工為目的，由自34以凝灰角礫巖為主體的中硬巖的復合圍巖隧道為對象，組成由鑿巖機、噴射機、鋼支撐架設(shè)機等能夠進行爆破開挖及機械開挖的萬能型大斷面隧道用TWS。以花崗巖為主體的硬巖隧道為對象，組成鑿巖機、噴射機等能夠進行爆破開挖的快速施工的大斷面隧道用TWS。以凝灰角礫巖為主體的中硬巖的復合圍巖隧道為對象，組成由鑿巖機35腳部預加固機械作為支護腳部下沉的對策，我們基本上是采取鋼架下設(shè)置墊板、擴大拱腳、打鎖腳錨桿（管）的方法。日本基本上采用以腳部鋼管為代表的腳部補強樁。但在過去的對策中，因為是在上半斷面開挖后進行施工，其抑制初期下沉的效果比較小。同時還存在采用水進行鉆孔也會擾亂圍巖，助長下沉等問題。因此開發(fā)出采用彎曲大口徑腳部補強樁工法，針對以上問題，預先在圍巖開挖前在預計設(shè)置鋼架的位置打支持樁，而后進行開挖并架立鋼架。對控制腳部下沉的效果極佳。腳部預加固機械作為支護腳部下沉的對策，我們基本上是采取鋼架下36

37該鉆機具有以下特點：1.采用彎曲鉆孔能夠?qū)φ谱用媲胺侥_部圍巖進行補強。2.因為采用彎曲干鉆鉆孔，能夠不擾亂圍巖施工。3.能夠造成φ500mm、深3.5ｍ的大口徑?高強度的改良體。4.適応地質(zhì)范圍廣，包括粘性土、砂質(zhì)?礫質(zhì)土、固結(jié)粉砂巖、泥巖等。因此加強隧道施工機械化的研究和開發(fā)是非常必要的。該鉆機具有以下特點：38隧道施工機械化的目標第1步是實現(xiàn)單項作業(yè)的機械化；第2步是實現(xiàn)掌子面各項作業(yè)的自動化（遠距離控制），把作業(yè)人員從掌子面（最危險地段）撤離出來；第3步實現(xiàn)施工的機組化，把單項作業(yè)集中在一個機組中，實現(xiàn)安全、快速施工；第4步是全面實現(xiàn)隧道施工的自動化、機械手化及遠距離控制。隧道施工機械化的目標39一個構(gòu)思一個構(gòu)思40

認識五

實現(xiàn)真正的情報化設(shè)計施工的關(guān)鍵是“情報”

實現(xiàn)情報化設(shè)計施工的前提條件是要有能夠充分表現(xiàn)隧道開挖后圍巖和支護構(gòu)件動態(tài)的“動態(tài)情報”；其次是獲得這些“情報”的可靠“方法”。這2個條件缺一不可。這里所謂的情報，主要是反映圍巖和支護構(gòu)件的位移和應(yīng)力、應(yīng)變等數(shù)據(jù)。情報的“質(zhì)”和“量”是分析情報的基礎(chǔ)。而獲得這些情報的方法，就是觀察、量測、試驗和前方圍巖的探查方法等。在具備“情報”和“方法”的前提條件下，就是如何“處理情報”，“整理情報”、“分析情報”、“評價情報”，進而“利用情報”的問題，這就需要解決以下2個問題，才能真正的實現(xiàn)“管理”

認識五

實現(xiàn)真正的情報化設(shè)計施工的關(guān)鍵是“情報”

實現(xiàn)情41情報化施工

實現(xiàn)真正的情報化設(shè)計施工管理必須解決的2個問題：·設(shè)計、施工、決策一體化，這是體制問題；·管理技術(shù)的電子化、信息化和數(shù)字化，這是技術(shù)問題。從我們目前的管理體制看，實現(xiàn)真正意義上的動態(tài)管理，可能是一句空話，也就是說與一些國家相比，差距是很大的。從技術(shù)方面看，迅速地組織力量，建立一個完整的信息化、數(shù)字化的設(shè)計、施工、管理系統(tǒng)，是非常必要的。這也是當前隧道技術(shù)發(fā)展的一個重要方面，不容忽視。情報化施工實現(xiàn)真正的情報化設(shè)計施工管理必須解決的2個問題：42情報化施工例如，意大利在修建長Vaglia隧道中，采用了ADECO-RS（AnalysisofControlledDeformationinRocksandSoils）系統(tǒng)進行隧道的設(shè)計和施工。該系統(tǒng)是一個控制圍巖開挖后變形的系統(tǒng)，對該隧道的圍巖從調(diào)查階段的地質(zhì)調(diào)查信息，來正確地掌握地質(zhì)條件的變化，在設(shè)計階段則根據(jù)地質(zhì)條件的工程劃分級別，給出基準，最后根據(jù)開挖時發(fā)生的應(yīng)力、應(yīng)變的特性給出適合地質(zhì)條件的施工方法和支護結(jié)構(gòu)。而其中的開挖后的應(yīng)力、應(yīng)變數(shù)據(jù)（情報）是通過觀察、量測方法取得的。情報化施工例如，意大利在修建長Vaglia隧道中，采用了A43情報化施工最近日本建設(shè)省對情報化設(shè)計施工管理系統(tǒng)，給出的定義是：在工程建設(shè)的調(diào)查、設(shè)計、施工、維修管理的實施過程中，以施工為重點，利用在各過程中獲得的與施工有關(guān)的電子情報和從各種作業(yè)中獲得的電子情報，根據(jù)使用機械和電子儀器、量測儀器的組合加以連動控制或?qū)崿F(xiàn)電子網(wǎng)絡(luò)的一元化施工管理，以提高整個施工的安全性和生產(chǎn)性。這是一個立足于電子技術(shù)和信息技術(shù)的建設(shè)工程生產(chǎn)管理系統(tǒng)。它監(jiān)控了設(shè)計、施工及運營管理全過程。情報化施工最近日本建設(shè)省對情報化設(shè)計施工管理系統(tǒng)，給出的定義44情報化施工在這個思想的指導下，日本的一些會社，都在開發(fā)“動態(tài)管理”的應(yīng)用系統(tǒng)。例如佐藤工業(yè)（株）開發(fā)的“SIT系統(tǒng)”，是一個把洞內(nèi)的量測數(shù)據(jù)、測量數(shù)據(jù)、機械和運輸車輛的運行數(shù)據(jù)、通信數(shù)據(jù)等情報信號，用單一的通信線路進行傳輸，實現(xiàn)洞內(nèi)施工的一元化管理。西松建設(shè)（株）也開發(fā)了“隧道綜合管理系統(tǒng)”。該系統(tǒng)是由情報化施工、設(shè)計支援和質(zhì)量管理、隧道形狀管理四個子系統(tǒng)構(gòu)成的。其中情報化系統(tǒng)是由TSP（彈性波探查）、DRISS（鉆孔探查）、TDEM（電磁探查）三個掌子面地質(zhì)超前預報技術(shù)組合而成。設(shè)計支援系統(tǒng)則由過去的施工實績和支護模式、輔助工法等構(gòu)成。同樣地，在TBM的掘進管理中也開發(fā)了類似的系統(tǒng)?？傊瑲W洲、日本等國已紛紛開始隧道工程動態(tài)管理系統(tǒng)的開發(fā)和研制，有的已開始產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。對促進產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化，提高生產(chǎn)效率、降低成本、減少風險都起著十分重要的作用。實際上在這個領(lǐng)域中，我們也有長足的進步，但問題仍然存在。情報化施工在這個思想的指導下，日本的一些會社，都在開發(fā)“動態(tài)45情報化施工我們目前存在的問題主要在情報的“質(zhì)”和“量”上。首先是情報的“質(zhì)”：情報不可靠或不可信，數(shù)量再多也沒有價值。其次是情報的“量”，沒有足夠數(shù)量的情報，很難進行統(tǒng)計分析，從情報中找出規(guī)律。否則，情報化設(shè)計施工就是一句空話。也就是說我們情報的質(zhì)量和數(shù)量還不能真實地反映隧道開挖全過程各個階段的動態(tài)。情報化施工我們目前存在的問題主要在情報的“質(zhì)”和“量”上。46情報化施工情報的“質(zhì)”，要能夠滿足分析開挖后圍巖動態(tài)規(guī)律的要求。如在量測中必須切實掌握：①初始值（初始位移速度）②距掌子面1D的位移值、③拱頂下沉與拱腳下沉的比值收斂值等的數(shù)據(jù)（情報）④多點同時量測的可靠性等。情報化施工情報的“質(zhì)”，要能夠滿足分析開挖后圍巖動態(tài)規(guī)律的要47最新我對隧道工程的基本認識課件48情報化施工情報的“量”，是分析問題的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。（參見各種圍巖的動態(tài)分析）獲取情報的途徑和方法是多種多樣的。其中從途徑上看有：①掌子面前方圍巖的探查、②掌子面觀察、③量測、④各種試驗（室內(nèi)的、原位的）以及⑤施工數(shù)據(jù)等。目前我們主要依賴于量測，途徑比較單一。日本2009年修改的“觀察、量測指南”對此規(guī)定如下表，可供參考。情報化施工情報的“量”，是分析問題的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。（參見各種圍巖49量測項目量測目的量測類型洞內(nèi)觀察調(diào)查·掌子面自穩(wěn)性、毛開挖工作面穩(wěn)定性·掌握巖質(zhì)、斷層破碎帶、褶皺構(gòu)造、變質(zhì)帶等的性質(zhì)·掌握噴混凝土等支護構(gòu)件的變異狀況·對圍巖分級的再評價A1原位置調(diào)查、試驗洞內(nèi)彈性波測定·對圍巖分級的再評價·松弛區(qū)域·地層的裂隙、變質(zhì)程度·掌握巖層的強度等B1鉆孔調(diào)查·掌握巖質(zhì)、斷層破碎帶、褶皺構(gòu)造、變質(zhì)帶、瓦斯等的性質(zhì)·采取圍巖試驗用試件利用鉆孔的調(diào)查·掌握地基承載力（標準貫入試驗）、水壓、滲透系數(shù)（涌水壓試驗）、變形系數(shù)（孔內(nèi)水平加載試驗）等巖層直剪試驗·掌握圍巖的初期抗剪強度、殘余強度及變形系數(shù)千斤頂試驗·掌握變形系數(shù)、地層反力系數(shù)點荷載試驗·點荷載強度注2）施密特錘試驗·施密特錘反彈值注2）針貫入度試驗·針貫入坡度

