1、隧道力學(xué)一、闡明隧道圍巖分級的工程意義，結(jié)合我國現(xiàn)行作業(yè)設(shè)計規(guī)范（可選擇鐵路、公路、工程巖體分級等任一種）說明圍巖分級的的方法和原理。（2015-1）圍巖分級的工程意義：準確而合理的圍巖分級，是認識洞室圍巖特征，正確進行隧道設(shè)計、施工的基礎(chǔ)，是現(xiàn)場進行科學(xué)管理，發(fā)展新的施工工藝以及正確評價經(jīng)濟效益的有力工具，是制定勞動定額、材料消耗標準的基礎(chǔ)，對改善地下結(jié)構(gòu)設(shè)計、降低工程造價，更快更好更省地修建隧道有十分重要的意義。圍巖分級較之以往的“經(jīng)驗設(shè)計”、“經(jīng)驗施工”階段，能夠較為充分地揭示出地質(zhì)條件與地下工程之間的本質(zhì)的、內(nèi)在的聯(lián)系，因而也就能夠客觀地預(yù)估或判斷坑道圍巖的級別，指導(dǎo)施工。圍巖分級針對

2、不同工程目的（爆破開挖、支護、掘進），把與之相適應(yīng)的地質(zhì)條件進行一定的概括，歸納并加以分級，從而為隧道及地下工程的設(shè)計、施工提供一定的基礎(chǔ)條件。方法和原理鐵路隧道設(shè)計規(guī)范鐵路隧道圍巖分級采用以圍巖穩(wěn)定性為基礎(chǔ)的分級方法，由巖石的堅硬程度和巖石的完整性程度兩個因素確定。鐵路隧道圍巖分級方法是根據(jù)地質(zhì)勘查資料，對巖石堅硬程度和圍巖完整性程度兩個因素采用定性劃分和定量指標兩種方法確定，在此基礎(chǔ)上確定圍巖的基本分級，再結(jié)合隧道工程特點，考慮地下水喝初始地應(yīng)力的狀態(tài)等因素進行修正。2001年修訂后的鐵路圍巖級別判定補充彈性波速的影響，將隧道圍巖分為6級。二、隧道圍巖分級主要包括哪兩階段？闡述隧道圍巖分級

3、指標體系？結(jié)合我國現(xiàn)行規(guī)范闡述隧道圍巖分級中還存在哪些問題？（2007-1）圍巖是指隧道開挖后其周圍產(chǎn)生應(yīng)力重分布范圍內(nèi)的巖體，或指隧道開挖后對其穩(wěn)定性產(chǎn)生影響的那部分巖體。根據(jù)巖體完整程度和巖石堅硬程度等主要指標在給予定性劃分和定量指標分析的基礎(chǔ)上，按其穩(wěn)定性將圍巖分為工程性質(zhì)不同的若干級別，這就是圍巖分級。隧道圍巖分級主要包括：設(shè)計階段圍巖分級的判定和施工階段圍巖分級的修正，前者是決策地下結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)，后者是修正設(shè)計階段圍巖分級的基礎(chǔ)，也是使結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工方法更加符合工程實際的基礎(chǔ)。圍巖分級指標體系：單一的巖性指標，包括巖石的抗壓和抗拉強度、彈性模量等物理力學(xué)參數(shù)，以及如抗鉆性、抗爆性等

4、工程指標。在單一的巖性指標中，多采用巖石的單軸飽和抗壓強度作為基本分級指標，但只能表達巖體特征的一個方面，因此作為分級的唯一指標是不合適的。靶皚單一的綜合巖搬性指標，包括芭：把A.啊巖體的彈性波捌傳播速度，它岸可以反映巖石暗的力學(xué)性質(zhì)，把也可以表示巖傲體的破碎程度跋。斑B.唉巖石質(zhì)量指標爸RQD唉，它是反映巖傲體破碎程度和拜巖石強度的綜拌合指標。安C.班巖體堅固系數(shù)哀，它是反映巖昂石強度和巖石擺構(gòu)造特征的綜柏合指標。俺芭多因素定性和跋定量的指標稗相結(jié)合。該方敖法是國內(nèi)外應(yīng)百用最多的，隘包括太愛沙基分級法，把我國國家標準鞍的工程巖體分壩級、鐵路隧道瓣規(guī)范中的圍巖拌分級。傲昂多因素組合的白復(fù)合指標

5、。這熬是一種用搬2疤個或敖2辦個以上的巖性佰指標，或綜合胺巖性指標所表吧示埃的復(fù)合指標。敖我挨國現(xiàn)行規(guī)范中擺，隧道圍巖分拔級中存在的問擺題：八背目前的圍巖分罷級，主要考慮澳地質(zhì)因素，僅靶與巖體質(zhì)量有扮關(guān)，而沒有考稗慮工程因素和昂施工因素，帶俺有一定的主觀八性，有一定人稗為因素和不確疤定性，對同一澳圍巖作出級別吧不同的判斷；版設(shè)計施工階段百的絆圍巖按的分級存在差埃異，對圍巖分礙級的變更沒有搬特定的準則搬；奧圍巖分級中的敖關(guān)鍵問題是把叭哪些地質(zhì)因素拌作為分級的指斑標，拔這些岸分級指標與圍案巖穩(wěn)定拌有何捌關(guān)系，以及采俺用什么方法來拌判斷這些指標按等。暗吧長期版以來，隧道圍半巖分級都是按芭其穩(wěn)定性分級

6、哎的，隨著TB芭M方法越來越愛多的使用，這礙種分級方法是阿不適合的，T氨BM施工條件藹下的圍巖分級敗主要針對工程俺巖體的可掘進白性。挨圍巖分級包骯括設(shè)計階段和扮施工階段，由班于我國沒有建辦立一套完整的唉施工階段圍巖熬分級體系，致柏使施工的白風(fēng)險澳和過失判斷不佰明，因此引起扒很大的爭議和盎索賠，使業(yè)主敗和承包商承受昂巨大的經(jīng)濟損柏失。白為岸使圍巖鞍分級更吧具有實用性和班準確性，更好凹的服務(wù)于隧道跋工程的設(shè)計和骯施工，還需要扒研究圍巖分級背各項指標以及盎其相互關(guān)系擺；柏系統(tǒng)研究判定拜土體圍巖分級藹的因素和指標岸；探討各級圍伴巖穩(wěn)定性規(guī)律矮，建立各級圍胺巖與支護結(jié)構(gòu)懊關(guān)系白的力學(xué)模型。吧隧道拜圍巖分

7、級應(yīng)該阿向定性、定量艾相結(jié)合，以定岸量綜合指標為凹主要判據(jù)的唉方向矮發(fā)展敗，挨使各種新理論疤、新方法在圍俺巖班分級中吧得到更廣泛的盎應(yīng)用。奧地下水凹對圍巖分級的熬影響需進一步靶研究。發(fā)展趨勢：安熬分級應(yīng)拌主要以巖體為扒對象，單一的伴巖石只敖是凹分級中埃的一個要素，白巖體則包括巖案塊艾和各擺巖塊稗之間的軟弱結(jié)翱構(gòu)面鞍。芭因此襖分級敗的重點應(yīng)放在耙?guī)r體的研究背上鞍。柏分級宜與地白質(zhì)勘探手段有哀機稗地愛聯(lián)系起來，這懊樣才有一個方敗便而又哀較八可靠的判捌斷般手段，隨著地唉質(zhì)勘探技術(shù)發(fā)熬發(fā)展，耙這耙將使分級指標熬更趨定量化。昂分級要有明翱確的工程對象背和工程目的，熬目前扳多數(shù)鞍的分級方法都絆是與坑道支護

8、捌相癌聯(lián)系?？拥腊蠂鷰r傲的穩(wěn)定性、坑罷道開挖后暫時癌穩(wěn)定時間等與拔支護方法和類哎型密切相關(guān)瓣，傲因而進行邦分級罷時凹以此來體拜現(xiàn)襖工程目的是不敗可缺少的。矮哀分級礙宜逐漸定量化霸。目前大多數(shù)霸的分級指標都辦是經(jīng)驗或定伴性藹的，只有少數(shù)柏分級時絆半定量化的，白這是由于客般觀擺條件的地質(zhì)體把非常復(fù)雜。隧道仰拱佰仰拱昂是為改善上部鞍支護結(jié)構(gòu)受力百條件而伴設(shè)置扮在扳隧道唉底部發(fā)反向拱案形結(jié)構(gòu)，仰拱礙是隧道結(jié)構(gòu)的懊主要組成部分壩之一，是隧道半結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。盎一方面埃在懊隧道施工中設(shè)敗置仰拱，可使啊支護結(jié)構(gòu)形成礙封閉的結(jié)構(gòu)體罷系，提高整體半受力性能，控安制隧道周邊收澳斂位移及圍巖胺體塑性變形的搬發(fā)展。另一方

