導語：如何(he)才能寫好一篇隧道工(gong)程的優(you)缺點(dian)，這(zhe)就需要(yao)搜集整理更多(duo)的資(zi)料(liao)和(he)文(wen)獻，歡迎閱(yue)讀由公務員之(zhi)家整理的十(shi)篇范文(wen)，供你(ni)借鑒。

篇1

關(guan)鍵詞：旋噴；擺噴；截(jie)滲墻

中圖分類號(hao)：K826.16 文(wen)獻標(biao)識碼：A 文(wen)章(zhang)編(bian)號(hao)：

1引言

臨沂市三河口隧道為(wei)(wei)水下隧(sui)(sui)道，區(qu)域(yu)內(nei)的地層(ceng)主要為(wei)(wei)第四系河流相沖(chong)洪(hong)積粘性(xing)土、砂土等覆蓋層(ceng)[1]，整條隧(sui)(sui)道采用明挖法施工(gong)，主要采用圍堰(yan)擋水，為(wei)(wei)了保證施工(gong)圍堰(yan)能滿足滿足防水、防滲的功能要求，通(tong)過(guo)高壓噴(pen)射(she)旋噴(pen)和擺噴(pen)形成截滲墻，達到圍堰(yan)內(nei)施工(gong)要求。

2 高壓旋噴與擺噴的優缺點及三河口隧道工程的截滲方案選擇

2.1高壓旋噴的優缺點

優(you)點：成墻厚度較(jiao)(jiao)厚，承受圍(wei)堰外水的側壓力的能力高，對圍(wei)堰的穩定性(xing)起較(jiao)(jiao)大的加(jia)強作(zuo)用；抗滲透能力強。

缺(que)點：水泥的(de)用(yong)量大，成本高；拆除時(shi)難度高，拆除量大；施工工藝復(fu)雜，設備占用(yong)場地，操作不方便。

2.2高壓擺噴的優(you)缺(que)點

優點(dian)：水泥的用量(liang)少(shao)，是采用高(gao)壓旋噴灌漿成墻(qiang)水泥用量(liang)的1/5，成本低；成墻(qiang)厚(hou)度小(xiao)，最后達0.3m，拆除(chu)量(liang)小(xiao)；施工工藝(yi)簡單，操作方便，設(she)備占用場地(di)小(xiao)，施工工藝(yi)也較(jiao)成熟。

缺點：成墻厚度(du)小，對圍堰的穩定性加強作用小；抗(kang)滲透(tou)能(neng)力(li)小[2]。

2.3 三(san)河口隧道工(gong)程的截滲方案選擇(ze)

因(yin)高壓旋(xuan)噴(pen)(pen)的(de)防(fang)滲效(xiao)果稍(shao)優于高壓擺(bai)噴(pen)(pen)，防(fang)滲墻的(de)厚度也比(bi)高壓擺(bai)噴(pen)(pen)大，對(dui)防(fang)滲和強度要求(qiu)較高的(de)防(fang)滲墻應首(shou)先考慮采(cai)用(yong)高壓旋(xuan)噴(pen)(pen)工(gong)藝(yi)[3]。因(yin)此主河(he)道內采(cai)用(yong)旋(xuan)噴(pen)(pen)。由于旋(xuan)噴(pen)(pen)與擺(bai)噴(pen)(pen)相結合既能滿(man)足(zu)防(fang)滲和強度要求(qiu)，工(gong)程造(zao)價較略(lve)低于單獨(du)旋(xuan)噴(pen)(pen)，所(suo)以(yi)主河(he)道以(yi)外(wai)采(cai)用(yong)旋(xuan)噴(pen)(pen)與擺(bai)噴(pen)(pen)結合。

3 施工工藝

3.1孔位布設

3.1.1旋噴與(yu)擺噴結合(he)施(shi)工布孔：

在隧道開(kai)挖邊線兩(liang)(liang)側，布設一排高噴(pen)(pen)(pen)(pen)(pen)孔，采用(yong)旋噴(pen)(pen)(pen)(pen)(pen)與(yu)擺噴(pen)(pen)(pen)(pen)(pen)相結合形成(cheng)截滲(shen)墻，孔間距為1.2m，入(ru)巖0.5m。高噴(pen)(pen)(pen)(pen)(pen)采用(yong)兩(liang)(liang)管(guan)法施(shi)(shi)工(gong)。高噴(pen)(pen)(pen)(pen)(pen)灌漿分兩(liang)(liang)序(xu)進行。先施(shi)(shi)工(gong)Ⅰ序(xu)孔，后施(shi)(shi)工(gong)Ⅱ序(xu)孔。Ⅰ序(xu)孔為旋噴(pen)(pen)(pen)(pen)(pen)、Ⅱ序(xu)孔為擺噴(pen)(pen)(pen)(pen)(pen)，施(shi)(shi)工(gong)程序(xu)為鉆(zhan)孔、下置噴(pen)(pen)(pen)(pen)(pen)射管(guan)、噴(pen)(pen)(pen)(pen)(pen)射提(ti)升、成(cheng)樁成(cheng)板，形成(cheng)一道連續(xu)截滲(shen)墻。

3.1.2旋噴施工布孔(kong)：

在(zai)隧道(dao)(dao)邊墻（樁(zhuang)號1+190、0+540）兩(liang)側，布設(she)一排旋噴(pen)(pen)(pen)(pen)孔(kong)與素砼板墻相結合(he)形成截滲墻，孔(kong)間距為0.8m，最小搭(da)接長度0.15m，入巖0.5m。高噴(pen)(pen)(pen)(pen)采用兩(liang)管法(fa)施(shi)工(gong)(gong)。高噴(pen)(pen)(pen)(pen)灌漿分兩(liang)序(xu)進(jin)行(xing)。先(xian)施(shi)工(gong)(gong)Ⅰ序(xu)孔(kong)，后施(shi)工(gong)(gong)Ⅱ序(xu)孔(kong)。施(shi)工(gong)(gong)程(cheng)序(xu)為鉆孔(kong)、下置噴(pen)(pen)(pen)(pen)射(she)(she)管、噴(pen)(pen)(pen)(pen)射(she)(she)提(ti)升、成樁(zhuang)成板，形成一道(dao)(dao)連(lian)續墻。示意如圖：

4 施工方法

4.1漿液

（1） 高(gao)噴灌漿所采(cai)用(yong)的(de)(de)水泥(ni)品種和標(biao)號，根據工程目(mu)的(de)(de)和需(xu)要(yao)確定。采(cai)用(yong)普通硅(gui)酸(suan)鹽(yan)水泥(ni)，其標(biao)號32.5級。

（2）高噴灌(guan)漿所用水泥符(fu)合有(you)關質量標準，施工過(guo)程(cheng)中抽樣檢查。不(bu)使用受潮(chao)結塊的水泥。

（3）高噴灌漿用水采用沂河河水。

（4） 高噴灌漿(jiang)漿(jiang)液使用(yong)水泥漿(jiang)。

4.2機具和設備

4.2.1高噴灌(guan)漿機具(ju)

造(zao)孔采用XY-2型地(di)質鉆機(ji)，高壓噴(pen)射灌(guan)漿采用GP-5高噴(pen)臺車，輔以高壓灌(guan)漿泵、空壓機(ji)、水泥(ni)漿攪拌機(ji)等(deng)。

A、高噴(pen)灌漿(jiang)所用(yong)的(de)噴(pen)射管、噴(pen)頭(tou)和送液器(亦(yi)稱高壓水龍頭(tou))，密封可靠(kao)、裝卸簡便。噴(pen)射管體(ti)連接(jie)順直。噴(pen)頭(tou)定向準確。

B、 高(gao)壓(ya)噴(pen)嘴(zui)的出口(kou)直徑與(yu)設(she)計壓(ya)力和流(liu)量值(zhi)相適(shi)應。采用耐磨材料按圖所示結(jie)構制造。

4.2.2高噴(pen)灌漿設備

A、攪拌(ban)機的性能和攪拌(ban)能力與所用(yong)漿液類型(xing)和需漿量相適應(ying)，且能保證漿液拌(ban)制均勻(yun)。

B、 儲漿(jiang)(jiang)(jiang)桶能(neng)滿足連續供給高(gao)噴灌漿(jiang)(jiang)(jiang)漿(jiang)(jiang)(jiang)液的需要(yao)。

C、灌(guan)漿(jiang)泵和高壓水(shui)泵的性能(neng)與(yu)所灌(guan)介質的類型、濃度和供(gong)漿(jiang)量(liang)、供(gong)水(shui)量(liang)相適應，其額定(ding)壓力不(bu)小于設計規定(ding)壓力的1.2倍。

D、在各類(lei)泵或(huo)輸送管路(lu)上安裝壓力表(biao)以檢測壓力。使(shi)用(yong)壓力在壓力表(biao)最(zui)大標(biao)值1/3～3/4之間(jian)。壓力表(biao)定(ding)期進行檢定(ding)，不合格的嚴(yan)禁使(shi)用(yong)。

E、空氣壓縮機的(de)(de)供(gong)風(feng)量和額(e)定(ding)壓力不小(xiao)于設(she)計規定(ding)值；供(gong)風(feng)管路上設(she)有測量風(feng)量的(de)(de)儀表。

F、高(gao)噴(pen)臺(tai)車的旋轉、提升速度和(he)擺(bai)動角度能滿足設計要(yao)求，并與孔(kong)深相適應(ying)，采用無級(ji)調速高(gao)噴(pen)臺(tai)車和(he)高(gao)塔架臺(tai)車。

5 主(zhu)要施工(gong)技(ji)術參數(shu)

Ⅰ序孔完成，做相鄰(lin)Ⅱ序孔的(de)時間間隔≥24h

6具體操作流程

（1）定孔

在平面上按(an)設計孔位進(jin)行(xing)放線(xian)定位，按(an)Ⅰ序孔、Ⅱ序孔進(jin)行(xing)編號。先(xian)施工Ⅰ序孔。

（2）造孔

將(jiang)鉆機移至(zhi)放(fang)好的(de)孔(kong)位上，使鉆頭中心對準孔(kong)位中心，調平鉆機。泥漿護(hu)壁鉆孔(kong)。鉆進過程中必須(xu)隨時(shi)注意觀察(cha)鉆機的(de)工作情況(kuang)，以便(bian)發現問(wen)題(ti)及時(shi)糾正(zheng)，直(zhi)至(zhi)鉆至(zhi)入(ru)巖0.5m。

（3）下噴射管

將(jiang)高(gao)噴(pen)臺車移至孔位、對(dui)準孔位中心(xin)，先進(jin)行地面試噴(pen)。為防止(zhi)氣噴(pen)嘴堵塞，下(xia)(xia)管前(qian)可用(yong)膠布包扎，可用(yong)1Mpa水壓下(xia)(xia)管，下(xia)(xia)到設計(ji)深度(du)后(hou)，用(yong)水平尺(chi)檢查垂直度(du)。

（4）制漿

制(zhi)漿(jiang)站嚴格(ge)按照監理人批準的(de)水灰比1.3：1配制(zhi)并拌制(zhi)水泥漿(jiang)。每罐測量一次(ci)漿(jiang)液比重，并詳細記(ji)錄。在(zai)灌漿(jiang)過程(cheng)中連續(xu)攪(jiao)拌，漿(jiang)液過篩后使用。

A、 制漿材料稱(cheng)量可采用重量或體積稱(cheng)量法，其誤差不(bu)大于5％。

B、水泥漿(jiang)的攪拌時間，使用(yong)高速(su)攪拌機不少于(yu)30s；普通攪拌機不少于(yu)90s。自制備至用(yong)完的時間少于(yu)4h。

C、漿液在過篩后使用, 并定(ding)時檢測其密度。

D、漿液溫(wen)度控制在5～40℃之間(jian)。

E、噴射提升

噴管(guan)下至設計深度后，開始(shi)送入符合(he)要(yao)求的氣、漿(jiang)(jiang)，待孔(kong)(kong)內漿(jiang)(jiang)液冒出孔(kong)(kong)口(kou)后，隨即按旋（擺）噴的工藝(yi)要(yao)求提升注(zhu)漿(jiang)(jiang)管(guan)，由(you)下而(er)上注(zhu)漿(jiang)(jiang)。在灌漿(jiang)(jiang)過程(cheng)中要(yao)特(te)別注(zhu)意孔(kong)(kong)口(kou)冒漿(jiang)(jiang)情(qing)況(kuang)，如孔(kong)(kong)口(kou)出現漏(lou)漿(jiang)(jiang)現象(xiang)，說明地層中空隙大或有集中漏(lou)水現象(xiang)，及時采取措施，如充砂或摻外加劑等(deng)措施，以確保樁的連續性。

F、回灌

待噴射管(guan)提出地面后，在(zai)原孔位(wei)利用水(shui)泥漿進(jin)行回灌，直至孔內漿液面不下降為止，以確保施工質量。

G、 沖洗

噴(pen)射結束后(hou)，及時將各管路沖洗干凈，以防堵塞。

7結束語

臨沂三河口隧(sui)道工(gong)程采用(yong)高噴灌漿(jiang)技術方案形成截滲墻(qiang)，方案技術先進(jin)可靠、經濟合(he)理(li)(li)。通過高噴截滲墻(qiang)的構(gou)筑(zhu)，減少(shao)了(le)基坑內的滲漏水，取得了(le)非(fei)常理(li)(li)想的效果，保證了(le)工(gong)程的順利(li)進(jin)行，也(ye)為其他類似工(gong)程提供了(le)成功的經驗。

參考文獻

[1]上海林同炎(yan)李國豪土建(jian)工(gong)程(cheng)咨詢有限公司.臨沂市三河口隧道(dao)工(gong)程(cheng).[R]2012

[2]鄭全明.砂(sha)土地層中(zhong)高壓旋噴(pen)和擺噴(pen)防(fang)滲效(xiao)果檢驗分析[J].地下(xia)空間與工程學報(bao),2008,4(4):653-656

篇2

【關(guan)鍵詞(ci)】隧(sui)道工程；超前預報(bao)；地震波；TST技術

隨(sui)著我國經濟的(de)(de)不斷發展，公路(lu)、鐵(tie)路(lu)等(deng)工(gong)(gong)程建設也在全國各(ge)地(di)(di)(di)(di)(di)不斷展開，隧(sui)道工(gong)(gong)程也已成為上述工(gong)(gong)程建設中的(de)(de)重要分(fen)支。而我國中西(xi)部(bu)地(di)(di)(di)(di)(di)區地(di)(di)(di)(di)(di)質(zhi)環境相(xiang)對復雜，造山帶(dai)，碎裂帶(dai)，地(di)(di)(di)(di)(di)下水(shui)(shui)等(deng)是隧(sui)洞工(gong)(gong)程中主(zhu)要面臨的(de)(de)地(di)(di)(di)(di)(di)質(zhi)狀況(kuang)，如(ru)果沒有(you)較好的(de)(de)地(di)(di)(di)(di)(di)質(zhi)超(chao)前(qian)(qian)預(yu)報技術，在不能夠確定(ding)前(qian)(qian)方(fang)地(di)(di)(di)(di)(di)質(zhi)狀況(kuang)的(de)(de)情(qing)況(kuang)下，冒(mao)然(ran)施工(gong)(gong)的(de)(de)話(hua)，將有(you)可(ke)(ke)能引起泥石流、滑坡(po)、塌方(fang)等(deng)地(di)(di)(di)(di)(di)質(zhi)災害的(de)(de)發生。由此可(ke)(ke)見，在隧(sui)道工(gong)(gong)程中，采(cai)用超(chao)前(qian)(qian)預(yu)報技術，及時的(de)(de)預(yu)報各(ge)種地(di)(di)(di)(di)(di)質(zhi)問題，如(ru)含水(shui)(shui)性、瓦斯氣(qi)等(deng)，是及其重要的(de)(de)舉措(cuo)。

1 我國隧(sui)道工程超前預報技術(shu)現(xian)狀(zhuang)

當前國內隧道工程超(chao)前預報技(ji)術(shu)尚處于研究之中，準確性(xing)和可靠性(xing)方面還有(you)欠缺之處。綜(zong)合來(lai)看，當前的(de)超(chao)前預報技(ji)術(shu)是以各種反射地(di)震技(ji)術(shu)為主，探地(di)雷(lei)達為輔(fu)，而瞬變電磁預報法也尚處于研究階段，應用較少。

1.1 TSP技術

TSP超前(qian)(qian)預報技(ji)術(shu)(shu)是(shi)瑞典(dian)Amberg公司于20世紀90年代研(yan)發(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)用(yong)于隧道預報的(de)(de)(de)技(ji)術(shu)(shu)，我(wo)國(guo)鐵(tie)路(lu)系統也(ye)引進(jin)(jin)了這(zhe)一(yi)技(ji)術(shu)(shu)，目前(qian)(qian)是(shi)TSP技(ji)術(shu)(shu)應用(yong)最大的(de)(de)(de)用(yong)戶。該方(fang)法需(xu)要在(zai)(zai)隧道的(de)(de)(de)某一(yi)側壁安裝檢波(bo)(bo)器和炮點(dian)，而(er)這(zhe)兩者需(xu)要安置(zhi)在(zai)(zai)同(tong)一(yi)水平線上，具體(ti)的(de)(de)(de)操作是(shi)利用(yong)炮點(dian)產生地(di)(di)震(zhen)(zhen)波(bo)(bo)，而(er)產生的(de)(de)(de)地(di)(di)震(zhen)(zhen)波(bo)(bo)以(yi)(yi)球(qiu)面波(bo)(bo)的(de)(de)(de)形式在(zai)(zai)巖(yan)石中(zhong)傳播，當(dang)地(di)(di)震(zhen)(zhen)波(bo)(bo)遇到斷層(ceng)、碎裂帶(dai)等地(di)(di)質時，會(hui)有(you)一(yi)部分穿透接口，進(jin)(jin)入另一(yi)地(di)(di)質層(ceng)，但也(ye)有(you)一(yi)部分地(di)(di)震(zhen)(zhen)波(bo)(bo)會(hui)反射(she)(she)回來，通過(guo)對(dui)反射(she)(she)波(bo)(bo)與直射(she)(she)波(bo)(bo)的(de)(de)(de)分析，可(ke)以(yi)(yi)推(tui)斷出斷層(ceng)、碎裂帶(dai)等前(qian)(qian)方(fang)不良(liang)構造帶(dai)的(de)(de)(de)位(wei)置(zhi)、規(gui)模以(yi)(yi)及(ji)相應的(de)(de)(de)構造參數。其在(zai)(zai)對(dui)反射(she)(she)波(bo)(bo)與直達波(bo)(bo)的(de)(de)(de)處(chu)理上，是(shi)使用(yong)二維Random變換，在(zai)(zai)成(cheng)像以(yi)(yi)前(qian)(qian)消除與軌(gui)道平行的(de)(de)(de)反射(she)(she)波(bo)(bo)。TSP技(ji)術(shu)(shu)在(zai)(zai)我(wo)國(guo)的(de)(de)(de)應用(yong)中(zhong)發(fa)(fa)(fa)現存(cun)在(zai)(zai)較多問題，首先是(shi)其觀(guan)測(ce)方(fang)式和觀(guan)測(ce)界面的(de)(de)(de)處(chu)理方(fang)法存(cun)在(zai)(zai)著主觀(guan)捏造性(xing)，沒有(you)嚴謹的(de)(de)(de)科(ke)學邏輯(ji)，因(yin)而(er)對(dui)于地(di)(di)質帶(dai)的(de)(de)(de)構造往往預測(ce)不準確，在(zai)(zai)施(shi)工中(zhong)容易發(fa)(fa)(fa)生各種事故(gu)。

1.2 水平剖面法（HSP）

水平(ping)剖(pou)(pou)面(mian)(mian)(mian)法(fa)(fa)從原理(li)上(shang)講(jiang)，也(ye)屬(shu)于反射(she)(she)地(di)(di)震(zhen)(zhen)技術的一種，這(zhe)種技術與負(fu)視(shi)速度(du)法(fa)(fa)的區別是(shi)：負(fu)視(shi)速度(du)法(fa)(fa)師在隧道的同(tong)一側安置(zhi)建波(bo)(bo)器和(he)炮點(dian)，而(er)水平(ping)剖(pou)(pou)面(mian)(mian)(mian)法(fa)(fa)則(ze)是(shi)在隧道的兩側分(fen)別安置(zhi)檢波(bo)(bo)器和(he)炮點(dian)。水平(ping)剖(pou)(pou)面(mian)(mian)(mian)法(fa)(fa)通過(guo)接(jie)受前方(fang)的反射(she)(she)波(bo)(bo)，進而(er)確(que)(que)定(ding)前方(fang)不(bu)良構造帶(dai)的位置(zhi)，具體對(dui)反射(she)(she)波(bo)(bo)和(he)直(zhi)達波(bo)(bo)的處理(li)與負(fu)視(shi)速度(du)法(fa)(fa)類(lei)似，但(dan)是(shi)水平(ping)剖(pou)(pou)面(mian)(mian)(mian)法(fa)(fa)對(dui)于反射(she)(she)界(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)傾(qing)角沒(mei)有限(xian)(xian)制，橫向面(mian)(mian)(mian)積相對(dui)更大，因(yin)(yin)此在對(dui)前方(fang)地(di)(di)質帶(dai)的預測上(shang)也(ye)比負(fu)視(shi)速度(du)法(fa)(fa)更準(zhun)確(que)(que)，但(dan)是(shi)在對(dui)反射(she)(she)波(bo)(bo)的處理(li)上(shang)，該方(fang)法(fa)(fa)不(bu)能(neng)(neng)準(zhun)確(que)(que)地(di)(di)區分(fen)不(bu)同(tong)傳播路徑的地(di)(di)震(zhen)(zhen)波(bo)(bo)，也(ye)不(bu)能(neng)(neng)去除(chu)干擾(rao)波(bo)(bo)，不(bu)能(neng)(neng)確(que)(que)定(ding)地(di)(di)震(zhen)(zhen)波(bo)(bo)在巖石中的傳播速度(du)，因(yin)(yin)而(er)難以使用波(bo)(bo)的動力學信息來準(zhun)確(que)(que)判(pan)斷斷層(ceng)等(deng)構造帶(dai)的位置(zhi)，同(tong)時在反射(she)(she)界(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)的處理(li)上(shang)，由(you)于缺少(shao)相應的商業(ye)軟件，因(yin)(yin)此應用也(ye)僅限(xian)(xian)于西南鐵路系統等(deng)單位使用。