調(diào)查的項目和內(nèi)容量測項目量測目的量測類型洞內(nèi)觀察調(diào)查·掌子面自穩(wěn)性、毛開挖工50圍巖試件試驗單軸抗壓強度試驗·掌握單軸抗壓強度、靜彈性系數(shù)、靜波松比B2超聲波傳播速度測定·掌握P波速度、S波速度、動彈性系數(shù)、動波松比單位體積重量試驗·掌握單位體積重量、含水比吸水率試驗·掌握吸水率壓裂拉伸試驗·掌握壓裂拉伸強度蠕變試驗·掌握蠕變常數(shù)粒度分析試驗·土砂圍巖的場合，作為判斷掌子面穩(wěn)定性的資料·泥巖、溫泉余土等場合，作為判斷膨脹性的資料浸水崩解度試驗·軟巖場合，作為判斷對水的穩(wěn)定性的資料三軸壓縮試驗·掌握粘著力、內(nèi)摩擦角及殘余強度X線回析試驗·判定粘土礦物的種類（有無膨脹性粘土）陽離子交換容量（CEC）·推定粘土礦物的含有量量測拱頂下沉測定·監(jiān)視隧道拱頂?shù)慕^對下沉量，了解斷面的變形狀態(tài)，判斷隧道拱頂?shù)姆€(wěn)定性A凈空位移測定·根據(jù)位移值、位移速度、位移收斂狀況、斷面變形狀態(tài)等判斷隧道周邊圍巖的穩(wěn)定性、支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計施工的妥當與否以及襯砌的施設(shè)時間A地表下沉測定·在洞口段和埋深小的區(qū)間，測定隧道縱向的地表下沉，評價隧道開挖對地表面的影響和隧道的穩(wěn)定性A3）圍單軸抗壓強度試驗·掌握單軸抗壓強度、靜彈性系數(shù)、靜波松比B51量測拱頂下沉測定·監(jiān)視隧道拱頂?shù)慕^對下沉量，了解斷面的變形狀態(tài)，判斷隧道拱頂?shù)姆€(wěn)定性A凈空位移測定·根據(jù)位移值、位移速度、位移收斂狀況、斷面變形狀態(tài)等判斷隧道周邊圍巖的穩(wěn)定性、支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計施工的妥當與否以及襯砌的施設(shè)時間A地表下沉測定·在洞口段和埋深小的區(qū)間，測定隧道縱向的地表下沉，評價隧道開挖對地表面的影響和隧道的穩(wěn)定性A3）洞內(nèi)地中位移測定·了解隧道周邊的松弛區(qū)域和位移值，判斷錨桿長度、設(shè)計施工妥當與否B錨桿軸力測定·根據(jù)錨桿的應(yīng)變，計算錨桿軸力，確認其效果，判斷錨桿長度、直徑是否合適噴混凝土應(yīng)力測定·根據(jù)作用在噴混凝土背后的土壓、噴混凝土應(yīng)力，確認其支護效果，判斷是否增噴混凝土等B5）地表、地中的位移測定·判斷隧道開挖對地表的影響和防止下沉對策的效果。推定隧道周邊的松弛區(qū)域B鋼支撐應(yīng)力測定根據(jù)鋼支撐應(yīng)力，判斷鋼支撐的大小、間距是否合適。并推定作用在鋼支撐上的土壓大小、方向、側(cè)壓系數(shù)襯砌應(yīng)力測定·確認襯砌的穩(wěn)定性、雙設(shè)隧道有無相互干擾底鼓測定·判斷仰拱的必要性和效果AE測定·評價巖爆現(xiàn)象發(fā)生的危險度錨桿拉拔試驗·確認錨桿的錨固效果，根據(jù)拉拔承載力選定合適的錨桿錨固方式及錨桿類型注6）前方探查洞內(nèi)彈性波探查·掌握掌子面前方的斷層、破碎帶等的位置和寬度鉆孔檢層法·計算鉆孔速度和鉆孔能量，掌握圍巖狀況比較好地掌握斷層、破碎帶等的位置和寬度鉆孔巖粉·簡易地掌握掌子面前方的地質(zhì)狀況和地下水狀況拱頂下沉測定·監(jiān)視隧道拱頂?shù)慕^對下沉量，了解斷面的變形狀態(tài)，52最新我對隧道工程的基本認識課件53最新我對隧道工程的基本認識課件54（1）收集數(shù)據(jù)新的礦山法數(shù)據(jù)庫（以下稱為DB），收納了雙車道公路隧道施工的量測數(shù)據(jù)，其中包括1997~2010共14年的數(shù)據(jù)，180座隧道，210個區(qū)間，斷面數(shù)達10347個。上半斷面水平凈空位移（最終位移值）的頻率分布（1）收集數(shù)據(jù)55初期位移速度和最終位移值的關(guān)系初期位移速度和最終位移值的關(guān)系56

掌子面評價點與凈空位移值掌57隧道情報化施工的目的是積累通過施工中的觀察和量測獲得的情報，并確實地把分析的結(jié)果反饋到施工中，以便從安全性和經(jīng)濟性兩方面具體實現(xiàn)隧道施工的合理性。在重視地表面下沉的隧道施工條件中，確保施工安全從確實地保護第三者財產(chǎn)和生命的觀點出發(fā)，是特別重要的。但為了避免過度的增加工費的對策和合理的管理體制看，考慮經(jīng)濟性的合理施工對策也是必要的。情報化施工是在具有許多不確定性因素的隧道施工條件下，追求安全性和經(jīng)濟性，力圖使施工最佳化上起著不可忽視的作用。從這一點看，施工中的設(shè)計變更是必然的。是情報化施工的一個基本特征。隧道情報化施工的目的是積累通過施工中的觀察和量測獲得的情報，58認識六