9、把面礙在哀隧道使用過程熬中，仰拱可柏將昂隧道上部的按地層拔壓力通過隧道氨邊墻結(jié)構(gòu)或?qū)⒔O路面上的載荷壩有效的傳遞到扒地下，而且還矮可有效搬地擺抵抗隧道下部扒地層傳來的反骯力。仰拱柏與氨二次襯砌構(gòu)成翱隧道整體，增巴加結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性埃。仰拱的作用；辦盎與二次襯砌構(gòu)百成隧道整體，盎防水，增加結(jié)伴構(gòu)穩(wěn)定性。癌解決基礎(chǔ)承佰載力不夠，減傲少下沉；防止邦底鼓的隆起變背形，調(diào)整襯砌稗應(yīng)力的作用。班封閉圍巖，拔阻止圍巖過大扳的變形，提高熬機構(gòu)的整體承捌載力拜。半增加暗底部耙和墻部的支撐把抵抗力，防止哎內(nèi)擠而產(chǎn)生剪熬切破壞。癌隧道百開挖完成矮初期盎支護后，實行癌仰拱超前施工骯一方面可以實啊現(xiàn)白隧道底部的快搬速翱封閉，有

10、利于昂穩(wěn)定掌子面。拌同時笆便于敖和埃邊霸、頂拱的初期班支護迅速封閉爸成懊環(huán)昂，加強初期支阿護的抗彎扒和抗扭能藹力哀；另一方面仰癌拱超前施工后柏，可以及時封岸閉按圍巖骯，阻止圍巖過傲大的變形，提愛高機構(gòu)的整體搬承載力。岸高速隘隧道多以大斷暗面為主，基地吧部分受力較為八復(fù)雜，墻瓣腳敖與仰拱連接處熬應(yīng)力集中現(xiàn)象襖嚴重，并要求半有更好圍巖稗強度靶和地基承載力辦，按隧耙底跋結(jié)構(gòu)稗由于長期在列扒車重載作用及埃地下水侵蝕作佰用下岸極易跋產(chǎn)生破壞，從傲而引起基底沉拔陷、道床翻漿矮冒泥等病害，矮尤其是高叭速敖鐵路對隧道底背部強度要求高霸、且斷面跨度埃大，因此要求耙高速鐵路對底柏板厚度和底板百混凝土敗強度芭有更高

11、要求，疤以提高其安全礙性、耐久性和拌防水襖性霸。敖三伴、般在矮現(xiàn)代隧道施工擺中為什么要提拜倡“仰拱早上絆”（從結(jié)構(gòu)受愛力、圍巖變形叭等方面說明）昂，與大斷面公扳路隧道相比，佰高速鐵道大斷案面軟巖隧道仰岸拱施設(shè)的特點扳如何？為什么壩？挨仰拱隘早上有利于整敗體拌約束耙圍巖的變形，骯減小松動圍巖俺壓力，可使隧昂道結(jié)構(gòu)的承載耙力提高，可使靶隧道周邊位移拔減小，可使二背次襯砌的安全把系數(shù)提高，可按使初期支護的哀軸力大幅度減頒小，同時錨桿皚軸力也減小，敗仰拱的施設(shè)對吧改善隧道結(jié)構(gòu)般的受力狀況，辦提高隧道的穩(wěn)熬定性具有重要奧作用。扒高速捌鐵路大斷面隧啊道，以隧道底疤部較為復(fù)雜哀，絆邊腳底與仰拱板連接處應(yīng)力較

12、扳集中，因此隧芭道襯砌的安全絆性、耐久性和拜防水性要求更八高。高速隘鐵路盎隧道設(shè)計使用俺年限要求靶100年啊，主體工程結(jié)氨構(gòu)要求“零缺扳陷”，同時由叭于鐵道部“鐵懊建設(shè)凹【2009】拔40號瓣文”昂規(guī)定氨，扒級安圍巖仰拱距掌奧子面的安全距擺離為扮90拜m，凹級案圍巖為矮50藹m，巴級澳圍巖為八40岸m，因此，仰安拱及時有效的阿施設(shè)壩已斑成為隧道進度佰控制、安全質(zhì)案量保證的關(guān)鍵拜點之一。隘高速佰鐵路仰拱及填八充的施工方式扮主要存在如下阿特點：搬邦仰拱施工必須巴超前二次襯砌疤施做，且應(yīng)保絆證足夠的厚度昂；辦仰拱懊砼盎連續(xù)澳澆筑，一次成擺型，避免橫向拔分段灌注，不胺留縱向施工縫氨；暗伴仰拱啊砼班不得

13、與仰拱填癌充班砼版同時澆筑；皚仰拱填充伴砼稗的施工應(yīng)滿足矮無笆砟凹軌道靶的鋪設(shè)要求。哀原因伴：從仰拱開挖白到跋砼哎灌注，這期間藹隧道是處于最敗不穩(wěn)定的狀態(tài)笆，及早施工仰艾拱，閉合開挖暗斷面，使隧道隘開挖斷面盡早敗形成圓環(huán)，是辦確保隧道安全巴的重要舉措，耙大斷面隧道以稗隧道底部較為岸復(fù)雜，邊墻胺底搬與仰拱連接處捌應(yīng)力較集中，胺因此隧道襯砌把的安全性，耐奧久性和防水性板要求更高。奧四癌、根據(jù)隧道所拌處的地質(zhì)條件氨（巖質(zhì)圍巖和懊土質(zhì)圍巖）和埃埋深條件（深把埋和淺埋），擺分別闡述施工伴階段錨桿的作搬用，并解釋之笆？頒錨桿罷是唯一從內(nèi)部熬補強圍巖的手啊段，它可以提氨高裂隙圍巖的盎抗剪強度，也哀可以改善圍

14、巖礙的物性指標，哎更可以將一些按不連續(xù)的巖捌塊聯(lián)系阿在一起，把它爸基本上不占用把作業(yè)空間，施頒工性好，因此礙得到廣泛發(fā)藹應(yīng)用礙。吧錨桿的愛作用效果吧：癌敗懸吊霸效果挨：把因爆破而敖松動的巖塊固鞍定在沒有松動敗的圍巖上，防霸止掉落，在裂疤隙發(fā)育的圍巖拌中與噴霸混凝土拜并用，效果增笆大；傲梁效果：對襖隧道周邊的層般狀圍巖，使分霸離捌的層理面疊合扳而成疊合梁，懊因錨桿的疊合爸效果邦可使層理面?zhèn)靼具f剪力叭，扮作為組合梁而敖發(fā)揮作用埃；俺盎內(nèi)壓吧效果：啊錨桿扮軸力通過噴胺砼暗作用在隧道辦壁面藹上，發(fā)揮了內(nèi)百壓效果，使隧氨道附近保持三襖軸應(yīng)力狀態(tài)，跋這抑制了隧道霸周邊圍巖的塑暗性化和擴大，靶同時也發(fā)揮了挨

15、抑制隧道凈空八位移哎的效果埃；唉拱效果：由背于系統(tǒng)錨桿的胺內(nèi)壓效果，對柏一體化的圍巖唉，形成了承載叭拱，提高了隧笆道周邊圍捌巖的承載能力礙，也發(fā)揮了抑扒制隧道凈空位壩移的效果隘；稗爸圍巖絆改良效果：澳圍巖芭內(nèi)插入錨桿后叭增大挨了圍巖自身的啊抗剪強度，圍搬巖屈服后的殘矮余強度也增大擺了，因此，錨按桿能改善圍巖礙的特性。艾巖質(zhì)八圍巖：圍巖強柏度比較大，隧絆道周邊圍巖沒霸有塑性化的情氨況，不需要內(nèi)癌壓效果，巖石版本身的強度是拔充分的，隧道敗的穩(wěn)定唉通常巴是由裂隙翱等巴力學(xué)上的翱的俺不連續(xù)面所控礙制，因此，錨叭桿的作用主要艾是保持芭巖塊瓣和控制巖塊的艾移動，使圍巖傲成為一體，并阿促進平衡拱的按形成。捌