1.3 TST技術

TST技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)是中(zhong)科院與云南(nan)航天(tian)研(yan)發(fa)的(de)(de)(de)一種隧道(dao)成像技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)，其(qi)(qi)全稱是隧道(dao)地(di)震CT成像技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)，TST技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)與TRT技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)有一定的(de)(de)(de)相(xiang)似(si)之(zhi)處，但是其(qi)(qi)功能卻(que)超過了TRT技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)。TST技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)是由(you)安置在(zai)(zai)(zai)(zai)隧道(dao)兩(liang)側的(de)(de)(de)激(ji)發(fa)點(dian)和(he)接(jie)受點(dian)所(suo)(suo)組成的(de)(de)(de)觀(guan)測系(xi)統，激(ji)發(fa)點(dian)產(chan)生地(di)震波(bo)，地(di)震波(bo)經過直(zhi)(zhi)達、反(fan)射、折射等(deng)(deng)運動(dong)過程到達接(jie)受點(dian)，為接(jie)受點(dian)所(suo)(suo)記(ji)錄(lu)，利用記(ji)錄(lu)點(dian)記(ji)錄(lu)的(de)(de)(de)直(zhi)(zhi)達波(bo)、反(fan)射波(bo)、折射波(bo)等(deng)(deng)的(de)(de)(de)走(zou)時及(ji)方向，在(zai)(zai)(zai)(zai)計算機上通過模擬(ni)操作，形成地(di)震波(bo)的(de)(de)(de)速度場分(fen)布圖像。在(zai)(zai)(zai)(zai)確定地(di)震波(bo)的(de)(de)(de)速度場分(fen)布圖像以后(hou)，根據速度的(de)(de)(de)大小，以及(ji)在(zai)(zai)(zai)(zai)速度場中(zhong)的(de)(de)(de)分(fen)布特(te)征，來模擬(ni)各種地(di)質的(de)(de)(de)分(fen)布特(te)征。而TST技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)為保(bao)證可靠(kao)性，在(zai)(zai)(zai)(zai)觀(guan)測系(xi)統的(de)(de)(de)設計上也有一定的(de)(de)(de)要(yao)求：

（1）一般隧道工程(cheng)的預報，需(xu)要(yao)使誤差率(lv)小于10%，因此觀測系(xi)統的垂直隧道偏移距，需(xu)要(yao)大于預報長度的1/10。

（2）三維波場分(fen)離(li)和有(you)(you)效濾波側向(xiang)回(hui)報，對于隧道(dao)內(nei)部的(de)觀測(ce)系(xi)統也有(you)(you)一定(ding)的(de)要(yao)求，縱向(xiang)排列長度(du)需要(yao)大于2-3個波長，而(er)檢(jian)波器之(zhi)間的(de)間距(ju)需要(yao)小于1/4個波長。

（3）由于(yu)(yu)TST技術在發(fa)射(she)地震(zhen)波時(shi)會產生(sheng)表(biao)面地震(zhen)波，因此為(wei)減(jian)少表(biao)面地震(zhen)波對于(yu)(yu)觀測的影響，需(xu)要將檢波器和發(fa)射(she)器都埋(mai)入巖(yan)土中，并(bing)且深(shen)度需(xu)要大于(yu)(yu)2m。

（4）TST技術具(ju)有分比率高、準確率高等特點，能夠減(jian)少(shao)隧道(dao)工程中的(de)(de)盲目性(xing)，降低(di)事故(gu)發(fa)生(sheng)幾(ji)率，因此受到了(le)理論界和工程界的(de)(de)廣泛肯(ken)定(ding)。

1.4 探(tan)地雷達(da)法

探(tan)地(di)(di)(di)雷(lei)(lei)(lei)(lei)達(da)法，主(zhu)(zhu)要通過發(fa)射天(tian)線將高頻(pin)(pin)電(dian)磁波(bo)(bo)以脈沖形式由(you)隧(sui)道掌子面(mian)發(fa)射至(zhi)地(di)(di)(di)層中(zhong)，高頻(pin)(pin)電(dian)磁波(bo)(bo)在(zai)傳播中(zhong)在(zai)經(jing)過不(bu)同地(di)(di)(di)質(zhi)帶時，會產生反(fan)射返(fan)回(hui)(hui)隧(sui)道掌子面(mian)，再(zai)通過接(jie)(jie)受天(tian)線接(jie)(jie)受返(fan)回(hui)(hui)的(de)(de)(de)高頻(pin)(pin)電(dian)磁波(bo)(bo)信號(hao)，分(fen)析(xi)(xi)解(jie)釋高頻(pin)(pin)電(dian)磁波(bo)(bo)信號(hao)，最終達(da)到超前預報短距(ju)離地(di)(di)(di)質(zhi)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。一(yi)般而言，探(tan)地(di)(di)(di)雷(lei)(lei)(lei)(lei)達(da)法更適(shi)用于(yu)(yu)短距(ju)離（30m以下）的(de)(de)(de)預報，對于(yu)(yu)中(zhong)長距(ju)離地(di)(di)(di)質(zhi)的(de)(de)(de)預報并不(bu)適(shi)用。此外(wai)，探(tan)地(di)(di)(di)雷(lei)(lei)(lei)(lei)達(da)法雖(sui)然(ran)能夠較快的(de)(de)(de)對短距(ju)離進行預報，但是(shi)探(tan)測距(ju)離與分(fen)辨(bian)率(lv)之間的(de)(de)(de)矛盾也(ye)依然(ran)存在(zai)，而由(you)于(yu)(yu)電(dian)磁波(bo)(bo)的(de)(de)(de)散射、能量發(fa)散等原因使得對回(hui)(hui)波(bo)(bo)的(de)(de)(de)記錄較為(wei)(wei)困(kun)難(nan)(nan)，進而導致對有(you)效波(bo)(bo)的(de)(de)(de)分(fen)析(xi)(xi)和識別也(ye)比較困(kun)難(nan)(nan)，這些對于(yu)(yu)分(fen)析(xi)(xi)界(jie)面(mian)的(de)(de)(de)解(jie)釋工(gong)作也(ye)相當不(bu)利，使得探(tan)地(di)(di)(di)雷(lei)(lei)(lei)(lei)達(da)法分(fen)析(xi)(xi)得出(chu)的(de)(de)(de)結(jie)果與實際往(wang)往(wang)有(you)比較大(da)的(de)(de)(de)出(chu)入(ru)。探(tan)地(di)(di)(di)雷(lei)(lei)(lei)(lei)達(da)法的(de)(de)(de)這些缺陷也(ye)決(jue)定了(le)該(gai)方(fang)法在(zai)中(zhong)國隧(sui)道工(gong)程中(zhong)不(bu)能成為(wei)(wei)主(zhu)(zhu)要預報方(fang)法。

1.5 瞬變(bian)電磁(ci)預報技術(shu)

瞬變(bian)電(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)(ci)預(yu)(yu)(yu)報(bao)(bao)技(ji)術(shu)在(zai)勘察金(jin)屬礦中(zhong)(zhong)使用(yong)(yong)較(jiao)多，而(er)對于(yu)(yu)地質方面(mian)的(de)(de)超前預(yu)(yu)(yu)報(bao)(bao)尚沒有進(jin)入大規(gui)模應用(yong)(yong)階段。瞬變(bian)電(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)(ci)預(yu)(yu)(yu)報(bao)(bao)技(ji)術(shu)主(zhu)(zhu)要(yao)是(shi)通過供(gong)電(dian)(dian)線(xian)圈在(zai)低下巖(yan)(yan)體(ti)(ti)發電(dian)(dian)產生磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)，在(zai)巖(yan)(yan)體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)接(jie)受和(he)感(gan)(gan)(gan)應二(er)(er)次(ci)電(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)，根據二(er)(er)次(ci)電(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)的(de)(de)強度(du)和(he)變(bian)化趨勢，分析巖(yan)(yan)體(ti)(ti)的(de)(de)電(dian)(dian)導(dao)率，一般情(qing)況(kuang)下巖(yan)(yan)體(ti)(ti)的(de)(de)電(dian)(dian)導(dao)率高，二(er)(er)次(ci)電(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)就強，而(er)巖(yan)(yan)體(ti)(ti)電(dian)(dian)導(dao)率低，二(er)(er)次(ci)電(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)就弱。瞬變(bian)電(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)(ci)預(yu)(yu)(yu)報(bao)(bao)技(ji)術(shu)適用(yong)(yong)于(yu)(yu)對高阻地塊進(jin)行分析，對于(yu)(yu)巖(yan)(yan)體(ti)(ti)的(de)(de)高導(dao)體(ti)(ti)分布(bu)也較(jiao)為敏(min)感(gan)(gan)(gan)，因(yin)此目(mu)前的(de)(de)應用(yong)(yong)主(zhu)(zhu)要(yao)集中(zhong)(zhong)于(yu)(yu)隧(sui)道工程中(zhong)(zhong)對巖(yan)(yan)體(ti)(ti)含水性的(de)(de)分析。目(mu)前對于(yu)(yu)瞬變(bian)電(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)(ci)在(zai)地質預(yu)(yu)(yu)報(bao)(bao)上面(mian)的(de)(de)實驗，主(zhu)(zhu)要(yao)是(shi)采(cai)用(yong)(yong)小線(xian)圈大電(dian)(dian)流，這樣的(de)(de)實驗取(qu)得(de)了地定效果，但采(cai)用(yong)(yong)的(de)(de)接(jie)收線(xian)圈自感(gan)(gan)(gan)、互(hu)感(gan)(gan)(gan)較(jiao)大，因(yin)此瞬變(bian)電(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)(ci)預(yu)(yu)(yu)報(bao)(bao)技(ji)術(shu)在(zai)未來的(de)(de)發展中(zhong)(zhong)，還(huan)需要(yao)進(jin)一步提升分辨(bian)率，改進(jin)互(hu)感(gan)(gan)(gan)性。

2 超前預報技(ji)術特(te)點分析

對目前我(wo)國隧(sui)道工程超前預報技(ji)術(shu)的主要技(ji)術(shu)特點進(jin)(jin)行分析，我(wo)們可以從觀測方式(shi)及對資料的處(chu)理方式(shi)等角度，對上述預報技(ji)術(shu)進(jin)(jin)行分類(lei)。

從觀測方式上進行分(fen)類，可以(yi)分(fen)為直線(xian)安(an)置(zhi)和(he)空間(jian)安(an)置(zhi)。TSP技(ji)術(shu)、負視(shi)速度法等屬(shu)(shu)于(yu)(yu)直線(xian)安(an)置(zhi)，而水(shui)平剖面(mian)法、TST技(ji)術(shu)、瞬變電磁預報(bao)(bao)技(ji)術(shu)等則屬(shu)(shu)于(yu)(yu)空間(jian)安(an)置(zhi)。從兩(liang)者之(zhi)間(jian)的(de)功能(neng)對(dui)比來(lai)看，空間(jian)觀測系(xi)統比直線(xian)觀測系(xi)統要相(xiang)對(dui)更(geng)先進，對(dui)于(yu)(yu)巖(yan)體的(de)預報(bao)(bao)也更(geng)為準確(que)。

從資(zi)料的處理(li)(li)方式進行分類，可(ke)以分為反(fan)演計算和(he)偏移成(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)。負視速(su)度法、水平剖面法等屬于反(fan)演計算，而TST則屬于偏移成(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)。從預報結(jie)果(guo)來看，偏移成(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)比反(fan)演計算要科學(xue)的多，偏移成(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)主要運用動(dong)力學(xue)和(he)運動(dong)學(xue)原理(li)(li)，在推理(li)(li)上(shang)更(geng)(geng)加嚴謹(jin)，成(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)更(geng)(geng)直觀(guan)，結(jie)果(guo)也(ye)更(geng)(geng)為準(zhun)確，因此應用前景也(ye)更(geng)(geng)為廣闊。

3 結語

隧道工(gong)程(cheng)超前預(yu)(yu)報(bao)(bao)技(ji)術，一直是(shi)國內外研究的(de)前沿問題，而根據本文的(de)分析，我國隧道工(gong)程(cheng)預(yu)(yu)報(bao)(bao)技(ji)術上(shang)應(ying)該盡可能(neng)地采用(yong)空間(jian)安(an)置的(de)觀(guan)測系統(tong)，在對(dui)資料的(de)處理上(shang)，也應(ying)使(shi)用(yong)偏移(yi)成像，同時還(huan)應(ying)該使(shi)用(yong)先進的(de)儀器設備(bei)，這樣(yang)才能(neng)提高超前預(yu)(yu)報(bao)(bao)技(ji)術的(de)準(zhun)確(que)率，降低事故的(de)發(fa)生(sheng)概(gai)率。

參考文獻：

[1]曾昭璜.隧道地震反射(she)法超(chao)前預報(bao)[J]地球物(wu)理學(xue)報(bao)， 1994（2）.

篇3

關鍵詞(ci)： 連拱隧(sui)道；結構(gou)類型；新工(gong)藝

中(zhong)圖分類號：X734文獻標識碼： A

1引言

近(jin)10年來，我國公(gong)路(lu)連(lian)拱(gong)(gong)(gong)(gong)隧(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)數量大(da)增(zeng)，連(lian)拱(gong)(gong)(gong)(gong)隧(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)總數已(yi)(yi)超(chao)出600座，總里程已(yi)(yi)超(chao)出133公(gong)里，其中雙(shuang)向(xiang)四車道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)連(lian)拱(gong)(gong)(gong)(gong)隧(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)超(chao)過560座，雙(shuang)向(xiang)六車道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)連(lian)拱(gong)(gong)(gong)(gong)隧(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)超(chao)出50座，還(huan)創新(xin)建成來兩座雙(shuang)向(xiang)八車道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)連(lian)拱(gong)(gong)(gong)(gong)隧(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)。公(gong)路(lu)連(lian)拱(gong)(gong)(gong)(gong)隧(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)結構類型見表1-1。

公路連(lian)拱(gong)隧道結構類型表1-1

按(an)路線分大類(lei) 按(an)中墻(qiang)組合(he)分亞類(lei) 按(an)中墻(qiang)外形(xing)分小(xiao)類(lei) 按(an)中墻(qiang)空實分形(xing)式 隧道結構(gou)全稱

普通式 整(zheng)體(ti)式 直中墻 實體(ti) 整(zheng)體(ti)實直中墻隧道

空(kong)心 整體空(kong)心直(zhi)中墻隧道

曲中墻 實體(ti)(ti) 整體(ti)(ti)實曲中墻隧道

復(fu)合式 二(er)墻直中墻 實體 復(fu)合實直中墻隧道(dao)

三墻(qiang)直中墻(qiang) 實體(ti) 復合(he)實直中墻(qiang)隧道

曲中墻(qiang) 實(shi)體(ti) 復(fu)合實(shi)曲中墻(qiang)隧(sui)道

不(bu)對(dui)稱(cheng)式(shi) 整(zheng)體(ti)式(shi) 直中(zhong)墻(qiang) 實(shi)體(ti) 不(bu)對(dui)稱(cheng)整(zheng)體(ti)實(shi)直中(zhong)墻(qiang)隧(sui)道(dao)

平頂箱涵(han) 整體(ti)式 直中(zhong)墻 實(shi)體(ti) 整體(ti)實(shi)直中(zhong)墻隧道

空(kong)心(xin)式 直(zhi)(zhi)中墻 空(kong)心(xin) 整體空(kong)心(xin)直(zhi)(zhi)中墻隧道(dao)

微拱箱涵 空心(xin)式 直中墻 空心(xin) 整體(ti)空心(xin)直中墻隧道

 沉管式 整(zheng)體式 直中墻(qiang) 實(shi)(shi)體 整(zheng)體實(shi)(shi)直中墻(qiang)隧道

分(fen)岔式 整體(ti)式 直中墻(qiang) 實體(ti) 整體(ti)分(fen)岔實直中墻(qiang)隧道

復(fu)合式 曲中(zhong)墻(qiang) 實(shi)體 復(fu)合分(fen)岔(cha)實(shi)曲中(zhong)墻(qiang)隧(sui)道

無中墻連拱隧道

2公(gong)路連拱隧(sui)道工藝(yi)

2.1常(chang)規施工(gong)工(gong)藝(yi)

2.1.1三導洞法(fa)

三導(dao)洞(dong)(dong)法，即首先開挖(wa)中(zhong)導(dao)洞(dong)(dong)，然后施(shi)做(zuo)中(zhong)隔墻，再分別(bie)開挖(wa)左右導(dao)洞(dong)(dong)。開挖(wa)中(zhong)導(dao)洞(dong)(dong)主要是為了首先施(shi)做(zuo)中(zhong)隔墻。

2.1.2中導洞法(fa)

中導(dao)(dao)洞法，即施工(gong)中導(dao)(dao)洞和中墻施工(gong)后(hou),直接(jie)進行左、右正洞的(de)開挖。

2.2新施工工藝

由于隧道要(yao)滿通量需要(yao)和(he)地質條件、環(huan)保(bao)等要(yao)求(qiu)，本著(zhu)安全(quan)、質量、工(gong)(gong)期和(he)效益相結合的(de)原則，對連(lian)拱(gong)(gong)隧道工(gong)(gong)藝(yi)(yi)選擇是否正(zheng)確，關系到(dao)隧道施工(gong)(gong)的(de)成敗。近些(xie)年學者(zhe)們對公路(lu)連(lian)拱(gong)(gong)隧道工(gong)(gong)藝(yi)(yi)進行了大量的(de)研究，創新出(chu)了一(yi)些(xie)新工(gong)(gong)藝(yi)(yi)，如半明半暗連(lian)拱(gong)(gong)隧道工(gong)(gong)藝(yi)(yi)，單(dan)洞(dong)改(gai)雙洞(dong)連(lian)拱(gong)(gong)隧道工(gong)(gong)藝(yi)(yi)等等。

為了(le)(le)優化選(xuan)擇連(lian)拱隧道設計和施工(gong)工(gong)藝(yi)(yi)方(fang)案(an)，姚振凱、李世清等對(dui)連(lian)拱隧道工(gong)藝(yi)(yi)進行(xing)了(le)(le)分(fen)類研究。連(lian)拱隧道工(gong)藝(yi)(yi)分(fen)類，采用五級(ji)劃分(fen)方(fang)案(an)，即連(lian)拱隧道與(yu)其隧道的關系分(fen)成大類，普通連(lian)拱隧道再按(an)對(dui)稱性分(fen)成小類，按(an)有無導洞分(fen)成型(xing)，按(an)導洞數量和位置不同分(fen)成種，最后按(an)正洞開挖(wa)、初期支護(hu)和二次襯砌工(gong)序和設備不同分(fen)成屬，見表(biao)2-2。

公路連拱隧道工(gong)藝類型(xing)表2-2

大(da)類 小類 型(xing) 種(zhong) 屬

普

通

連

拱

對

稱

工

藝 導洞

中(zhong)導(dao)洞(dong)(dong)（單導(dao)洞(dong)(dong)） 中(zhong)導(dao)洞(dong)(dong)―側壁(bi)導(dao)洞(dong)(dong)先墻后(hou)拱工藝

中導洞―側壁導洞全斷面二襯工藝(yi)

中導洞―臺階工藝

中導洞―核心(xin)土工藝

中導洞―內上導洞盾構工藝

中導洞―外上導洞盾構工(gong)藝

中導洞(dong)―下導洞(dong)工藝(yi)

中導洞―全斷(duan)面工藝

中導洞―單(dan)臂掘(jue)進機工藝

中(zhong)導(dao)洞―中(zhong)隔(ge)壁（CD）工藝

中導洞―十字隔壁(bi)（CRD）工(gong)藝(yi)

中導洞(dong)―跳槽開挖中墻工藝

雙導洞(dong) 雙導洞(dong)―臺(tai)階工藝

雙(shuang)導洞―半明半暗(an)工藝(yi)

三(san)導(dao)洞 三(san)導(dao)洞三(san)連拱(gong)―先墻后拱(gong)工藝

無導(dao)洞 大洞帶中墻 無導(dao)洞―全斷面工藝

無導(dao)洞―中隔壁(bi)（CD）工藝(yi)

無導洞―十字隔壁（CRD）工(gong)藝

雙洞平行(xing)工藝（中墻(qiang)跳槽開挖）

明洞（箱涵）工藝

箱形框架沉埋工藝

不對稱

工(gong)藝 導(dao)洞 中導(dao)洞 三導(dao)洞―核心土工(gong)藝

混合

工藝(yi) 中導洞(dong)和無導洞(dong)―臺(tai)階工藝(yi)

三(san)導洞中(zhong)(zhong)導洞+側(ce)洞帶中(zhong)(zhong)墻

分岔

連拱(gong)(gong) 單端分岔中(zhong)墻連拱(gong)(gong)工藝(yi)

無中墻分(fen)岔連拱工藝(yi)

單洞隧道(dao)改成雙連(lian)拱(gong)隧道(dao)工(gong)藝

2.2.1中導(dao)洞―核心土工藝

中(zhong)導(dao)洞(dong)(dong)(dong)(dong)―核(he)心(xin)土(tu)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)，即中(zhong)導(dao)洞(dong)(dong)(dong)(dong)貫通和(he)中(zhong)墻施工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)完成后，正洞(dong)(dong)(dong)(dong)開挖和(he)初期支(zhi)護(hu)(hu)(hu)是采用先拱(gong)(gong)(gong)后墻的工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)序。即拱(gong)(gong)(gong)部(bu)留核(he)心(xin)土(tu)開挖及初期支(zhi)護(hu)(hu)(hu)，接著開挖核(he)心(xin)土(tu)，然(ran)后進行側墻開挖和(he)初期支(zhi)護(hu)(hu)(hu)，施作(zuo)仰拱(gong)(gong)(gong)，最后全斷(duan)面二次襯砌(qi)。該工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)有(you)許多優點，主要是工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)流程簡單，工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)序較少，圍(wei)(wei)(wei)巖開挖擾動次數比(bi)“三導(dao)洞(dong)(dong)(dong)(dong)”工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)方案少，無需開挖側壁(bi)導(dao)洞(dong)(dong)(dong)(dong)和(he)拆除其內側的臨時初期支(zhi)護(hu)(hu)(hu)，可用大(da)型機械(xie)設備施工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong),拱(gong)(gong)(gong)部(bu)超(chao)前(qian)支(zhi)護(hu)(hu)(hu)、開挖和(he)初期支(zhi)護(hu)(hu)(hu)不用搭架，施工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)方便(bian)，快(kuai)捷安全，工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)效高，成本低，效益(yi)好。另外，此(ci)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)的應變(bian)性較強，在隧道圍(wei)(wei)(wei)巖條件(jian)變(bian)差(cha)時，較容(rong)易改為(wei)中(zhong)導(dao)洞(dong)(dong)(dong)(dong)―雙側壁(bi)導(dao)洞(dong)(dong)(dong)(dong)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)；當圍(wei)(wei)(wei)巖變(bian)好時易改為(wei)中(zhong)導(dao)洞(dong)(dong)(dong)(dong)―臺階工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)，甚(shen)至(zhi)改為(wei)中(zhong)導(dao)洞(dong)(dong)(dong)(dong)―全斷(duan)面工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)。

