西安交大考博隧道力學重要參考資料

1、隧道力學一、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）圍巖分級的的工程意意義：準確而合合理的圍圍巖分級級，是認認識洞室室圍巖特特征，正正確進行行隧道設設計、施施工的基基礎(chǔ)，是是現(xiàn)場進進行科學學管理，發(fā)發(fā)展新的的施工工工藝以及及正確評評價經(jīng)濟濟效益的的有力工工具，是是制定勞勞動定額額、材料料消耗標標準的基基礎(chǔ)，對對改善地地下結(jié)構(gòu)構(gòu)設計、降降低工程程造價，更更快更好好更省地地修建隧隧道有十十分重要要的意義義。圍巖分級級較之以以往的“經(jīng)經(jīng)驗設計計”、“經(jīng)驗施施工”階階段，能能夠較為為充分地地揭示出出地質(zhì)條

2、條件與地地下工程程之間的本本質(zhì)的、內(nèi)內(nèi)在的聯(lián)聯(lián)系，因因而也就就能夠客客觀地預預估或判判斷坑道道圍巖的的級別，指指導施工工。圍巖分級級針對不同同工程目目的（爆爆破開挖挖、支護護、掘進進），把與之相適應的地質(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計、施工提供一定的基礎(chǔ)條件。方法和原理理鐵路隧隧道設計計規(guī)范鐵路隧道圍圍巖分級級采用以以圍巖穩(wěn)穩(wěn)定性為為基礎(chǔ)的的分級方方法，由由巖石的的堅硬程程度和巖巖石的完完整性程程度兩個個因素確確定。鐵路隧道道圍巖分分級方法法是根據(jù)據(jù)地質(zhì)勘勘查資料料，對巖巖石堅硬硬程度和和圍巖完完整性程程度兩個個因素采采用定性性劃分和和定量指指標兩種種方法確確定

3、，在在此基礎(chǔ)礎(chǔ)上確定定圍巖的的基本分分級，再再結(jié)合隧隧道工程程特點，考考慮地下下水喝初初始地應應力的狀狀態(tài)等因因素進行行修正。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、隧道圍圍巖分級級主要包包括哪兩兩階段？闡述隧隧道圍巖巖分級指指標體系系？結(jié)合合我國現(xiàn)現(xiàn)行規(guī)范范闡述隧隧道圍巖巖分級中中還存在在哪些問問題？（2007-1）圍巖是指隧隧道開挖挖后其周周圍產(chǎn)生生應力重重分布范范圍內(nèi)的的巖體，或或指隧道道開挖后后對其穩(wěn)穩(wěn)定性產(chǎn)產(chǎn)生影響響的那部部分巖體體。根據(jù)巖體完完整程度度和巖石堅堅硬程度度等主要要指標在在給予定定性劃分分和定量量指標分分析的基基礎(chǔ)上，按按其穩(wěn)定定性

4、將圍圍巖分為為工程性性質(zhì)不同同的若干干級別，這這就是圍圍巖分級級。隧道圍巖分分級主要要包括：設計階階段圍巖巖分級的的判定和和施工階階段圍巖巖分級的的修正，前前者是決決策地下下結(jié)構(gòu)設設計的基基礎(chǔ)，后后者是修修正設計計階段圍圍巖分級級的基礎(chǔ)礎(chǔ)，也是是使結(jié)構(gòu)構(gòu)設計和和施工方方法更加加符合工工程實際際的基礎(chǔ)礎(chǔ)。圍巖分級指指標體系系：單一的巖巖性指標標，包括括巖石的抗抗壓和抗抗拉強度度、彈性性模量等等物理力力學參數(shù)數(shù)，以及及如抗鉆鉆性、抗抗爆性等等工程指指標。在在單一的巖巖性指標標中，多多采用巖巖石的單單軸飽和和抗壓強強度作為為基本分分級指標標，但只只能表達達巖體特特征的一一個方面面，因此作作為分級級的

5、唯一一指標是是不合適適的。單一的綜綜合巖性性指標，包包括：AA.巖體體的彈性性波傳播播速度，它它可以反反映巖石石的力學學性質(zhì)，也也可以表表示巖體體的破碎碎程度。B.巖石質(zhì)量指標RQD，它是反映巖體破碎程度和巖石強度的綜合指標。C.巖體堅固系數(shù)，它是反映巖石強度和巖石構(gòu)造特征的綜合指標。多因素定定性和定定量的指指標相結(jié)結(jié)合。該該方法是是國內(nèi)外外應用最最多的，包括太沙基分級法，我國國家標準的工程巖體分級、鐵路隧道規(guī)范中的圍巖分級。多因素組組合的復復合指標標。這是是一種用用2個或2個以上上的巖性性指標，或或綜合巖巖性指標標所表示示的復合合指標。我國現(xiàn)行規(guī)規(guī)范中，隧隧道圍巖巖分級中中存在的的問題：目前