解決隧道耐久性問題的根本，是提高混凝土或鋼筋混凝土二次襯砌的耐久性認識六

解決隧道耐久性問題的根本，是提高混凝土或鋼筋混凝土59這個問題，我們談?wù)摰暮芏?。但究竟如何認識和解決這個問題？，各自表述。在隧道結(jié)構(gòu)物的性能設(shè)計中，結(jié)構(gòu)的耐久性是一個重要的內(nèi)容。耐久性的定義：隨著時間，起因于材料特性的變化使結(jié)構(gòu)物和構(gòu)件性能變化的抵抗性能。因此，耐久性主要是以起因于材料特性變化而產(chǎn)生的影響為對象的。根據(jù)國內(nèi)外近期的調(diào)查顯示：·存在混凝土二次襯砌，沒有經(jīng)過補修而使用超過百年的事例；·經(jīng)過適當補修，補強的二次襯砌可以延長其使用年限；·運營中的隧道有隨時間逐漸劣化的趨勢。這個問題，我們談?wù)摰暮芏?。但究竟如何認識和解決這個問題？，各60其劣化的原因多數(shù)是由于施工中質(zhì)量沒有達到設(shè)計要求所致。把這個原因除外，造成隧道結(jié)構(gòu)劣化的原因主要來自兩個方面：一個是二次襯砌背后的圍巖的劣化，一個是二次襯砌本身的劣化所造成的。因此，研究隧道的耐久性必須從這兩個方面著手。一般說，圍巖的劣化，當隧道建成后，圍巖受施工影響的部分，在超前支護和初期支護的作用下，基本上是穩(wěn)定的。如果說，隨著時間，施工中施做的支護失效，最多是圍巖恢復到?jīng)]有支護前的狀態(tài)。此外，既使圍巖劣化，其過程也是極為緩慢的，不會是突發(fā)性的（地震、暴雨、海嘯等突發(fā)原因除外）。因此，在耐久性設(shè)計中，可用不考慮圍巖劣化的問題。其劣化的原因多數(shù)是由于施工中質(zhì)量沒有達到設(shè)計要求所致。把這個61另一個原因是二次襯砌的劣化問題。歸根結(jié)底，隧道的耐久性還是由二次襯砌來體現(xiàn)?；炷恋哪途眯曰旧鲜怯善鋸姸葲Q定的。日本在2009年版的JASS5中，計劃使用期間的級別改訂為超長期、長期、標準及短期4類。耐久設(shè)計基準強度為超長期36N/mm2，長期30N/mm2，標準24N/mm2及短期18N/mm2。保護層的厚度，超長期的增加10mm。山嶺隧道的二次襯砌主要是素混凝土的，部分是鋼筋混凝土的。素混凝土的二次襯砌的劣化是混凝土的劣化。造成素混凝土劣化的原因有：凍融循環(huán)；化學侵蝕及堿性－骨料反應(yīng)。鋼筋混凝土二次襯砌的劣化主要是鋼筋的腐蝕，而造成鋼筋腐蝕的原因有：開裂、炭化及氯離子侵蝕。另一個原因是二次襯砌的劣化問題。歸根結(jié)底，隧道的耐久性還是由62從目前國內(nèi)外的隧道現(xiàn)狀看，隧道二次襯砌從耐久性角度出發(fā)，應(yīng)滿足以下條件?！けM可能地不采用鋼筋混凝土襯砌，必要時可采用纖維混凝土代替；·如必須采用鋼筋混凝土，其保護層厚度應(yīng)滿足百年使用期的要求，即不小于50mm（炭化可能的深度）；·混凝土的設(shè)計基準強度（混凝土強度等級）不低于C35；·無特別理由，二次襯砌都應(yīng)設(shè)置仰拱，仰拱的厚度（包括噴混凝土之內(nèi)）應(yīng)大于拱墻的厚度；或者拱墻采用混凝土，仰拱采用纖維混凝土；加強底部是提高二次襯砌耐久性的重要對策之一，不容忽視；·必須使仰拱和拱墻成為一體的封閉型結(jié)構(gòu)；·改善混凝土配比、澆筑、搗固、養(yǎng)護等一系列作業(yè)，盡可能地提高混凝土的質(zhì)量；·減少混凝土襯砌的初始缺陷，特別是初始潛在的開裂。從目前國內(nèi)外的隧道現(xiàn)狀看，隧道二次襯砌從耐久性角度出發(fā)，應(yīng)滿63為了提高混凝土襯砌的耐久性，日本提出初期開裂為0的技術(shù)。此法由以下8項技術(shù)構(gòu)成①品質(zhì)隧道襯砌拱頂搗固系統(tǒng)（搗固）②浮動管式（帶傳感器）雷達系統(tǒng)（搗固）③拱頂部水平壓入澆筑工法（澆筑）④混凝土充填管理系統(tǒng)（充填壓力）⑤噴霧養(yǎng)生工法（養(yǎng)生）⑥隔壁養(yǎng)生工法（養(yǎng)生）⑦省力、省人澆筑系統(tǒng)（澆筑）⑧搗固工法（搗固）這充分說明，減少混凝土襯砌初始缺陷是非常重要的。為了提高混凝土襯砌的耐久性，日本提出初期開裂為0的技術(shù)。64根據(jù)表2的抗壓強度試驗結(jié)果，前者比后者約大15％。根據(jù)表2的抗壓強度試驗結(jié)果，65日本目前對隧道的耐久性的認識，例如以各自治體的隧道維護管理實例（石川縣例）為例，在隧道中，是不考慮使用壽命。因為襯砌混凝土剝落等是能夠補修的，并不是壽命中止的狀態(tài)。隧道與橋梁等不同，是基本上不考慮更換的結(jié)構(gòu)物。因此，只按考慮進行適當?shù)木S修管理就能夠繼續(xù)永久使用，其耐用年限是永久的，是不考慮壽命的結(jié)構(gòu)物。因此，日本提出預防管理的要求。因此，根據(jù)隧道健全度指數(shù)THI（TunnelHealthIndex）指標來決定對策前的剩余壽命和應(yīng)采用的對策。該縣的健全度指標TNI示于下表。

健全度THI值對策前剩余壽命狀態(tài)、定義對應(yīng)不良地質(zhì)其它1小于201年以內(nèi)立即采取對策進行調(diào)查設(shè)計、實施對策220～403年以內(nèi)及早采取對策340～6010年以內(nèi)進行重點監(jiān)視，必要時有計劃的采取對策實施調(diào)查監(jiān)視量測定期檢查460～8060年以內(nèi)以后采取對策定期檢查580以上無變異，即使有，也沒有影響日本目前對隧道的耐久性的認識，例如以各自治體的隧道維護管理實66認識七

從對大斷面隧道的支護結(jié)構(gòu)正向高強度、薄型化方向發(fā)展

鐵路、公路的高速化，迫使隧道向大斷面方向發(fā)展，目前日本的東名·名神高速公路隧道的斷面，已經(jīng)達到150~200m2，我國的300km/h時速的鐵路隧道的斷面積也超過150m2。在這種條件下，隧道的支護結(jié)構(gòu)參數(shù)也必然發(fā)生變化。解決方法有二：一個是把原來的參數(shù)，如噴混凝土加厚、錨桿加密或加長、鋼架密或采用重型鋼架，二次襯砌加厚并采用鋼筋混凝土襯砌等；一個方法是改變材料規(guī)格，如采用高強度噴混凝土、錨桿、鋼架及二次襯砌，而不改變其厚度或加密等。我們目前基本上是按第一種方法處理的。日本則主要采用第2種方法處理。認識七