圖 2-1 中導洞―核心(xin)土(tu)施(shi)工(gong)步序

2.2.2雙向六車(che)道(dao)和八車(che)道(dao)工藝

六車(che)道(dao)(dao)大跨度(du)雙連(lian)拱(gong)隧道(dao)(dao)施工(gong)(gong)方案，一(yi)般(ban)采用三導洞施工(gong)(gong)方案，即先進(jin)行中(zhong)(zhong)導洞開挖支(zhi)護(hu)，施作(zuo)中(zhong)(zhong)墻(qiang)鋼(gang)筋混凝土和墻(qiang)頂回(hui)填(tian)，在中(zhong)(zhong)墻(qiang)混凝土強度(du)達到設計要求后(hou)施作(zuo)中(zhong)(zhong)墻(qiang)側(ce)回(hui)填(tian)，然后(hou)施工(gong)(gong)兩側(ce)導洞及(ji)其(qi)支(zhi)護(hu)，再進(jin)行山體外側(ce)隧道(dao)(dao)拱(gong)部上下(xia)臺階開挖，施作(zuo)其(qi)支(zhi)護(hu)，最后(hou)在仰拱(gong)及(ji)其(qi)填(tian)充完成后(hou)施作(zuo)防水及(ji)二次襯砌(qi)。山體內側(ce)隧道(dao)(dao)施工(gong)(gong)與外側(ce)施工(gong)(gong)順序相(xiang)同(tong)。

金(jin)雞山(shan)和羅(luo)漢山(shan)兩座隧(sui)(sui)道，是當前國內跨(kua)度和單洞凈距最大(da)的雙(shuang)向(xiang)八車道連拱隧(sui)(sui)道。以金(jin)雞山(shan)隧(sui)(sui)道為例(li)說明(ming)。為了(le)避免(mian)施(shi)工中出現工序轉換帶來的不便(bian)，采用(yong)中導(dao)(dao)洞貫通+雙(shuang)側導(dao)(dao)洞的五導(dao)(dao)洞法(fa)施(shi)工，見圖2-2所示(shi)。

圖 2-2金雞山隧道主要施工步序

2.2.4半明半暗連拱隧道工藝

 半明半暗隧(sui)道(dao)(dao)工藝(yi)，是山(shan)體外側隧(sui)道(dao)(dao)采(cai)用(yong)明洞形式，山(shan)體內側采(cai)用(yong)俺洞形式，克服過去連拱(gong)隧(sui)道(dao)(dao)左右(you)洞口地形陡峭，邊坡高且有時(shi)顯(xian)偏壓(ya)條件下進出洞帶來不(bu)利邊坡穩定(ding)、隧(sui)道(dao)(dao)結構受(shou)力安全和環境保護等問(wen)題(ti)。圖2-3為半明半暗法施工工藝(yi)。

圖(tu) 2-3半明半暗隧道施工(gong)步序

2.2.5單(dan)洞隧(sui)道改成連拱隧(sui)道

由于(yu)已(yi)有的(de)(de)單(dan)洞(dong)隧(sui)道(dao)(dao)不能滿通量的(de)(de)需求，需要改(gai)(gai)建和(he)擴建成(cheng)連拱(gong)隧(sui)道(dao)(dao)。我國首例單(dan)洞(dong)隧(sui)道(dao)(dao)改(gai)(gai)成(cheng)連拱(gong)隧(sui)道(dao)(dao)為杭州邱山隧(sui)道(dao)(dao)，該隧(sui)道(dao)(dao)施(shi)工(gong)(gong)(gong)方案和(he)步(bu)(bu)驟采(cai)用“中(zhong)導(dao)洞(dong)+既有隧(sui)道(dao)(dao)+右側壁(bi)”3導(dao)洞(dong)的(de)(de)施(shi)工(gong)(gong)(gong)方案。在(zai)施(shi)工(gong)(gong)(gong)過(guo)程中(zhong)嚴(yan)格按照(zhao)“管超(chao)前(qian)、嚴(yan)注(zhu)漿、若爆破、短開(kai)挖、強支護、早噴錨、勤量測、早封閉”的(de)(de)原則(ze)組織施(shi)工(gong)(gong)(gong)。隧(sui)道(dao)(dao)施(shi)工(gong)(gong)(gong)步(bu)(bu)驟分成(cheng)6大步(bu)(bu)和(he)21個工(gong)(gong)(gong)序。

（1）貫通中導洞(dong)、施(shi)作中墻。新建連拱(gong)隧(sui)道平面布置與(yu)原邱山隧(sui)道平行(xing)，且兩(liang)者中心距(ju)控(kong)制在7.8～8.95m。在隧(sui)道邊部一側先(xian)施(shi)作寬為6m的中導洞(dong)，中導洞(dong)與(yu)原隧(sui)道側墻之(zhi)間的巖(yan)柱厚度(du)約2m。

（2）既有(you)(you)隧道二(er)(er)次襯砌(qi)(qi)拆除(chu)、左右洞開(kai)挖支護后及時封閉(bi)。在(zai)原隧道二(er)(er)次襯砌(qi)(qi)拆除(chu)前進行必要的拱頂小導管注(zhu)漿加固處理，對原有(you)(you)二(er)(er)次襯砌(qi)(qi)素混凝(ning)土(tu)采用欲裂爆破拆除(chu)，正洞采用上下臺階法施工，盡早(zao)封閉(bi)單洞。

（3）新(xin)建隧道側導洞(dong)施(shi)工。在既有隧道初期支護(hu)進洞(dong)約為(wei)單洞(dong)4倍洞(dong)徑(jing)后，立即(ji)實(shi)施(shi)新(xin)建隧道側導洞(dong)開挖(wa)。

（4）新(xin)建隧道正洞(dong)施(shi)工。待側導洞(dong)掘(jue)進2倍洞(dong)徑后，即可采用(yong)上下臺階(jie)法實施(shi)正洞(dong)的土體開(kai)挖，其中(zhong)上臺階(jie)采用(yong)留核心土法施(shi)工，及(ji)時(shi)封閉成(cheng)環。

（5）及(ji)時(shi)施作二次襯砌。

（6）機電(dian)安裝和(he)隧道裝修(xiu)。

3結論

雖然(ran)連(lian)(lian)拱隧道(dao)擁有(you)較多的優點，但(dan)是連(lian)(lian)拱隧道(dao)整體跨度(du)(du)打、結構復雜(za)、施(shi)工(gong)(gong)復雜(za)、施(shi)工(gong)(gong)難度(du)(du)大、造(zao)價(jia)高，存在較多問(wen)(wen)題。當前需(xu)要急需(xu)研(yan)究和(he)完善(shan)的問(wen)(wen)題主(zhu)要有(you)以下幾點：①支護強度(du)(du)不盡(jin)合理；②施(shi)工(gong)(gong)工(gong)(gong)序較多；③圍巖(yan)穩(wen)定性與動態施(shi)工(gong)(gong)控制有(you)待加(jia)強；④設(she)計(ji)理論和(he)方(fang)法有(you)待完善(shan);⑤盡(jin)量提高設(she)計(ji)施(shi)工(gong)(gong)水平(ping)，降低工(gong)(gong)程造(zao)價(jia)。未(wei)來公路連(lian)(lian)拱隧道(dao)發展應以以下理念為指導：嚴格質量管理、加(jia)強施(shi)工(gong)(gong)監理；施(shi)工(gong)(gong)設(she)備機(ji)械自動化(hua)；優化(hua)通風(feng)防塵措施(shi)；設(she)計(ji)施(shi)工(gong)(gong)一體化(hua)。

參考文獻

[1]李清.連拱(gong)（M型）隧道施工(gong)技(ji)術研究[D].西南交通(tong)大學,2005.

[2]甄浩(hao)宇.連拱隧道設計及施工優化[D].長安大學(xue),2007.

[3]任尚強.六車道(dao)復(fu)合式中墻連拱隧(sui)道(dao)施工(gong)方法探討[J].地下空間與工(gong)程(cheng)學報(bao),2010,v.6;No.41(2):354-357.

篇4

【關鍵詞】數據自動(dong)化處理(li)技術 隧(sui)道工程變形監(jian)測 應用

中圖分類號(hao)：U45 文獻標識碼：A 文章(zhang)編號(hao)：

一、前言

隨著(zhu)技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)不斷(duan)更(geng)新，幾(ji)乎所有的(de)(de)工(gong)程建筑都用其(qi)來對(dui)自己的(de)(de)整個施(shi)(shi)工(gong)過(guo)程進行監(jian)測(ce)(ce)，以便掌握建筑的(de)(de)變形(xing)(xing)情(qing)況，及(ji)時采取(qu)有效措施(shi)(shi)，保證(zheng)整個施(shi)(shi)工(gong)過(guo)程的(de)(de)安全性。在隧(sui)道(dao)施(shi)(shi)工(gong)期(qi)(qi)(qi)間運用變形(xing)(xing)監(jian)測(ce)(ce)技(ji)(ji)術(shu)，是確保施(shi)(shi)工(gong)期(qi)(qi)(qi)間隧(sui)道(dao)穩定、安全的(de)(de)重要手段。本文基于變形(xing)(xing)監(jian)測(ce)(ce)技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)特點與(yu)方法，結合隧(sui)道(dao)施(shi)(shi)工(gong)工(gong)程的(de)(de)實際特征，對(dui)在隧(sui)道(dao)施(shi)(shi)工(gong)期(qi)(qi)(qi)間的(de)(de)變形(xing)(xing)監(jian)測(ce)(ce)技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)運用作出(chu)探討。

數據自(zi)動化化監測優缺點分析

目前，我國進行了大規模的(de)(de)(de)交通(tong)(tong)建(jian)設。其中，對(dui)于(yu)新(xin)建(jian)的(de)(de)(de)隧(sui)(sui)道來說，存在(zai)這(zhe)一(yi)個線路(lu)交叉的(de)(de)(de)問題。為了保證隧(sui)(sui)道的(de)(de)(de)施工(gong)以及(ji)(ji)運(yun)營的(de)(de)(de)安(an)全，必須(xu)要(yao)對(dui)道路(lu)的(de)(de)(de)線路(lu)以及(ji)(ji)既有(you)(you)線路(lu)的(de)(de)(de)情況進行監(jian)測(ce)(ce)。對(dui)于(yu)隧(sui)(sui)道的(de)(de)(de)監(jian)測(ce)(ce)通(tong)(tong)常(chang)采用的(de)(de)(de)是(shi)人(ren)(ren)工(gong)、自動(dong)同時進行的(de)(de)(de)方式，二(er)者各有(you)(you)優(you)缺點(dian)。利用自動(dong)化監(jian)測(ce)(ce)的(de)(de)(de)優(you)點(dian)是(shi)采集數(shu)(shu)(shu)據(ju)的(de)(de)(de)頻率高，周期長（可(ke)進行24小時不(bu)間(jian)斷測(ce)(ce)量）并且適(shi)應(ying)性較(jiao)強，進而(er)(er)得(de)(de)到(dao)了廣(guang)泛的(de)(de)(de)應(ying)用。缺點(dian)在(zai)于(yu)自動(dong)化監(jian)測(ce)(ce)容(rong)易收到(dao)周邊(bian)環(huan)境的(de)(de)(de)干(gan)(gan)擾，影響其數(shu)(shu)(shu)據(ju)傳輸的(de)(de)(de)穩定性。人(ren)(ren)工(gong)監(jian)測(ce)(ce)優(you)點(dian)是(shi)可(ke)以對(dui)數(shu)(shu)(shu)據(ju)進行選擇(ze)性的(de)(de)(de)處理，不(bu)容(rong)易被環(huan)境干(gan)(gan)擾，穩定性較(jiao)強；缺點(dian)是(shi)需要(yao)耗費巨大的(de)(de)(de)人(ren)(ren)力(li)物力(li)，并且對(dui)于(yu)某(mou)些細(xi)微的(de)(de)(de)環(huan)境變化感覺不(bu)靈敏，無(wu)法進行24小時不(bu)間(jian)斷測(ce)(ce)量。因(yin)此，首選的(de)(de)(de)監(jian)測(ce)(ce)方法是(shi)人(ren)(ren)工(gong)監(jian)測(ce)(ce)結合自動(dong)化監(jian)測(ce)(ce)。在(zai)使用自動(dong)化方式采集數(shu)(shu)(shu)據(ju)時，通(tong)(tong)過人(ren)(ren)工(gong)監(jian)測(ce)(ce)數(shu)(shu)(shu)據(ju)的(de)(de)(de)可(ke)靠(kao)性進行檢驗，繼而(er)(er)對(dui)二(er)者監(jian)測(ce)(ce)的(de)(de)(de)相(xiang)關性進行分析(xi)(xi)，找出造成兩種監(jian)測(ce)(ce)結果有(you)(you)差(cha)異(yi)的(de)(de)(de)原因(yin)，進而(er)(er)確定其影響因(yin)素，通(tong)(tong)過一(yi)系列(lie)的(de)(de)(de)科學分析(xi)(xi)與調整得(de)(de)到(dao)可(ke)靠(kao)的(de)(de)(de)監(jian)測(ce)(ce)數(shu)(shu)(shu)據(ju)。

二、 隧道施(shi)工(gong)采(cai)用變形監(jian)測技術的目的

1、隧道施工屬于山體(ti)內部作業，危險系數比一般的路面施工高出(chu)幾倍。采用變(bian)形檢(jian)測技術，可以隨時掌握隧道內部圍巖與支護的變(bian)化情況，調整施工方(fang)案。

2、施(shi)(shi)工過程中，山(shan)體與(yu)巖石(shi)結(jie)構以(yi)及(ji)巖層難免(mian)要受到一定的影響，使內部發生變化。通過變形監測技術及(ji)時反饋出的監測結(jie)果，給施(shi)(shi)工人(ren)員(yuan)提供(gong)了(le)準確(que)的隧道內部變化信息，確(que)保(bao)了(le)施(shi)(shi)工的安全性與(yu)穩定性。

3、可以隨(sui)時修改與(yu)矯(jiao)正施工(gong)的(de)技術(shu)，完(wan)善施工(gong)不足(zu)，加強(qiang)施工(gong)質(zhi)量。

三、隧道施工期間變形監測技術(shu)的基本要求

1、及時、迅速地設(she)置監測(ce)基(ji)(ji)準點(dian)(dian)，基(ji)(ji)準點(dian)(dian)是監控測(ce)量的(de)基(ji)(ji)礎，所(suo)以在埋設(she)基(ji)(ji)準點(dian)(dian)的(de)時候一(yi)定(ding)要仔細，盡量利(li)用控制點(dian)(dian)逐步向(xiang)前(qian)延伸; 而且基(ji)(ji)準點(dian)(dian)還必(bi)須(xu)定(ding)期地連同洞(dong)外(wai)的(de)水準點(dian)(dian)一(yi)起對隧道(dao)施工進行變形測(ce)量。

2、及時埋設(she)監(jian)控測量點(dian)位，準確(que)設(she)定(ding)工作基點(dian)。工作基點(dian)應當(dang)選(xuan)擇(ze)巖體穩(wen)定(ding)、少軟弱(ruo)破碎圍(wei)巖的(de)穩(wen)定(ding)區域設(she)置，要保證其能在監(jian)測過程中準確(que)地(di)反(fan)映監(jian)測地(di)點(dian)的(de)變形情況。

3、及時對所選對象(xiang)進(jin)行(xing)觀察測量(liang)與監控。

4、對監測后得出的數據要進行整理與記錄，及時(shi)分析數據。

5、 根據實際情況設定(ding)變(bian)形(xing)監測的周期。

不(bu)能理論性地確立變(bian)形監(jian)(jian)測(ce)(ce)的(de)(de)周(zhou)期(qi)，監(jian)(jian)測(ce)(ce)周(zhou)期(qi)應為流動(dong)的(de)(de)、可更改的(de)(de)。監(jian)(jian)測(ce)(ce)的(de)(de)對象隨時(shi)(shi)在發(fa)生內(nei)部變(bian)化(hua)，變(bian)形監(jian)(jian)測(ce)(ce)應當根據(ju)單位時(shi)(shi)間內(nei)監(jian)(jian)測(ce)(ce)對象的(de)(de)變(bian)形數量與(yu)速度以及(ji)外(wai)界環境(jing)因素的(de)(de)變(bian)化(hua)來確定或者修改周(zhou)期(qi)的(de)(de)長短(duan)。如果不(bu)能確立監(jian)(jian)測(ce)(ce)對象的(de)(de)變(bian)化(hua)情況，在監(jian)(jian)測(ce)(ce)過程中發(fa)現(xian)對象變(bian)化(hua)異常，那么可以及(ji)時(shi)(shi)增加監(jian)(jian)測(ce)(ce)次數，延長監(jian)(jian)測(ce)(ce)周(zhou)期(qi)。

6、在(zai)隧(sui)道的洞內(nei)外都必須要進行觀察與(yu)測量。

（一）每一個新的(de)開挖(wa)面(mian)(mian)工(gong)程(cheng)啟動(dong)的(de)時(shi)候，都(dou)要綜合地質工(gong)程(cheng)師的(de)此(ci)處地質調查報告，結合開挖(wa)面(mian)(mian)的(de)工(gong)作(zuo)剖面(mian)(mian)圖(tu)，判定此(ci)處圍(wei)巖的(de)級別;

（二）進(jin)行(xing)開挖(wa)時(shi)，沒有被支護(hu)的圍巖要(yao)進(jin)行(xing)高度監測;

（三）每天(tian)定期(qi)觀察洞外、洞口的(de)地(di)表情況，監測地(di)表的(de)沉陷度、水滲(shen)度，觀測邊坡的(de)穩(wen)定性(xing)。

四、影(ying)響自(zi)動化監測的(de)因素

自(zi)(zi)動(dong)(dong)化(hua)(hua)(hua)監(jian)測(ce)(ce)(ce)與(yu)人工(gong)化(hua)(hua)(hua)監(jian)測(ce)(ce)(ce)的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)果(guo)在外(wai)角(jiao)(jiao)點處有較(jiao)大的(de)(de)(de)(de)(de)差異，而(er)在內角(jiao)(jiao)點處位于(yu)隧(sui)道的(de)(de)(de)(de)(de)底(di)板(ban)(ban)位置兩(liang)種(zhong)(zhong)監(jian)測(ce)(ce)(ce)所(suo)(suo)得到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)果(guo)相差就(jiu)(jiu)很小了。這(zhe)種(zhong)(zhong)情況(kuang)的(de)(de)(de)(de)(de)出(chu)(chu)現(xian)(xian)，可(ke)(ke)能是(shi)(shi)由(you)于(yu)溫度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)(bian)動(dong)(dong)以及(ji)(ji)車(che)輛的(de)(de)(de)(de)(de)振動(dong)(dong)引起的(de)(de)(de)(de)(de)。至于(yu)對隧(sui)道底(di)板(ban)(ban)的(de)(de)(de)(de)(de)兩(liang)種(zhong)(zhong)監(jian)測(ce)(ce)(ce)結(jie)(jie)果(guo)相差不(bu)大，則可(ke)(ke)以得出(chu)(chu)這(zhe)樣一個(ge)結(jie)(jie)論：車(che)輛振動(dong)(dong)不(bu)會(hui)影(ying)響(xiang)到(dao)自(zi)(zi)動(dong)(dong)化(hua)(hua)(hua)監(jian)測(ce)(ce)(ce)，或者說(shuo)(shuo)，對其(qi)影(ying)響(xiang)較(jiao)小。從(cong)隧(sui)道沉(chen)降歷時曲(qu)線圖(tu)以及(ji)(ji)道路沉(chen)降歷時曲(qu)線圖(tu)來看，我(wo)們可(ke)(ke)以知(zhi)(zhi)道，對于(yu)兩(liang)種(zhong)(zhong)方式(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)監(jian)測(ce)(ce)(ce)所(suo)(suo)得到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)果(guo)來說(shuo)(shuo)，出(chu)(chu)現(xian)(xian)較(jiao)大差異的(de)(de)(de)(de)(de)季(ji)節情況(kuang)不(bu)是(shi)(shi)一成(cheng)不(bu)變(bian)(bian)(bian)的(de)(de)(de)(de)(de)，也就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)說(shuo)(shuo)，溫度(du)對于(yu)自(zi)(zi)動(dong)(dong)化(hua)(hua)(hua)監(jian)測(ce)(ce)(ce)沒有什么(me)影(ying)響(xiang)，即(ji)便是(shi)(shi)有影(ying)響(xiang)，也非(fei)常小。從(cong)邊墻位置上(shang)測(ce)(ce)(ce)點的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)曲(qu)線來看，我(wo)們可(ke)(ke)以大體(ti)將(jiang)邊墻位置變(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)分(fen)(fen)為兩(liang)個(ge)階(jie)段(duan)，即(ji)扭(niu)轉變(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)階(jie)段(duan)以及(ji)(ji)橫向(xiang)傾斜(xie)變(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)。而(er)從(cong)底(di)板(ban)(ban)上(shang)測(ce)(ce)(ce)點的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)曲(qu)線來看，也可(ke)(ke)以大體(ti)將(jiang)底(di)板(ban)(ban)變(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)分(fen)(fen)為兩(liang)個(ge)階(jie)段(duan)，即(ji)縱(zong)向(xiang)傾斜(xie)變(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)階(jie)段(duan)以及(ji)(ji)同(tong)步變(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)階(jie)段(duan)。結(jie)(jie)合不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)模(mo)式(shi)以及(ji)(ji)靜力(li)水準(zhun)儀(yi)結(jie)(jie)構(gou)，對自(zi)(zi)動(dong)(dong)化(hua)(hua)(hua)監(jian)測(ce)(ce)(ce)與(yu)人工(gong)監(jian)測(ce)(ce)(ce)結(jie)(jie)果(guo)較(jiao)大差別的(de)(de)(de)(de)(de)原因進(jin)行簡(jian)要(yao)分(fen)(fen)析(xi)。靜力(li)水準(zhun)儀(yi)是(shi)(shi)由(you)電容(rong)(rong)(rong)傳感器(qi)(qi)(qi)、主(zhu)(zhu)(zhu)體(ti)容(rong)(rong)(rong)器(qi)(qi)(qi)以及(ji)(ji)連通管等組成(cheng)，對于(yu)主(zhu)(zhu)(zhu)體(ti)安(an)裝(zhuang)墩來說(shuo)(shuo)，當其(qi)發(fa)生(sheng)高程(cheng)變(bian)(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)時，主(zhu)(zhu)(zhu)體(ti)會(hui)根據不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)位置產(chan)生(sheng)液面(mian)變(bian)(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)，這(zhe)樣就(jiu)(jiu)會(hui)使得電容(rong)(rong)(rong)極板(ban)(ban)與(yu)浮(fu)子(zi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)相對位置產(chan)生(sheng)變(bian)(bian)(bian)動(dong)(dong)，其(qi)中(zhong)，電容(rong)(rong)(rong)極板(ban)(ban)是(shi)(shi)固定在容(rong)(rong)(rong)器(qi)(qi)(qi)項上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)，而(er)浮(fu)子(zi)裝(zhuang)有中(zhong)間(jian)極。只要(yao)測(ce)(ce)(ce)出(chu)(chu)電容(rong)(rong)(rong)比的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)就(jiu)(jiu)能夠算(suan)出(chu)(chu)測(ce)(ce)(ce)點的(de)(de)(de)(de)(de)相對沉(chen)降。但(dan)是(shi)(shi)當儀(yi)器(qi)(qi)(qi)主(zhu)(zhu)(zhu)體(ti)發(fa)生(sheng)傾斜(xie)的(de)(de)(de)(de)(de)時候，測(ce)(ce)(ce)試(shi)儀(yi)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)電容(rong)(rong)(rong)也會(hui)有所(suo)(suo)變(bian)(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)，這(zhe)就(jiu)(jiu)會(hui)對測(ce)(ce)(ce)試(shi)結(jie)(jie)果(guo)產(chan)生(sheng)影(ying)響(xiang)。結(jie)(jie)合上(shang)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)析(xi)，我(wo)們可(ke)(ke)以知(zhi)(zhi)道，對自(zi)(zi)動(dong)(dong)化(hua)(hua)(hua)監(jian)測(ce)(ce)(ce)的(de)(de)(de)(de)(de)數據結(jie)(jie)果(guo)影(ying)響(xiang)較(jiao)大的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)扭(niu)轉變(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)模(mo)式(shi)以及(ji)(ji)橫向(xiang)傾斜(xie)變(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)模(mo)式(shi)。