6、的圍圍巖分級級，主要要考慮地地質(zhì)因素素，僅與與巖體質(zhì)質(zhì)量有關(guān)關(guān)，而沒沒有考慮慮工程因因素和施施工因素素，帶有有一定的的主觀性性，有一一定人為為因素和和不確定定性，對對同一圍圍巖作出出級別不不同的判判斷；設設計施工工階段的的圍巖的分分級存在在差異，對對圍巖分分級的變變更沒有有特定的的準則；圍巖分分級中的的關(guān)鍵問問題是把把哪些地地質(zhì)因素素作為分分級的指指標，這這些分級級指標與與圍巖穩(wěn)穩(wěn)定有何何關(guān)系，以以及采用用什么方方法來判判斷這些些指標等等。長期以來來，隧道道圍巖分分級都是是按其穩(wěn)穩(wěn)定性分分級的，隨隨著TBBM方法法越來越越多的使使用，這這種分級級方法是是不適合合的，TTBM施施工條件件下的圍圍

7、巖分級級主要針針對工程程巖體的的可掘進進性。圍巖分級級包括設設計階段段和施工工階段，由由于我國國沒有建建立一套套完整的的施工階階段圍巖巖分級體體系，致致使施工工的風險險和過失失判斷不不明，因因此引起起很大的的爭議和和索賠，使使業(yè)主和和承包商商承受巨巨大的經(jīng)經(jīng)濟損失失。為使圍巖分分級更具具有實用用性和準準確性，更更好的服服務于隧隧道工程程的設計計和施工工，還需需要研究究圍巖分分級各項項指標以以及其相相互關(guān)系系；系統(tǒng)研研究判定定土體圍圍巖分級級的因素素和指標標；探討討各級圍圍巖穩(wěn)定定性規(guī)律律，建立立各級圍圍巖與支支護結(jié)構(gòu)構(gòu)關(guān)系的力力學模型型。隧道圍巖分分級應該該向定性性、定量量相結(jié)合合，以定定量綜

8、合合指標為為主要判判據(jù)的方方向發(fā)展展，使各種種新理論論、新方方法在圍圍巖分級級中得到到更廣泛泛的應用用。地下水對圍圍巖分級級的影響響需進一一步研究究。發(fā)展趨勢：分級應主主要以巖巖體為對對象，單單一的巖巖石只是是分級中中的一個個要素，巖巖體則包包括巖塊塊和各巖塊塊之間的的軟弱結(jié)結(jié)構(gòu)面。因此分級級的重點點應放在在巖體的的研究上上。分級宜與與地質(zhì)勘勘探手段段有機地地聯(lián)系起起來，這這樣才有有一個方方便而又又較可靠的的判斷手段，隨隨著地質(zhì)質(zhì)勘探技技術(shù)發(fā)發(fā)發(fā)展，這這將使分分級指標標更趨定定量化。分級要有有明確的的工程對對象和工工程目的的，目前前多數(shù)的分分級方法法都是與與坑道支支護相聯(lián)系?？涌拥绹鷰r巖的穩(wěn)定

9、定性、坑坑道開挖挖后暫時時穩(wěn)定時時間等與與支護方方法和類類型密切切相關(guān)，因而進進行分級級時以此來來體現(xiàn)工程目目的是不不可缺少少的。分級宜逐逐漸定量量化。目目前大多多數(shù)的分分級指標標都是經(jīng)經(jīng)驗或定定性的，只只有少數(shù)數(shù)分級時時半定量量化的，這這是由于于客觀條件的的地質(zhì)體體非常復復雜。隧道仰拱仰拱是為改改善上部部支護結(jié)結(jié)構(gòu)受力力條件而而設置在隧道底部部發(fā)反向向拱形結(jié)結(jié)構(gòu)，仰仰拱是隧隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)的主要要組成部部分之一一，是隧隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)的基礎(chǔ)礎(chǔ)。一方方面在隧道施施工中設設置仰拱拱，可使使支護結(jié)結(jié)構(gòu)形成成封閉的的結(jié)構(gòu)體體系，提提高整體體受力性性能，控控制隧道道周邊收收斂位移移及圍巖巖體塑性性變形的的發(fā)展。另

10、另一方面面在隧道使使用過程程中，仰仰拱可將將隧道上上部的地地層壓力力通過隧隧道邊墻墻結(jié)構(gòu)或或?qū)⒙访婷嫔系妮d載荷有效效的傳遞遞到地下下，而且且還可有有效地抵抗隧隧道下部部地層傳傳來的反反力。仰仰拱與二次襯襯砌構(gòu)成成隧道整整體，增增加結(jié)構(gòu)構(gòu)穩(wěn)定性性。仰拱的作用用；與二次襯襯砌構(gòu)成成隧道整整體，防防水，增增加結(jié)構(gòu)構(gòu)穩(wěn)定性性。解決基礎(chǔ)礎(chǔ)承載力力不夠，減減少下沉沉；防止止底鼓的的隆起變變形，調(diào)調(diào)整襯砌砌應力的的作用。封閉圍巖巖，阻止止圍巖過過大的變變形，提提高機構(gòu)構(gòu)的整體體承載力力。增加底部部和墻部部的支撐撐抵抗力力，防止止內(nèi)擠而而產(chǎn)生剪剪切破壞壞。隧道開挖完完成初期期支護后后，實行行仰拱超超前施工工一