從對大斷面隧道的支護結(jié)構(gòu)正向高強度、薄型化方向發(fā)展

67為了進行比較，現(xiàn)把日本東名·名神高速公路隧道及我國350km/h的支護結(jié)構(gòu)參數(shù)的比較列于下表。為了進行比較，現(xiàn)把日本東名·名神高速公路隧道及我國350km68圍巖級別支護模式標準一次掘進進尺(m)錨桿噴混凝土(高強度)厚度(cm)鋼支撐襯砌變形富裕(cm)長度(m)承載力(kN)橫向間距(m)[m2/根]縱向間距(m)上半斷面下半斷面拱/墻仰拱上半斷面超前工法BB2.0上半4.0下半4.0上半170下半1702.0[3.8]2.010(只在上半斷面采用纖維噴混凝土)----40-0Ⅱ局部，2.5m5-3535*455C1C11.5上半6.0下半4.0上半290下半1702.0[2.9]1.515HH-154-40550Ⅲ3.01.51.212405010C2C21.2上半6.0下半4.0上半290下半1701.6[1.8]1.215HH-154HH-15440550Ⅳ3.51.21.225隧底10拱墻Φ22格柵1.045*55*15D1D11.0上半6.0下半6.0上半290下半1701.5[1.4]1.020HH-154HH-15450700Ⅴ4.01.21.028全環(huán)Φ25格柵0.8或I-20050*60*20D2個別設(shè)計D3洞口段設(shè)計圍支標準一次掘進進尺(m)錨桿噴混凝土(高強度)鋼支撐襯砌變69從比較中可以看出：1錨桿采用的充填材料是早強砂漿;錨桿的設(shè)計承載力,上半斷面采用290kN,但根據(jù)量測結(jié)果認為承載力沒有問題的場合,可改為170kN;錨桿在位移大的場合,要采用羅紋棒鋼,承載力不足的場合,可增加錨桿的根數(shù);錨桿長度基本上是4~6m；3鋼支撐采用高規(guī)格的鋼支撐;其鋼架的高度，基本上不超過160mm,間距1.0m;4噴混凝土采用高強噴混凝土(纖維噴混凝土),設(shè)計基準強度36MPa，噴混凝土厚度最大不超過20cm；5二次襯砌，基本上采用素混凝土，必要時可采用單筋混凝土或纖維混凝土，設(shè)計基準強度為36MPa；6不留變形富余量；注：日本的隧道開挖斷面積150~200m2左右，我國的約在150~170m2左右從比較中可以看出：70認識八

地下水問題仍然是當前隧道的主要問題

運營隧道發(fā)生的許多病害，施工隧道發(fā)生的許多災害幾乎都直接或間接地與地下水有關(guān)。在這方面我們積累了很多經(jīng)驗和教訓。從設(shè)計角度出發(fā)，地下水處理要符合以下3個原則。原則一：運營中的隧道洞內(nèi)不能成為地下水流經(jīng)的通道。我們目前在洞內(nèi)拱腳兩側(cè)設(shè)置排水溝的做法是值得商榷的。原則二：必須用防水層把地下水隔斷在隧道的外面。要此根本上解決防水層的鋪設(shè)問題原則三：隧道襯砌背后必須形成一個縱橫交錯的、不易堵塞的、通暢的排水系統(tǒng)。認識八

地下水問題仍然是當前隧道的主要問題

運營隧道發(fā)生的許71實現(xiàn)第1個原則的基本措施是把排水管（溝）移設(shè)到仰拱的填充層或仰拱的下面，也有把排水管（溝）設(shè)置在襯砌拱腳的外側(cè)。這也是國外隧道中比較普遍的做法。實現(xiàn)第1個原則的基本措施是把排水管（溝）移設(shè)到仰拱的填充層或72實現(xiàn)第2個原則的基本措施是在襯砌背后設(shè)置隔離地下水進入隧道的防水層。目前我們主要是采用防水板作為防水層的主要方法。這是隔離地下水最基本的方法。我們一定完善鋪設(shè)防水板的技術(shù)，使之真正達到隔離地下水的目的。目前一些國家如日本、歐洲等都在開發(fā)噴涂防水層的技術(shù)。我們也在研究。今后很可能是防水板和噴涂防水層并用的時代，特別是在洞內(nèi)一些防水板不易鋪設(shè)的位置，采用噴涂方法是有利的。實現(xiàn)第2個原則的基本措施是在襯砌背后設(shè)置隔離地下水進入隧道的73日本，為了改進防水板的鋪設(shè)工藝，近期在修建東京都最后一條通向筑波的一些鐵路隧道中采用了一種改進的防水板鋪設(shè)方法。此法是把防水板直接鋪設(shè)在防水板臺車上，焊接成要求寬度的防水板。并用活動模板臺車把防水板設(shè)置在規(guī)定的位置，固定好，而后向防水板和噴混凝土間的空隙灌注回填的充填材。其施工順序示于圖。日本，為了改進防水板的鋪設(shè)工藝，近期在修建東京都最后一條通向74工程試驗的結(jié)果證實，此法的特長如下。1）提高防水性·可把一定長度的防水板，在廠內(nèi)加工成要求的長度搬入，減少了現(xiàn)場的焊接作業(yè)；·減少了錨桿頭部的突出對防水板的破損；·減少了鋼筋組裝作業(yè)的破損，補修容易；·因為防水板與噴混凝土是密著的，能夠形成確實的防水屏障。2）提高襯砌混凝土的品質(zhì)·拱厚一定而且均勻；·提高襯砌與噴混凝土的隔離作用；·不妨礙防水板側(cè)的混凝土充填，形成與混凝土密著的構(gòu)造；3）降低成本，與過去的防水板鋪設(shè)方法，成本基本相同·即使降低防水板的品質(zhì)，防水效果也是充分的；·不需要修補噴混凝土地凹凸部，對掌子面循環(huán)無影響；·能夠適應(yīng)不同情況（全斷面、半斷面等）的防水要求。4）降低作業(yè)環(huán)境、周邊環(huán)境的負荷·防水板的鋪設(shè)可以采用人力或機械的，作業(yè)強度低；·實現(xiàn)了防水板從焊接到鋪設(shè)、回填壓注一體化施工工程試驗的結(jié)果證實，此法的特長如下。75實現(xiàn)第2個原則的另一個對策就是在富水、大量涌水的隧道中，必須設(shè)置一定厚度的注漿防水層。把地下水隔離距隧道一定范圍以外。也就是說，適當降低隧道周邊一定范圍內(nèi)的圍巖的透水性能。必要時要把隧道周邊圍巖也做成隔離地下水的一個屏障――注漿。日本在青函海底隧道，實際上就是用注漿方法形成滲透系數(shù)比較小的防滲透層，而取得成功的。實際上我們在一些隧道中也是這樣做的。實現(xiàn)第2個原則的另一個對策就是在富水、大量涌水的隧道中，必須76以隧道為對象進行注漿的目的大體上分為圍巖補強和止水兩種。其注漿工法和材料沒有特別的不同。日本規(guī)定在大壩的注漿中，主要采用水泥漿作為注漿止水的標準工法，作業(yè)方法和管理步驟均已標準化。隧道的止水注漿可以參考，其改良目標規(guī)定見下圖。以隧道為對象進行注漿的目的大體上分為圍巖補強和止水兩種。其注77從以上條件看，隧道的止水注漿比大壩的條件要嚴格些。為此，在注漿材料和注漿工法等方面要加以改善，但施工條件是千差萬別的，要根據(jù)具體情況具體對應(yīng)?！び克坎还軒r類和強度，均與圍巖自身的透水系數(shù)有關(guān)。如改善透水系數(shù)小于10-6cm/s時，就能夠開挖；如果與圍巖的滲透系數(shù)聯(lián)系起來看，10-5~10-6滲透系數(shù)（呂容值小于1），相當于下表中的微滲透的狀態(tài)。施工是可以接受的。因此，原則上，只要滲透系數(shù)在這個范圍內(nèi)，就可以不采取任何措施進行施工。也就是我們所謂的“無水條件”。如果滲透系數(shù)大于此范圍值，視對周邊環(huán)境的影響，就需要采取排水或止水的措施。從以上條件看，隧道的止水注漿比大壩的條件要嚴格些。為此，在注78滲透系數(shù)等級標準巖體特征滲透系數(shù)k（cm/s）滲透率q（Lu）極微滲透k<10-6q<0.1完整巖石，含等價開度小于0.025mm裂隙的巖體微滲透10-6≤k<10-50.1≤q<1含等價開度0.025~0.05mm裂隙的巖體弱滲透10-5≤k<10-41≤q<10含等價開度0.05~0.10mm裂隙的巖體中等滲透10-4≤k<10-210≤q<100含等價開度0.10~0.50mm裂隙的巖體強滲透10-2≤k<10q≥100含等價開度0.50~2.5mm裂隙的巖體極強滲透k>10含連通孔洞或等價開度大于2.5mm裂隙的巖體我國水利水電工程對巖體（圍巖）滲透系數(shù)滲透系數(shù)等級標準巖體特征滲透系數(shù)k（cm/s）滲透率q（Lu79水荷載問題地下水問題中，如何確定水荷載是另外一個關(guān)鍵問題。在地下水位以下的防水型隧道的二次襯砌及仰拱的設(shè)計中，應(yīng)考慮水壓。設(shè)計考慮的水壓特性值原則上取孔隙水壓?？紤]確實地掌握孔隙水壓有困難，可在實測中假定地下水位計算水壓。一般說，在水壓極限狀態(tài)中，水位最好采用高水位（豐水期的水位）或者低水位（枯水期的水位）。但在以下地形、地下水條件下，使用期間水位可能出現(xiàn)顯著變化的場合，應(yīng)假定異常水位，研究其最終極限狀態(tài)。