五、隧道位移的變形監測

在施工過程中，如(ru)果隧(sui)道(dao)發生(sheng)位移(yi)，分為“地表下(xia)沉(chen)位移(yi)”與“隧(sui)道(dao)周邊位移(yi)”兩種(zhong)情況。

1、地(di)表下沉位(wei)移監(jian)測

在隧道的洞口(kou)地(di)段埋設監控(kong)測(ce)(ce)量點位(wei)，用于(yu)觀察施工期間(jian)地(di)表發生(sheng)下陷(xian)的變(bian)形情況，一般(ban)設置三(san)個(ge)左右的水準基點，綜合幾個(ge)點位(wei)的監測(ce)(ce)數據進行分析(xi)，計算出(chu)地(di)表的下陷(xian)量。

2、 隧道周邊位移

一(yi)般將(jiang)監控測量點位與水準(zhun)基點設置于(yu)隧道的兩側壁上(shang)，監測整個隧道周邊的坑道斷(duan)面(mian)的收斂情況。

3、對隧道施工期(qi)間(jian)的震(zhen)動爆破情(qing)況監測(ce)

在(zai)隧道(dao)進(jin)行施(shi)工時(shi)，開發(fa)新的(de)挖(wa)掘面必然要利(li)用爆(bao)破(po)的(de)形式(shi)對(dui)洞(dong)內壁體的(de)巖層產(chan)生(sheng)一(yi)定的(de)破(po)壞與(yu)影響(xiang); 為了避免隧道(dao)出(chu)現坍塌等事故(gu)，要對(dui)隧道(dao)進(jin)行支(zhi)護架設(she); 監(jian)(jian)測(ce)點可水平設(she)置在(zai)支(zhi)護周圍，監(jian)(jian)測(ce)爆(bao)破(po)情(qing)況(kuang)對(dui)巖體變(bian)(bian)(bian)(bian)形產(chan)生(sheng)的(de)影響(xiang)，及(ji)時(shi)根(gen)(gen)據(ju)巖體變(bian)(bian)(bian)(bian)化(hua)(hua)調整支(zhi)護情(qing)況(kuang)，維護支(zhi)護的(de)穩定性。根(gen)(gen)據(ju)隧道(dao)爆(bao)破(po)施(shi)工時(shi)測(ce)量的(de)振(zhen)動(dong)速度，進(jin)行分(fen)析與(yu)計算。根(gen)(gen)據(ju)分(fen)析數據(ju)預測(ce)爆(bao)破(po)對(dui)此(ci)工作(zuo)面產(chan)生(sheng)變(bian)(bian)(bian)(bian)形的(de)影響(xiang)以及(ji)日后的(de)變(bian)(bian)(bian)(bian)形情(qing)況(kuang)，架設(she)支(zhi)護。還可根(gen)(gen)據(ju)監(jian)(jian)測(ce)數據(ju)，優化(hua)(hua)設(she)計爆(bao)破(po)方案，將產(chan)生(sheng)的(de)變(bian)(bian)(bian)(bian)形影響(xiang)降到最低。

六、對隧道(dao)施(shi)工(gong)期間(jian)變(bian)形監測的(de)數據處理

1、對監(jian)(jian)測得到的(de)(de)數據進行回歸分析(xi)。以變(bian)形監(jian)(jian)測技(ji)術的(de)(de)理(li)論(lun)指導為基礎，處理(li)與計算多個監(jian)(jian)測點反饋的(de)(de)數據的(de)(de)變(bian)量值，推算監(jian)(jian)測點的(de)(de)最終(zhong)位(wei)移距離(li)，了(le)解變(bian)形規律(lv)并掌(zhang)握變(bian)化情況。

2、繪(hui)制基(ji)(ji)準點(dian)監(jian)測(ce)統計表(biao)。將(jiang)各個基(ji)(ji)準點(dian)測(ce)量的(de)(de)數(shu)據統一(yi)繪(hui)制成表(biao)格的(de)(de)形式，定(ding)期對(dui)表(biao)格的(de)(de)數(shu)據進行歸納總結，便于分析參(can)考。

3、 隧道(dao)各處變(bian)形的(de)具體說(shuo)明。根據各監測點反饋的(de)變(bian)形數據信息，統計隧道(dao)哪(na)些(xie)地方發生了(le)變(bian)形以及(ji)變(bian)形的(de)數據與情況。

4、根據變(bian)形監(jian)(jian)測(ce)的(de)成果進(jin)行分析。結合所(suo)有(you)監(jian)(jian)測(ce)數據統(tong)計出(chu)變(bian)形監(jian)(jian)測(ce)的(de)成果，對此(ci)成果進(jin)行分析，給出(chu)對本次隧道施(shi)工期(qi)間(jian)變(bian)形監(jian)(jian)測(ce)技術的(de)意(yi)見，完善監(jian)(jian)測(ce)技術的(de)不足。

結論

正確有效地采用變形(xing)監測(ce)技(ji)術(shu)對隧(sui)道(dao)施(shi)(shi)(shi)工進行監控測(ce)量，不但(dan)保障了施(shi)(shi)(shi)工的(de)(de)安全，而且大大提(ti)升了施(shi)(shi)(shi)工的(de)(de)質量，變形(xing)監測(ce)技(ji)術(shu)的(de)(de)成果(guo)數據還能反饋施(shi)(shi)(shi)工技(ji)術(shu)的(de)(de)不足與缺陷(xian)，使(shi)技(ji)術(shu)人(ren)員綜合數據，完善優化施(shi)(shi)(shi)工方案，加快施(shi)(shi)(shi)工進度，避免很多安全問(wen)題的(de)(de)出現。

【參考文獻】

[1]華錫生, 田林亞. 安全(quan)監測原理與方法[ M] . 南(nan)京: 河海大學出版社, 2007.

篇5

【關鍵(jian)詞】：隧道工程，盾構姿(zi)態，自動測(ce)量，系統開發

1引言

盾構機(ji)姿態(tai)實時(shi)正確測定，是隧道順利推進(jin)和確保工程(cheng)質量的前提，其重要(yao)性不言而喻。在盾構機(ji)自(zi)動化程(cheng)度越來越高的今(jin)天(tian)，甚至日掘(jue)進(jin)量超過二十米，可想而知，測量工作的壓力是相當大的。這(zhe)不僅要(yao)求精度高，不出(chu)錯；還必(bi)須速度快，對工作面交(jiao)叉影響盡可能小。因此，為了能夠在隧道施工過程(cheng)中及時(shi)準確給出(chu)方(fang)向(xiang)偏差，并(bing)予以指(zhi)導(dao)糾偏，國內外均(jun)有研制的精密自(zi)動導(dao)向(xiang)系統用于(yu)隧道工程(cheng)中，對工程(cheng)起(qi)到了很好的保證作用。

1.1國內使用簡況(kuang)

國(guo)(guo)(guo)內(nei)隧道施工中測(ce)(ce)量盾(dun)構機姿(zi)態所采用的自動監測(ce)(ce)系(xi)(xi)統有(you)：德國(guo)(guo)(guo)VMT公(gong)司的SLS—T方(fang)向(xiang)引(yin)導系(xi)(xi)統；英國(guo)(guo)(guo)的ZED系(xi)(xi)統；日本TOKIMEC的TMG—32B（陀(tuo)螺儀）方(fang)向(xiang)檢測(ce)(ce)裝置(zhi)等等。所采用的設備(bei)都是(shi)由國(guo)(guo)(guo)外(wai)進口來的。據了解，目前有(you)些地(di)鐵工程中（如廣州、南京）在用SLS—T系(xi)(xi)統，應用效果尚好。

總的(de)來(lai)(lai)看，工(gong)程(cheng)中使用自動系統的(de)較少。究(jiu)其原因：一是設備(bei)費或租賃費較昂貴；二是對使用者要求高，普通技術人員不易掌握；三是有些系統的(de)操作和維護較人工(gong)方法復雜，在精度可靠性上(shang)要輔助其它(ta)方法來(lai)(lai)保證。

1.2國外系統簡況

國外現有系(xi)統(tong)(tong)其依據的測量(liang)(liang)原理(li)，是(shi)把盾構機各個姿態量(liang)(liang)（包括：坐標量(liang)(liang)—X.Y.Z，方位偏角(jiao)、坡度(du)差(cha)、軸向(xiang)轉角(jiao)）分別進(jin)行測定，準(zhun)確性和時效性受系(xi)統(tong)(tong)構架原理(li)和測量(liang)(liang)方法限制，其系(xi)統(tong)(tong)或者很復(fu)雜(za)而降低(di)了(le)(le)系(xi)統(tong)(tong)的運行穩定性，加(jia)大了(le)(le)投(tou)入的成本(ben)，或者精度(du)偏低(di)，或者功能不(bu)足，需配合其他手段(duan)才(cai)能完(wan)成。

國外(wai)生產的(de)盾(dun)構(gou)(gou)設備(bei)一(yi)般(ban)備(bei)有(you)可選各自(zi)成套的(de)測量與(yu)(yu)控制(zhi)系統，作業方(fang)式主要以(yi)單點測距(ju)定位(wei)、輔以(yi)激光(guang)方(fang)向(xiang)指向(xiang)接收靶(ba)來檢測橫向(xiang)與(yu)(yu)垂向(xiang)偏移量的(de)形(xing)式為主。另外(wai)要有(you)縱、橫兩個精(jing)密測傾儀輔助(zhu)[7]。有(you)些(xie)（日本(ben)）盾(dun)構(gou)(gou)機(ji)廠商提(ti)供的(de)測控裝置(zhi)中包括陀螺(luo)定向(xiang)儀，采(cai)用角度與(yu)(yu)距(ju)離積分(fen)的(de)計算方(fang)法[1][2]，對較長距(ju)離和較長時(shi)間推進后的(de)盾(dun)構(gou)(gou)機(ji)方(fang)位(wei)進行校核(he)，但精(jing)度偏低，對推進只(zhi)起到(dao)有(you)限的(de)參考作用。

2系(xi)統開發思(si)路與(yu)功能(neng)特點

2.1開發思路

基(ji)于對已有同類系統(tong)(tong)優缺點的(de)分析，為達到更好的(de)實用效果，我們就(jiu)此從新(xin)進行整體(ti)設計(ji)(ji)，理(li)(li)(li)論(lun)原(yuan)理(li)(li)(li)和(he)方(fang)法同過(guo)(guo)去有所(suo)不同，主要體(ti)現在：其(qi)一，系統(tong)(tong)運行不采用直接(jie)(jie)激光指(zhi)向接(jie)(jie)收靶的(de)引導方(fang)式，而(er)是根據測點精確坐標值(zhi)來(lai)對盾構機剛體(ti)進行獨立解(jie)算(suan)(suan)，計(ji)(ji)算(suan)(suan)盾構姿態元素的(de)精確值(zhi)，擯(bin)棄以往積分推算(suan)(suan)方(fang)法，防(fang)止誤差(cha)積累；其(qi)二，選用具有自主開發(fa)功能(neng)的(de)高(gao)精度全(quan)自動化(hua)的(de)測量(liang)機器人，測量(liang)過(guo)(guo)程(cheng)達到完(wan)全(quan)自動化(hua)和(he)計(ji)(ji)算(suan)(suan)機智能(neng)控制；其(qi)三(san)，在理(li)(li)(li)論(lun)上將(jiang)平面(mian)加(jia)高(gao)程(cheng)的(de)傳(chuan)統(tong)(tong)概念，按空間向量(liang)歸算(suan)(suan)，在理(li)(li)(li)論(lun)上以三(san)維向量(liang)表達，簡化(hua)測量(liang)設置方(fang)式和(he)計(ji)(ji)算(suan)(suan)過(guo)(guo)程(cheng)。

目(mu)前(qian)全站儀具(ju)備了過去所沒有的自動搜索、自動瞄準、自動測(ce)量(liang)等多種高級功能，還具(ju)有再開發(fa)的能力，這為我們得以找到(dao)另外的測(ce)量(liang)盾構機姿(zi)態的方法，提(ti)供了思路上和(he)技術上的新(xin)途徑。

系(xi)統(tong)開發著眼于克(ke)服傳統(tong)測(ce)控方式(shi)的(de)缺點(dian)，提高(gao)觀測(ce)可靠性和(he)測(ce)量的(de)及時性，減少(shao)時間占用(yong)，最大限度(du)降低人工(gong)測(ce)量勞動(dong)強度(du)，避免大的(de)偏差出(chu)現，有(you)利于盾構(gou)(gou)施工(gong)進(jin)度(du)，提高(gao)施工(gong)質量，在(zai)總體上提高(gao)盾構(gou)(gou)法隧道施工(gong)水平。系(xi)統(tong)設(she)計(ji)上改進(jin)其(qi)他方式(shi)的(de)缺點(dian)，在(zai)盾構(gou)(gou)推進(jin)過(guo)程中無需人工(gong)干預，實現全自動(dong)盾構(gou)(gou)姿(zi)態測(ce)量。

2.2原理與功能特點

盾構(gou)機(ji)能(neng)夠(gou)按(an)照(zhao)設(she)計線路正確(que)推(tui)進(jin)，其前提是(shi)及(ji)時測量、得到(dao)其準確(que)的(de)空(kong)間(jian)位置和姿(zi)態(tai)方向，并以(yi)此為依(yi)據來控制(zhi)盾構(gou)機(ji)的(de)推(tui)進(jin)，及(ji)時進(jin)行糾(jiu)正。系統功能(neng)特點與以(yi)往(wang)方式不同，主要表(biao)現在：

(1)獨特(te)的(de)同(tong)步跟(gen)進(jin)方(fang)式：本系統采用同(tong)步跟(gen)進(jin)測(ce)量方(fang)式，較好克(ke)服(fu)了隨著(zhu)掘進(jin)面推(tui)進(jin)測(ce)點越來越遠造成的(de)觀測(ce)困(kun)難和不便。

(2)免(mian)除輔助傳感器設備(bei)，六要素一次給出（六自(zi)由(you)度）。

(3)三(san)維(wei)向量導(dao)線計算(suan)：系統充分利用測量機(ji)器人(ren)(LeicaTCA全站(zhan)儀)的已有功能，直接測量點的三(san)維(wei)坐標（X，Y，Z）,采用新算(suan)方法——“空間向量”進(jin)行嚴密的姿(zi)態(tai)要素求解。

(4)運(yun)行穩(wen)定精(jing)度高：能充(chong)分滿足隧(sui)道工程施工對精(jing)度控制(zhi)的(de)要求以及對運(yun)行穩(wen)定性的(de)要求。

(5)適用(yong)性強：能耐高低溫(wen)，適于(yu)條件較差的(de)(de)施工環境中的(de)(de)正常運行(xing)（溫(wen)度變(bian)化大，濕度高，有震動的(de)(de)施工環境）。

圖1系(xi)統主信息界面示意(yi)

系(xi)統連續跟(gen)蹤(zong)測定當前(qian)(qian)盾(dun)(dun)(dun)(dun)構(gou)機的(de)(de)三(san)維空間(jian)位置(zhi)、姿態(tai)，和(he)(he)設(she)(she)計軸(zhou)線進(jin)行比(bi)較獲得偏差(cha)信息。在計算機屏(ping)幕(mu)上顯示的(de)(de)主要信息如圖(tu)一所示。包(bao)括：盾(dun)(dun)(dun)(dun)構(gou)機兩端(duan)（切口中心和(he)(he)盾(dun)(dun)(dun)(dun)尾中心）的(de)(de)水平偏差(cha)和(he)(he)垂直偏差(cha)及盾(dun)(dun)(dun)(dun)構(gou)機剛體三(san)個姿態(tai)轉角(jiao)：1)盾(dun)(dun)(dun)(dun)購機水平方(fang)向偏轉角(jiao)（方(fang)位角(jiao)偏差(cha)）、2)盾(dun)(dun)(dun)(dun)構(gou)機軸(zhou)向旋轉角(jiao)、3)盾(dun)(dun)(dun)(dun)構(gou)機縱向坡(po)度差(cha)（傾斜角(jiao)差(cha)），以及測量時(shi)間(jian)和(he)(he)盾(dun)(dun)(dun)(dun)構(gou)機切口的(de)(de)當前(qian)(qian)里程，并顯示盾(dun)(dun)(dun)(dun)構(gou)機切口所處位置(zhi)的(de)(de)線路(lu)設(she)(she)計要素。

2.3運行流程

系(xi)統(tong)采用跟(gen)蹤式(shi)全自(zi)(zi)動全站儀（測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)機(ji)(ji)器人），在(zai)計算(suan)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)遙控(kong)下(xia)完(wan)成盾(dun)構實時(shi)姿態跟(gen)蹤測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)。測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)方式(shi)如圖二所(suo)示：由(you)固(gu)定(ding)(ding)在(zai)吊(diao)籃(lan)（或隧道(dao)壁）上(shang)的(de)(de)(de)(de)一臺自(zi)(zi)動全站儀[T2]和固(gu)定(ding)(ding)于隧道(dao)內(nei)的(de)(de)(de)(de)一個(ge)后視點(dian)Ba，組(zu)成支導(dao)線(xian)的(de)(de)(de)(de)基(ji)準(zhun)(zhun)點(dian)與基(ji)準(zhun)(zhun)線(xian)。按連續(xu)導(dao)線(xian)形式(shi)沿(yan)盾(dun)構推(tui)進(jin)方向(xiang)，向(xiang)前延伸(shen)傳遞(di)給在(zai)同步跟(gen)進(jin)的(de)(de)(de)(de)車架(jia)頂上(shang)安(an)置(zhi)的(de)(de)(de)(de)另(ling)一臺自(zi)(zi)動全站儀[T1]及棱鏡，由(you)測(ce)(ce)(ce)站[T1]測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)安(an)置(zhi)于盾(dun)構機(ji)(ji)內(nei)的(de)(de)(de)(de)固(gu)定(ding)(ding)點(dian){P1}、{P2}、{P3}，得到三點(dian)的(de)(de)(de)(de)坐(zuo)標(biao)(biao)。盾(dun)構機(ji)(ji)本體上(shang)只設(she)定(ding)(ding)三個(ge)目標(biao)(biao)測(ce)(ce)(ce)點(dian)。該方式(shi)能較(jiao)好地解決激(ji)光指向(xiang)式(shi)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)痼(gu)疾——對曲線(xian)段(duan)推(tui)進(jin)時(shi)基(ji)準(zhun)(zhun)站設(she)置(zhi)與變遷(qian)頻繁的(de)(de)(de)(de)問題。

2.4剛體原理

盾(dun)構機(ji)體(ti)(ti)作為剛體(ti)(ti)，理(li)論上不難理(li)解，剛體(ti)(ti)上三個(ge)不共線的點(dian)(dian)唯一(yi)地確定(ding)其空間位(wei)置與(yu)姿(zi)態。由三測點(dian)(dian)的實(shi)時(shi)坐(zuo)標(biao)值，按向量歸算方法(fa)（另文），解算得出盾(dun)構機(ji)特(te)(te)征(zheng)(zheng)點(dian)(dian)坐(zuo)標(biao)與(yu)姿(zi)態角度精確值。即(ji)通過三維(wei)向量歸算直接求得盾(dun)構機(ji)切口和(he)盾(dun)尾特(te)(te)征(zheng)(zheng)部位(wei)中心(xin)點(dian)(dian)O1和(he)O2當前的三維(wei)坐(zuo)標(biao)（X01、Y01、Z01和(he)X02、Y02、Z02）。同時(shi)根據(ju)里程得到設計(ji)所(suo)對應的理(li)論值，兩者(zhe)比較得出偏差(cha)量。

2.5系統(tong)初始化操作

系統(tong)初始化包(bao)括四項(xiang)內容：

1)設(she)置盾構機目標測(ce)點(dian)和(he)后視基(ji)準點(dian)；

2)固(gu)定站(zhan)和動態(tai)站(zhan)上全站(zhan)儀安置(zhi)；

3)盾(dun)構控制室內計(ji)算機與全站(zhan)儀通訊纜連(lian)接(jie)；

4)系統運行(xing)初態數據(ju)測(ce)定和輸(shu)入(ru)。

在固定(ding)站(zhan)[T2]換(huan)位時，相關的初態(tai)數(shu)據(ju)須重(zhong)測重(zhong)設，而其(qi)他幾項只在首次(ci)安裝時完成即可(ke)。

F1鍵啟動系統。固定的(de)(de)[T2]全站(zhan)儀(yi)后視(shi)隧道(dao)壁上(shang)(shang)的(de)(de)Ba后視(shi)點（棱鏡）進(jin)行系統的(de)(de)測(ce)量定向。[T2]和(he)安(an)裝(zhuang)于盾(dun)構機(ji)車架頂上(shang)(shang)的(de)(de)[T1]全站(zhan)儀(yi)（隨車架整(zheng)體移動）以及固定于盾(dun)構機(ji)內的(de)(de)測(ce)量目標（反射鏡）P1、P2、P3構成支(zhi)導(dao)線進(jin)行導(dao)線自(zi)動測(ce)量。

2.6運行操作與控(kong)制

本系統(tong)在兩個測站點(dian)[T1]、[T2]安(an)裝自動(dong)(dong)全站儀，由通(tong)信線與計算(suan)機連接，除計算(suan)機“開(kai)”與“關”外，運行中無須人員操作(zuo)和干予(yu)，計算(suan)機啟動(dong)(dong)后直(zhi)接進入自動(dong)(dong)測量(liang)狀(zhuang)態界面，當系統(tong)周(zhou)而復(fu)始連續循環(huan)運行時，能夠智(zhi)能分析工作(zuo)狀(zhuang)態來調整循環(huan)周(zhou)期（延(yan)遲(chi)時間），直(zhi)到命令停止測量(liang)或(huo)退出。