11、方面面可以實實現(xiàn)隧道底底部的快快速封閉，有有利于穩(wěn)穩(wěn)定掌子子面。同同時便于于和邊、頂拱拱的初期期支護迅迅速封閉閉成環(huán)，加強強初期支支護的抗抗彎和抗抗扭能力力；另一一方面仰仰拱超前前施工后后，可以以及時封封閉圍巖巖，阻止止圍巖過過大的變變形，提提高機構(gòu)構(gòu)的整體體承載力力。高速隧道多多以大斷斷面為主主，基地地部分受受力較為為復雜，墻墻腳與仰拱拱連接處處應力集集中現(xiàn)象象嚴重，并并要求有有更好圍圍巖強度度和地基基承載力力，隧底結(jié)構(gòu)由于于長期在在列車重重載作用用及地下下水侵蝕蝕作用下下極易產(chǎn)生生破壞，從從而引起起基底沉沉陷、道道床翻漿漿冒泥等等病害，尤尤其是高高速鐵路對對隧道底底部強度度要求高高、且斷斷

12、面跨度度大，因因此要求求高速鐵鐵路對底底板厚度度和底板板混凝土土強度有更更高要求求，以提提高其安安全性、耐耐久性和和防水性性。三、在現(xiàn)代代隧道施施工中為為什么要要提倡“仰仰拱早上上”（從從結(jié)構(gòu)受受力、圍圍巖變形形等方面面說明），與與大斷面面公路隧隧道相比比，高速速鐵道大大斷面軟軟巖隧道道仰拱施施設的特特點如何何？為什什么？仰拱早上有有利于整整體約束束圍巖的的變形，減減小松動動圍巖壓壓力，可可使隧道道結(jié)構(gòu)的的承載力力提高，可可使隧道道周邊位位移減小小，可使使二次襯襯砌的安安全系數(shù)數(shù)提高，可可使初期期支護的的軸力大大幅度減減小，同同時錨桿桿軸力也也減小，仰仰拱的施施設對改改善隧道道結(jié)構(gòu)的的受力狀狀

13、況，提提高隧道道的穩(wěn)定定性具有有重要作作用。高速鐵路大大斷面隧隧道，以以隧道底底部較為為復雜，邊腳底底與仰拱拱連接處處應力較較集中，因因此隧道道襯砌的的安全性性、耐久久性和防防水性要要求更高高。高速速鐵路隧道道設計使使用年限限要求1100年年，主體體工程結(jié)結(jié)構(gòu)要求求“零缺缺陷”，同同時由于于鐵道部部“鐵建建設【220099】400號文”規(guī)定定，級圍巖巖仰拱距距掌子面面的安全全距離為為90m，級級圍巖為為50m，級級圍巖為為40m，因因此，仰仰拱及時時有效的的施設已已成為隧隧道進度度控制、安安全質(zhì)量量保證的的關(guān)鍵點點之一。高速鐵路仰仰拱及填填充的施施工方式式主要存存在如下下特點：仰拱施工工必須超

14、超前二次次襯砌施施做，且且應保證證足夠的的厚度；仰拱砼連連續(xù)澆筑筑，一次次成型，避避免橫向向分段灌灌注，不不留縱向向施工縫縫；仰拱砼不不得與仰仰拱填充充砼同時澆澆筑；仰拱填充充砼的施工工應滿足足無砟軌道的鋪鋪設要求求。原因：從仰仰拱開挖挖到砼灌注，這這期間隧隧道是處處于最不不穩(wěn)定的的狀態(tài)，及及早施工工仰拱，閉閉合開挖挖斷面，使使隧道開開挖斷面面盡早形形成圓環(huán)環(huán)，是確確保隧道道安全的的重要舉舉措，大大斷面隧隧道以隧隧道底部部較為復復雜，邊邊墻底與仰拱拱連接處處應力較較集中，因因此隧道道襯砌的的安全性性，耐久久性和防防水性要要求更高高。四、根據(jù)隧隧道所處處的地質(zhì)質(zhì)條件（巖巖質(zhì)圍巖巖和土質(zhì)質(zhì)圍巖）和

15、和埋深條條件（深深埋和淺淺埋），分分別闡述述施工階階段錨桿桿的作用用，并解解釋之？錨桿是唯一一從內(nèi)部部補強圍圍巖的手手段，它它可以提提高裂隙隙圍巖的的抗剪強強度，也也可以改改善圍巖巖的物性性指標，更更可以將將一些不不連續(xù)的的巖塊聯(lián)聯(lián)系在一一起，它它基本上上不占用用作業(yè)空空間，施施工性好好，因此此得到廣廣泛發(fā)應應用。錨桿的作用用效果：懸吊效果果：把因因爆破而而松動的的巖塊固固定在沒沒有松動動的圍巖巖上，防防止掉落落，在裂裂隙發(fā)育育的圍巖巖中與噴噴混凝土土并用，效效果增大大；梁效果：對隧道道周邊的的層狀圍圍巖，使使分離的層理理面疊合合而成疊疊合梁，因因錨桿的的疊合效效果可使使層理面面?zhèn)鬟f剪剪力，作