·谷地形，地表水和地下水易于集中的場合；

·扇形地存在豐富的地下水脈，隧道兩側(cè)水壓產(chǎn)生顯著不均衡的場合。在這樣水位經(jīng)常變動的場合，在使用極限狀態(tài)研究中，要考慮水壓變動進行設(shè)計。在設(shè)定水壓時要注意以下幾點。

·地下水位，不僅隨季節(jié)的降雨量而變，近接施工也會引起變化；

·由于地下水的揚水限制，地下水位年年上升的情況也會發(fā)生；

·因近接施工產(chǎn)生垂直荷載作用在襯砌上時，設(shè)定高水位不一定是安全的，因此，要高水位和低水位進行研究；

·谷形地和扇形地等遮斷地下水脈的場合，有時會產(chǎn)生偏水壓。此時即使水位低，也會使襯砌出現(xiàn)很大彎矩，要按偏水壓設(shè)計。水荷載問題地下水問題中，如何確定水荷載是另外一個關(guān)鍵問題。80日本大萬木公路隧道，長4878m，其中位于廣島側(cè)處于小埋深、并通過斷層破碎帶和河流，如采用排水型隧道有可能造成河水流量降低，從而影響當?shù)氐霓r(nóng)業(yè)用水。為此該隧道，以恢復河流流量為目的，采用了鋼筋混凝土襯砌的防水型隧道構(gòu)造。由于·該地區(qū)年降水量變化很大，預計地下水位的波動也大。為此作用在襯砌上的水壓研究了通常發(fā)生的和異常時發(fā)生的5種組合。水位條件概況荷載條件地下水位①雨時降雨多，水位處于地表的場合短期的最大荷載隧道拱頂+②通常時根據(jù)鉆孔結(jié)果的地下水面常時的最大荷載隧道拱頂+③枯水時（水位：在隧道拱頂）枯水期地下水降低到拱頂?shù)膱龊掀畨汉奢d隧道拱頂+④枯水時（水位：在隧道拱肩）開始前地下水降低到拱肩的場合偏水壓荷載隧道拱頂－⑤水位降低時（水位：在隧道腳部）開始前地下水降低到隧道腳部的場合偏水壓荷載隧道拱頂－表3地下水位的組合日本大萬木公路隧道，長4878m，其中位于廣島側(cè)處于小埋深、81最新我對隧道工程的基本認識課件82認識九

技術(shù)和管理到位許多問題將“迎刃而解”

在大規(guī)模的隧道工程建設(shè)中，我們存在一個非常實際的問題。就是技術(shù)和管理不到位。如果這個問題解決了，很多不應(yīng)該出現(xiàn)的問題將“迎刃而解”。例如噴混凝土，我們要求一天的初期強度達到8～10MPa，我們要求錨桿都要設(shè)置墊板、鋼架要求與圍巖或噴混凝土密貼等，都存在技術(shù)不到位的問題。由此引發(fā)的大變形、塌方等事例是不少的。但如何解決這些問題，我提不出建議。因為牽涉到多方面的深層次的問題。認識九

技術(shù)和管理到位許多問題將“迎刃而解”

在大規(guī)模的隧道83上面提到的認識，基本上都是“老生常談”，實際上也是今后隧道工程中需要解決的關(guān)鍵問題。這個任務(wù)將落在大家的肩上，在大家“與山斗、與水斗、其樂無窮”的戰(zhàn)斗中，在推進隧道工程技術(shù)發(fā)展和進步的過程中，我作為一個“搖旗吶喊的小卒”，為大家“給力”。上面提到的認識，基本上都是“老生常談”，實際上也是今后隧道工84最新我對隧道工程的基本認識課件85我對隧道工程的基本認識我對隧道工程的基本認識86認識一

樹立以“圍巖為本”的基本理念

以“圍巖為本”是由圍巖的基本特性所決定的。認識一

樹立以“圍巖為本”的基本理念

87最新我對隧道工程的基本認識課件88最新我對隧道工程的基本認識課件89最新我對隧道工程的基本認識課件90最新我對隧道工程的基本認識課件91最新我對隧道工程的基本認識課件92最新我對隧道工程的基本認識課件93隧道周邊圍巖的動態(tài)因此在隧道設(shè)計、施工中，掌握隧道開挖后的動態(tài)是非常重要的。這里必須指出，隧道的穩(wěn)定性決定于隧道周邊圍巖的穩(wěn)定性。我們知道隧道周邊圍巖不穩(wěn)定我們是無法施工的。只要隧道周邊圍巖是穩(wěn)定的，隧道就是穩(wěn)定的。因此，“掌握圍巖”的重點，是掌握隧道周邊圍巖的動態(tài)。隧道的周邊圍巖是三維的，不僅僅指橫向范圍內(nèi)的圍巖，也包括掌子面前方的圍巖。隧道周邊圍巖的動態(tài)因此在隧道設(shè)計、施工中94前面所述的變形、掉塊、滑動、松弛等，基本上都是在周邊圍巖中發(fā)生的。隧道開挖對周邊圍巖的影響是有限的。其范圍大致在1~2D（D：隧道開挖的寬度）左右。過去我們十分關(guān)注隧道橫向的影響范圍，初期支護的選定基本上是以此范圍的圍巖動態(tài)決定的。實際上，在軟弱圍巖中，掌子面前方圍巖的穩(wěn)定性更為重要。必須強調(diào)的是：掌子面，實質(zhì)上也是一個支護構(gòu)件，開挖過后它起著極為重要的支護作用。施工中出現(xiàn)的問題，多數(shù)與掌子面的穩(wěn)定有關(guān)。因此，在隧道施工中，盡可能地掌握由于開挖、支護引發(fā)的周邊圍巖的動態(tài)是非常重要的。我們設(shè)計、施工的基本出發(fā)點，就是千方百計地使隧道周邊的圍巖穩(wěn)定下來。而使圍巖穩(wěn)定的基本原則就是維護和提高周邊圍巖的自支護能力，特別是掌子面的支護能力。這一點必須體現(xiàn)在隧道的規(guī)劃、調(diào)查、設(shè)計、施工、維修管理的全過程。前面所述的變形、掉塊、滑動、松弛等，95認識三

隧道施工必須堅持的兩大原則原則一:“施工”要做到：不使周邊圍巖“松弛”或者“少松弛”原則二:“施工”要做到：圍巖、初期支護及二次襯砌成為一體的結(jié)構(gòu)物認識三

隧道施工必須堅持的兩大原則96

原則一

“施工”要做到：不使周邊圍巖“松弛”或者“少松弛”

開挖產(chǎn)生的周邊圍巖的松弛是隧道施工安全的“死敵”，減少松弛就意味提高施工的安全性，兩者是密切相關(guān)的。松弛的圍巖是隧道開挖后產(chǎn)生變形，降低圍巖承載性能，加重人工支護負擔的主因。因此，施工中不使周邊圍巖“松弛”或者“少松弛”是非常重要的。目前我們的施工方法和施工技術(shù)，還滿足不了這個原則。一些隧道中發(fā)生的所謂的“大變形”等，均與此有關(guān)。。

原則一

“施工”要做到：不使周邊圍巖“松弛”或者“少松97如何盡可能地不讓圍巖松弛或少松弛，只有兩種方法方法一：開挖后及早使開挖斷面閉合；方法二：開挖前預先加固圍巖。實質(zhì)上，在軟弱圍巖隧道施工中都是兩種方法的組合。如何盡可能地不讓圍巖松弛或少松弛，只有兩種方98

及早使開挖斷面閉合

所謂“斷面閉合”有2個概念。一個是橫斷面的斷面閉合，一個是縱斷面的斷面閉合。兩者是相互配合的。實際上，斷面閉合多數(shù)是指縱向的斷面閉合?？v向的斷面閉合，可以用時間或距離表示。例如在幾小時內(nèi)閉合，或在幾m內(nèi)閉合。這與圍巖條件有極大的關(guān)系。圍巖越差，要求的斷面閉合時間越短，也就是斷面閉合的距離越短。