16、土質(zhì)頒圍巖：在圍巖巴強度版比較小的土質(zhì)佰圍巖中，隧道絆周邊圍巖發(fā)生澳塑性變化，需奧要以內(nèi)壓效果拔的形成平衡盎拱效果阿為主，錨桿一背邊隨圍巖變形巴，一邊約束圍頒巖防止其崩落扳，但在內(nèi)摩擦拜角小的地層中瓣，哀如土砂地層吧，拱頂附近的安錨桿幾乎不受熬拉力，而受壓班力，因此，圍爸巖中單獨采用佰錨桿的效果較稗小，其只能起扳到芭加固拱腳附近背和防止掌子面哀崩塌的作用。霸深埋爸條件：結(jié)合深巴埋隧道的特點盎，隧道開挖后啊拱頂形成坍拜落百拱，坍落叭拱以下翱巖體松弛，因罷此，錨桿主要爸發(fā)揮支承作用捌和懸吊作用，頒確保巖塊的咬背合，抑制不版穩(wěn)定骯巖塊的崩落，胺從而確保松弛矮巖體一體化。按淺埋盎條件：淺埋隧搬道開挖后

17、，坍愛落拱不易形成扮，地層松弛較皚為嚴重，因此叭，錨桿主要起八到加固圍巖，霸約束圍巖變形拔、穩(wěn)定掌子面鞍，提高圍巖穩(wěn)白定性，同時錨邦桿可以用于超哀前支護，控制敖地表下胺沉藹等作用。瓣砂漿鞍錨桿的軸力圖鞍（半2007）奧錨桿搬沿其長度的軸耙力變化如圖，笆錨桿軸力的峰靶值約在錨桿長扮度的愛l凹/2左右伴。（缺圖）耙五案、挨噴混凝土的支藹護力學(xué)作用有拔哪些？作為初懊期支護的噴混俺凝土與作為永唉久支護的噴混傲凝土在設(shè)計上藹有何不同？隘與圍巖瓣的附著力、氨抗剪的百支護效果：噴捌混凝土和圍巖敖的附著力，可翱分散敗作用在噴混凝奧土扮上的外力，同昂時加強隧道周叭邊的裂隙拔的抗剪能力隘，并可在壁面瓣形成承載拱，

18、鞍在裂隙發(fā)育的奧硬巖等作用效白果大。叭內(nèi)壓、閉合吧效果：因噴混拔凝土作為一個壩連續(xù)的構(gòu)件支鞍持圍巖，可約安束圍巖的變形按，給圍巖以支擺護壓力（內(nèi)壓霸），使圍巖保埃持三軸的應(yīng)力哀狀態(tài)。此外，奧早期采用仰拱安使斷面臨時閉拜合，也發(fā)揮了拔支護效果，此礙效果在軟巖熬和土砂圍巖鞍中大。罷外力分配效翱果佰：氨作為傳遞土壓皚到鋼支撐昂、背錨桿架上的構(gòu)奧件而發(fā)揮作用百。芭瓣軟弱層頒補強效果：填瓣平凹凸不平處壩，跨越軟弱層俺，而防止應(yīng)力吧集中，補強跋軟弱層挨等擺。疤被覆效果：皚開挖后，因及叭早被覆壁面，絆可防止圍巖風(fēng)罷化、止水、微藹粒子流失等。辦噴胺砼板與錨桿、噴隘砼吧與鋼架、噴扒砼安+鋼架+錨桿絆等多種組合形

19、斑成，對約束圍佰巖的變形、提巴高初期支護的氨能力，控制掌壩子面后方的圍跋巖的效果是非頒常有效的。百噴凹砼胺是唯一能與圍把巖大面積的叭、密實接觸的矮一種方式，是懊其它方式所不埃能代替的，從白力學(xué)上來說，巴它既能傳遞徑翱向壓力也能傳般遞切向應(yīng)力。暗作為初期支護邦的噴混凝土癌：愛要求皚（1）對作用把荷載有足夠的按強度；（2）拜具有早期需要扮的強度；（3伴）與圍巖充分佰粘附，填充和般密實；（4）襖確保開挖面平癌滑。傲作為永久支護胺的噴混凝土岸：吧還需要充分考壩慮其耐久性邦（長期強度、敗炭化抵抗性、矮耐凍結(jié)能力）佰和水密性，對案作用荷載有足耙夠的強度。埃六、闡述隧道皚特征曲線基本百原理，在隧道癌施工中如

20、何使哎用特征曲線法班？胺特征曲線法的跋基本原理是利敗用巖體特征曲熬線和支護結(jié)構(gòu)拔特征曲線交會爸的辦法來決定埃支護體系的最氨佳平衡條件瓣。靶右圖是特征曲版線法原理示意芭圖八，背圖中縱坐標表伴示結(jié)構(gòu)承受的挨地層壓力拔，辦橫坐標表示沿拌洞周徑向位移按，哎曲線笆為圍巖特征笆曲線，曲線罷為支護特征曲般線，二條曲線癌交點的縱坐標昂即為作用在支巴護結(jié)構(gòu)上的最藹終地層壓力，靶交點的橫坐標唉為襯砌的最終敖變形位移，因八洞室開挖后一捌般需要隔開一敗段時間才修筑扳襯砌，在這段搬時間內(nèi)洞室地稗層將不受襯砌百的約束而產(chǎn)生澳自由變形，即氨為洞室地層襯佰在襯砌修筑前盎已發(fā)生的初始埃自由變形值皚。絆在隧道施工中唉使用特征曲線

21、八法隘：疤首先決定巖體盎力學(xué)參數(shù)版（變形模量/案彈性模量和內(nèi)胺摩擦角/粘結(jié)皚力）；疤根據(jù)這些參數(shù)絆計算出圍巖特白征曲線班，吧在實踐中應(yīng)用懊量測的徑向位澳移和已知的支捌護阻力來反算奧巖體的特征值搬并和量測值加澳以比較哀，辦并修正巖體特頒征曲線翱；疤確定支護阻力阿，敖根據(jù)支護類型叭（噴混凝土、跋鋼支撐、錨桿奧及二次襯砌）芭、材料參數(shù)確捌定支護剛度，唉然后再圍巖特半征曲線上選定敗合適的圍巖初伴始位移和合適拜的支護時機，鞍確定支護特征敗曲線；皚兩條線的交點澳作為支護依據(jù)啊，哎根據(jù)交點處表拔示的支護抗力癌值進行襯砌結(jié)靶構(gòu)計算叭，背最后對支護設(shè)挨計進行安全性頒驗算叭，隘驗算結(jié)果應(yīng)滿壩足安全性要求敖。跋此方

22、法的關(guān)鍵絆是合理地確定笆兩條曲線的基皚本性質(zhì)及其隨盎一些因素的變奧化以及由兩者皚相互作用決定般最佳平衡條件熬。般為地層開挖芭后變形達到穩(wěn)爸定時的地層特瓣征曲線襖，-為在佰不同時間設(shè)置挨支護或襯砌剛熬度不同時的各埃種支護特征線哎，由圖可見，版地層特征曲線隘為上凹曲線，搬最低點為愛b白點，如支護特敗征線正好在叭b藹點與地層線相隘交，如圖線把，則襯砌結(jié)構(gòu)板上承受的地壓唉力最小。一般拌來說，在施工芭中嚴格實現(xiàn)兩唉條線在昂b板點相交不現(xiàn)實霸，能夠達到的扒目的僅是兩條熬相交特征線在昂b把點附近相交。邦由于曲線罷在拜b安點以后上升的熬原因是地層施癌加于襯砌上的靶松動壓力增大叭，意味著洞周稗將出現(xiàn)較大程佰度的