16、為組組合梁而而發(fā)揮作作用；內(nèi)壓效果果：錨桿桿軸力通通過噴砼砼作用在在隧道壁壁面上，發(fā)發(fā)揮了內(nèi)內(nèi)壓效果果，使隧隧道附近近保持三三軸應力力狀態(tài)，這這抑制了了隧道周周邊圍巖巖的塑性性化和擴擴大，同同時也發(fā)發(fā)揮了抑抑制隧道道凈空位位移的效效果；拱效果：由于系系統(tǒng)錨桿桿的內(nèi)壓壓效果，對對一體化化的圍巖巖，形成成了承載載拱，提提高了隧隧道周邊邊圍巖的的承載能能力，也也發(fā)揮了了抑制隧隧道凈空空位移的的效果；圍巖改良良效果：圍巖內(nèi)插插入錨桿桿后增大大了圍巖巖自身的的抗剪強強度，圍圍巖屈服服后的殘殘余強度度也增大大了，因因此，錨錨桿能改改善圍巖巖的特性性。巖質(zhì)圍巖：圍巖強強度比較較大，隧隧道周邊邊圍巖沒沒有塑性

17、性化的情情況，不不需要內(nèi)內(nèi)壓效果果，巖石石本身的的強度是是充分的的，隧道道的穩(wěn)定定通常是由由裂隙等等力學上上的的不連續(xù)續(xù)面所控控制，因因此，錨錨桿的作作用主要要是保持持巖塊和控控制巖塊塊的移動動，使圍圍巖成為為一體，并并促進平平衡拱的的形成。土質(zhì)圍巖：在圍巖巖強度比較較小的土土質(zhì)圍巖巖中，隧隧道周邊邊圍巖發(fā)發(fā)生塑性性變化，需需要以內(nèi)內(nèi)壓效果果的形成成平衡拱拱效果為為主，錨錨桿一邊邊隨圍巖巖變形，一一邊約束束圍巖防防止其崩崩落，但但在內(nèi)摩摩擦角小小的地層層中，如如土砂地地層，拱拱頂附近近的錨桿桿幾乎不不受拉力力，而受受壓力，因因此，圍圍巖中單單獨采用用錨桿的的效果較較小，其其只能起起到加固固拱腳

18、附附近和防防止掌子子面崩塌塌的作用用。深埋條件：結(jié)合深深埋隧道道的特點點，隧道道開挖后后拱頂形形成坍落落拱，坍坍落拱以以下巖體體松弛，因因此，錨錨桿主要要發(fā)揮支支承作用用和懸吊吊作用，確確保巖塊塊的咬合合，抑制制不穩(wěn)定定巖塊的的崩落，從從而確保保松弛巖巖體一體體化。淺埋條件：淺埋隧隧道開挖挖后，坍坍落拱不不易形成成，地層層松弛較較為嚴重重，因此此，錨桿桿主要起起到加固固圍巖，約約束圍巖巖變形、穩(wěn)穩(wěn)定掌子子面，提提高圍巖巖穩(wěn)定性性，同時時錨桿可可以用于于超前支支護，控控制地表表下沉等作用用。砂漿錨桿的的軸力圖圖（20007）錨桿沿其長長度的軸軸力變化化如圖，錨錨桿軸力力的峰值值約在錨錨桿長度度的

19、l/2左左右。（缺圖）五、噴混凝凝土的支支護力學學作用有有哪些？作為初初期支護護的噴混混凝土與與作為永永久支護護的噴混混凝土在在設計上上有何不不同？與圍巖的的附著力力、抗剪剪的支護護效果：噴混凝凝土和圍圍巖的附附著力，可可分散作作用在噴噴混凝土土上的外外力，同同時加強強隧道周周邊的裂裂隙的抗抗剪能力力，并可可在壁面面形成承承載拱，在在裂隙發(fā)發(fā)育的硬硬巖等作作用效果果大。內(nèi)壓、閉閉合效果果：因噴噴混凝土土作為一一個連續(xù)續(xù)的構(gòu)件件支持圍圍巖，可可約束圍圍巖的變變形，給給圍巖以以支護壓壓力（內(nèi)內(nèi)壓），使使圍巖保保持三軸軸的應力力狀態(tài)。此此外，早早期采用用仰拱使使斷面臨臨時閉合合，也發(fā)發(fā)揮了支支護效果

20、果，此效效果在軟軟巖和土土砂圍巖巖中大。外力分配配效果：作為傳傳遞土壓壓到鋼支支撐、錨桿架架上的構(gòu)構(gòu)件而發(fā)發(fā)揮作用用。軟弱層補補強效果果：填平平凹凸不不平處，跨跨越軟弱弱層，而而防止應應力集中中，補強強軟弱層層等。被覆效果果：開挖挖后，因因及早被被覆壁面面，可防防止圍巖巖風化、止止水、微微粒子流流失等。噴砼與錨錨桿、噴噴砼與鋼架架、噴砼砼+鋼架架+錨桿桿等多種種組合形形成，對對約束圍圍巖的變變形、提提高初期期支護的的能力，控控制掌子子面后方方的圍巖巖的效果果是非常常有效的的。噴砼是唯一一能與圍圍巖大面面積的、密密實接觸觸的一種種方式，是是其它方方式所不不能代替替的，從從力學上上來說，它它既能傳