及早使開挖斷面閉合

所謂“斷面閉合”99實際上，開挖斷面閉合就是隧道底部與上部的閉合。因此要特別關(guān)注隧道底部結(jié)構(gòu)的形成。根據(jù)日本近期研究的成果，以早期斷面閉合（這里稱為“早期閉合仰拱”）為重點，把其按時期和程度（剛性）劃分3個水準，其概要和優(yōu)缺點列于表1。

水準Ⅰ：主體仰拱閉合初期仰拱早期閉合水準Ⅱ：噴混凝土仰拱早期閉合水準Ⅲ：仰拱橫撐早期閉合示意圖設(shè)置在設(shè)計斷面內(nèi)設(shè)置在設(shè)計斷面外設(shè)置在設(shè)計斷面內(nèi)設(shè)置在設(shè)計斷面外表4早期閉合仰拱設(shè)置方法分類實際上，開挖斷面閉合就是隧道底部與上部的閉合。因此要特別關(guān)注100日本建議在臺階法施工條件下，閉合距離一般控制在相當隧道開挖跨度左右的距離（此條件相當于開挖跨度12m左右），開挖跨度越大，閉合距離越短。按此原則來組織隧道的施工作業(yè)和機械配置。在軟弱圍巖隧道中?！翱焱?、快支、快閉合”已經(jīng)成為我們的共識，正在一步一步地向這個方向邁進。日本建議在臺階法施工條件下，閉合距離101開挖前預加固圍巖

近幾年，隧道施工技術(shù)一個重要的發(fā)展，就是輔助施工方法體系的形成與應(yīng)用。這是礦山法擴展應(yīng)用的需要，是提高施工安全的需要，也是愛護圍巖意識提高的表現(xiàn)。，僅用初期支護，不管如何加強，也很難把圍巖變形或松弛控制住，這已為實踐所證實。在這種情況下，唯一的對策，就是對周邊圍巖進行預加固（補強）。所謂開挖前預加固技術(shù)是指：在開挖前對可能造成松弛的圍巖或者是已經(jīng)判定為松弛的圍巖，事前進行補強的技術(shù)，意圖提高周邊圍巖的承載性能，大幅度地減少圍巖開挖后可能發(fā)生的松弛。開挖前預加固圍巖

近幾年，隧道施工技術(shù)一個重要的發(fā)展，就是輔102預加固的重點部位大致如下圖所示。圖中的“長”，通常指長度超過8m以上的長度。預加固的重點部位大致如下圖所示。103預加固技術(shù)，主要是針對掌子面周邊圍巖的，包括正面前方的圍巖。因此應(yīng)對周邊圍巖的穩(wěn)定性進行判定。在大斷面隧道進行大斷面開挖的場合，周邊圍巖的穩(wěn)定性主要表現(xiàn)在：掌子面的穩(wěn)定性---掌子面前方圍巖的擠出、拱頂崩塌；拱腳圍巖的穩(wěn)定性---拱腳下沉；底部圍巖的穩(wěn)定性---底部鼓起。因此，預加固技術(shù)的形成與發(fā)展與此有關(guān)。預加固技術(shù)可以從地表面實施，也可以從洞內(nèi)進行。預加固技術(shù)，主要是針對掌子面周邊圍巖的，包括正面前方的圍巖。104這些技術(shù)包括：·控制掌子面前方圍巖松弛的技術(shù)――先行位移·控制掌子面圍巖松弛的技術(shù)――掌子面擠出位移·控制腳部下沉的技術(shù)――拱腳及底部下沉――整體下沉·控制地表面下沉的技術(shù)――地表面下沉――整體下沉不能不承認，在這個領(lǐng)域中我們與國外的差距是比較大的。差距主要表現(xiàn)在施工機械設(shè)備上。（詳細內(nèi)容請參考軟弱圍巖施工技術(shù)一書）。這些技術(shù)包括：105原則二“施工”要做到：圍巖、初期支護及二次襯砌成為一體的結(jié)構(gòu)物

隧道結(jié)構(gòu)物只有與圍巖成為一體才能發(fā)揮其功能。特別是要確保圍巖與初期支護形成一個具有要求承載能力的支護結(jié)構(gòu)體。這里所謂的成為一體，就是我在施工要點集中一再強調(diào)的“三密貼”。噴混凝土與圍巖密貼、防水板與噴混凝土密貼、二次襯砌與防水板密貼，在其間不要留有空隙或空洞。而目前的現(xiàn)狀是噴混凝土基本上可以做到與圍巖密貼，但防水板與圍巖是不密貼的，二次襯砌與防水板也不是密貼的。鋼架也不是與圍巖或噴混凝土密貼的。原則二“施工”要做到：圍巖、初期支護及二次襯砌成為一體的結(jié)構(gòu)106錨桿在初期支護中，最有爭議的是錨桿。錨桿不是有用和無用的問題，而是如何設(shè)置，如何更好地發(fā)揮其支護作用的問題。工程實踐表明：在任何的支護條件下，錨桿支護都是有效果的。在多數(shù)場合是可以采用的。但也有不宜采用的情況。如在拱部采用超前支護的圍巖條件下，不宜設(shè)置拱部錨桿；在淺埋、易于發(fā)生整體下沉的圍巖條件下，拱部錨桿的支護效果不能發(fā)揮的場合，也可以不設(shè)置錨桿等。錨桿在初期支護中，最有爭議的是錨桿。錨桿不是有用和無用的問題107層狀圍巖錨桿配置例其次，在層狀圍巖中，錨桿的配置應(yīng)考慮層狀圍巖的具體情況設(shè)置。下圖是一些設(shè)置事例，可供參考。層狀圍巖錨桿配置例其次，在層狀圍巖中，錨桿的配置應(yīng)考慮層狀圍108初期支護的施工步驟例在初期支護中，一般說錨桿都是最后打設(shè)的。下圖是日本規(guī)范中建議的施設(shè)步驟。初期支護的施工步驟例在初期支護中，一般說錨桿都是最后打設(shè)的。109鋼架問題這里有個重要問題，需要提醒大家關(guān)注。就是鋼架的問題。特別是型鋼鋼架。不管開挖如何精心，開挖后的斷面也是凹凸不平的。架設(shè)型鋼鋼架很難與圍巖密切接觸，甚至沒有接觸。完全失去鋼架的支護功能。在型鋼鋼架上設(shè)楔形塊，使之與圍巖接觸，是國內(nèi)外普遍的做法。下面是日本的鋼架試驗結(jié)果，可供參考。鋼架問題這里有個重要問題，需要提醒大家關(guān)注。就是鋼架的問題。110在其建議的步驟中，錨桿都是最后，而且都是在兩榀鋼架中間的位置，離開掌子面一定距離施做的，這與我們的做法有所不同。而最先的步驟都是噴混凝土，而后是立鋼架。日本在08年的“山嶺隧道設(shè)計施工技術(shù)標準”中，建議“采用鋼架，錨桿和噴混凝土的場合，應(yīng)按鋼架、噴混凝土、錨桿的順序施工，在圍巖穩(wěn)定有問題的場合，開挖后應(yīng)迅速初噴混凝土，再按鋼架、噴混凝土錨桿的順序施工”。在其建議的步驟中，錨桿都是最后，而且都是在兩榀鋼架中間的位置111

認識四

“工欲善其事，必先利其器”

施工機械化是隧道安全快速施工的基本保證，也是確保形成支護結(jié)構(gòu)體的基本保證。

認識四

“工欲善其事，必先利其器”