23、破壞，因般而作為設(shè)計準叭則，應(yīng)做到使罷支護特征線在笆b扮點以左附近與靶地層特征線相罷交。辦斜線岸為在洞室開爸挖后立即施作埃支護時的支護懊特征線，斜線般為開挖后隔按一段時間再施扳作支護時的支跋護特征線，兩胺條斜線平行表啊示剛度完全相氨同，對比與俺，可見同一懊剛度的支護設(shè)稗置時間不同，矮作用在襯砌上伴的地層壓力及藹襯砌位移卻將把不同，藹鑒于地層本身凹具有一定的自暗支撐作用，適佰當(dāng)推遲設(shè)置支襖護的時間將有礙助于減小作用敖于襯砌結(jié)構(gòu)上襖的地層壓力，拔達到經(jīng)濟的目瓣的。昂和為同一岸時間設(shè)置的剛礙度不同的兩種氨支護特征線，吧對比可見，若扒地層的特征線哎與支護特征線皚均能在啊b奧點以左相交，唉則相應(yīng)于柔性胺

24、結(jié)構(gòu)的斜線艾將承受較小的霸地層壓力。阿所示的特征艾線將與地層線爸不再相交，表搬示支護剛度嚴熬重不足時地層頒松動壓力將急把劇增長，使圍俺巖破壞區(qū)的范翱圍相應(yīng)擴大。疤所示，襯砌盎結(jié)構(gòu)剛度過于皚不足時，支護翱在圍巖變形過熬程中早已破壞敗。矮所以只有將地叭層特征挨、昂支護時機絆、白支護剛度等因骯素綜合考慮芭，擺才能做出合理矮的設(shè)計瓣。靶六板、吧采用礦山法骯/新奧法修建矮隧道工程中，班二次襯砌在不柏同階段的受力敗特點，如何確熬定二次襯砌上白的作用荷載？骯設(shè)置二次襯砌愛的目的主要有搬：拌考慮圍巖的埃不均勻性、支柏護材料質(zhì)量的八離散、錨桿的矮腐蝕等不確定吧因素，需要增岸加作為結(jié)構(gòu)物芭的安全系數(shù)；柏考慮使用后

25、捌外力的變化和熬支護材料的劣疤化，需要提高叭作為結(jié)構(gòu)物的拜耐久性；巴襯砌施工后伴，因水壓、上傲覆荷載等外力耙發(fā)生時，需要絆加以支持；跋在隧道變形唉沒有收斂時修俺筑襯砌的場合半，要給予隧道昂穩(wěn)定必要的約翱束力，故設(shè)置案二次襯砌的時藹間有兩種情況俺，受力特點如敖下：昂A鞍、版初期支護的變瓣形收斂后再設(shè)安置襯砌捌，凹此時斑，般二次襯砌承受愛后續(xù)荷載埃，包括水壓力背、圍巖和襯砌傲的流變荷載，絆由于錨桿等支癌護失效而產(chǎn)生辦的圍巖壓力等芭。昂B辦、芭根據(jù)需要跋，搬較早地設(shè)置二矮次襯砌邦，盎特別是超淺埋唉隧道對地表沉搬降有嚴格要求暗時白，澳此時二次襯砌版和初期支護共凹同承受圍巖壓懊力昂。矮此外哎，瓣在塑性流

26、變地挨層中疤，板圍巖的變形和奧地壓都很大傲，佰而且持續(xù)時間暗很長拌，佰通常需要在開昂挖前采取輔助耙措施對圍巖進扮行預(yù)加固吧，扮同時采取能夠鞍吸收大變形的阿鋼支撐挨，挨允許噴砼和鋼霸支撐發(fā)生變形凹和位移艾，般位移和變形基暗本得到控制后阿，柏再施作二次襯擺砌班。耙另外背，鞍襯砌和二次襯奧砌之間設(shè)置防鞍水層阿，版故兩層襯砌之氨間只能傳遞徑矮向應(yīng)力拔，澳不能傳遞切向半應(yīng)力柏，唉因此傲，兩層襯砌之澳間不能形成一疤個整體承載。案 搬二次襯砌上的瓣荷載確定巴：案根據(jù)二次襯砌胺的設(shè)計目的耙，俺主要有以下幾罷種計算方法絆：昂建立初期支唉護與二次襯砌敖共同受力結(jié)構(gòu)哀體系模型，水澳壓作用在二次皚襯砌上，土壓拔、地面

27、超載、藹人防荷載、地熬震力均作用在昂初期支護上，半考慮到初期支巴護結(jié)構(gòu)材料的傲耐腐蝕性差，扮計算時需要對挨其剛度進行折百減，一般按5暗0%折減考慮把。霸只建立二次矮襯砌單獨結(jié)構(gòu)阿體系模型，任盎務(wù)初期支護雖暗然長期抗腐蝕胺性差，但畢竟安是一層結(jié)構(gòu)，安可以人為地認氨為它能夠承擔(dān)藹30%的土壓捌，其余70%笆的土壓作用在案二次襯砌上，安涉及到其他其斑它類型荷載的柏計算與第一種艾計算方法相同岸。百外部荷載全把靠初期支護承骯載，二次襯砌阿只是安全儲備吧或者裝飾，對白二次襯砌很少疤予以計算。艾七敖、伴軟弱圍巖靶（淺埋土質(zhì)圍把巖），其地表擺變形規(guī)律，掌捌子面前方及周芭邊土體的變形巴規(guī)律，如何控瓣制地表沉降？

28、巴（礦山法）笆地表面沿隧道奧中線的縱向下挨沉動態(tài)的基本搬規(guī)律是跋：按掌子面到底班之前，距掌子熬面一定距離發(fā)搬生隆起或相對懊隆起，并可能昂在掌子面到達哀前，在地表面按發(fā)生與隧道軸頒線正交的橫斷哀開裂，隨之發(fā)癌生掌子面前方百的下沉，其下凹沉開始位置，案視支護施工狀傲況頗有不同。拌掌子面通過辦前后，圍巖發(fā)擺生急劇的下沉癌，此急劇下沉愛從地表靠近拱藹頂越大，在地靶表面平坦的地昂段，其下沉量懊小于最終下沉鞍量的拌30%熬，而在傾斜地耙段約為把39%捌56壩%阿，辦約為平坦地段敖的罷2哀倍，此時出現(xiàn)哀最大的地表面扳下沉。案掌子面通過礙后，地表面下翱沉開始收斂，昂離掌子面越遠唉，隧道斷面閉捌合，下沉也就把收

29、斂了。骯地表面沿隧道癌中線的橫向下癌沉動態(tài)的基本安規(guī)律斑：哎掌子面通過翱前，對地面橫擺向下沉的影響叭相對較小。背掌子面通過壩后，由于掌子挨面通過后隧道辦中線上的地步百下沉量急劇捌增大，故地表皚下沉形狀比掌版子面通過前呈霸中央值很大的襖正態(tài)分布曲線巴。佰一般來說岸，藹在淺埋條件下敗，矮隧道開挖后的搬地面下沉與洞哀內(nèi)的變形之間唉是相關(guān)的柏，靶從基本規(guī)律上唉看氨，跋洞內(nèi)與地面下瓣沉是一致的版，斑也大體上分為暗掌子面前方的襖地表面下沉和搬鼓起隘，捌掌子面位置正耙上方的地表面壩下沉及掌子面案后方的地表面隘下沉芭，愛不同的是量值版和沉降發(fā)生的吧范圍柏，氨而且與洞內(nèi)的白下沉是相關(guān)的般。澳淺埋與深埋相背比靶，

30、耙一個特點是難耙以形成承載拱傲，百同時礙，礙在這種情況下澳會有地形偏壓哀、表層軟弱堆岸積物、風(fēng)化帶柏等對隧道開挖愛有很大影響的拜特殊問題，為伴此，視地質(zhì)條拜件會出現(xiàn)下沉鞍急劇增大，地岸表開裂等變異昂，有時也會出懊現(xiàn)掌子面不穩(wěn)跋定現(xiàn)象，所以傲，在這種情況阿下，要采取掌癌子面穩(wěn)定措施澳和控制地表下礙沉措施。絆地表下沉與深壩埋有密切關(guān)系艾，奧埋深大時傲，扒在隧道橫斷內(nèi)扳形成了敗承載拱埃，癌開挖引起的下絆沉案，哎局限在隧道周八邊熬，扮而埋深小時瓣，白沒有形成承載骯拱啊，昂開挖下沉?xí)卑薪舆_到地表面澳，氨故為防止支護頒下沉翱，百增強承載力應(yīng)擺采取必要的措骯施版，熬并研究采用注愛漿懊、昂垂直錨桿等技敖術(shù)對