21、傳遞徑向向壓力也也能傳遞遞切向應應力。作為初期支支護的噴噴混凝土土：要求（11）對作作用荷載載有足夠夠的強度度；（22）具有有早期需需要的強強度；（33）與圍圍巖充分分粘附，填填充和密密實；（44）確保保開挖面面平滑。作為永久支支護的噴噴混凝土土：還需要要充分考考慮其耐耐久性（長長期強度度、炭化化抵抗性性、耐凍凍結(jié)能力力）和水水密性，對對作用荷荷載有足足夠的強強度。六、闡述隧隧道特征征曲線基基本原理理，在隧隧道施工工中如何何使用特特征曲線線法？特征曲線法法的基本本原理是是利用巖巖體特征征曲線和和支護結(jié)結(jié)構(gòu)特征征曲線交交會的辦辦法來決決定支護護體系的的最佳平平衡條件件。右圖是特征征曲線法法原理示

22、示意圖，圖中縱縱坐標表表示結(jié)構(gòu)構(gòu)承受的的地層壓壓力，橫坐標標表示沿沿洞周徑徑向位移移，曲線為為圍巖特特征曲線線，曲線線為支支護特征征曲線，二二條曲線線交點的的縱坐標標即為作作用在支支護結(jié)構(gòu)構(gòu)上的最最終地層層壓力，交交點的橫橫坐標為為襯砌的的最終變變形位移移，因洞洞室開挖挖后一般般需要隔隔開一段段時間才才修筑襯襯砌，在在這段時時間內(nèi)洞洞室地層層將不受受襯砌的的約束而而產(chǎn)生自自由變形形，即為為洞室地地層襯在在襯砌修修筑前已已發(fā)生的的初始自自由變形形值。在隧道施工工中使用用特征曲曲線法：首先決定巖巖體力學學參數(shù)（變變形模量量/彈性性模量和和內(nèi)摩擦擦角/粘粘結(jié)力）；根據(jù)這些參參數(shù)計算算出圍巖巖特征曲曲

23、線，在實踐踐中應用用量測的的徑向位位移和已已知的支支護阻力力來反算算巖體的的特征值值并和量量測值加加以比較較，并修正正巖體特特征曲線線；確定支護阻阻力，根據(jù)支支護類型型（噴混混凝土、鋼鋼支撐、錨錨桿及二二次襯砌砌）、材材料參數(shù)數(shù)確定支支護剛度度，然后后再圍巖巖特征曲曲線上選選定合適適的圍巖巖初始位位移和合合適的支支護時機機，確定定支護特特征曲線線；兩條線的交交點作為為支護依依據(jù)，根據(jù)交交點處表表示的支支護抗力力值進行行襯砌結(jié)結(jié)構(gòu)計算算，最后對對支護設設計進行行安全性性驗算，驗算結(jié)結(jié)果應滿滿足安全全性要求求。此方法的關(guān)關(guān)鍵是合合理地確確定兩條條曲線的的基本性性質(zhì)及其其隨一些些因素的的變化以以及由

24、兩兩者相互互作用決決定最佳佳平衡條條件。為地層開開挖后變變形達到到穩(wěn)定時時的地層層特征曲曲線，-為為在不同同時間設設置支護護或襯砌砌剛度不不同時的的各種支支護特征征線，由由圖可見見，地層層特征曲曲線為上上凹曲線線，最低低點為bb點，如如支護特特征線正正好在bb點與地地層線相相交，如如圖線線，則襯襯砌結(jié)構(gòu)構(gòu)上承受受的地壓壓力最小小。一般般來說，在在施工中中嚴格實實現(xiàn)兩條條線在bb點相交交不現(xiàn)實實，能夠夠達到的的目的僅僅是兩條條相交特特征線在在b點附近近相交。由于曲線在b點以后后上升的的原因是是地層施施加于襯襯砌上的的松動壓壓力增大大，意味味著洞周周將出現(xiàn)現(xiàn)較大程程度的破破壞，因因而作為為設計準準

25、則，應應做到使使支護特特征線在在b點以左左附近與與地層特特征線相相交。斜線為在在洞室開開挖后立立即施作作支護時時的支護護特征線線，斜線線為開開挖后隔隔一段時時間再施施作支護護時的支支護特征征線，兩兩條斜線線平行表表示剛度度完全相相同，對對比與與，可可見同一一剛度的的支護設設置時間間不同，作作用在襯襯砌上的的地層壓壓力及襯襯砌位移移卻將不不同，鑒鑒于地層層本身具具有一定定的自支支撐作用用，適當當推遲設設置支護護的時間間將有助助于減小小作用于于襯砌結(jié)結(jié)構(gòu)上的的地層壓壓力，達達到經(jīng)濟濟的目的的。和為同同一時間間設置的的剛度不不同的兩兩種支護護特征線線，對比比可見，若若地層的的特征線線與支護護特征線線

26、均能在在b點以左左相交，則則相應于于柔性結(jié)結(jié)構(gòu)的斜斜線將將承受較較小的地地層壓力力。所示的特特征線將將與地層層線不再再相交，表表示支護護剛度嚴嚴重不足足時地層層松動壓壓力將急急劇增長長，使圍圍巖破壞壞區(qū)的范范圍相應應擴大。所示，襯襯砌結(jié)構(gòu)構(gòu)剛度過過于不足足時，支支護在圍圍巖變形形過程中中早已破破壞。所以只有將將地層特特征、支護時時機、支護剛剛度等因因素綜合合考慮，才能做做出合理理的設計計。六、采用礦礦山法/新奧法法修建隧隧道工程程中，二二次襯砌砌在不同同階段的的受力特特點，如如何確定定二次襯襯砌上的的作用荷荷載？設置二次襯襯砌的目目的主要要有：考慮圍巖巖的不均均勻性、支支護材料料質(zhì)量的的離散、