3系統軟件與(yu)設備構(gou)成

3.1軟(ruan)件開發依據的基礎

測量(liang)(liang)要素(su)獲得是系(xi)(xi)統(tong)工(gong)作的基礎，選用瑞士Leica公司TCA自動(dong)全(quan)站(zhan)儀(yi)（測量(liang)(liang)機(ji)(ji)器人）及相應的配件(jian)，構成運行硬件(jian)基礎框架(jia)。基于TCA自動(dong)全(quan)站(zhan)儀(yi)系(xi)(xi)列的接口軟(ruan)件(jian)GeoCom和空間向(xiang)量(liang)(liang)理(li)論及定位(wei)計算方法，實現即(ji)時空間定位(wei)，這在設計原理(li)上不同于現有同類系(xi)(xi)統(tong)。系(xi)(xi)統(tong)通過(guo)啟(qi)動(dong)自動(dong)測量(liang)(liang)運行程序，讓IPC機(ji)(ji)和通訊設備遙控(kong)全(quan)站(zhan)儀(yi)自動(dong)進行測量(liang)(liang)，完成全(quan)部跟(gen)蹤跟(gen)進測量(liang)(liang)任務。

3.2系統硬(ying)件組成(cheng)的五(wu)個部分

■全自動全站儀

測(ce)量(liang)(liang)主機采用瑞士徠(lai)卡公司(si)的(de)TCA1800自動測(ce)量(liang)(liang)全站(zhan)儀，它是目前同類(lei)儀器中性(xing)能(neng)最完善可靠的(de)儀器之一(yi)。TCA1800的(de)測(ce)角精(jing)度為(wei)(wei)±1”、測(ce)距精(jing)度為(wei)(wei)1mm+2ppm；儀器可以在同視場范圍內安裝二個棱鏡(jing)并實現(xian)精(jing)密測(ce)量(liang)(liang)，使觀測(ce)點(dian)設置自由靈活(huo)，大(da)大(da)提(ti)高了系統測(ce)量(liang)(liang)的(de)精(jing)度。

■測量附屬設備

包(bao)括棱鏡和反射片等。

■自動整平基座

德國原(yuan)裝設備，糾平范圍大(10o48’)，反應快速(su)靈敏(±32”)。

■工業計算機

系統控制采用(yong)日本(ben)的CONTECIPCRT/L600S計算(suan)機，它能在(zai)震動狀(zhuang)態、5。~50。C及80%相對(dui)濕度環境中(zhong)正常運行，工礦環境下(xia)能夠防(fang)塵、防(fang)震、防(fang)潮。其配置(zhi)如下(xia)：

——Pentiun(r)-MMX233HZ處理器

——32M內存

——10G硬盤或更(geng)高(gao)

——3.5英寸軟驅(qu)

——SuperVGA1024*768液(ye)晶顯(xian)示器

——PC/AT（101/102鍵(jian)）鍵(jian)盤接口

——標準(zhun)PS/2鼠標接口

——8串口多(duo)功能卡（內置于(yu)計(ji)算機擴展槽）

■雙向通訊（全(quan)站(zhan)儀D計(ji)算(suan)機(ji)）設(she)備

系統長距(ju)離(li)(li)雙向數據(ju)通訊(xun)(xun)設備采用國內(nei)先進的(de)元器件，性能(neng)優良，使(shi)得本系統通訊(xun)(xun)距(ju)離(li)(li)允許(xu)長達1000米(mi)（通常200米(mi)以(yi)內(nei)即滿足系統使(shi)用要(yao)求），故障率較國外(wai)同類系統低得多，約減(jian)少(shao)90％以(yi)上。通訊(xun)(xun)原理(li)如圖三(san)所(suo)示(shi)。

3.3系統硬件組成簡單(dan)的優(you)勢(shi)

從(cong)設備(bei)(bei)構成可知，系(xi)(xi)統不(bu)使用陀螺儀(yi)，也(ye)不(bu)必配(pei)裝激光發射接收(shou)裝置，并(bing)舍去其他許多系(xi)(xi)統所依(yi)賴的傳感設備(bei)(bei)或(huo)測(ce)傾儀(yi)設備(bei)(bei)，從(cong)而最(zui)大(da)限度地簡(jian)化了(le)(le)系(xi)(xi)統構成，系(xi)(xi)統簡(jian)化提(ti)高了(le)(le)其健壯性，系(xi)(xi)統實現最(zui)簡(jian)和(he)最(zui)優。

帶來上述(shu)優點(dian)的(de)(de)原(yuan)因，在于機器人良(liang)好的(de)(de)性能(neng)(neng)和高精度(du)以(yi)及(ji)定(ding)位(wei)(wei)原(yuan)理(li)上直(zhi)接(jie)采用(yong)三(san)維框架，通(tong)過在計算理(li)論(lun)和方法上突破過去(qu)傳統方式(shi)的(de)(de)框框，使之能(neng)(neng)夠高精度(du)直(zhi)接(jie)給出(chu)(chu)盾(dun)構機上任意(yi)（特征(zheng)）點(dian)的(de)(de)三(san)維坐(zuo)標(biao)（X，Y，Z）以(yi)及(ji)三(san)個方向的(de)(de)（偏轉）角度(du)（α，β，γ），這樣在盾(dun)構機定(ding)位(wei)(wei)定(ding)向中，即使是結構復雜的(de)(de)盾(dun)構機也能(neng)(neng)夠簡單地同時確定(ding)任意(yi)多(duo)個特征(zheng)點(dian)。比如(ru)DOT式(shi)雙(shuang)圓盾(dun)構需解決雙(shuang)軸中心(xin)線位(wei)(wei)或(huo)其他盾(dun)構更(geng)多(duo)軸心(xin)、以(yi)及(ji)鉸(jiao)接(jie)式(shi)變角等(deng)問(wen)題，可(ke)通(tong)過向量和坐(zuo)標(biao)轉換計算解出(chu)(chu)而不(bu)必增(zeng)加必要(yao)觀測。

由(you)此可知，本(ben)構架組(zu)成(cheng)系統的(de)(de)硬(ying)件(jian)部件(jian)少，運行(xing)更加(jia)可靠，較其他(ta)形式(shi)的(de)(de)姿態測(ce)量方式(shi)優點(dian)明顯(xian)。實(shi)際上本(ben)系統的(de)(de)最(zui)大特點(dian)就是由(you)測(ce)量點(dian)的(de)(de)坐標直接解算來直接給(gei)定測(ce)量對象（剛(gang)體）的(de)(de)空間姿態。

另(ling)外特別說明一點(dian)：本(ben)系(xi)(xi)(xi)統由兩臺儀器聯測(ce)時，每(mei)次(ci)測(ce)量都從隧道(dao)基準導(dao)線點(dian)開始，測(ce)量運(yun)行(xing)過程中(zhong)每(mei)點(dian)和每(mei)條邊(bian)在檢驗(yan)通過之后才進行(xing)下步。得到的姿態(tai)結(jie)果均相互(hu)獨(du)立，無累積計算，故系(xi)(xi)(xi)統求(qiu)解計算中(zhong)無累計性誤差存在。因此(ci)，每(mei)次(ci)結(jie)果之間可以相互(hu)起到檢核作用(yong)(yong)，從而(er)避免產(chan)生(sheng)人為的或系(xi)(xi)(xi)統數據(ju)的運(yun)行(xing)錯誤。這種每(mei)次(ci)直接給出獨(du)立盾(dun)構機(ji)姿態(tai)六要素（X，Y，Z，α，β，γ）的測(ce)算模式(shi)，在同類系(xi)(xi)(xi)統中(zhong)是首次(ci)采用(yong)(yong)。

冗余觀測能夠(gou)避免差錯，也是提(ti)(ti)高精(jing)度的(de)(de)(de)有效(xiao)方法。最(zui)短可設置每三分(fen)鐘測定一(yi)次盾構機(ji)姿態，由此產(chan)生足量冗余，不僅(jin)確保(bao)了(le)結果的(de)(de)(de)準確，也保(bao)證了(le)提(ti)(ti)供指(zhi)導信息(xi)的(de)(de)(de)及時(shi)(shi)性，同時(shi)(shi)替代(dai)了(le)隧(sui)道(dao)不良(liang)環境(jing)中的(de)(de)(de)人工作(zuo)業，改善了(le)盾構隧(sui)道(dao)施工信息(xi)化中的(de)(de)(de)一(yi)個(ge)重要但(dan)較薄弱的(de)(de)(de)環節。

4工程應用及結論

4.1工程應用

上(shang)(shang)海市共和新路(lu)高架工(gong)程中山北路(lu)站(zhan)～延長(chang)路(lu)站(zhan)區間盾(dun)構(gou)推(tui)進工(gong)程，本系統在該隧道的盾(dun)構(gou)掘(jue)進中成功應用，實現(xian)實時自動測(ce)量，通(tong)過了貫通(tong)檢驗。該工(gong)程包括上(shang)(shang)行(xing)線(xian)(xian)和下(xia)行(xing)線(xian)(xian)二(er)條隧道，單線(xian)(xian)全長(chang)1267米。每條隧道包含(han)15段(duan)(duan)平曲(qu)(qu)線(xian)(xian)（直線(xian)(xian)、緩和曲(qu)(qu)線(xian)(xian)、圓曲(qu)(qu)線(xian)(xian)）和17段(duan)(duan)豎曲(qu)(qu)線(xian)(xian)（坡(po)度(du)線(xian)(xian)、圓曲(qu)(qu)線(xian)(xian)），線(xian)(xian)型復(fu)雜。

盾(dun)構(gou)姿態自動(dong)監測(ce)系(xi)(xi)(xi)統于(yu)2001年12月11日(ri)至2002年3月7日(ri)在盾(dun)構(gou)推(tui)進施工中調試應用(yong)。首先(xian)在下行(xing)線（里程SK15+804～SK16+103）安(an)裝自動(dong)監測(ce)系(xi)(xi)(xi)統，調試獲得成功，由于(yu)下行(xing)線推(tui)進前(qian)方遇(yu)到(dao)灌(guan)注樁障礙被迫停工，自動(dong)監測(ce)系(xi)(xi)(xi)統轉移(yi)安(an)裝到(dao)上(shang)行(xing)線的盾(dun)構(gou)推(tui)進施工中使用(yong)，直(zhi)到(dao)上(shang)行(xing)線于(yu)2002年3月7日(ri)準確(que)貫通，取得滿意結(jie)果(guo)。

4.2系統運行結果精度分析

盾構(gou)機(ji)非推(tui)進狀態的實測數據精度估計分(fen)析

通過(guo)實(shi)驗(yan)(yan)調試(shi)和(he)(he)施工運行引導推(tui)(tui)進(jin)表明，系統(tong)在(zai)盾(dun)(dun)構(gou)(gou)推(tui)(tui)進(jin)過(guo)程中(zhong)連續(xu)跟蹤測(ce)量(liang)盾(dun)(dun)構(gou)(gou)機(ji)(ji)(ji)姿(zi)態(tai)運行狀(zhuang)況良好(hao)。測(ce)量(liang)一(yi)次大約2~3分鐘。在(zai)“停止”狀(zhuang)態(tai)測(ce)得數(shu)據中(zhong)，里程是不(bu)變的(de)(de)(de)，此(ci)時的(de)(de)(de)偏(pian)(pian)差(cha)變化，直接反映出系統(tong)在(zai)低度干(gan)擾狀(zhuang)態(tai)下的(de)(de)(de)內(nei)符合穩定性，其數(shu)據——偏(pian)(pian)差(cha)量(liang)用來(lai)指導盾(dun)(dun)構(gou)(gou)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)掘(jue)進(jin)和(he)(he)糾偏(pian)(pian)。盾(dun)(dun)構(gou)(gou)不(bu)推(tui)(tui)進(jin)所測(ce)定盾(dun)(dun)構(gou)(gou)機(ji)(ji)(ji)偏(pian)(pian)差(cha)的(de)(de)(de)較差(cha)<±1cm，盾(dun)(dun)構(gou)(gou)推(tui)(tui)進(jin)時測(ce)定盾(dun)(dun)構(gou)(gou)機(ji)(ji)(ji)偏(pian)(pian)差(cha)的(de)(de)(de)誤(wu)差(cha)<±2cm。表三中(zhong)和(he)(he)人工測(ce)量(liang)的(de)(de)(de)結果(guo)對比，考(kao)慮對盾(dun)(dun)構(gou)(gou)機(ji)(ji)(ji)特征點(dian)預置是獨立操作的(de)(de)(de)，從而存在(zai)的(de)(de)(de)不(bu)共點(dian)誤(wu)差(cha)，由此(ci)推(tui)(tui)估測(ce)量(liang)結果(guo)和(he)(he)人工測(ce)量(liang)是一(yi)致(zhi)的(de)(de)(de)，在(zai)盾(dun)(dun)構(gou)(gou)機(ji)(ji)(ji)貫(guan)通進(jin)洞時得到驗(yan)(yan)證。

4.3開發與應用小(xiao)結

經數據(ju)隨機(ji)抽樣統計(ji)計(ji)算得出中誤差(cha)(cha)（表一、表二）表明：以兩倍中誤差(cha)(cha)為限值，盾(dun)構機(ji)停止和推進兩種狀態偏差(cha)(cha)結果(guo)的中誤差(cha)(cha)均小于±20毫米，滿足規(gui)范要(yao)求。

為(wei)了(le)檢(jian)核盾構姿態(tai)自動(dong)(dong)監測(ce)系(xi)統的實測(ce)精(jing)度，仍采用常規的人工測(ce)量方(fang)法(fa)，測(ce)定(ding)切(qie)口和(he)盾尾(wei)(wei)的水平偏差(cha)和(he)垂直偏差(cha)，并與同里(li)程(cheng)的自動(dong)(dong)測(ce)量記(ji)錄相比較（表三），求得二者的較差(cha)()。由于(yu)二者各自確定(ding)的切(qie)口中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)點(dian)(dian)(dian)O1和(he)盾尾(wei)(wei)中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)點(dian)(dian)(dian)O2不(bu)一致偏差(cha)約為(wei)2cm，所以各自測(ce)定(ding)的偏差(cha)不(bu)是相對于(yu)同一中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)點(dian)(dian)(dian)的，即二者之間先期存在著系(xi)統性差(cha)值。

通過工程實(shi)用運行，對多種困難條件適應性(xing)檢驗(yan)，系統(tong)表現出良好的性(xing)能：

1)實時性——系統自動(dong)測量(liang)反映當前盾構機(ji)空間(六(liu)自由度)狀(zhuang)態；

2)動(dong)態性——系統自動(dong)跟(gen)蹤跟(gen)進，較(jiao)好解決了彎道轉向(xiang)問題；

3)簡易性(xing)——系統結構(gou)簡單合(he)理，操作和維護方便，易于推廣(guang)使用；

4)快速性(xing)——系統(tong)測量一(yi)次僅需約兩分鐘；

5)準確(que)性——結果準確(que)精度高，滿足規范要求(qiu)，在(zai)各種工況狀態都小于±20毫米；

6)穩(wen)定性——適應震動潮(chao)濕的地下隧道環境，系統可以長期(qi)連續(xu)運行。

本系統已成(cheng)功(gong)用(yong)于上海市(shi)復興(xing)東(dong)路越江(jiang)隧道?11.22米(mi)大型(xing)泥(ni)水平(ping)衡盾(dun)構推進(jin)中。我們(men)相信(xin)對(dui)于結(jie)構簡單，運行穩定，精確度高，維護方便的盾(dun)構姿(zi)態自動(dong)監測系統，在盾(dun)構施工(gong)中將發(fa)揮其應有作用(yong)。

[參考文獻]

[1]隧道工程，上海科(ke)學技術出版社，1999年7月，劉建(jian)航主編

[2]地鐵一號線工程(cheng)，上海科學(xue)技術出版社，1999年7月(yue)，劉建(jian)航主編(bian)

[3]TPS1000經緯儀定位系統(tong)使用手(shou)冊，Leica儀器有限公司

[4]盾構姿(zi)態自動監測系統研究(jiu)與開(kai)發報告(gao)，2002年4月，上海市政(zheng)二(er)公司

[5]杭州灣交通(tong)通(tong)道數據信(xin)息管理系統設計與開發，華東公(gong)路(lu)，1998.3，岳秀平

[6]GeoCOMReferenceManualVersion2.20，LeicaAG，CH-9435Heerbrugg(Switzerland)

篇6

關鍵詞：公路隧道 監控量測 回歸分析 拱頂(ding)下(xia)沉 位(wei)移

中圖分類號(hao)：X734 文獻(xian)標識(shi)碼(ma)：A 文章(zhang)編號(hao)：

1 前言

目前國(guo)內(nei)外(wai)山(shan)(shan)嶺隧(sui)(sui)道(dao)設計施工(gong)基礎理論(lun)為新奧(ao)法，新奧(ao)法主要(yao)內(nei)容可以概括為一(yi)個(ge)核心(xin)三個(ge)基本點，一(yi)個(ge)核心(xin)即為利用(yong)(yong)圍(wei)(wei)(wei)巖(yan)(yan)(yan)的(de)(de)自承內(nei)力(li)使(shi)圍(wei)(wei)(wei)巖(yan)(yan)(yan)和支(zhi)護結構達(da)到(dao)平衡狀態；三個(ge)基本點分(fen)別為：一(yi)是(shi)(shi)運用(yong)(yong)監(jian)控(kong)(kong)(kong)量測(ce)(ce)手段(duan)時(shi)刻關注圍(wei)(wei)(wei)巖(yan)(yan)(yan)變化情(qing)況；二是(shi)(shi)適(shi)時(shi)支(zhi)護，在最合理時(shi)間內(nei)進(jin)行(xing)支(zhi)護；三是(shi)(shi)光面爆破，減少出(chu)現應力(li)集中情(qing)況[1][2]。可見監(jian)控(kong)(kong)(kong)量測(ce)(ce)在山(shan)(shan)嶺隧(sui)(sui)道(dao)施工(gong)中占有重(zhong)要(yao)的(de)(de)地位，雖然國(guo)內(nei)外(wai)大(da)量學者技術(shu)人員對(dui)(dui)監(jian)控(kong)(kong)(kong)量測(ce)(ce)進(jin)行(xing)了大(da)量的(de)(de)研究分(fen)析(xi)，但目前國(guo)內(nei)隧(sui)(sui)道(dao)施工(gong)中監(jian)控(kong)(kong)(kong)量測(ce)(ce)實際使(shi)用(yong)(yong)效果并(bing)不(bu)是(shi)(shi)很理想，問題(ti)根(gen)源主要(yao)有以下幾個(ge)方(fang)面：一(yi)是(shi)(shi)監(jian)控(kong)(kong)(kong)量測(ce)(ce)并(bing)未(wei)得到(dao)現場施工(gong)單位應有的(de)(de)重(zhong)視，即使(shi)實施了監(jian)控(kong)(kong)(kong)量測(ce)(ce)，也未(wei)發揮監(jian)控(kong)(kong)(kong)量測(ce)(ce)應有的(de)(de)作用(yong)(yong)；二是(shi)(shi)實施監(jian)控(kong)(kong)(kong)量測(ce)(ce)的(de)(de)技術(shu)人員功底較薄，其(qi)對(dui)(dui)監(jian)控(kong)(kong)(kong)量測(ce)(ce)的(de)(de)理解只停留(liu)在判斷圍(wei)(wei)(wei)巖(yan)(yan)(yan)是(shi)(shi)否安全(quan)的(de)(de)階段(duan)；三是(shi)(shi)監(jian)控(kong)(kong)(kong)量測(ce)(ce)現場環境較差，數據(ju)采集往往誤差較大(da)，影響技術(shu)人員分(fen)析(xi)。本文主要(yao)是(shi)(shi)結合筆者多(duo)年的(de)(de)隧(sui)(sui)道(dao)施工(gong)經驗，針(zhen)對(dui)(dui)目前監(jian)控(kong)(kong)(kong)量測(ce)(ce)存在問題(ti)提出(chu)了自己的(de)(de)見解并(bing)給出(chu)具體分(fen)析(xi)實例。

2 監控量測簡介

我國(guo)《公(gong)路(lu)(lu)隧道設(she)計規范》（JTG D70—2004）和《公(gong)路(lu)(lu)隧道施工技術規范》（JTG/F60—2009）[3][4]對公(gong)路(lu)(lu)隧道監控量(liang)測(ce)目(mu)的(de)(de)、測(ce)點布設(she)、精(jing)度(du)要求、數據(ju)處理和數據(ju)分析給出(chu)了較為詳細(xi)的(de)(de)論述(shu)，并推薦(jian)了三種回歸分析函數。現將必測(ce)項目(mu)周邊收斂、拱(gong)頂下(xia)(xia)沉和地表(biao)下(xia)(xia)沉采用的(de)(de)儀器及目(mu)的(de)(de)做一簡要說明(ming)：

表1 必測項目及其監測方式

上述表格(ge)給出了必測(ce)項目幾種常見的監測(ce)手段及其(qi)優缺點，其(qi)中精度主要依據實際(ji)監測(ce)中誤差結果(guo)得到。

3 回歸分析在處理數據中的運用

王建宇在(zai)(zai)文獻(xian)[5]中從全位移角度(du)闡述(shu)了(le)回歸分析(xi)在(zai)(zai)監(jian)控(kong)量測中的運(yun)用，但這與實際監(jian)控(kong)量測有所出(chu)入，本文主要從隧道設計的預(yu)留(liu)變(bian)形量及建筑限界角度(du)重新(xin)剖析(xi)回歸分析(xi)在(zai)(zai)監(jian)控(kong)量測中的運(yun)用。下圖(tu)給出(chu)了(le)回歸分析(xi)擬合曲線示意圖(tu)：

圖1 圍巖位(wei)移(yi)與時間(jian)關系(xi)示(shi)意圖

規范(fan)推薦(jian)了對數(shu)函(han)(han)數(shu)、指數(shu)函(han)(han)數(shu)和雙曲(qu)線函(han)(han)數(shu)三種回歸模(mo)式，其(qi)原(yuan)理一致，即得到的(de)函(han)(han)數(shu)，從而可分(fen)析開(kai)始采集(ji)數(shu)據(ju)前的(de)位移變化情況(kuang)，同(tong)時依據(ju)的(de)數(shu)值判斷圍(wei)巖(yan)及支護(hu)結(jie)構的(de)穩定性。

圖1，橫軸(zhou)(zhou)為(wei)(wei)時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)軸(zhou)(zhou)，縱軸(zhou)(zhou)為(wei)(wei)位(wei)(wei)(wei)移(yi)累計變化軸(zhou)(zhou)，其(qi)中(zhong)時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)=0表示(shi)圍(wei)巖(yan)開(kai)挖(wa)開(kai)始時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)節(jie)(jie)點(dian)（放炮結束時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)），= 為(wei)(wei)開(kai)挖(wa)結束時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)節(jie)(jie)點(dian)，也是(shi)支護開(kai)始時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)節(jie)(jie)點(dian)，= 為(wei)(wei)支護結束后某(mou)時(shi)刻，即開(kai)始測點(dian)布設和數據初始采集時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)節(jie)(jie)點(dian)。故圍(wei)巖(yan)=+++，其(qi)中(zhong)：表示(shi)圍(wei)巖(yan)受隧(sui)道開(kai)挖(wa)引起的所有位(wei)(wei)(wei)移(yi)，表示(shi)可量測得到(dao)的位(wei)(wei)(wei)移(yi)，表示(shi)=至(zhi)=時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)內圍(wei)巖(yan)的位(wei)(wei)(wei)移(yi)，表示(shi)=0至(zhi)=內圍(wei)巖(yan)開(kai)挖(wa)期間(jian)(jian)(jian)(jian)的位(wei)(wei)(wei)移(yi)，表示(shi)圍(wei)巖(yan)開(kai)挖(wa)對引起前方圍(wei)巖(yan)的位(wei)(wei)(wei)移(yi)，通過經驗系數可求得。