31、策斑。擺淺埋與深埋比俺較熬，壩另一個特點是班，哎淺埋的土質(zhì)隧奧道邦，俺當(dāng)?shù)乇砻嫦鲁涟缗c對應(yīng)的拱腳巴下沉相等或小頒于時岸，氨會造成拱頂上矮部圍巖整體下暗沉的現(xiàn)象扳，奧這是淺埋隧道疤一個獨特的變哎形動態(tài)伴。因此，在淺骯埋軟弱圍巖隧把道施工中，必皚須把控制拱腳藹下沉作為一個百重要問題。淺辦埋隧道掌子面靶前方的先行下白沉很大，會造巴成很大的地表邦下沉，因此，頒研究采用前方扮地層的改善、八超前管棚、水跋平高壓旋噴等拜輔助工法是必半要的。敖因此扒，愛控制地表面下氨沉罷，除拌從地表面采取襖對策外阿，柏基本上市采取熬從洞內(nèi)控制掌絆子面前方先行襖位移和掌子面埃后方位移的對挨策艾。矮地表面下沉的安主要原因靶：辦地

32、表面下沉的板主要因素包括鞍地形懊、扮地質(zhì)板、阿地下水吧、啊埋深稗、跋隧道斷面形狀翱、擺支護等各種條扒件拌，扮是錯綜復(fù)雜的愛，百但主要是開挖盎引起的圍巖松哀弛案（開挖的應(yīng)力埃釋放）和開挖岸中的地下水降熬低（空隙水壓壩降低）所造成白的。班由于開挖的應(yīng)岸力釋放產(chǎn)生的鞍地表面下沉，皚是因周邊圍巖凹的松弛影響到百地面所致，如拔以未固結(jié)圍巖扳和淺埋隧道為半例，周邊圍巖奧強度不足和隧扒道上方圍巖不藹能形成承載拱笆是主因。為防罷止這種下沉，壩有必要對隧道骯上方圍巖進行佰補強，作為對阿策要盡可能早板地防止隧道周凹邊圍巖的松弛靶，因此，與掌爸子面穩(wěn)定對策叭同樣，要采取跋輔助工法，但澳為抑制地表面唉下沉，與掌子扒面

33、穩(wěn)定對策相哎比，要采用剛白性更大的對策扮。稗孔隙水壓降低挨造成的地表面邦下沉骯，懊主要是因地下癌水排出產(chǎn)生的安黏性土壓密下岸沉和砂質(zhì)土翱的即襖時下沉，其對哀策要采用能夠襖抑制向洞內(nèi)涌愛水的止水的注鞍漿工法。背控制地表面下伴沉的技術(shù)對策俺：柏地表旋噴樁拜加固地層胺旋噴樁是指在拔地表鉆孔挨，叭通過昂孔眼將高壓漿敖液和高壓風(fēng)旋班轉(zhuǎn)噴射注入強盎風(fēng)化巖體或土挨體拌，澳從而達到就地隘造樁爸，奧加固地基的一懊種施工方法敖。主要用于地瓣基改良、增加盎地基承載力等半方面。在淺埋芭隧道地質(zhì)不良隘地段，采用此襖方法可以增強版圍巖的整體性俺，減小地表沉翱陷，起到預(yù)防敖塌方和節(jié)省部百分初期支護的稗作用。該工法扒往往配合

34、起超板前長管幕，加辦強初期支護等笆措施共用。在翱隧道開挖前可哀以先期實施旋伴噴樁，不占用俺掌子面施工時安間。阿地表垂直錨皚桿補強扮地表垂直錨桿埃補強工法是在敖隧道開挖前邦，艾先從地表大致搬垂直地鉆孔哎，唉插入鋼筋等氨，并用砂漿全襖面錨固，對圍叭巖進行補強的斑方法，對維持板掌子面穩(wěn)定、稗防止地表面的奧先行下沉挨、降低隧道周澳邊圍巖的松弛哎、抑制小規(guī)模熬的滑坡等是有礙效果的工法。佰該工法給予隧瓣道開挖產(chǎn)生的哀周邊圍巖的變翱形以必要的約澳束力，通過砂斑漿傳遞到錨桿笆上，達到改良懊圍巖抗剪強度疤的目的。藹骯控制地表整體鞍下沉骯埋深小的場合熬，辦圍巖多比較脆班弱芭，搬支護腳部圍巖案承載力不翱足笆引起的腳

35、部下霸沉?xí)?dǎo)致支護啊的整體下沉絆，暗也促使了地表般面下沉疤。埃此時哎，阿應(yīng)研究設(shè)置帶捌肋鋼支撐壩，柏設(shè)置臨時仰拱翱早期閉合和腳捌部補強錨桿搬、白錨管等斑，稗特別是對于采愛用抑制地表面百下沉的長鋼管拌超前支護的場骯合凹，胺拱部用鋼管補爸強佰，柏但鋼管承受的按荷載由支護支靶持埃，邦如支護支持力拔不足襖，扮支護設(shè)置后就翱不能忽視腳部懊的下沉皚。板加強沉降觀艾測骯在有可能出現(xiàn)奧地表面下沉的扮埋深小的圍巖礙中氨，疤從觀察阿、吧量測的觀點出瓣發(fā)白，吧最重要的是掌伴子面的觀察和耙地表面下沉的襖量測昂、隧道內(nèi)拱頂八下沉和腳部下阿沉的量測，根愛據(jù)測量數(shù)據(jù)信矮息反饋指導(dǎo)施哎工，控制地表耙下沉。版在控制地表面盎下沉

36、過程中熬，霸要做到盎：板超前預(yù)支護扮控制掌子面前盎方圍巖的先行絆位移是關(guān)鍵。板建立同時測伴定地表面下沉絆、拱頂下沉與般腳部下沉是量拜測體系，根據(jù)巴量測數(shù)據(jù)控制哀上部圍巖的整癌體下沉。佰采用剛性比翱較大的出去支巴護，如高強噴瓣砼、型鋼鋼架骯等控制掌子面八后面的變形。澳在富水條件案下，要先止水敖，盡可能在無白水或少水條件阿下進行開挖。佰控制地表沉降暗：吧控制地表下沉背，拔主要從兩方面矮來著手般：從洞內(nèi)控敗制掌子面前方襖先行位移、掌案子面擠出位移疤和掌子面后方擺位移從地表傲面采取控制地氨面下沉措施凹利用超前支耙護技術(shù)，如超挨前錨桿、超前爸長鋼管、超前礙大管棚、超前藹小導(dǎo)管、水平懊噴注漿等控制班掌子面

37、前方先敗行位移。霸利用留核心凹土、掌子面噴伴砼、掌子面錨辦桿、掌子面圍敗巖注漿改良等扒穩(wěn)定掌子面、跋控制掌子面擠耙出位移。般采用加強的罷初期支護，如扮采用高剛性、藹高強度的噴砼耙、高規(guī)格的鋼版支撐、承載力罷大的錨桿等加笆強初期支護。跋控制拱腳下瓣沉：采用臨時耙仰拱、加肋鋼哎筋、噴砼加固半拱腳等控制上擺半斷面拱腳下襖沉阿，利用鎖腳錨礙桿、拱腳加固拔樁、水平側(cè)壁八鋼管等提高拱安腳的承載力。俺采用注漿止搬水工法：采用跋凍結(jié)法翱、隔斷壁法耙等進行堵水，傲減少地下水位耙下降造成的圍鞍巖松弛和地表巴下沉。芭采用控制爆矮破技術(shù)減少對半圍巖的擾動，胺建立同時測定拜地表面下沉，拌拱頂下沉與拱壩腳下沉的量測版體系

38、，根據(jù)量癌測數(shù)據(jù)進行反拌饋，及時調(diào)整靶開挖順序及開鞍挖進尺，變更傲支護形式及施扒設(shè)時間等控制凹上部圍巖的整班體下沉。拜地表旋噴樁邦加固地層，地昂表垂直錨桿補白強地層等控制疤土質(zhì)圍巖等技頒術(shù)，對圍巖進安行加固補強，盎控制地表下沉芭。鞍八傲、把在淺埋土質(zhì)圍般巖條件下骯，佰采用鉆爆法施啊工打斷么隧道捌，挨如何控制地表盎沉降哀？哎在淺埋隧道愛中，控制圍巖半松弛，也就是扒控制地表下沉按，防止地表下胺沉的主要措施搬是改善掌子面埃上方的圍巖狀背況。同時，因愛地表下沉與掌扳子面穩(wěn)定性有搬關(guān)，因此，防班止地表下沉對扳策多與掌子面敗穩(wěn)定對策同時皚實施。辦1辦）穩(wěn)定昂掌子面的方法笆：百A埃、奧用來支撐圍巖叭的超前支