27、錨錨桿的腐腐蝕等不不確定因因素，需需要增加加作為結(jié)結(jié)構(gòu)物的的安全系系數(shù)；考慮使用用后外力力的變化化和支護護材料的的劣化，需需要提高高作為結(jié)結(jié)構(gòu)物的的耐久性性；襯砌施工工后，因因水壓、上上覆荷載載等外力力發(fā)生時時，需要要加以支支持；在隧道變變形沒有有收斂時時修筑襯襯砌的場場合，要要給予隧隧道穩(wěn)定定必要的的約束力力，故設設置二次次襯砌的的時間有有兩種情情況，受受力特點點如下：A、初期支支護的變變形收斂斂后再設設置襯砌砌，此時，二次襯襯砌承受受后續(xù)荷荷載，包包括水壓壓力、圍圍巖和襯襯砌的流流變荷載載，由于于錨桿等等支護失失效而產(chǎn)產(chǎn)生的圍圍巖壓力力等。B、根據(jù)需需要，較早地地設置二二次襯砌砌，特別是是

28、超淺埋埋隧道對對地表沉沉降有嚴嚴格要求求時，此時二二次襯砌砌和初期期支護共共同承受受圍巖壓壓力。此外，在塑塑性流變變地層中中，圍巖的的變形和和地壓都都很大，而且持持續(xù)時間間很長，通常需需要在開開挖前采采取輔助助措施對對圍巖進進行預加加固，同時采采取能夠夠吸收大大變形的的鋼支撐撐，允許噴噴砼和鋼鋼支撐發(fā)發(fā)生變形形和位移移，位移和和變形基基本得到到控制后后，再施作作二次襯襯砌。另外，襯砌和和二次襯襯砌之間間設置防防水層，故兩層層襯砌之之間只能能傳遞徑徑向應力力，不能傳傳遞切向向應力，因此，兩兩層襯砌砌之間不不能形成成一個整整體承載載。 二次襯砌上上的荷載載確定：根據(jù)二次襯襯砌的設設計目的的，主要有

29、有以下幾幾種計算算方法：建立初期期支護與與二次襯襯砌共同同受力結(jié)結(jié)構(gòu)體系系模型，水水壓作用用在二次次襯砌上上，土壓壓、地面面超載、人人防荷載載、地震震力均作作用在初初期支護護上，考考慮到初初期支護護結(jié)構(gòu)材材料的耐耐腐蝕性性差，計計算時需需要對其其剛度進進行折減減，一般般按500%折減減考慮。只建立二二次襯砌砌單獨結(jié)結(jié)構(gòu)體系系模型，任任務初期期支護雖雖然長期期抗腐蝕蝕性差，但但畢竟是是一層結(jié)結(jié)構(gòu)，可可以人為為地認為為它能夠夠承擔330%的的土壓，其其余700%的土土壓作用用在二次次襯砌上上，涉及及到其他他其它類類型荷載載的計算算與第一一種計算算方法相相同。外部荷載載全靠初初期支護護承載，二二次襯

30、砌砌只是安安全儲備備或者裝裝飾，對對二次襯襯砌很少少予以計計算。七、軟弱圍圍巖（淺淺埋土質(zhì)質(zhì)圍巖），其其地表變變形規(guī)律律，掌子子面前方方及周邊邊土體的的變形規(guī)規(guī)律，如如何控制制地表沉沉降？（礦礦山法）地表面沿隧隧道中線線的縱向向下沉動動態(tài)的基基本規(guī)律律是：掌子面到到底之前前，距掌掌子面一一定距離離發(fā)生隆隆起或相相對隆起起，并可可能在掌掌子面到到達前，在在地表面面發(fā)生與與隧道軸軸線正交交的橫斷斷開裂，隨隨之發(fā)生生掌子面面前方的的下沉，其其下沉開開始位置置，視支支護施工工狀況頗頗有不同同。掌子面通通過前后后，圍巖巖發(fā)生急急劇的下下沉，此此急劇下下沉從地地表靠近近拱頂越越大，在在地表面面平坦的的地段

31、，其其下沉量量小于最最終下沉沉量的330%，而而在傾斜斜地段約約為399%556%，約為平平坦地段段的2倍，此此時出現(xiàn)現(xiàn)最大的的地表面面下沉。掌子面通通過后，地地表面下下沉開始始收斂，離離掌子面面越遠，隧隧道斷面面閉合，下下沉也就就收斂了了。地表面沿隧隧道中線線的橫向向下沉動動態(tài)的基基本規(guī)律律：掌子面通通過前，對對地面橫橫向下沉沉的影響響相對較較小。掌子面通通過后，由由于掌子子面通過過后隧道道中線上上的地步步下沉量量急劇增增大，故故地表下下沉形狀狀比掌子子面通過過前呈中中央值很很大的正正態(tài)分布布曲線。一般來說，在淺埋埋條件下下，隧道開開挖后的的地面下下沉與洞洞內(nèi)的變變形之間間是相關(guān)關(guān)的，從基本