因(yin)此，=++與隧道設計的(de)預留(liu)變形(xing)量(liang)(liang)進行比較，從而可知預留(liu)變形(xing)量(liang)(liang)是否滿足設計要求；=+初期支(zhi)護完(wan)成(cheng)后初期支(zhi)護累(lei)計變形(xing)量(liang)(liang)，此值更直觀反映(ying)隧道支(zhi)護結構(gou)的(de)位移(yi)值。

4工程實例分析

4.1 工程概況

感坑隧道(dao)(dao)位(wei)于廈門至成(cheng)都國家高速公路(lu)贛州(zhou)至崇(chong)義（贛湘界）段新建工程(cheng)A3標，為(wei)單向2車道(dao)(dao)連(lian)拱隧道(dao)(dao)，感坑隧道(dao)(dao)位(wei)于上猶縣黃埠(bu)鎮(zhen)小(xiao)感坑村(cun)附(fu)近，隧道(dao)(dao)穿越(yue)小(xiao)感坑村(cun)一小(xiao)山(shan)包。隧道(dao)(dao)起(qi)止(zhi)樁號為(wei)K467+203~K467+480，全長為(wei)277m。本隧道(dao)(dao)均為(wei)半徑R=1318m的(de)左偏圓線上，羅線縱坡(po)為(wei)上下(xia)分別為(wei)2.096％和-1.3％的(de)雙面(mian)坡(po)，隧道(dao)(dao)初(chu)期支護結構符合(he)隧道(dao)(dao)設計規范[3]要求(qiu)。

4.2 數據采集

斷(duan)(duan)面布(bu)(bu)置按《公路隧(sui)(sui)道施工技術(shu)規范》[4]規定，在隧(sui)(sui)道Ⅳ級圍巖每20m布(bu)(bu)設一個拱(gong)頂沉降(jiang)斷(duan)(duan)面，若(ruo)遇到變形(xing)較大時(shi)加(jia)密斷(duan)(duan)面。下表(biao)(biao)給出(chu)(chu)左洞埋深110m 的ZK467+340斷(duan)(duan)面初期支(zhi)護拱(gong)頂沉降(jiang)監測數據(ju)情況，監測數據(ju)顯(xian)示在持續監測一周后(hou)日變化量小(xiao)于0.2mm/day。表(biao)(biao)2給出(chu)(chu)不同時(shi)間ZK467+340斷(duan)(duan)面拱(gong)頂下沉中間測點G1累計變化情況：

表2 拱頂下(xia)沉(chen)實測值(zhi)與時間關系

其中隧(sui)道開挖至出渣完成共耗時7個(ge)小時，支護時間(jian)5個(ge)小時，支護完成后18個(ge)小時開始布設測點(dian)進行數(shu)據初次采(cai)集。

4.3 回歸分析

時(shi)間=30小時(shi)，時(shi)間=12小時(shi)。利用指(zhi)數(shu)函(han)數(shu)，其中表示(shi)(shi)可量測的部分的收(shou)斂值，表示(shi)(shi)數(shu)據變(bian)形發(fa)展的趨勢。

利用Origin軟(ruan)件對表2數據進行回歸(gui)分析(xi)得到G1點的沉降累計變化量和時間函數關系如下：

，上(shang)述(shu)擬(ni)合(he)函(han)數的(de)方差=0.8654，相(xiang)關(guan)系(xi)數平方=0.99416，故擬(ni)合(he)函(han)數與實際測值有較(jiao)好(hao)的(de)擬(ni)合(he)關(guan)系(xi)。

故：=49.2mm，==7.2mm，==9.5mm，開(kai)挖后圍巖拱(gong)頂(ding)部位豎向(xiang)位移=++=65.9mm。

同(tong)時參考(kao)利用(yong)文獻[5]可知=（++），取=0.314，得=30.2mm。

=+++=96.1mm。

上(shang)述分析(xi)(xi)可(ke)知，從(cong)監測(ce)(ce)得到(dao)(dao)數(shu)據(ju)進行(xing)回歸擬合(he)得到(dao)(dao)開挖(wa)面(mian)在(zai)爆破至(zhi)開始(shi)初(chu)(chu)期(qi)(qi)支(zhi)(zhi)護期(qi)(qi)間圍(wei)(wei)(wei)巖(yan)(yan)拱(gong)部(bu)位(wei)移達(da)(da)(da)到(dao)(dao)7.2mm，開始(shi)支(zhi)(zhi)護到(dao)(dao)開始(shi)采集數(shu)據(ju)期(qi)(qi)間圍(wei)(wei)(wei)巖(yan)(yan)（初(chu)(chu)期(qi)(qi)支(zhi)(zhi)護結構）拱(gong)頂部(bu)位(wei)位(wei)移達(da)(da)(da)到(dao)(dao)9.5mm，開始(shi)采集數(shu)據(ju)之后可(ke)測(ce)(ce)得圍(wei)(wei)(wei)巖(yan)(yan)（初(chu)(chu)期(qi)(qi)支(zhi)(zhi)護結構）拱(gong)頂部(bu)位(wei)位(wei)移達(da)(da)(da)到(dao)(dao)49.2mm，由于前面(mian)掌子面(mian)開挖(wa)導致(zhi)的先行(xing)位(wei)移達(da)(da)(da)到(dao)(dao)30.2mm。圍(wei)(wei)(wei)巖(yan)(yan)由于隧道施工在(zai)豎向位(wei)移變(bian)化(hua)可(ke)達(da)(da)(da)到(dao)(dao)96.1mm，圍(wei)(wei)(wei)巖(yan)(yan)變(bian)形大小(xiao)是圍(wei)(wei)(wei)巖(yan)(yan)安(an)全穩(wen)定性(xing)重(zhong)要分析(xi)(xi)依據(ju)，圍(wei)(wei)(wei)巖(yan)(yan)全位(wei)移的大小(xiao)直接反(fan)映了(le)圍(wei)(wei)(wei)巖(yan)(yan)安(an)全狀態。

5結論及建議

依(yi)據隧道實際(ji)施工中不(bu)同階(jie)段(duan)時(shi)間(jian)內圍(wei)巖位(wei)移(yi)變化的(de)(de)不(bu)同含義，確(que)定了四個時(shi)間(jian)段(duan)位(wei)移(yi)值的(de)(de)求(qiu)得(de)方法(fa)，分析圍(wei)巖位(wei)移(yi)變化和(he)時(shi)間(jian)的(de)(de)函數關系，得(de)出了主要以下主要結(jie)論(lun)。

圍巖由于(yu)受到之(zhi)前圍巖的(de)開(kai)挖引起的(de)先期位(wei)(wei)移占圍巖總的(de)位(wei)(wei)移變化較大的(de)比重，分析感坑(keng)隧道ZK467+340斷面數據(ju)可知，先期位(wei)(wei)移達到30.2mm，此位(wei)(wei)移也是(shi)判斷圍巖穩定性(xing)重要依據(ju)；

分析感坑隧(sui)道(dao)ZK467+340斷面數(shu)據(ju)可知，從爆破結(jie)束(shu)至開始(shi)采集數(shu)據(ju)期間，圍巖拱(gong)頂部(bu)位位移變形(xing)量(liang)占(zhan)可測位移變化(hua)量(liang)34%，故對于判斷隧(sui)道(dao)預留變形(xing)量(liang)必(bi)須(xu)使用回歸分析方可得到參照依(yi)據(ju)；

開始(shi)初(chu)期(qi)支(zhi)護至開始(shi)采(cai)集數(shu)據期(qi)間圍(wei)巖（初(chu)期(qi)支(zhi)護）拱頂(ding)部(bu)(bu)分(fen)位(wei)移變形占可測部(bu)(bu)分(fen)數(shu)據19%，故初(chu)期(qi)支(zhi)護時間雖然較短，但此期(qi)間圍(wei)巖變形相對(dui)較大；

從回歸分析過(guo)程(cheng)可知，初始數據采集時間越(yue)早，回歸分析引起的誤差越(yue)小。

參考文獻：

[1] 朱漢華，孫紅(hong)月，楊建輝.公路隧道圍巖(yan)穩定與支護技術[M].北京(jing)：科學(xue)出版社，2007.

[2] 王(wang)建宇.隧(sui)道(dao)(dao)工(gong)程監測和信(xin)息化設計(ji)原理[M].北京(jing)：中國鐵道(dao)(dao)出版社，1990；

[3] 重慶(qing)交通科(ke)研設(she)計(ji)院.公(gong)路隧道設(she)計(ji)規(gui)范[S].北京：人民交通出版社，2004；

篇7

摘要：在(zai)我國(guo)西南、中南地區(qu)，巖(yan)(yan)溶(rong)(rong)地質災(zai)害(hai)分(fen)(fen)布較為(wei)普遍(bian)。由于巖(yan)(yan)溶(rong)(rong)分(fen)(fen)布不明顯(xian)，因(yin)此在(zai)該地區(qu)實(shi)施(shi)(shi)隧(sui)道(dao)(dao)施(shi)(shi)工較為(wei)困難。那么，如何在(zai)巖(yan)(yan)溶(rong)(rong)分(fen)(fen)布較多的地區(qu)進行(xing)隧(sui)道(dao)(dao)施(shi)(shi)工，提高(gao)隧(sui)道(dao)(dao)質量呢？結(jie)合(he)實(shi)際，筆者通過巖(yan)(yan)溶(rong)(rong)對(dui)隧(sui)道(dao)(dao)影響的分(fen)(fen)析，提出了在(zai)巖(yan)(yan)溶(rong)(rong)地區(qu)進行(xing)隧(sui)道(dao)(dao)施(shi)(shi)工的關鍵性(xing)技術，望能拋磚引玉。

關(guan)鍵詞(ci)：巖溶地區 隧道 影響 施工技術

巖溶是地(di)表水和地(di)下水經過不斷(duan)補給、徑流(liu)、滲透(tou)和循(xun)環對可溶性巖層進(jin)行化學(xue)溶解作(zuo)用(yong)和機械破壞作(zuo)用(yong)的(de)(de)(de)產物。作(zuo)為巖溶發育的(de)(de)(de)基本條件，巖石的(de)(de)(de)可溶性和裂(lie)隙性以及水的(de)(de)(de)侵蝕性和流(liu)通性是巖溶地(di)區隧道施(shi)工的(de)(de)(de)難點(dian)。如何提高巖溶地(di)區隧道施(shi)工技術(shu)成了當前業(ye)界所(suo)面臨的(de)(de)(de)重要課題。

一、巖(yan)溶對隧道施工的(de)影響

巖溶(rong)是(shi)地表水和地下水對(dui)可溶(rong)性巖層(ceng)經過(guo)化學作用(yong)和機械破壞作用(yong)而形成的各種地表或地下溶(rong)蝕(shi)現(xian)象的總稱。

在巖溶地(di)區進行隧(sui)道(dao)(dao)工(gong)程的(de)(de)建設，阻力(li)很大(da)。溶洞(dong)位于底部(bu)，因(yin)充(chong)填(tian)物(wu)軟而松，不(bu)利(li)于隧(sui)道(dao)(dao)基底的(de)(de)施(shi)工(gong)；位于上(shang)部(bu)，施(shi)工(gong)時(shi)容(rong)易出現充(chong)填(tian)物(wu)坍塌，不(bu)宜開(kai)挖；有(you)些地(di)區的(de)(de)溶洞(dong)巖質不(bu)堅固，破碎物(wu)較(jiao)多，施(shi)工(gong)時(shi)稍有(you)不(bu)慎，容(rong)易發(fa)生坍塌情(qing)況；的(de)(de)遇到填(tian)滿飽含水(shui)分(fen)的(de)(de)充(chong)填(tian)物(wu)溶囊，當隧(sui)道(dao)(dao)掘進至其(qi)邊(bian)緣時(shi)，含水(shui)充(chong)填(tian)物(wu)不(bu)斷涌入隧(sui)道(dao)(dao)，難以遏止，甚至地(di)表開(kai)裂下沉，山體壓力(li)劇增；在施(shi)工(gong)時(shi)，也(ye)有(you)可能遇上(shang)較(jiao)大(da)的(de)(de)水(shui)囊，導致巖石(shi)、泥土(tu)隨(sui)水(shui)大(da)量沖(chong)向隧(sui)道(dao)(dao)；還有(you)的(de)(de)溶洞(dong)，錯綜復雜(za)、迂(yu)回交錯，其(qi)中的(de)(de)分(fen)支分(fen)布(bu)較(jiao)廣，處理起來(lai)具有(you)一(yi)定的(de)(de)難度。

二、隧道施工常采(cai)取(qu)的主要技術手段

1 地質預報

采取(qu)地質(zhi)(zhi)預報(bao)的方式主要(yao)目的有兩個：1）在施工期間，避免地質(zhi)(zhi)災害(hai)突發，從(cong)而給(gei)(gei)人們的生(sheng)命財(cai)產(chan)安全的危害(hai)；2）對地質(zhi)(zhi)進行(xing)預報(bao)，可隨動態變化的環境及調整設(she)計(ji)內容。目前，我國(guo)地質(zhi)(zhi)預報(bao)的主要(yao)手段(duan)有地質(zhi)(zhi)素描、物(wu)探、鉆(zhan)探及洞探，其檢測的可信度隨其前后順序遞增(zeng)。然而，由于巖溶地質(zhi)(zhi)千變萬化，不(bu)可能僅靠(kao)單一的檢測手段(duan)就(jiu)可準確預報(bao)。下面(mian)是筆者總結出的地質(zhi)(zhi)預報(bao)技術(shu)手段(duan)的優缺點，望能給(gei)(gei)業界人士根據實際需(xu)要(yao)綜合應用：

1）TSP202( TSP203)超前地(di)質預報

a 優點(dian)。（1）使用范圍(wei)廣。該種預(yu)報手(shou)段可在極(ji)軟巖(yan)(yan)(yan)地(di)質中(zhong)監測，也可在極(ji)硬巖(yan)(yan)(yan)中(zhong)工作，因此(ci)使用范圍(wei)廣；（2）跨(kua)度大。能預(yu)報掌子面(mian)前(qian)方100~ 350 m范圍(wei)內的地(di)質狀況, 圍(wei)巖(yan)(yan)(yan)越(yue)硬越(yue)完整(zheng)預(yu)報長度就(jiu)越(yue)大；（3）干擾(rao)小。TSP202( TSP203)超前(qian)地(di)質預(yu)報時(shi)間大約需30分(fen)鐘，在隧道(dao)施(shi)工休息間隙，便可安排(pai)此(ci)項工作；（4）預(yu)報數據及時(shi)。在對現場進行數據采集的第2天，便可出報告(gao)。

b 缺點(dian)(dian)。（1）TSP202( TSP203)超前地(di)(di)質(zhi)(zhi)預(yu)(yu)報是(shi)(shi)根據24個爆破孔(kong)與接收器之(zhi)間(jian)(jian)的(de)彈性(xing)(xing)波(bo)速度(du)(du)的(de)平均值和地(di)(di)質(zhi)(zhi)體(ti)(ti)反射(she)波(bo)到達接收器的(de)時間(jian)(jian)，來(lai)確定(ding)其預(yu)(yu)報地(di)(di)質(zhi)(zhi)體(ti)(ti)距離掌子面的(de)位(wei)置，而實際情況與地(di)(di)質(zhi)(zhi)體(ti)(ti)預(yu)(yu)報的(de)位(wei)置有(you)所不同，導致其準確性(xing)(xing)有(you)些變化；（2）預(yu)(yu)報的(de)精度(du)(du)所能反映出的(de)地(di)(di)質(zhi)(zhi)體(ti)(ti)的(de)寬(kuan)度(du)(du)是(shi)(shi)根據采樣間(jian)(jian)隔和巖體(ti)(ti)彈性(xing)(xing)波(bo)速度(du)(du)來(lai)確定(ding)的(de)；（3）該種預(yu)(yu)報方法對(dui)斷層、弱硬巖接觸面等面狀(zhuang)結構的(de)預(yu)(yu)報較為準確，而對(dui)溶洞等點(dian)(dian)狀(zhuang)地(di)(di)質(zhi)(zhi)體(ti)(ti)的(de)放(fang)射(she)信號不強，尤其是(shi)(shi)寬(kuan)度(du)(du)小于0. 4m 的(de)小型溶洞更(geng)是(shi)(shi)難以(yi)預(yu)(yu)報。

2）地質雷達

a 優點(dian)。（1）在地(di)(di)表探測5~ 30m 范圍(wei)內的(de)地(di)(di)下地(di)(di)層或地(di)(di)質(zhi)異(yi)常體(ti)如溶洞、空隙等(deng))反射信號比(bi)較明(ming)顯；灰(hui)巖地(di)(di)區隧道鋪底前采用中~ 低頻(pin)率的(de)天線(xian)可(ke)作為探明(ming)隧底隱伏巖溶洞穴的(de)手段；（2）而(er)隧道混凝土襯砌質(zhi)量無損檢測可(ke)采用高(gao)頻(pin)率的(de)天線(xian)。

b 缺點。（1）由于雷(lei)(lei)達儀器的密封(feng)性能不好，導致其容(rong)易損壞，且操作不方(fang)便(bian)，不適合遠距離的探測；（2）雷(lei)(lei)達的使(shi)用環境應(ying)較為寬敞，而隧道內(nei)的空間條件不大(da)適合雷(lei)(lei)達的探測，再加上洞內(nei)鋼架(jia)、鋼軌等金(jin)屬構(gou)件的干擾(rao)，使(shi)其探測效(xiao)果不佳(jia)。

3）紅外探測

a 優點。該(gai)儀(yi)器體(ti)形較小，容(rong)易攜帶，操作程(cheng)序簡便，且可對探測地區實施全空間(jian)、全方(fang)位角度(du)的(de)探測，能對隧道空間(jian)及掘進(jin)面(mian)前方(fang)30m范圍(wei)內是否存在隱伏水體(ti)或(huo)含水構造進(jin)行預測，占用隧道施工(gong)的(de)時(shi)間(jian)基本(ben)可忽(hu)略(lve)，后期的(de)數(shu)據分析、總結，簡潔易懂(dong)、耗時(shi)較短。

b 缺點。預測(ce)隧道內(nei)是否存在水體(ti)(ti)只限于(yu)在探(tan)測(ce)點前方(fang)30m 范圍內(nei)，且水體(ti)(ti)的具體(ti)(ti)情況如水量、具體(ti)(ti)方(fang)位等都無法探(tan)測(ce)，可以說紅外探(tan)測(ce)正處于(yu)定性分(fen)析階段，定量分(fen)析還有(you)待(dai)研究。

2 隧道底部(bu)遇到(dao)溶洞的處理技術

對已無太大(da)變(bian)化、空間小且無水的溶洞，可依據其(qi)與隧(sui)道相交(jiao)的位置及其(qi)充(chong)填情況，采用混凝土(tu)、漿砌片石等(deng)予(yu)以回(hui)填封閉。而是(shi)否需要邊墻基礎可根據實際的地(di)質情況來決定。

1）當遇(yu)(yu)到大(da)且深的(de)溶(rong)洞時(shi)， 可采用梁(liang)(liang)拱跨越。實(shi)施這種邊(bian)墻(qiang)基礎(chu)應注意，梁(liang)(liang)端(duan)、拱座應選(xuan)在較(jiao)為(wei)穩固的(de)基石上(shang)進(jin)行建設(she)，為(wei)了(le)增加(jia)穩定性(xing)，也可用混(hun)凝土進(jin)行加(jia)固；2）在溶(rong)洞進(jin)行隧(sui)(sui)道(dao)施工時(shi)，若遇(yu)(yu)到狹(xia)長且深的(de)溶(rong)洞，可加(jia)深該側(ce)的(de)邊(bian)墻(qiang)基礎(chu)通(tong)過(guo)；3）當隧(sui)(sui)道(dao)底部遇(yu)(yu)到較(jiao)大(da)溶(rong)洞并有流水時(shi)，可在隧(sui)(sui)底以下砌筑漿(jiang)砌片石或混(hun)凝土支墻(qiang)，支撐隧(sui)(sui)道(dao)結(jie)構，并在支墻(qiang)內套設(she)涵管引排(pai)溶(rong)洞水；4）若是遇(yu)(yu)到大(da)溶(rong)洞，那(nei)么隧(sui)(sui)道(dao)施工的(de)處理較(jiao)為(wei)復雜，可視實(shi)際情(qing)況而定，采取(qu)邊(bian)墻(qiang)梁(liang)(liang)及行車梁(liang)(liang)通(tong)過(guo)。

3 隧道拱(gong)部上方遇到溶洞的處理技(ji)術

當溶洞具有較(jiao)為穩固的(de)(de)(de)完整頂板(ban)、無明顯滲漏水現(xian)象，且其厚(hou)度在巖(yan)洞跨度的(de)(de)(de)1/2以上時(shi)，可(ke)采(cai)用(yong)一般的(de)(de)(de)路(lu)基及橋梁施工(gong)方(fang)案直接(jie)在溶洞中(zhong)施工(gong)，可(ke)不需要襯砌(qi)結構；若(ruo)出現(xian)滲漏水現(xian)象，應(ying)做好襯砌(qi)結構，以保護溶洞內通(tong)行(xing)(xing)的(de)(de)(de)車輛安全。在對溶洞內的(de)(de)(de)松石進行(xing)(xing)清除時(shi)，應(ying)采(cai)用(yong)錨桿或(huo)大鋼管(guan)、鋼軌(gui)加(jia)固巖(yan)體(ti)，防止(zhi)巖(yan)洞或(huo)頂板(ban)的(de)(de)(de)塌方(fang)。

總(zong)而言(yan)之，巖(yan)洞地區進行隧(sui)道(dao)的施工(gong)較為(wei)(wei)復雜(za)，為(wei)(wei)了提高施工(gong)質量(liang)，施工(gong)人員應不斷總(zong)結施工(gong)經驗(yan)，提高對各種巖(yan)洞情況的認識(shi)，此外，還應加強對理論知識(shi)的學習，從而提升(sheng)自己解決問題(ti)的能(neng)力，為(wei)(wei)我(wo)國西(xi)南、中南巖(yan)洞地區隧(sui)道(dao)的施工(gong)貢獻一份力量(liang)。

參考文獻:

[1]陸少偉,何劍.巖溶隧道(dao)施工(gong)關鍵技術探討[J]. 鐵道(dao)工(gong)程學(xue)報. 2009(03)

[2]龍勇.公路隧道在(zai)巖溶(rong)(rong)地(di)區的設(she)計及溶(rong)(rong)洞處理分(fen)析[J]. 科(ke)技資訊. 2010(17)