39、護柏、熬短管棚等瓣。八B爸、瓣用來改良圍巖靶的有注漿等拌。版C壩、板用來發(fā)揮錨桿岸作用的斜錨桿癌、壩正面錨桿等叭。阿D癌、白噴混凝土加強絆等熬。版2）穩(wěn)定圍巖瓣和控制地表下爸沉的方法：A般、垂直錨桿法八。B、打設(shè)管巴棚法。C、注哀漿加固法和D班、預(yù)襯砌法。藹按照現(xiàn)場監(jiān)跋控量測數(shù)據(jù)信隘息反饋來指導(dǎo)骯施工，控制地伴表沉降。扮為了抑制地奧表下沉或由于皚土壓大，需要案提高初期支護鞍的強度和剛度辦，可選擇鋼支笆撐擺。絆采用控制爆瓣破技術(shù)以減少辦對圍巖的擾動疤程度，是斷面芭成型規(guī)整，以巴利于圍巖自身疤承載能力的發(fā)百揮和支護作用靶的發(fā)揮。皚減少對圍巖骯的擾動次數(shù)，隘如果為大跨度案隧道鉆爆開挖白，采用分部開疤

40、挖方案，化大白斷面為小斷面跋。挨開挖進尺，罷要根據(jù)圍巖級安別、施工技術(shù)挨等因素確定。安條件支護封笆底時間，仰拱哀對控制洞周變扮形，抑制地表稗沉降方面的作跋用時很顯著的稗，在必要時設(shè)敗置仰拱，根據(jù)安測量結(jié)果，適敗時封閉仰拱。霸對淺埋土質(zhì)圍盎巖來說奧，懊由于其松散自挨穩(wěn)定性差扒，百又是在大斷面半隧道之中辦，邦所以進尺應(yīng)短藹些熬，絆合理利用開挖啊面的空間效應(yīng)熬，鞍對開挖面與支唉護面的距離要笆作出限制俺。澳九頒、哎以靜水狀初始稗應(yīng)力場下修建版圓形隧道為例稗（假定圍巖為班各向同性的均扒勻力學(xué)彈塑性頒體），說明施般工過程中圍巖拜應(yīng)力狀態(tài)主要板變化過程以及暗二次應(yīng)力狀態(tài)皚的受力特征。靶在施工過程中絆圍巖應(yīng)力

41、狀態(tài)凹主要變化過程笆：盎坑道開挖前巖搬體處于初始應(yīng)啊力狀態(tài)埃，敖謂之一次應(yīng)力叭狀態(tài)癌；坑道開挖后伴由于應(yīng)力重新盎分布，坑道圍叭巖處于二次應(yīng)鞍力狀態(tài)，這種鞍狀態(tài)受到開挖版方式（爆破、凹非爆破）和方安法（全斷面開拜挖、分部開挖敖）的強烈影響絆。如果二次應(yīng)奧力狀態(tài)滿足坑奧道穩(wěn)定的要求巴，則可以不加凹任何支護，坑艾道即可自穩(wěn)；佰如果坑道不能暗自穩(wěn)，就須施吧加支護措施加搬以控制，促使皚其穩(wěn)定，這就白是三次應(yīng)力狀癌態(tài)，顯然這種罷狀態(tài)與支護結(jié)藹構(gòu)的類型、方骯法以及施設(shè)時搬間等有關(guān)，三皚次應(yīng)力狀態(tài)滿把足穩(wěn)定要求后埃就會形成一個芭穩(wěn)定的洞室結(jié)敖構(gòu)。岸影響二次和三皚次應(yīng)力狀態(tài)的襖因素有阿：奧圍巖的初始應(yīng)叭力奧、擺

42、巖體的構(gòu)造因埃素八（結(jié)構(gòu)面、巖邦塊組合形態(tài)等挨）、坑道形狀佰和尺寸、埋深唉以及坑道施工拜技術(shù)等。霸坑道開挖后周拌圍巖體中的應(yīng)骯力扒、位移視圍巖白強度（單軸抗跋壓強度）分為敖兩種情況：一芭種是開挖的圍哀巖挨仍處在彈性狀阿態(tài)，此時，坑盎道圍巖除產(chǎn)生佰稍許松弛外是俺穩(wěn)定的；一種艾是開挖后的應(yīng)骯力狀態(tài)超過圍背巖的單軸抗壓拜強度，此時坑拜道圍巖的一部礙分處于塑性甚瓣至松弛狀態(tài)，癌坑道圍巖瓣將產(chǎn)生塑性滑佰移、松弛或破襖壞。拌坑道開挖后拜的彈性二次應(yīng)礙力狀態(tài)案沿坑道周邊只案存在切向應(yīng)力扳，擺徑向應(yīng)力敗變?yōu)轶a0啊，坑道的開挖懊使坑道周邊的挨圍巖從二向（俺或三向）應(yīng)力跋狀態(tài)變?yōu)閱蜗虬蠎?yīng)力（或二向奧）狀態(tài)，沿坑佰

43、道周邊的應(yīng)力瓣值及其分布主辦要取決于側(cè)壓扒力系數(shù)爸值奧。凹十、頒采用暗挖法施翱工的隧道從開拜挖到洞室穩(wěn)定澳經(jīng)歷了哪幾個埃力學(xué)過程？并懊分析這些力學(xué)拌過程對隧道修拔建的影響？若吧在如圖埃所示的地應(yīng)力巴場中修建隧道凹，隧道沿哪個芭方向修建最為傲有利？為什么襖？般若沿澳方向修建懊一拌圓形隧道背，骯請繪出無支護鞍條件下洞壁切扳向應(yīng)力值骯。敖哀修建有利：拔沿最大佰主應(yīng)力方向修翱建最為有利，跋即沿瓣方向傲。叭原因?。喊钭畲笾鲬?yīng)力與扒洞軸線平行時案，邦塑性區(qū)主要分耙布在洞室邊墻扮；懊最大主應(yīng)力與辦洞軸線垂直時艾，挨塑性區(qū)主要分岸布在洞室頂部稗與底板巴，艾不利于隧道的吧穩(wěn)定礙。傲因此伴，伴設(shè)計規(guī)范給出盎了洞軸

44、線與最辦大主應(yīng)力平行叭或小角度相交熬的設(shè)計原則板。胺襖，般當(dāng)扮時岸，拌初始垂直應(yīng)力邦與水平應(yīng)力相翱等時敖，阿坑道圍巖的應(yīng)拌力狀態(tài)是回轉(zhuǎn)皚對稱的半，頒各點的應(yīng)力都愛相等鞍，伴為一常數(shù)癌，艾。吧十一扮、巴結(jié)合圖示說明熬掌子面前方先澳行位移、掌子爸面擠出位移、案掌子面后方位奧移概念。在此懊基礎(chǔ)上，闡述扮軟弱圍巖隧道矮變形控制的基哎本理念以及基扮本原則。白隧道開挖后把在掌子面前方案一定范圍內(nèi)（盎2a辦5a叭）產(chǎn)生了拱頂搬下沉，我們稱稗之為“掌子面扳前方先行位移辦”；矮在掌子面處盎，產(chǎn)生一定量擺的“初始下沉叭”（即通常所愛謂的拱頂下沉版），此值與地稗質(zhì)條件密切相捌關(guān)，約為最終氨位移值的啊20%澳30%藹

45、左右柏，皚同時澳，皚掌子面處發(fā)生敖向隧道內(nèi)的擠背出變形芭，拔我們斑稱之為掌子面埃擠出位移熬；拜在掌子面后翱方，隨著掌子扳面的推進，產(chǎn)搬生不斷增大的斑拱頂下沉，其癌特點是初期的胺位移速度很大皚，而后增長的白速度逐漸減緩般，并趨于穩(wěn)定頒，最后達到收霸斂，從掌子面板下沉開始下沉拜到最后收斂的熬距離，謂之收岸斂距離，此距背離一般圍巖條哎件下約為版4a襖5a澳左右矮，艾謂之掌子面后懊方位移般。芭軟弱圍巖變形隘控制的基本理阿念靶：澳未來減輕作傲用在支護上的捌荷載，容許一埃定的位移，即伴所謂的柔性支扳護控制理念凹。它是運行圍按巖變形，但控唉制圍巖產(chǎn)生有般害的變形，如柏采用重支護、?？煽s式支護和拔分階段綜合控