112人員技術(shù)素質(zhì)施工裝備精細管理隧道施工動態(tài)設(shè)計人員技術(shù)素質(zhì)施工裝備精細管理隧道施工動態(tài)設(shè)計113實現(xiàn)隧道安全施工的主要因素中，我們應(yīng)該認識到與國外存在相當大的差距。主要體現(xiàn)在機械開發(fā)上的差距。例如大容量的噴射機及機械手；打設(shè)長掌子面錨桿的鉆孔注漿一體化機械、特別是適用于事前進行腳部補強的機械以及土質(zhì)隧道的插板法機械、超長鉆孔機械以及機械施工的集約化等方面，差距尤為突出。我們已經(jīng)充分意識到，在軟弱圍巖隧道施工中，早期斷面閉合的重要性，但實施起來存在許多問題，其中一個困難就是缺乏“順手”的配套機械。使我們處在“巧婦難為無米之炊”的尷尬的境地。實現(xiàn)隧道安全施工的主要因素中，我們應(yīng)該認識到與國外存在相當大114眾所周知，在城市土質(zhì)隧道中，盾構(gòu)法是主流方法。這與盾構(gòu)法，實質(zhì)上是“斷面閉合時間”為0，或者說是“極少松弛”的方法。整個盾構(gòu)的施工過程是盾殼的保護下完成的。如果說，圍巖發(fā)生“松弛”，也是在盾尾離開的瞬間出現(xiàn)的。而在采取“同步回填”，這種可能發(fā)生的圍巖松弛，也得到了控制。因此，日本明確提出“地表面沒有下沉的盾構(gòu)技術(shù)“。而礦山法很難做到這一點。眾所周知，在城市土質(zhì)隧道中，盾構(gòu)法是主流方法。這與115最新我對隧道工程的基本認識課件116例如日本在礦山法施工中，為了提高施工的安全性和達到快速施工的目的，最近開發(fā)了所謂“隧道機組工作站”的施工系統(tǒng)。稱之為“TWS”。例如圖1就是以鉆孔臺車為基礎(chǔ)把各種專用施工機械組合成一臺的臺車的多功能型的全斷面開挖機（TWS）。例如日本在礦山法施工中，為了提高施工的安全性和達到快速施工的117圖2TWS的各種施工機械搭載例圖2TWS的各種施工機械搭載例118以泥巖為主體的軟巖為對象，是按早期閉合的快速施工為目的，由自由斷面掘進機、鑿巖機、噴射機、全周模板、皮帶運輸機等組成機械開挖方式的全裝備型大斷面用TWS。以泥巖為主體的軟巖為對象，是按早期閉合的快速施工為目的，由自119以凝灰角礫巖為主體的中硬巖的復合圍巖隧道為對象，組成由鑿巖機、噴射機、鋼支撐架設(shè)機等能夠進行爆破開挖及機械開挖的萬能型大斷面隧道用TWS。以花崗巖為主體的硬巖隧道為對象，組成鑿巖機、噴射機等能夠進行爆破開挖的快速施工的大斷面隧道用TWS。以凝灰角礫巖為主體的中硬巖的復合圍巖隧道為對象，組成由鑿巖機120腳部預加固機械作為支護腳部下沉的對策，我們基本上是采取鋼架下設(shè)置墊板、擴大拱腳、打鎖腳錨桿（管）的方法。日本基本上采用以腳部鋼管為代表的腳部補強樁。但在過去的對策中，因為是在上半斷面開挖后進行施工，其抑制初期下沉的效果比較小。同時還存在采用水進行鉆孔也會擾亂圍巖，助長下沉等問題。因此開發(fā)出采用彎曲大口徑腳部補強樁工法，針對以上問題，預先在圍巖開挖前在預計設(shè)置鋼架的位置打支持樁，而后進行開挖并架立鋼架。對控制腳部下沉的效果極佳。腳部預加固機械作為支護腳部下沉的對策，我們基本上是采取鋼架下121

122該鉆機具有以下特點：1.采用彎曲鉆孔能夠?qū)φ谱用媲胺侥_部圍巖進行補強。2.因為采用彎曲干鉆鉆孔，能夠不擾亂圍巖施工。3.能夠造成φ500mm、深3.5ｍ的大口徑?高強度的改良體。4.適応地質(zhì)范圍廣，包括粘性土、砂質(zhì)?礫質(zhì)土、固結(jié)粉砂巖、泥巖等。因此加強隧道施工機械化的研究和開發(fā)是非常必要的。該鉆機具有以下特點：123隧道施工機械化的目標第1步是實現(xiàn)單項作業(yè)的機械化；第2步是實現(xiàn)掌子面各項作業(yè)的自動化（遠距離控制），把作業(yè)人員從掌子面（最危險地段）撤離出來；第3步實現(xiàn)施工的機組化，把單項作業(yè)集中在一個機組中，實現(xiàn)安全、快速施工；第4步是全面實現(xiàn)隧道施工的自動化、機械手化及遠距離控制。隧道施工機械化的目標124一個構(gòu)思一個構(gòu)思125

認識五

實現(xiàn)真正的情報化設(shè)計施工的關(guān)鍵是“情報”

實現(xiàn)情報化設(shè)計施工的前提條件是要有能夠充分表現(xiàn)隧道開挖后圍巖和支護構(gòu)件動態(tài)的“動態(tài)情報”；其次是獲得這些“情報”的可靠“方法”。這2個條件缺一不可。這里所謂的情報，主要是反映圍巖和支護構(gòu)件的位移和應(yīng)力、應(yīng)變等數(shù)據(jù)。情報的“質(zhì)”和“量”是分析情報的基礎(chǔ)。而獲得這些情報的方法，就是觀察、量測、試驗和前方圍巖的探查方法等。在具備“情報”和“方法”的前提條件下，就是如何“處理情報”，“整理情報”、“分析情報”、“評價情報”，進而“利用情報”的問題，這就需要解決以下2個問題，才能真正的實現(xiàn)“管理”

認識五

實現(xiàn)真正的情報化設(shè)計施工的關(guān)鍵是“情報”