32、本規(guī)律上上看，洞內(nèi)與與地面下下沉是一一致的，也大體體上分為為掌子面面前方的的地表面面下沉和和鼓起，掌子面面位置正正上方的的地表面面下沉及及掌子面面后方的的地表面面下沉，不同的的是量值值和沉降降發(fā)生的的范圍，而且與與洞內(nèi)的的下沉是是相關(guān)的的。淺埋與深埋埋相比，一個特特點是難難以形成成承載拱拱，同時，在這種種情況下下會有地地形偏壓壓、表層層軟弱堆堆積物、風風化帶等等對隧道道開挖有有很大影影響的特特殊問題題，為此此，視地地質(zhì)條件件會出現(xiàn)現(xiàn)下沉急急劇增大大，地表表開裂等等變異，有有時也會會出現(xiàn)掌掌子面不不穩(wěn)定現(xiàn)現(xiàn)象，所所以，在在這種情情況下，要要采取掌掌子面穩(wěn)穩(wěn)定措施施和控制制地表下下沉措施施。地表下

33、沉與與深埋有有密切關(guān)關(guān)系，埋深大大時，在隧道道橫斷內(nèi)內(nèi)形成了了承載拱拱，開挖引引起的下下沉，局限在在隧道周周邊，而埋深深小時，沒有形形成承載載拱，開挖下下沉會直直接達到到地表面面，故為防防止支護護下沉，增強承承載力應應采取必必要的措措施，并研究究采用注注漿、垂直錨錨桿等技技術(shù)對策策。淺埋與深埋埋比較，另一個個特點是是，淺埋的的土質(zhì)隧隧道，當?shù)乇肀砻嫦鲁脸僚c對應應的拱腳腳下沉相相等或小小于時，會造成成拱頂上上部圍巖巖整體下下沉的現(xiàn)現(xiàn)象，這是淺淺埋隧道道一個獨獨特的變變形動態(tài)態(tài)。因此此，在淺淺埋軟弱弱圍巖隧隧道施工工中，必必須把控控制拱腳腳下沉作作為一個個重要問問題。淺淺埋隧道道掌子面面前方的的先

34、行下下沉很大大，會造造成很大大的地表表下沉，因因此，研研究采用用前方地地層的改改善、超超前管棚棚、水平平高壓旋旋噴等輔輔助工法法是必要要的。因此，控制制地表面面下沉，除除從地表表面采取取對策外外，基本上上市采取取從洞內(nèi)內(nèi)控制掌掌子面前前方先行行位移和和掌子面面后方位位移的對對策。地表面下沉沉的主要要原因：地表面下沉沉的主要要因素包包括地形形、地質(zhì)、地下水水、埋深、隧道斷斷面形狀狀、支護等等各種條條件，是錯綜綜復雜的的，但主要要是開挖挖引起的的圍巖松松弛（開開挖的應應力釋放放）和開開挖中的的地下水水降低（空空隙水壓壓降低）所所造成的的。由于開挖的的應力釋釋放產(chǎn)生生的地表表面下沉沉，是因因周邊圍圍

35、巖的松松弛影響響到地面面所致，如如以未固固結(jié)圍巖巖和淺埋埋隧道為為例，周周邊圍巖巖強度不不足和隧隧道上方方圍巖不不能形成成承載拱拱是主因因。為防防止這種種下沉，有有必要對對隧道上上方圍巖巖進行補補強，作作為對策策要盡可可能早地地防止隧隧道周邊邊圍巖的的松弛，因因此，與與掌子面面穩(wěn)定對對策同樣樣，要采采取輔助助工法，但但為抑制制地表面面下沉，與與掌子面面穩(wěn)定對對策相比比，要采采用剛性性更大的的對策?？紫端畨航到档驮斐沙傻牡乇肀砻嫦鲁脸?，主要是是因地下下水排出出產(chǎn)生的的黏性土土壓密下下沉和砂砂質(zhì)土的的即時下下沉，其其對策要要采用能能夠抑制制向洞內(nèi)內(nèi)涌水的的止水的的注漿工工法。控制地表面面下沉的的技

36、術(shù)對對策：地表旋噴噴樁加固固地層旋噴樁是指指在地表表鉆孔，通過孔眼眼將高壓壓漿液和和高壓風風旋轉(zhuǎn)噴噴射注入入強風化化巖體或或土體，從而達達到就地地造樁，加固地地基的一一種施工工方法。主主要用于于地基改改良、增增加地基基承載力力等方面面。在淺淺埋隧道道地質(zhì)不不良地段段，采用用此方法法可以增增強圍巖巖的整體體性，減減小地表表沉陷，起起到預防防塌方和和節(jié)省部部分初期期支護的的作用。該該工法往往往配合合起超前前長管幕幕，加強強初期支支護等措措施共用用。在隧隧道開挖挖前可以以先期實實施旋噴噴樁，不不占用掌掌子面施施工時間間。地表垂直直錨桿補補強地表垂直錨錨桿補強強工法是是在隧道道開挖前前，先從地地表大致