46、白制變形等方法拌，它們的基本頒理念相同，都骯是容許圍巖變矮形、釋放地應(yīng)半力、減小支護拌壓力，同時又埃能約束圍巖松絆弛和過度變形藹，保持隧道穩(wěn)藹定。版為了控制圍跋巖松弛而盡可柏能早得控制位熬移，即所謂的頒剛性支護控制熬理念。它通常敗是采取加強支靶護和襯砌剛度阿以及提高圍巖盎的自支護能力俺兩種措施。拜軟弱圍巖變形八控制的基本原跋則隘：般預(yù)支護笆、百快挖柏、絆快支擺、傲快閉合礙。柏預(yù)支護壩在開挖前，奧針對開挖后預(yù)暗計的變形實態(tài)鞍，事前采取的暗控制變形對策吧掌子面前方骯先行位移和擠背出位移的控制藹。扒快挖疤采取全斷面八法或臺階法進瓣行快速掘進的巴對策進尺及斑分部距離的控吧制。罷快支白采取初期支扳護控制

47、變形的澳對策初期位板移速度及最終骯位移值的控制哎。壩快閉合叭使變形早期鞍收斂的對策藹收斂距離的控翱制或位移收斂吧時間的控制。礙十二懊、隘對于巖質(zhì)山嶺靶隧道而言，地頒下水的處理方澳式主要有哪幾把種，其設(shè)計理拌念如何？不同拔防排水模式下白，如何確定隧頒道的外水載荷安的設(shè)計值？凹對于巖質(zhì)山嶺絆隧道隘，稗地下水的處理襖方式主要有半：“以排為主扮”和“以堵為澳主，量限排放俺”俺“以排為主靶”：一般來說胺，在環(huán)境沒有懊要求的情況下矮，淺埋山嶺隧芭道中，隧道都壩采用排水型隧癌道；對長而深瓣的山嶺隧道，阿如果采用非排背水型癌隧道方案，隧霸道襯砌將受到扒較高的水壓力背，因此，絕大瓣多數(shù)也采用排唉水的方法，降唉低

48、作用在襯砌板上的水壓力，啊但在有些隧道壩中，在局部地骯段也采用了壓胺注漿液的方法骯，解決施工中罷的出水問題，岸保證施工作業(yè)矮的安全。藹“以堵為主擺，量限排放”般：由于環(huán)境保班護意識的提高骯，對隧道涌水耙可能造成周邊暗地區(qū)的水理變埃化，如井水或跋泉水的枯竭、皚地表沉陷、水案質(zhì)惡化等，就笆要采用防水型阿隧道，從目前凹的施工技術(shù)水背平來看，完全拔止水是不可能稗的。扳不同防排水模俺式下絆，俺隧道的外水載俺荷的設(shè)計值熬：百“以排為主板”模式下，襯暗砌上的水壓力拜在設(shè)計上不予襖考慮；唉“以堵為主白，量限排放”埃模式下，外水俺載荷的設(shè)計值艾主要有以下計罷算方法：板A奧、板折減系數(shù)法罷參照玩過水工敗建筑物荷載

49、設(shè)跋計規(guī)范規(guī)定靶，佰作用在混凝土疤襯砌的外水壓岸強標準值敖，挨其中哎為外水啊壓力折減系數(shù)擺，斑它是按隧道開骯挖后暴露的圍耙?guī)r滴水狀況來翱確定佰，哀在不同的地質(zhì)唉條件下翱，柏水壓值可以有襖不同挨的折減系數(shù)百。傲在錨桿噴砼支半護技術(shù)規(guī)范中俺也建議外水壓半力采用地下水安位以下的水柱斑高度乘以相應(yīng)澳的折減系數(shù)的奧方法估算拔。熬鐵路隧道的研熬究指出翱，澳隧道開挖后對笆地下水活動影胺響發(fā)范圍僅局耙限在一定的范辦圍內(nèi)藹，擺而不是整個地胺下水都對隧道矮發(fā)生作用岸。白一般來說骯，斑在地質(zhì)判斷中盎，邦當(dāng)滲透系數(shù)小隘于矮半cm/s伴時疤，壩就可以認為是熬不霸透水的圍巖敗，礙同時滲透系數(shù)拔也隨著埋深的八增加而般，即埋

50、深增加昂，水壓襖的折減系數(shù)頒越大。搬B氨、擺滲透理論分析把方法板：按分析隧道開挖伴后引起的地應(yīng)矮力和地下水滲捌透力對圍巖和八襯砌的耦合作把用傲，癌隧道襯砌外水埃載荷是作用于岸地下水位整個跋空間的滲液體擺積力耙，懊應(yīng)按滲透荷載把理論分析按外水載荷作用靶下的隧道應(yīng)力骯，可以直接通扒過分析隧道開霸挖、施作襯砌藹后，地下水滲藹透力對圍巖和安襯砌的耦合作半用，來分析隧邦道襯砌結(jié)構(gòu)受翱力的圍巖穩(wěn)定白性。捌C把、愛理論解析法拌：昂隧道水壓力的柏計算視圍巖為瓣均質(zhì)癌、吧各向同性的彈拜塑性體澳，吧其中作用的初唉始應(yīng)力視為靜疤水壓力狀態(tài)隘。半十三般、胺闡述隧道信息白化施工的基本骯原理及實踐方捌法。艾基本原理半：扒

51、在施工前和施板工過程中敖，岸通過儀器設(shè)備阿實時收集現(xiàn)場白實測數(shù)據(jù)盎，包括拱頂沉皚降、洞周收斂捌變形、支護圍礙巖相互作用力班等，根據(jù)這些奧數(shù)據(jù)進行反演癌分析，對原設(shè)半計和施工方案板進行必要的調(diào)案整（如支護形搬式，施作時間吧），并反饋到頒下一施工過程唉，對下一階段傲的施工過程進癌行分析和預(yù)測白，從而保證施凹工能夠安全、胺經(jīng)濟地進行，霸以期獲得最優(yōu)敗地下結(jié)構(gòu)物。擺實踐方法耙：伴捌流程把扳根據(jù)施工前的邦信息阿（主要是地質(zhì)耙方面的）進行哎預(yù)設(shè)計，然后把付諸施工，同佰時進行施工監(jiān)搬測并依其信息八（主要是位移吧信息）修改預(yù)挨設(shè)計，再施工敖、再測量，直爸到形成一個長案期穩(wěn)定的洞室把結(jié)構(gòu)體系，由叭此可見，信息鞍

52、設(shè)計方法與過唉去或當(dāng)期采用埃的一般設(shè)計方癌法，有了很大罷的改變，它不敗僅包括施工前愛的設(shè)計，還包斑括施工過程中扮的設(shè)計，即把奧過去截然分開骯的施工和設(shè)計唉兩個階段，融頒為一體，構(gòu)成斑一個完整的設(shè)安計過程。耙十四耙、氨闡述隧道信息吧化施工方法的巴原理和需解決俺的問題絆。礙原理：愛根據(jù)施工前的佰信息熬（主要是地質(zhì)八方面的）進行捌預(yù)設(shè)計，然后澳付諸施工，同癌時進行施工監(jiān)壩測并依其信息哎（主要是位移瓣信息）修改預(yù)隘設(shè)計，再施工稗、再測量，直岸到形成一個長熬期穩(wěn)定的洞室白結(jié)構(gòu)體系，由昂此可見，信息挨設(shè)計方法與過暗去或當(dāng)期采用百的一般設(shè)計方癌法，有了很大拔的改變，它不搬僅包括施工前巴的設(shè)計，還包敗括施工過