實現(xiàn)情126情報化施工

實現(xiàn)真正的情報化設(shè)計施工管理必須解決的2個問題：·設(shè)計、施工、決策一體化，這是體制問題；·管理技術(shù)的電子化、信息化和數(shù)字化，這是技術(shù)問題。從我們目前的管理體制看，實現(xiàn)真正意義上的動態(tài)管理，可能是一句空話，也就是說與一些國家相比，差距是很大的。從技術(shù)方面看，迅速地組織力量，建立一個完整的信息化、數(shù)字化的設(shè)計、施工、管理系統(tǒng)，是非常必要的。這也是當前隧道技術(shù)發(fā)展的一個重要方面，不容忽視。情報化施工實現(xiàn)真正的情報化設(shè)計施工管理必須解決的2個問題：127情報化施工例如，意大利在修建長Vaglia隧道中，采用了ADECO-RS（AnalysisofControlledDeformationinRocksandSoils）系統(tǒng)進行隧道的設(shè)計和施工。該系統(tǒng)是一個控制圍巖開挖后變形的系統(tǒng)，對該隧道的圍巖從調(diào)查階段的地質(zhì)調(diào)查信息，來正確地掌握地質(zhì)條件的變化，在設(shè)計階段則根據(jù)地質(zhì)條件的工程劃分級別，給出基準，最后根據(jù)開挖時發(fā)生的應(yīng)力、應(yīng)變的特性給出適合地質(zhì)條件的施工方法和支護結(jié)構(gòu)。而其中的開挖后的應(yīng)力、應(yīng)變數(shù)據(jù)（情報）是通過觀察、量測方法取得的。情報化施工例如，意大利在修建長Vaglia隧道中，采用了A128情報化施工最近日本建設(shè)省對情報化設(shè)計施工管理系統(tǒng)，給出的定義是：在工程建設(shè)的調(diào)查、設(shè)計、施工、維修管理的實施過程中，以施工為重點，利用在各過程中獲得的與施工有關(guān)的電子情報和從各種作業(yè)中獲得的電子情報，根據(jù)使用機械和電子儀器、量測儀器的組合加以連動控制或?qū)崿F(xiàn)電子網(wǎng)絡(luò)的一元化施工管理，以提高整個施工的安全性和生產(chǎn)性。這是一個立足于電子技術(shù)和信息技術(shù)的建設(shè)工程生產(chǎn)管理系統(tǒng)。它監(jiān)控了設(shè)計、施工及運營管理全過程。情報化施工最近日本建設(shè)省對情報化設(shè)計施工管理系統(tǒng)，給出的定義129情報化施工在這個思想的指導下，日本的一些會社，都在開發(fā)“動態(tài)管理”的應(yīng)用系統(tǒng)。例如佐藤工業(yè)（株）開發(fā)的“SIT系統(tǒng)”，是一個把洞內(nèi)的量測數(shù)據(jù)、測量數(shù)據(jù)、機械和運輸車輛的運行數(shù)據(jù)、通信數(shù)據(jù)等情報信號，用單一的通信線路進行傳輸，實現(xiàn)洞內(nèi)施工的一元化管理。西松建設(shè)（株）也開發(fā)了“隧道綜合管理系統(tǒng)”。該系統(tǒng)是由情報化施工、設(shè)計支援和質(zhì)量管理、隧道形狀管理四個子系統(tǒng)構(gòu)成的。其中情報化系統(tǒng)是由TSP（彈性波探查）、DRISS（鉆孔探查）、TDEM（電磁探查）三個掌子面地質(zhì)超前預報技術(shù)組合而成。設(shè)計支援系統(tǒng)則由過去的施工實績和支護模式、輔助工法等構(gòu)成。同樣地，在TBM的掘進管理中也開發(fā)了類似的系統(tǒng)。總之，歐洲、日本等國已紛紛開始隧道工程動態(tài)管理系統(tǒng)的開發(fā)和研制，有的已開始產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。對促進產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化，提高生產(chǎn)效率、降低成本、減少風險都起著十分重要的作用。實際上在這個領(lǐng)域中，我們也有長足的進步，但問題仍然存在。情報化施工在這個思想的指導下，日本的一些會社，都在開發(fā)“動態(tài)130情報化施工我們目前存在的問題主要在情報的“質(zhì)”和“量”上。首先是情報的“質(zhì)”：情報不可靠或不可信，數(shù)量再多也沒有價值。其次是情報的“量”，沒有足夠數(shù)量的情報，很難進行統(tǒng)計分析，從情報中找出規(guī)律。否則，情報化設(shè)計施工就是一句空話。也就是說我們情報的質(zhì)量和數(shù)量還不能真實地反映隧道開挖全過程各個階段的動態(tài)。情報化施工我們目前存在的問題主要在情報的“質(zhì)”和“量”上。131情報化施工情報的“質(zhì)”，要能夠滿足分析開挖后圍巖動態(tài)規(guī)律的要求。如在量測中必須切實掌握：①初始值（初始位移速度）②距掌子面1D的位移值、③拱頂下沉與拱腳下沉的比值收斂值等的數(shù)據(jù)（情報）④多點同時量測的可靠性等。情報化施工情報的“質(zhì)”，要能夠滿足分析開挖后圍巖動態(tài)規(guī)律的要132最新我對隧道工程的基本認識課件133情報化施工情報的“量”，是分析問題的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。（參見各種圍巖的動態(tài)分析）獲取情報的途徑和方法是多種多樣的。其中從途徑上看有：①掌子面前方圍巖的探查、②掌子面觀察、③量測、④各種試驗（室內(nèi)的、原位的）以及⑤施工數(shù)據(jù)等。目前我們主要依賴于量測，途徑比較單一。日本2009年修改的“觀察、量測指南”對此規(guī)定如下表，可供參考。情報化施工情報的“量”，是分析問題的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。（參見各種圍巖134量測項目量測目的量測類型洞內(nèi)觀察調(diào)查·掌子面自穩(wěn)性、毛開挖工作面穩(wěn)定性·掌握巖質(zhì)、斷層破碎帶、褶皺構(gòu)造、變質(zhì)帶等的性質(zhì)·掌握噴混凝土等支護構(gòu)件的變異狀況·對圍巖分級的再評價A1原位置調(diào)查、試驗洞內(nèi)彈性波測定·對圍巖分級的再評價·松弛區(qū)域·地層的裂隙、變質(zhì)程度·掌握巖層的強度等B1鉆孔調(diào)查·掌握巖質(zhì)、斷層破碎帶、褶皺構(gòu)造、變質(zhì)帶、瓦斯等的性質(zhì)·采取圍巖試驗用試件利用鉆孔的調(diào)查·掌握地基承載力（標準貫入試驗）、水壓、滲透系數(shù)（涌水壓試驗）、變形系數(shù)（孔內(nèi)水平加載試驗）等巖層直剪試驗·掌握圍巖的初期抗剪強度、殘余強度及變形系數(shù)千斤頂試驗·掌握變形系數(shù)、地層反力系數(shù)點荷載試驗·點荷載強度注2）施密特錘試驗·施密特錘反彈值注2）針貫入度試驗·針貫入坡度

調(diào)查的項目和內(nèi)容量測項目量測目的量測類型洞內(nèi)觀察調(diào)查·掌子面自穩(wěn)性、毛開挖工135圍巖試件試驗單軸抗壓強度試驗·掌握單軸抗壓強度、靜彈性系數(shù)、靜波松比B2超聲波傳播速度測定·掌握P波速度、S波速度、動彈性系數(shù)、動波松比單位體積重量試驗·掌握單位體積重量、含水比吸水率試驗·掌握吸水率壓裂拉伸試驗·掌握壓裂拉伸強度蠕變試驗·掌握蠕變常數(shù)粒度分析試驗·土砂圍巖的場合，作為判斷掌子面穩(wěn)定性的資料·泥巖、溫泉余土等場合，作為判斷膨脹性的資料浸水崩解度試驗·軟巖場合，作為判斷對水的穩(wěn)定性的資料三軸壓縮試驗·掌握粘著力、內(nèi)摩擦角及殘余強度X線回析試驗·判定粘土礦物的種類（有無膨脹性粘土）陽離子交換容量（CEC）·推定粘土礦物的含有量量測拱頂下沉測定·監(jiān)視隧道拱頂?shù)慕^對下沉量，了解斷面的變形狀態(tài)，判斷隧道拱頂?shù)姆€(wěn)定性A凈空位移測定·根據(jù)位移值、位移速度、位移收斂狀況、斷面變形狀態(tài)等判斷隧道周邊圍巖的穩(wěn)定性、支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計施工的妥當與否以及襯砌的施設(shè)時間A地表下沉測定·在洞口段和埋深小的區(qū)間，測定隧道縱向的地表下沉，評價隧道開挖對地表面的影響和隧道的穩(wěn)定性A3）圍單軸抗壓強度試驗·掌握單軸抗壓強度、靜彈性系數(shù)、靜波松比B136量測拱頂下沉測定·監(jiān)視隧道拱頂?shù)慕^對下沉量，了解斷面的變形狀態(tài)，判斷隧道拱頂?shù)姆€(wěn)定性A凈空位移測定·根據(jù)位移值、位移速度、位移收斂狀況、斷面變形狀態(tài)等判斷隧道周邊圍巖的穩(wěn)定性、支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計施工的妥當與否以及襯砌的施設(shè)時間A地表下沉測定·在洞口段和埋深小的區(qū)間，測定隧道縱向的地表下沉，評價隧道開挖對地表面的影響和隧道的穩(wěn)定性A3）洞內(nèi)地中位移測定·了解隧道周邊的松弛區(qū)域和位移值，判斷錨桿長度、設(shè)計施工妥當與否B錨桿軸力測定·根據(jù)錨桿的應(yīng)變，計算錨桿軸力，確認其效果，判斷錨桿長度、直徑是否合適噴混凝土應(yīng)力測定·根據(jù)作用在噴混凝土背后的土壓、噴混凝土應(yīng)力，確認其支護效果，判斷是否增噴混凝土等B5）地表、地中的位移測定·判斷隧道開挖對地表的影響和防止下沉對策的效果。推定隧道周邊的松弛區(qū)域B鋼支撐應(yīng)力測定根據(jù)鋼支撐應(yīng)力，判斷鋼支撐的大小、間距是否合適。并推定作用在鋼支撐上的土壓大小、方向、側(cè)壓系數(shù)襯砌應(yīng)力測定·確認襯砌的穩(wěn)定性、雙設(shè)隧道有無相互干擾底鼓測定·判斷仰拱的必要性和效果AE測定·評價巖爆現(xiàn)象發(fā)生的危險度錨桿拉拔試驗·確認錨桿的錨固效果，根據(jù)拉拔承載力選定合適的錨桿錨固方式及錨桿類型注6）前方探查洞內(nèi)彈性波探查·掌握掌子面前方的斷層、破碎帶等的位置和寬度鉆孔檢層法·計算鉆孔速度和鉆孔能量，掌握圍巖狀況比較好地掌握斷層、破碎帶等的位置和寬度鉆孔巖粉·簡易地掌握掌子面前方的地質(zhì)狀況和地下水狀況拱頂下沉測定·監(jiān)視隧道拱頂?shù)慕^對下沉量，了解斷面