篇8

關鍵詞：混凝土；受壓應力應變(bian)曲線；本構關系；受彎(wan)截面

中圖分類號：TU528文獻標識碼： A 文章編號：

0 引言

混(hun)凝土受壓(ya)應力(li)—應變曲線(xian)是其最基本(ben)的(de)(de)本(ben)構關系，又是多軸本(ben)構模型的(de)(de)基礎，在(zai)鋼筋混(hun)凝土結構的(de)(de)非(fei)線(xian)性(xing)分析(xi)中，例(li)如(ru)構件的(de)(de)截面剛度、承載(zai)力(li)、延性(xing)、超靜定結構的(de)(de)內(nei)力(li)等過程中，它是不可或缺的(de)(de)物(wu)理方程，對計(ji)算結果(guo)的(de)(de)準確性(xing)起決定性(xing)作用(yong)。

近年來，國(guo)內外學者對其(qi)進行(xing)了大量的(de)研究(jiu)及改(gai)進，已有(you)數十條曲線(xian)表達(da)式(shi)，其(qi)中部分具有(you)代表性的(de)表達(da)式(shi)已經被各(ge)國(guo)規(gui)范(fan)采(cai)納。常用(yong)的(de)表達(da)式(shi)包括我國(guo)《混凝土結(jie)構設(she)計規(gui)范(fan)》(GB50010-2010)、CEB-FIP Model Code(1990)、清華過鎮海(hai)以及美(mei)國(guo)學者Hognestad建議的(de)混凝土受壓應(ying)力應(ying)變(bian)關系，在(zai)已有(you)研究(jiu)的(de)基(ji)礎上，本文將對各(ge)個表達(da)式(shi)在(zai)實際(ji)運用(yong)中的(de)情況進行(xing)比較(jiao)，并且(qie)通(tong)過實際(ji)算例運用(yong)這些表達(da)式(shi)進行(xing)受彎截(jie)面(mian)彈(dan)塑(su)性分析。

1 常用(yong)混凝(ning)土受壓應力(li)—應變曲(qu)線比較

至今已有不(bu)少學(xue)者提出了(le)多種混凝土(tu)受壓應力(li)應變曲線，常用(yong)的表達式采用(yong)兩類，一(yi)類是采用(yong)上升段(duan)與(yu)下降(jiang)段(duan)采用(yong)統一(yi)曲線的方程，一(yi)類是采用(yong)上升段(duan)與(yu)下降(jiang)段(duan)不(bu)一(yi)樣(yang)的方程。

中國規范

我(wo)國(guo)《混凝土結構設計規范(fan)》（GB50010-2010）采用的(de)模式(shi)為德國(guo)人Rüsch1960年(nian)提出的(de)二次拋(pao)物(wu)線(xian)加(jia)水平直線(xian)，上升(sheng)階段的(de)應力(li)應變關系式(shi)為：

（1-1）

拋物線(xian)頂點(dian)應(ying)力(li)(li)為，是壓應(ying)力(li)(li)的(de)最大值，該點(dian)的(de)壓應(ying)變為。第二(er)階段的(de)關系(xi)式為：

（1-2）

當壓應變超過εu時(shi)，認為混(hun)凝(ning)土已破壞，故(gu)取εu為混(hun)凝(ning)土受(shou)壓時(shi)的極限應變。

歐洲規范

歐洲規(gui)范CEB-FIP Model Code(1990)建議(yi)的應力(li)應變(bian)關系為(wei)Sargin1971年提出的有理分式(shi)來表示，應力(li)應變(bian)關系為(wei)：

（1-3）（1-4）

式中:εc1為(wei)相應(ying)(ying)于壓應(ying)(ying)力峰(feng)值σ0的(de)壓應(ying)(ying)變(bian)εc1=-0.0022，εc1為(wei)從原(yuan)點到(dao)壓應(ying)(ying)力峰(feng)值點的(de)割線模量, =/0.0022，為(wei)混(hun)凝土初始彈性(xing)模量；εu為(wei)混(hun)凝土極限(xian)壓應(ying)(ying)變(bian), 其大小與、及εc1有關。

1.3清華過(guo)鎮海曲線

清華大學的過鎮(zhen)海教(jiao)授在1982年(nian)結(jie)合自己多(duo)年(nian)的研究成果提出(chu)了自己的混(hun)凝土(tu)受壓應力-應變曲線表達式。第I階(jie)段(duan)仍為二(er)次拋物線，與德國人Rüsch提出(chu)的拋物線模式相同如下(xia)：

（1-1）

第II階(jie)段(duan)中，下降段(duan)用有理分式(shi)表(biao)示(shi)如下：

（1-5）

其中，ε0見(jian)文獻[3]。

1.4 美(mei)國(guo)Hognestad曲線

美國(guo)人(ren)E.Hognestad在(zai)1951年提出的應力-應變全曲(qu)線(xian)(xian)方程分為(wei)上(shang)升(sheng)(sheng)(sheng)段和下(xia)(xia)降段，上(shang)升(sheng)(sheng)(sheng)段與德國(guo)人(ren)Rüsch所提出模型的上(shang)升(sheng)(sheng)(sheng)段相同，但是下(xia)(xia)降段采用一條(tiao)斜率為(wei)負的直線(xian)(xian)來模擬，上(shang)升(sheng)(sheng)(sheng)段表達式如下(xia)(xia)：

（1-1）

下降段表達式為：

（1-6）

其(qi)中：α=0.015；εu=0.038。

對于以上(shang)四種(zhong)常見的混凝土(tu)單軸受壓應力—應變(bian)曲線先將其優缺點進(jin)行總(zong)結，如下表(biao)：

3 計算原理

混凝土(tu)受壓應力-應變曲線最常見(jian)的用途就是(shi)進行受彎截面(mian)彈塑(su)性分(fen)析(xi)，即(ji)在外(wai)加荷載作用下分(fen)析(xi)混凝土(tu)的最大彎矩(ju)，最大剛度。在進行計算之前應假定(ding)混凝土(tu)受彎構件(jian)滿(man)足平截面(mian)假定(ding)，不考慮混凝土(tu)的抗拉強度，以及(ji)材料的應力應變關系。

2.1 基本方程

（1）平衡條件

（2-1）

（2）變形條件

（2-2）

（3）物理條件

①混凝土受壓(ya)應力應變曲(qu)線(xian)。根據實際(ji)情況從常(chang)用曲(qu)線(xian)中選取。

②鋼筋受拉（壓）曲(qu)線 ，方程式如下：

(2-3)

(2-4)

2.2 計算方法

先(xian)將(jiang)(jiang)變形(xing)（相(xiang)容）條件代入(ru)物(wu)理條件，再將(jiang)(jiang)σs=εsEs和σs=σy代入(ru)式(2-1)即可(ke)求解(jie)受(shou)壓區(qu)高(gao)度(du)x（其中），最后將(jiang)(jiang)受(shou)壓區(qu)高(gao)度(du)x代入(ru)式（2-2）即可(ke)求得截面破(po)壞(huai)時的(de)彎(wan)矩以及(ji)截面破(po)壞(huai)后卸載時的(de)彎(wan)矩。

3應用舉例

已知某鋼筋(jin)混凝(ning)土受彎構件As=942mm2，b=200mm，h=440mm，h0=400mm，Es=2×105MPa，σot= 2.2MPa，σy=364MPa。 其中(zhong)：σ0=22MPa，ε0=0.002,εu =0.0038,σy=364MPa, εy=0.00182。現對該構件使用四種(zhong)曲線分(fen)別進行(xing)對比分(fen)析。

當ε=ε0時，不(bu)管使用哪一種曲(qu)線最大彎矩均相同(tong)，經過計算M0為(wei)146.92KN·m。當ε=εu時，應(ying)(ying)用我國《混凝(ning)(ning)土結(jie)構設計規范》(GB50010-2010)，由于σ=σu，Mu仍為(wei)146.92KN·m；應(ying)(ying)用美國Hognestad提出的曲(qu)線模式(shi)計算可(ke)得Mu為(wei)146.32KN·m，由此(ci)可(ke)見兩者相差只(zhi)有0.4%。歐洲(zhou)規范和清華過鎮海中(zhong)所(suo)提出的混凝(ning)(ning)土受(shou)壓應(ying)(ying)力應(ying)(ying)變曲(qu)線雖(sui)然更接近于實際(ji)情(qing)況，但是(shi)公(gong)式(shi)復雜不(bu)宜在工程中(zhong)列出，這里就不(bu)再贅述。

4 結語

（1）四種(zhong)常用(yong)的(de)(de)混凝土受(shou)壓應(ying)(ying)力應(ying)(ying)變曲(qu)線各有(you)其特(te)點及適用(yong)范圍，通(tong)過對(dui)四種(zhong)混凝土受(shou)壓應(ying)(ying)力應(ying)(ying)變曲(qu)線的(de)(de)對(dui)比(bi)分析，方(fang)便了在實際(ji)工(gong)程當中更好的(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)。

（2）在(zai)進行混凝土(tu)受彎構件彈(dan)塑(su)性分析時，需要用到混凝土(tu)受壓應(ying)力(li)應(ying)變曲線，這里對其計算方法做了簡介并且通過實際舉例進一(yi)步闡明了在(zai)實際工程中(zhong)如(ru)何應(ying)用。

參考文獻：

【1】GB50010-2010，混凝土結構設(she)計規范[S].

【2】CEB-FIP MODEL CODE 1990, European commission - the International

association of prestressed concrete (Lausanne),1991 [S]

【3】 過鎮海.混凝土(tu)的強度和變形:試驗基礎(chu)和本構關系[M].北京:清華大學出(chu)版社.1997.

【4】刁波，葉英(ying)華，焦俊(jun)婷，等.用不同本構關系分(fen)析(xi)鋼筋混凝土壓彎(wan)截面(mian)[J].哈爾濱工業大學學報(bao)，2005,37（6）.

【5】徐自然，胡(hu)立(li)華(hua)，危自然，等.不(bu)同本構模型對(dui)壓彎(wan)截面分(fen)析的(de)模擬[J].工業(ye)建筑，2011,41.

作者簡介：

篇9

【關鍵詞】軟巖；隧道；小間距；施工技術

前言

在進行軟(ruan)巖隧道的(de)施工(gong)過(guo)程中(zhong)，會遇到很(hen)多常(chang)見的(de)問(wen)題(ti)，例(li)如長期的(de)風吹日曬而導(dao)(dao)致地層風化較嚴重(zhong)、由(you)于巖石較軟(ruan)導(dao)(dao)致圍巖的(de)穩定性太差、淺埋、偏壓、有(you)裂(lie)隙水發育等，但是這些(xie)問(wen)題(ti)在施工(gong)方(fang)法和施工(gong)過(guo)程中(zhong)只要(yao)稍加注意，就(jiu)能解決，因(yin)此(ci)一定要(yao)多加注意。

小間(jian)距(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)軟巖隧(sui)道(dao)是一種較(jiao)為特殊的(de)(de)(de)隧(sui)道(dao)形式，它(ta)的(de)(de)(de)雙線之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)凈(jing)(jing)間(jian)距(ju)(ju)(ju)應該是在(zai)隧(sui)道(dao)與雙線分離(li)式隧(sui)道(dao)的(de)(de)(de)凈(jing)(jing)距(ju)(ju)(ju)離(li)之(zhi)間(jian)，在(zai)施(shi)工(gong)時需要(yao)非常(chang)精細。但是又由于小間(jian)距(ju)(ju)(ju)隧(sui)道(dao)有(you)一些(xie)長隧(sui)道(dao)所(suo)沒有(you)的(de)(de)(de)獨(du)特優點(dian)，例如小間(jian)距(ju)(ju)(ju)隧(sui)道(dao)所(suo)受(shou)的(de)(de)(de)地形限制(zhi)條件較(jiao)小、占地面積比較(jiao)少、間(jian)距(ju)(ju)(ju)較(jiao)小所(suo)以線形順(shun)暢、施(shi)工(gong)的(de)(de)(de)周(zhou)期(qi)相(xiang)對(dui)較(jiao)短、所(suo)需要(yao)的(de)(de)(de)工(gong)程(cheng)造價比較(jiao)低等，在(zai)近些(xie)年來(lai)越來(lai)越受(shou)到隧(sui)道(dao)工(gong)程(cheng)界(jie)的(de)(de)(de)重(zhong)視(shi)。對(dui)于小間(jian)距(ju)(ju)(ju)隧(sui)道(dao)的(de)(de)(de)施(shi)工(gong)來(lai)說，必須要(yao)根(gen)據不同工(gong)程(cheng)的(de)(de)(de)特點(dian)首先(xian)計算其模(mo)型，然后選擇較(jiao)為合(he)適(shi)的(de)(de)(de)開挖(wa)方法進行適(shi)當(dang)、合(he)理的(de)(de)(de)模(mo)擬分析，經過反(fan)復論證(zheng)之(zhi)后，根(gen)據哪種方法的(de)(de)(de)可行性(xing)更(geng)大而選擇合(he)適(shi)的(de)(de)(de)開挖(wa)方法。本(ben)文主(zhu)要(yao)分析以下幾種開挖(wa)方法，并對(dui)其各自的(de)(de)(de)優缺點(dian)進行分析與比對(dui)。

一、幾種常用的(de)開挖方法

1、中壁法

中(zhong)壁法(fa)通常使用(yong)在一些掌子(zi)(zi)面較(jiao)不穩(wen)定，巖(yan)(yan)層埋(mai)深(shen)較(jiao)淺，周圍(wei)巖(yan)(yan)石較(jiao)軟(ruan)、較(jiao)差的(de)(de)隧道工程之中(zhong)。使用(yong)這種(zhong)方(fang)法(fa)可以(yi)縱向分(fen)割巖(yan)(yan)層的(de)(de)斷面，所以(yi)可以(yi)確保(bao)巖(yan)(yan)層掌子(zi)(zi)面的(de)(de)穩(wen)定性，這種(zhong)方(fang)法(fa)開挖出(chu)的(de)(de)掌子(zi)(zi)面比其他兩(liang)種(zhong)方(fang)法(fa)小，在開挖時(shi)(shi)如果有及時(shi)(shi)的(de)(de)支護(hu)，就可以(yi)防止(zhi)軟(ruan)巖(yan)(yan)隧道周圍(wei)的(de)(de)一些軟(ruan)巖(yan)(yan)、圍(wei)巖(yan)(yan)因為開挖的(de)(de)松弛而擴大(da)。當(dang)隧道施工中(zhong)部分(fen)地質情況變化較(jiao)大(da)時(shi)(shi)，可以(yi)采用(yong)CD法(fa)或者CRD法(fa)等方(fang)法(fa)進行施工的(de)(de)轉(zhuan)換[1]。

2、CD法

CD法主要用于大(da)面積的分割工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)，這(zhe)種(zhong)(zhong)方法的施(shi)工(gong)(gong)(gong)技術難度相(xiang)對來說較低，并(bing)且(qie)施(shi)工(gong)(gong)(gong)工(gong)(gong)(gong)序也很簡單，可以(yi)(yi)減少工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)施(shi)工(gong)(gong)(gong)的工(gong)(gong)(gong)期與工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)造價，所以(yi)(yi)經常在許多(duo)大(da)型水電站以(yi)(yi)及城市的地(di)下建設(she)工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)使用。但是這(zhe)種(zhong)(zhong)方法由于有中(zhong)(zhong)(zhong)壁(bi)的存在，導致施(shi)工(gong)(gong)(gong)的工(gong)(gong)(gong)作(zuo)空間減少，只能使用中(zhong)(zhong)(zhong)小型機(ji)械進(jin)行施(shi)工(gong)(gong)(gong)。在CD這(zhe)種(zhong)(zhong)施(shi)工(gong)(gong)(gong)方法中(zhong)(zhong)(zhong)，中(zhong)(zhong)(zhong)壁(bi)扮演著(zhu)一個(ge)非(fei)常重要的受(shou)力構件的角色，一定要把握好中(zhong)(zhong)(zhong)壁(bi)的拆除時機(ji)，因(yin)為(wei)中(zhong)(zhong)(zhong)壁(bi)承受(shou)著(zhu)整(zheng)個(ge)洞(dong)室(shi)的重量(liang)，它的拆除將直(zhi)接(jie)影響到(dao)洞(dong)室(shi)的穩定性。所以(yi)(yi)，在這(zhe)種(zhong)(zhong)隧道施(shi)工(gong)(gong)(gong)時，應該在整(zheng)個(ge)的開挖完(wan)成之后，確保洞(dong)室(shi)中(zhong)(zhong)(zhong)的支護結構能夠(gou)形成一個(ge)整(zheng)體的閉合環，最后再(zai)拆除中(zhong)(zhong)(zhong)壁(bi)[2]。

3、CRD法

CRD的(de)(de)(de)開挖方法(fa)對于一(yi)(yi)(yi)些(xie)跨度較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)地下(xia)工程、超(chao)淺埋的(de)(de)(de)工程最為(wei)有效。CRD的(de)(de)(de)施(shi)工方法(fa)最法(fa)的(de)(de)(de)特點就(jiu)是把較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)斷面分(fen)割(ge)成小(xiao)斷面，一(yi)(yi)(yi)步一(yi)(yi)(yi)步地緊(jin)(jin)緊(jin)(jin)相扣，其(qi)每(mei)一(yi)(yi)(yi)個(ge)施(shi)工的(de)(de)(de)階段都是由一(yi)(yi)(yi)個(ge)非(fei)常完整(zheng)的(de)(de)(de)受力體(ti)系構成，受力的(de)(de)(de)結構非(fei)常明確，洞室的(de)(de)(de)變形小(xiao)，施(shi)工時的(de)(de)(de)安全(quan)系數更高。在(zai)使用CRD的(de)(de)(de)方法(fa)進(jin)(jin)行施(shi)工時，一(yi)(yi)(yi)般都會配合使用一(yi)(yi)(yi)些(xie)較(jiao)為(wei)超(chao)前的(de)(de)(de)支護手段，要嚴(yan)格控制(zhi)好(hao)施(shi)工的(de)(de)(de)每(mei)一(yi)(yi)(yi)個(ge)尺(chi)寸，并且在(zai)每(mei)一(yi)(yi)(yi)步都要及時測量，根據測量的(de)(de)(de)信(xin)(xin)息(xi)和(he)模型(xing)所設定的(de)(de)(de)信(xin)(xin)息(xi)進(jin)(jin)行施(shi)工進(jin)(jin)尺(chi)的(de)(de)(de)調(diao)整(zheng)[2]。

4、比較法

通過(guo)(guo)大量(liang)的(de)(de)(de)實際測量(liang)資料相比對，使用CRD的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)比CD的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)能(neng)夠減小地面的(de)(de)(de)沉(chen)降將(jiang)近百分之五十，所以(yi)(yi)在(zai)進行CRD法(fa)的(de)(de)(de)施(shi)工(gong)(gong)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中，一(yi)定要嚴格(ge)按照施(shi)工(gong)(gong)步(bu)驟進行施(shi)工(gong)(gong)，在(zai)確(que)(que)定好(hao)每(mei)一(yi)個(ge)臺階步(bu)距并且經過(guo)(guo)認真的(de)(de)(de)測量(liang)確(que)(que)認過(guo)(guo)后才能(neng)施(shi)工(gong)(gong)，認真對待每(mei)一(yi)個(ge)施(shi)工(gong)(gong)細節(jie)，這樣(yang)就可以(yi)(yi)很有效(xiao)地減小地表的(de)(de)(de)下沉(chen)幅度(du)(du)與地中土體的(de)(de)(de)移位。但(dan)是雖然在(zai)一(yi)些超(chao)淺埋和大跨度(du)(du)的(de)(de)(de)工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)施(shi)工(gong)(gong)中，也可以(yi)(yi)使用CRD法(fa)把地表下沉(chen)的(de)(de)(de)幅度(du)(du)控制在(zai)三十五毫米(mi)以(yi)(yi)內(nei)，同時把水平(ping)位移控制在(zai)十毫米(mi)以(yi)(yi)內(nei)[3]。

除了上述以外，在施工(gong)中(zhong)(zhong)會遇到臨時中(zhong)(zhong)隔墻或者橫撐的(de)情況，在遇到這類問題(ti)時，開挖(wa)的(de)階段是(shi)一個非常重要的(de)步驟，作為整個工(gong)程的(de)支撐構件(jian)，使得CRD發能(neng)(neng)夠發揮其步步封閉(bi)的(de)特性(xing)。但是(shi)當(dang)整個初期(qi)的(de)支護(hu)封閉(bi)之后，隧(sui)道中(zhong)(zhong)中(zhong)(zhong)墻和水平(ping)橫撐并(bing)沒有很明顯(xian)的(de)作用，把它們拆除之后對地(di)(di)表(biao)下沉或者地(di)(di)中(zhong)(zhong)土體以為的(de)影響都很小，所以它們可(ke)以進行重復使用，不僅能(neng)(neng)節(jie)省工(gong)程造(zao)價，還能(neng)(neng)節(jie)約能(neng)(neng)源。

5、雙側壁導坑法

雙側壁導坑(keng)法(fa)主要(yao)(yao)就(jiu)是(shi)把相(xiang)對較(jiao)(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)斷面(mian)分割(ge)成許多(duo)較(jiao)(jiao)小的(de)(de)(de)(de)斷面(mian)之(zhi)后(hou)，再進行(xing)斷面(mian)的(de)(de)(de)(de)開挖(wa)，這(zhe)種方(fang)法(fa)較(jiao)(jiao)為封閉和安全，尤(you)其(qi)(qi)適用(yong)于容易(yi)塌方(fang)松(song)散的(de)(de)(de)(de)巖(yan)層(ceng)(ceng)、坡(po)積土、破碎(sui)的(de)(de)(de)(de)巖(yan)層(ceng)(ceng)帶(dai)、溶(rong)洞(dong)堆積體等(deng)地(di)方(fang)，所以使(shi)用(yong)這(zhe)種方(fang)法(fa)的(de)(de)(de)(de)工(gong)程(cheng)主要(yao)(yao)是(shi)一(yi)些地(di)下工(gong)程(cheng)，例如地(di)鐵和地(di)下停車場之(zhi)類的(de)(de)(de)(de)，并不適合(he)在(zai)(zai)山(shan)嶺隧道的(de)(de)(de)(de)工(gong)程(cheng)中使(shi)用(yong)[4]。雙側壁導坑(keng)法(fa)的(de)(de)(de)(de)主要(yao)(yao)特(te)點(dian)是(shi)：第(di)一(yi)，工(gong)程(cheng)的(de)(de)(de)(de)步驟較(jiao)(jiao)多(duo)，能夠施(shi)工(gong)作(zuo)業的(de)(de)(de)(de)面(mian)積較(jiao)(jiao)小，不利于機(ji)械化的(de)(de)(de)(de)使(shi)用(yong)，因此施(shi)工(gong)進度相(xiang)對較(jiao)(jiao)慢。第(di)二，可以很(hen)好的(de)(de)(de)(de)控制(zhi)地(di)表(biao)及(ji)其(qi)(qi)內部的(de)(de)(de)(de)一(yi)些變形，減少拱(gong)腳下沉的(de)(de)(de)(de)幅(fu)度與拱(gong)頂的(de)(de)(de)(de)壓力。第(di)三(san)，會使(shi)用(yong)多(duo)次(ci)支護(hu)結構的(de)(de)(de)(de)轉換，工(gong)程(cheng)造價(jia)相(xiang)對較(jiao)(jiao)高。第(di)四，對測量(liang)及(ji)加固等(deng)施(shi)工(gong)要(yao)(yao)求(qiu)較(jiao)(jiao)高，在(zai)(zai)拆除(chu)拱(gong)架的(de)(de)(de)(de)施(shi)工(gong)時也不太(tai)安全。