53、程中拜的設(shè)計，即把搬過去截然分開把的施工和設(shè)計骯兩個階段，融背為一體，構(gòu)成班一個完整的設(shè)襖計過程。版需解決的問題傲：敗1啊、采用什么信矮息進行反饋？班2懊、反饋的目的骯和要求暗3俺、采用什么方按法進行反饋？未完頒十五半、艾在隧道施工過板程中拌，瓣如何根據(jù)現(xiàn)場捌測量和貫徹信拌息搬，扮判定其安全性班？搬闡述隧道信息熬化施工基本原安理凹，愛在隧道施工中鞍，敖如何通過位移敗信息判斷隧道芭穩(wěn)定性懊？白根據(jù)位移量奧測值或預(yù)計最壩終位移值判斷澳洞室穩(wěn)定性或板可靠性分析的阿關(guān)鍵和難點是澳位移的極限值岸的確定癌，襖位移極限值是暗洞室所處圍巖爸性質(zhì)懊、巴支護結(jié)構(gòu)形狀安和施工等條件阿的綜合反映版。捌它與其所處的靶地

54、形背、八地質(zhì)條件胺、佰洞室形態(tài)暗、罷支護結(jié)構(gòu)形態(tài)辦和施工等因素笆有關(guān)芭，瓣任一點的極限翱位移都是在具拔體條件下的隧埃道穩(wěn)定極限狀藹態(tài)位移扳。暗根據(jù)隧道洞室皚變形動態(tài)信息安反推的圍巖參皚數(shù)和支護結(jié)構(gòu)叭實際所受的荷啊載罷，胺進行洞室極限隘位移的計算模拜擬懊，襖并結(jié)合室內(nèi)模藹擬實驗和現(xiàn)場氨資料進行綜合耙確定半。扮實測最大相對把位移值或預(yù)測敖相對位移不大耙于伴鐵路隧道設(shè)把計規(guī)范規(guī)定扒的極限相對位斑移值的扒2/3盎，可以認為初扒期支護達到穩(wěn)氨定，如果大于捌極限相對位移昂值的拌2/3敖，意味著圍巖唉不穩(wěn)定或支護矮系統(tǒng)工作狀態(tài)捌不安全，需要礙加強。芭根據(jù)位移速艾率判斷矮位移速度是以伴每天的位移量爸來表示的啊

55、，岸對某一開挖斷八面來講叭，絆從開始產(chǎn)生位傲移到它穩(wěn)定為皚止壩，鞍每天的位移變稗化速率都是不拜同的版，辦位移速率是由俺大變小遞減的佰過程搬，襖從變形曲線上礙可以分為三個柏階段壩：凹A翱、拔變形急劇增長襖階段扳變形速率大捌于疤1mm鞍/d艾；捌B搬、疤變形速率緩慢佰增長階段伴變形速率為百0.2愛1mm/d拜；阿C哀、襖基本穩(wěn)定階段啊變形速率小巴于懊0.2mm/扮d氨當(dāng)凈空收斂速啊率小于拔0.2mm/百d稗時，認為圍巖艾已達到基本穩(wěn)背定。（我國根巴據(jù)下坑、金家擺巖、大瑤山等藹十余座隧道制皚定的圍巖變化拌速率標準）矮大秦鐵路復(fù)合敖襯砌隧道提出按圍巖基本穩(wěn)定癌的標準：隧道班跨度小于擺10m辦時，水平收

56、斂俺速率約扒為翱0.1mm捌/d懊；奧跨度大于熬或等于骯10m巴時，水平收斂襖速率為暗0.2mm暗/d拔根據(jù)位移笆時間曲線（圍癌巖時態(tài)曲線）佰形態(tài)判斷翱由于巖體的流把變特性敖，扳巖體破壞前變頒形曲線可分三岸個階段擺：疤A霸、絆基本穩(wěn)定區(qū)耙，按主要標志為變版形速率逐漸下叭降氨，疤即盎0愛，把表面圍巖進入叭危險狀態(tài)礙，翱須停工皚，搬進行加固唉。愛根據(jù)量測結(jié)果邦，哀可按下表所列翱變形管理指導(dǎo)矮施工爸管理登記氨管理位移矮施工狀態(tài)拌阿可正常施工熬拜應(yīng)加強支護藹捌應(yīng)采取特殊措柏施壩實測位移值頒，跋極限位移值捌隧道失穩(wěn)的扮經(jīng)驗先兆扳局部塊石坍塌笆或?qū)訝钆寻?、俺噴層大量開裂艾累計位移量已芭達到極限位移扳的拌

57、2/3唉，斑且仍未出現(xiàn)收靶斂減緩的跡象爸每月的位移量礙超過極限位移襖的澳10%霸洞室變形有異扒常加速半，暗即在無施工干愛擾時的變形速傲率加大靶。拔十六翱、拌地表沉降規(guī)律八,壩如何控制佰？（礦山法）敗地表面沿隧按道中線的縱向俺下沉動態(tài)基本拌規(guī)律：板A懊、掌子面到達骯前，距掌子面拜一定距離發(fā)生斑下沉，并可能唉在掌子面到達凹前，在地表面熬發(fā)生與隧道軸埃向成正交的橫暗斷開裂。骯B伴、掌子面通過背前后，圍巖發(fā)爸生急劇的下沉拌，此急劇下沉笆從地表靠近拱把頂越大。唉C跋、掌子面通過邦后，地表面下辦沉開始收斂，熬離掌子面越遠爸，隧道斷面閉愛合，下沉也就巴收斂了。傲地表面沿隧白道中線的橫向胺下沉動態(tài)基本版規(guī)律：

58、襖A氨、掌子面通過靶前，對地面橫啊向下沉的影響叭相對較小。埃B耙、掌子面通過吧后，由于掌子半面通過后隧道襖中線上的地步把下沉量急劇增八大，故地表下昂沉形狀比掌子稗面通過前呈中敖央值很大的正隘態(tài)分布曲線。頒掌子面前方佰及周邊土體變安形規(guī)律：艾一般來說頒，疤在淺埋條件下凹，澳隧道開挖后的懊地面下沉與洞岸內(nèi)的變形之間疤是相關(guān)的埃，邦從基本規(guī)律上矮看耙，叭洞內(nèi)與地面下吧沉是一致的骯，阿也大體上分為板掌子面前方的瓣地表面下沉和扮鼓起唉，叭掌子面位置正隘上方的地表面岸下沉及掌子面斑后方的地表面哎下沉骯，熬不同的是量值巴和沉降發(fā)生的哎范圍盎，岸而且與洞內(nèi)的芭下沉是相關(guān)的伴。辦控制地表沉降稗措施懊：邦骯從洞內(nèi)

59、控制掌版子面前方先行阿位移、掌子面霸擠出位移和掌八子面后方位移爸，減小地表沉俺降拌A、利用超前阿支護技術(shù)，如拜超前錨桿、超拔前長鋼管、超挨前大管棚、超盎前小導(dǎo)管、水藹平噴注漿等控凹制掌子面前方挨先行位移。案B、利用留核吧心土、掌子面案噴砼、掌子面胺錨桿、掌子面昂圍巖注漿改良胺等穩(wěn)定掌子面敖、控制掌子面俺擠出位移。半C、采用加強胺的初期支護，唉如采用高剛性埃、高強度的噴奧砼、高規(guī)格的按鋼支撐、承載柏力大的錨桿等板加強初期支護半。翱通過控制拱半腳下沉，減小懊圍巖整體下沉白。采用臨時仰瓣拱、加肋鋼筋礙、噴砼加固拱骯腳等控制上半耙斷面拱腳下沉扒，利用鎖腳錨罷桿、拱腳加固捌樁、水平側(cè)壁隘鋼管等提高拱柏腳

60、的承載力。埃從地表面采熬取控制地表下半沉措施。如耙地表旋噴樁加扒固地層，地表哀垂直錨桿補強伴地層等控制土辦質(zhì)圍巖等技術(shù)笆，對圍巖進行跋加固補強，控板制地表下沉。挨采用注漿止昂水工法或采用耙凍結(jié)法，隔斷佰壁法進行堵水靶處理，減少地啊下水位下降造哀成的圍巖松弛凹和地表下沉。疤建立同時測凹定地表面下沉唉、把拱頂下沉與拱凹腳下沉的量測愛體系，根據(jù)量絆測數(shù)據(jù)進行反擺饋，及時調(diào)整佰開挖順序及開俺挖進尺、支護疤類型及施設(shè)時拔間等，及時控板制圍巖松弛，癌控制地表下沉挨。背十七癌、捌地表沉降規(guī)律百，藹如何控制背？（盾構(gòu)法）昂隧道縱向的地斑基變形拌盾構(gòu)機到達翱前發(fā)生的下沉敖，先期沉降。骯對于砂質(zhì)土，傲先期沉降是由