6、環(huan)形開挖預留核心土的(de)方法

使用(yong)(yong)這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)施(shi)工(gong)(gong)(gong)(gong)方(fang)法最(zui)先(xian)應(ying)該加固隧道及其周(zhou)邊的(de)(de)(de)圍(wei)巖，并(bing)對(dui)斷(duan)(duan)面上(shang)半面的(de)(de)(de)環(huan)行(xing)(xing)(xing)部分(fen)進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)人工(gong)(gong)(gong)(gong)與挖掘(jue)機(ji)的(de)(de)(de)共(gong)同挖掘(jue)，可以在(zai)挖掘(jue)機(ji)上(shang)安(an)裝一(yi)些勺形(xing)(xing)的(de)(de)(de)牙齒，以便加快(kuai)施(shi)工(gong)(gong)(gong)(gong)進(jin)(jin)度(du)。這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)方(fang)法具有以下幾(ji)點特點：第(di)一(yi)，要(yao)注意到圍(wei)巖所形(xing)(xing)成的(de)(de)(de)拱作用(yong)(yong)，在(zai)測量之后對(dui)其支護(hu)參數進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)適(shi)當調整。第(di)二(er)，在(zai)進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)斷(duan)(duan)面上(shang)半部分(fen)的(de)(de)(de)開挖之前(qian)，要(yao)先(xian)了(le)解好各(ge)部分(fen)的(de)(de)(de)地質情況，根據不(bu)同的(de)(de)(de)需(xu)要(yao)來調整支護(hu)，并(bing)且發揮圍(wei)巖本身的(de)(de)(de)自承(cheng)能力。第(di)三(san)，如果支護(hu)不(bu)能滿足(zu)斷(duan)(duan)面的(de)(de)(de)需(xu)要(yao)，就應(ying)該加強支護(hu)，把(ba)大(da)斷(duan)(duan)面的(de)(de)(de)施(shi)工(gong)(gong)(gong)(gong)改為小斷(duan)(duan)面施(shi)工(gong)(gong)(gong)(gong)，及時進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)監控測量。第(di)四，因為這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)方(fang)法可以使用(yong)(yong)機(ji)械施(shi)工(gong)(gong)(gong)(gong)，所以施(shi)工(gong)(gong)(gong)(gong)速度(du)較快(kuai)，更容易(yi)進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)各(ge)種(zhong)(zhong)(zhong)公益(yi)的(de)(de)(de)轉化。第(di)五，不(bu)利于控制隧道的(de)(de)(de)變(bian)形(xing)(xing)[1]。

二、對(dui)以上三種(zhong)方法(fa)所做的比較

以(yi)上所(suo)述的三(san)種開挖(wa)方法的比(bi)對如表1所(suo)示：

三、施工的(de)保證(zheng)措施

1、做好監控測量

軟(ruan)巖(yan)(yan)隧道最重(zhong)要的決策依據就(jiu)是其(qi)監(jian)控測(ce)量(liang)的數(shu)據，要根據這些數(shu)據進(jin)行(xing)比對分析(xi)，才能選(xuan)出應(ying)該使(shi)(shi)用哪一種更(geng)為合(he)適的開挖方法(fa)。進(jin)行(xing)監(jian)控測(ce)量(liang)是為了掌握圍(wei)巖(yan)(yan)在施工(gong)(gong)(gong)中的實時(shi)動態，在圍(wei)巖(yan)(yan)變形之前提前做好預防措施。應(ying)該成立(li)專門的監(jian)控小組，一方面(mian)確保(bao)施工(gong)(gong)(gong)的安全，另(ling)一方面(mian)要在洞室內部進(jin)行(xing)詳細的測(ce)量(liang)與判定(ding)。每天都(dou)應(ying)測(ce)量(liang)一至兩次，如果發現(xian)異(yi)常，更(geng)要增多測(ce)量(liang)的次數(shu)，進(jin)行(xing)數(shu)據的分析(xi)，確立(li)正確的施工(gong)(gong)(gong)方法(fa)[1]。尤其(qi)是對于淺埋與偏壓的地段要重(zhong)點監(jian)測(ce)，對于監(jian)測(ce)數(shu)據要認真(zhen)分析(xi)，使(shi)(shi)用及時(shi)加固的措施，選(xuan)取合(he)適的施工(gong)(gong)(gong)方法(fa)，防止(zhi)出現(xian)意外。

2、對施工進行動態管理

由于之前(qian)有(you)一(yi)(yi)(yi)些隧(sui)道(dao)(dao)在施(shi)(shi)工(gong)時(shi)(shi)遭遇了坍塌(ta)，鑒于這些教(jiao)訓，每(mei)一(yi)(yi)(yi)位(wei)施(shi)(shi)工(gong)人(ren)員都應該非常謹慎，對于施(shi)(shi)工(gong)方(fang)(fang)案進(jin)行(xing)反復的推敲與論證，直(zhi)至(zhi)找到最為合(he)適(shi)的方(fang)(fang)案再進(jin)行(xing)施(shi)(shi)工(gong)。如果(guo)在施(shi)(shi)工(gong)中遇到了問題，一(yi)(yi)(yi)定要及(ji)時(shi)(shi)詢問專家的意見，對開挖方(fang)(fang)法進(jin)行(xing)適(shi)當的修(xiu)改。同時(shi)(shi)，要引進(jin)先進(jin)的科(ke)學技術與設計(ji)理(li)(li)念，更加優化隧(sui)道(dao)(dao)的設計(ji)，成立一(yi)(yi)(yi)個動態管理(li)(li)小組，對施(shi)(shi)工(gong)的每(mei)一(yi)(yi)(yi)部分進(jin)行(xing)管理(li)(li)，在施(shi)(shi)工(gong)遇到問題時(shi)(shi)及(ji)時(shi)(shi)決策，超前(qian)指揮，加強(qiang)施(shi)(shi)工(gong)的安全管理(li)(li)與技術管理(li)(li)，每(mei)一(yi)(yi)(yi)步驟完(wan)成、每(mei)一(yi)(yi)(yi)天的工(gong)作(zuo)(zuo)、每(mei)一(yi)(yi)(yi)星期的工(gong)作(zuo)(zuo)完(wan)成之后都要進(jin)行(xing)分析，嚴(yan)格按照管理(li)(li)人(ren)員制定的計(ji)劃(hua)進(jin)行(xing)施(shi)(shi)工(gong)，確保隧(sui)道(dao)(dao)能夠在預計(ji)的工(gong)期之內保質、保量、安全、有(you)序地完(wan)成。

結語

篇10

【關鍵詞】隧道；淺埋偏(pian)壓；地表注漿

1.工程概況及地質(zhi)條(tiao)件

馬鞍山隧(sui)道(dao)為連拱隧(sui)道(dao)，起訖里程K1733+135～K1733+505，長370m，隧(sui)道(dao)穿越一坡(po)(po)體，最大埋(mai)深約42m，進(jin)出口段均處(chu)于淺埋(mai)偏壓段。隧(sui)道(dao)平(ping)面(mian)線形進(jin)口段位于R=1100m的圓曲線上(shang)，出口段位于直線段上(shang)；隧(sui)道(dao)縱坡(po)(po)坡(po)(po)度-2.75%。位處(chu)大方縣六龍鎮(zhen)北(bei)面(mian)的鄭家灣東(dong)面(mian)，機耕道(dao)可至隧(sui)址，交(jiao)通(tong)條件一般。

地(di)質：隧道區上(shang)覆第(di)四系(xi)殘坡積層粉質粘土(tu)層，黃褐色(se)、橙黃色(se)，含(han)碎石(shi)及角礫5～20%，硬塑～可塑狀(zhuang)(zhuang)，厚1～4m；下(xia)伏基(ji)巖(yan)(yan)為(wei)二(er)疊系(xi)下(xia)茅(mao)口組灰(hui)(hui)白色(se)中厚～厚層狀(zhuang)(zhuang)灰(hui)(hui)巖(yan)(yan)，呈(cheng)灰(hui)(hui)色(se)，細晶(jing)結(jie)構，巖(yan)(yan)石(shi)節理較發育，巖(yan)(yan)體較破碎，取芯(xin)呈(cheng)柱(zhu)(zhu)狀(zhuang)(zhuang)、短柱(zhu)(zhu)狀(zhuang)(zhuang)。根(gen)據聲波(bo)測試及地(di)震勘(kan)探結(jie)果(guo)，Vp=4200m/s。

場區位于(yu)黔北(bei)臺隆遵義斷(duan)拱畢(bi)節(jie)北(bei)東(dong)向(xiang)構造(zao)變(bian)形區兩路口背斜(xie)南東(dong)翼(yi)，地層單斜(xie)、緩(huan)傾，巖(yan)層產狀(zhuang)75～85°∠18～28°，主(zhu)要發育的(de)兩組節(jie)理(li)裂(lie)隙，產狀(zhuang)為195°∠80°和(he)252°∠85°，節(jie)理(li)裂(lie)隙發育密度一(yi)般5～20條/m3，局部可(ke)達30條/m3。

根(gen)據本隧道的特點、設計文件及現場(chang)施(shi)工條件，采取從出口端進(jin)洞(dong)(dong)(dong)，首先(xian)施(shi)工中(zhong)導洞(dong)(dong)(dong)，其次再施(shi)工隧道右幅(fu)，最(zui)后再開(kai)挖(wa)隧道左(zuo)幅(fu)。洞(dong)(dong)(dong)口段進(jin)洞(dong)(dong)(dong)均采用超(chao)前大管棚施(shi)工。在(zai)進(jin)洞(dong)(dong)(dong)段20m范圍左(zuo)幅(fu)洞(dong)(dong)(dong)頂(ding)地(di)表(biao)存(cun)在(zai)一沖溝, 沖溝坡度約20°, 位于(yu)K1733+485處(chu)，沖溝內最(zui)小埋(mai)深僅(jin)50cm，見(jian)所(suo)附照片1所(suo)示。明(ming)暗交接位置左(zuo)幅(fu)K1733+500斷面隧道洞(dong)(dong)(dong)頂(ding)埋(mai)深約120cm, 右洞(dong)(dong)(dong)K1733+500斷面隧道洞(dong)(dong)(dong)頂(ding)埋(mai)深約280cm。隧道穿越洞(dong)(dong)(dong)口淺埋(mai)偏壓段，施(shi)工存(cun)在(zai)極大的坍方、冒(mao)頂(ding)等(deng)危險。且因為洞(dong)(dong)(dong)口明(ming)洞(dong)(dong)(dong)段爆破開(kai)挖(wa)，致使淺埋(mai)段地(di)表(biao)開(kai)裂，土(tu)石分離。施(shi)工前須對該段進(jin)行(xing)預(yu)處(chu)理。

2.方案比較

施工完(wan)中(zhong)導洞，再(zai)行開(kai)挖主洞，針對隧道洞口段(duan)處理偏(pian)壓提出2種(zhong)方案(an)：

A 方(fang)案：對淺埋偏壓段開挖(wa)路塹，施做偏壓明洞。

B 方案：沖溝下緣設(she)(she)置(zhi)擋墻進(jin)(jin)行地(di)表(biao)回填，對淺埋偏(pian)壓段(duan)地(di)表(biao)鋼管注(zhu)漿加(jia)固，并上(shang)覆錨桿掛網噴(pen)混(hun)凝(ning)土蓋板，隧道進(jin)(jin)洞施工按正常設(she)(she)計進(jin)(jin)行。

A方案，由于(yu)路塹的開挖(wa), 形(xing)成(cheng)三面高邊坡(po), 增加大量的開挖(wa)面、邊仰坡(po)臨(lin)時防護(hu)外, 隧道(dao)暗洞開挖(wa)與明洞段的施(shi)(shi)(shi)工(gong)(gong)銜接處理比較(jiao)艱難，而且屆時施(shi)(shi)(shi)工(gong)(gong)正處于(yu)雨季施(shi)(shi)(shi)工(gong)(gong), 該方案對(dui)隧道(dao)的穩定(ding)和施(shi)(shi)(shi)工(gong)(gong)非(fei)常(chang)不利。B方案，該淺埋偏(pian)壓(ya)段縱向呈臺階式，高差(cha)達2m；橫向自然坡(po)度(du)較(jiao)緩, 隧道(dao)位(wei)于(yu)半山腰位(wei)置, 擋土(tu)墻施(shi)(shi)(shi)工(gong)(gong)相對(dui)困難，但沖溝回填(tian)(tian)工(gong)(gong)程方量較(jiao)小(xiao)，回填(tian)(tian)完成(cheng)后進行偏(pian)壓(ya)段地表鋼管注漿, 通過對(dui)地表采用鋼花管注漿加固，并采用砂漿錨桿掛網噴混凝土(tu)將鋼花管連接成(cheng)一體(ti)。原則上(shang)避開了(le)雨季施(shi)(shi)(shi)工(gong)(gong)的影(ying)響，但施(shi)(shi)(shi)工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝(yi)相對(dui)要(yao)求較(jiao)高，需(xu)要(yao)增加征(zheng)地，采取(qu)“取(qu)高填(tian)(tian)低”辦法，以人力、畜力就近取(qu)土(tu)進行沖溝回填(tian)(tian)。

左幅隧道洞(dong)頂沖(chong)溝位(wei)置示意圖

通(tong)過(guo)(guo)對淺埋偏壓段(duan)(duan)進(jin)行地表(biao)注漿加固, 隧(sui)道(dao)(dao)從(cong)加固體(ti)(ti)中(zhong)通(tong)過(guo)(guo), 可有(you)效地減小偏壓的影響；錨桿掛網噴混(hun)凝(ning)土將(jiang)注漿鋼花管(guan)連成一(yi)體(ti)(ti), 不僅加強了抗偏壓能力, 而且進(jin)一(yi)步防止隧(sui)道(dao)(dao)開挖時冒(mao)頂、坍(tan)塌。考(kao)慮該(gai)隧(sui)道(dao)(dao)的地形、地質(zhi)條件(jian)，確定該(gai)隧(sui)道(dao)(dao)地表(biao)豎向(xiang)注漿預加固，縱向(xiang)范圍(wei)為整個(ge)淺埋段(duan)(duan)，橫向(xiang)范圍(wei)按隧(sui)道(dao)(dao)中(zhong)線左(zuo)(zuo)幅(fu)左(zuo)(zuo)側(ce)(ce)(ce)12m、右幅(fu)右側(ce)(ce)(ce)10m，兩隧(sui)道(dao)(dao)中(zhong)線間全部(bu)加固。錨桿掛網噴混(hun)凝(ning)土區域按隧(sui)道(dao)(dao)中(zhong)線左(zuo)(zuo)幅(fu)左(zuo)(zuo)側(ce)(ce)(ce)10m，右幅(fu)右側(ce)(ce)(ce)8m，兩隧(sui)道(dao)(dao)中(zhong)線間滿鋪。

綜合(he)考慮上述(shu)兩(liang)方案的(de)優缺點(dian), 結合(he)現場(chang)工程(cheng)的(de)管(guan)理措施以及該隧道的(de)特點(dian), 采(cai)用地表鋼(gang)管(guan)豎(shu)向注漿預加(jia)固并(bing)設(she)置(zhi)錨桿掛網噴混凝土方案。

3.方案的實施

豎向鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)注漿(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)設(she)計鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)采用ф42×4mm，混(hun)凝土(tu)蓋板范(fan)圍(wei)(wei)以(yi)內(nei)(nei)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan), 管(guan)(guan)(guan)(guan)口(kou)高(gao)出(chu)蓋板頂(ding)面30cm。蓋板頂(ding)面以(yi)下15cm 范(fan)圍(wei)(wei)內(nei)(nei)管(guan)(guan)(guan)(guan)身(shen)不設(she)鉆眼，注漿(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)段(duan)管(guan)(guan)(guan)(guan)身(shen)按梅花形間(jian)距15cm鉆6mm 的花孔(kong)(kong)。鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)間(jian)距為(wei)150cm×150cm。混(hun)凝土(tu)蓋板范(fan)圍(wei)(wei)以(yi)外鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)，管(guan)(guan)(guan)(guan)口(kou)設(she)置C20混(hun)凝土(tu)止(zhi)漿(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)塞(sai)，尺寸為(wei)30cm×30cm×15cm。管(guan)(guan)(guan)(guan)口(kou)高(gao)出(chu)止(zhi)漿(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)塞(sai)頂(ding)面30cm。止(zhi)漿(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)塞(sai)底面以(yi)下15cm范(fan)圍(wei)(wei)內(nei)(nei)管(guan)(guan)(guan)(guan)身(shen)不設(she)鉆眼，注漿(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)段(duan)管(guan)(guan)(guan)(guan)身(shen)按梅花形間(jian)距15cm 鉆6mm的花孔(kong)(kong)。鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)間(jian)距為(wei)200cm×200cm。鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)打入(ru)深度視埋深位置分段(duan)進行控制：隧(sui)道(dao)開挖線(xian)(xian)以(yi)外范(fan)圍(wei)(wei)打入(ru)至(zhi)隧(sui)道(dao)圓心水(shui)平(ping)(ping)線(xian)(xian)以(yi)下100～200cm；隧(sui)道(dao)開挖線(xian)(xian)以(yi)內(nei)(nei)范(fan)圍(wei)(wei)打入(ru)至(zhi)隧(sui)道(dao)圓心水(shui)平(ping)(ping)線(xian)(xian)。除采用少量(liang)雙液(ye)(ye)漿(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)封(feng)堵地表處止(zhi)漿(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)塞(sai)口(kou)或管(guan)(guan)(guan)(guan)口(kou)，鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)注漿(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)材料采用水(shui)泥漿(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)，分次間(jian)歇式注入(ru)，注漿(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)初壓在0.5～1MPa，超過2MPa時終止(zhi)壓漿(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)。單(dan)孔(kong)(kong)注漿(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)量(liang)由漿(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)液(ye)(ye)擴散半徑(jing)及(ji)圍(wei)(wei)巖的孔(kong)(kong)隙率確定，可按下式進行計算:Q=αβN·πR2L。

式中:Q為(wei)漿液注入量，單(dan)位：m3；R為(wei)漿液有效(xiao)擴散半徑(jing)，單(dan)位：m；L為(wei)注漿段長度(du)，單(dan)位m；α為(wei)漿液充盈(ying)系(xi)數；β為(wei)漿液消(xiao)耗(hao)系(xi)數；N為(wei)圍(wei)巖裂隙率(lv)，%。

混凝土蓋板為C20噴混凝土，厚度(du)30cm；縱、橫向鋼筋采用(yong)ф6.5盤條，網片(pian)規(gui)格25×25cm, 并(bing)與鋼花管出(chu)露段焊接牢固，錨桿為Φ22螺紋鋼，噴混凝土前對地(di)表適(shi)當整平, 清除浮土。噴混凝土時, 預留排(pai)氣(qi)孔，并(bing)在注(zhu)漿前對排(pai)氣(qi)孔進(jin)行有效封堵。施工后在蓋板及(ji)注(zhu)漿范圍培土植(zhi)草進(jin)行綠化處理(li)。

對(dui)該隧道(dao)(dao)淺埋偏壓段處理(li)完成后，方(fang)可(ke)進行隧道(dao)(dao)主(zhu)洞超前大管棚(peng)施工，進而開挖支護。

4.監控量測分析

為(wei)評價淺(qian)埋(mai)偏壓段(duan)帶沖溝處(chu)理的效(xiao)果(guo), 在(zai)施工期對(dui)隧道洞口段(duan)30m范圍斷(duan)面進(jin)行了監(jian)控量(liang)(liang)測(ce);連續監(jian)控45天(tian)，監(jian)測(ce)數據表(biao)明(ming)洞身周邊位(wei)(wei)(wei)移(yi)收(shou)斂(lian)量(liang)(liang)較(jiao)小, 隧道側(ce)墻(qiang)水平累(lei)積位(wei)(wei)(wei)移(yi)值在(zai)3mm, 平均(jun)每天(tian)水平位(wei)(wei)(wei)移(yi)收(shou)斂(lian)值為(wei)0.15mm; 拱(gong)頂(ding)累(lei)積沉降(jiang)量(liang)(liang)2.4mm, 平均(jun)每天(tian)沉降(jiang)值0.12mm, 基本認定隧道圍巖趨(qu)于(yu)穩定。隧道側(ce)墻(qiang)水平和拱(gong)頂(ding)位(wei)(wei)(wei)移(yi)～ 時間曲線見圖(tu)4、圖(tu)5；說明(ming)采用地表(biao)豎向鋼管注漿(jiang)以(yi)及(ji)C20噴射(she)混凝土蓋板(ban)方案(an)對(dui)隧道淺(qian)埋(mai)偏壓及(ji)沖溝回(hui)填處(chu)治問題有較(jiao)好的效(xiao)應。

隧(sui)道初期支護沉降收斂位移(yi)～時間曲線

洞口淺埋偏壓處(chu)治斷(duan)面圖

5.結語

山(shan)(shan)區(qu)隧(sui)道(dao)(dao)(dao)洞口(kou)段淺埋偏壓(ya)(ya)問題受地形(xing)、地質以(yi)及施(shi)工等條件的限制, 橫向(xiang)沖溝易造成冒頂, 處(chu)理(li)起(qi)來有一定(ding)難度。通過(guo)工程(cheng)實踐證(zheng)明, 采(cai)用地表(biao)(biao)豎向(xiang)鋼管(guan)注(zhu)漿以(yi)及噴射(she)混凝(ning)土蓋板(ban)方(fang)案(an), 對(dui)淺埋偏壓(ya)(ya)段進行(xing)地表(biao)(biao)注(zhu)漿加固, 可(ke)有效地減小偏壓(ya)(ya)的影響(xiang)；同時通過(guo)混凝(ning)土蓋板(ban)將注(zhu)漿鋼花管(guan)連成一體,進一步加強了(le)抗偏壓(ya)(ya)能力(li), 而且防止(zhi)了(le)隧(sui)道(dao)(dao)(dao)開挖時冒頂、坍塌, 使隧(sui)道(dao)(dao)(dao)施(shi)工安(an)全得到了(le)一定(ding)保障。地表(biao)(biao)豎向(xiang)鋼管(guan)注(zhu)漿并上覆鋼筋混凝(ning)土蓋板(ban)方(fang)案(an)對(dui)山(shan)(shan)區(qu)隧(sui)道(dao)(dao)(dao)洞口(kou)段淺埋偏壓(ya)(ya)處(chu)治是一種有效的隧(sui)道(dao)(dao)(dao)進洞措施(shi)。

【參考文獻】

［1］關寶樹.隧道(dao)工程施(shi)工要點集．北(bei)京(jing):人民交通出版(ban)社，2003．