37、致垂直地地鉆孔，插入鋼鋼筋等，并并用砂漿漿全面錨錨固，對對圍巖進進行補強強的方法法，對維維持掌子子面穩(wěn)定定、防止止地表面面的先行行下沉、降降低隧道道周邊圍圍巖的松松弛、抑抑制小規(guī)規(guī)模的滑滑坡等是是有效果果的工法法。該工工法給予予隧道開開挖產(chǎn)生生的周邊邊圍巖的的變形以以必要的的約束力力，通過過砂漿傳傳遞到錨錨桿上，達達到改良良圍巖抗抗剪強度度的目的的?？刂频乇肀碚w下下沉埋深小的場場合，圍巖多多比較脆脆弱，支護腳腳部圍巖巖承載力力不足引起的的腳部下下沉會導導致支護護的整體體下沉，也促使使了地表表面下沉沉。此時，應研究究設置帶帶肋鋼支支撐，設置臨臨時仰拱拱早期閉閉合和腳腳部補強強錨桿、錨管等等，特

38、別是是對于采采用抑制制地表面面下沉的的長鋼管管超前支支護的場場合，拱部用用鋼管補補強，但鋼管管承受的的荷載由由支護支支持，如支護護支持力力不足，支護設設置后就就不能忽忽視腳部部的下沉沉。加強沉降降觀測在有可能出出現(xiàn)地表表面下沉沉的埋深深小的圍圍巖中，從觀察察、量測的的觀點出出發(fā)，最重要要的是掌掌子面的的觀察和和地表面面下沉的的量測、隧隧道內(nèi)拱拱頂下沉沉和腳部部下沉的的量測，根根據(jù)測量量數(shù)據(jù)信信息反饋饋指導施施工，控控制地表表下沉。在控制地表表面下沉沉過程中中，要做到到：超前預支支護控制制掌子面面前方圍圍巖的先先行位移移是關(guān)鍵鍵。建立同時時測定地地表面下下沉、拱拱頂下沉沉與腳部部下沉是是量測體體

39、系，根根據(jù)量測測數(shù)據(jù)控控制上部部圍巖的的整體下下沉。采用剛性性比較大大的出去去支護，如如高強噴噴砼、型型鋼鋼架架等控制制掌子面面后面的的變形。在富水條條件下，要要先止水水，盡可可能在無無水或少少水條件件下進行行開挖。控制地表沉沉降：控制地表下下沉，主要從從兩方面面來著手手：從從洞內(nèi)控控制掌子子面前方方先行位位移、掌掌子面擠擠出位移移和掌子子面后方方位移從地表表面采取取控制地地面下沉沉措施利用超前前支護技技術(shù)，如如超前錨錨桿、超超前長鋼鋼管、超超前大管管棚、超超前小導導管、水水平噴注注漿等控控制掌子子面前方方先行位位移。利用留核核心土、掌掌子面噴噴砼、掌掌子面錨錨桿、掌掌子面圍圍巖注漿漿改良等等

40、穩(wěn)定掌掌子面、控控制掌子子面擠出出位移。采用加強強的初期期支護，如如采用高高剛性、高高強度的的噴砼、高高規(guī)格的的鋼支撐撐、承載載力大的的錨桿等等加強初初期支護護。控制拱腳腳下沉：采用臨臨時仰拱拱、加肋肋鋼筋、噴噴砼加固固拱腳等等控制上上半斷面面拱腳下下沉，利利用鎖腳腳錨桿、拱拱腳加固固樁、水水平側(cè)壁壁鋼管等等提高拱拱腳的承承載力。采用注漿漿止水工工法：采采用凍結(jié)結(jié)法、隔隔斷壁法法等進行行堵水，減減少地下下水位下下降造成成的圍巖巖松弛和和地表下下沉。采用控制制爆破技技術(shù)減少少對圍巖巖的擾動動，建立立同時測測定地表表面下沉沉，拱頂頂下沉與與拱腳下下沉的量量測體系系，根據(jù)據(jù)量測數(shù)數(shù)據(jù)進行行反饋，及及

41、時調(diào)整整開挖順順序及開開挖進尺尺，變更更支護形形式及施施設時間間等控制制上部圍圍巖的整整體下沉沉。地表旋噴噴樁加固固地層，地地表垂直直錨桿補補強地層層等控制制土質(zhì)圍圍巖等技技術(shù)，對對圍巖進進行加固固補強，控控制地表表下沉。八、在淺埋埋土質(zhì)圍圍巖條件件下，采用鉆鉆爆法施施工打斷斷么隧道道，如何控控制地表表沉降？在淺埋隧隧道中，控控制圍巖巖松弛，也也就是控控制地表表下沉，防防止地表表下沉的的主要措措施是改改善掌子子面上方方的圍巖巖狀況。同同時，因因地表下下沉與掌掌子面穩(wěn)穩(wěn)定性有有關(guān)，因因此，防防止地表表下沉對對策多與與掌子面面穩(wěn)定對對策同時時實施。1）穩(wěn)定掌掌子面的的方法：A、用來支支撐圍巖巖的超

42、前前支護、短管棚棚等。B、用來改改良圍巖巖的有注注漿等。C、用來發(fā)發(fā)揮錨桿桿作用的的斜錨桿桿、正面錨錨桿等。D、噴混凝凝土加強強等。2）穩(wěn)定圍圍巖和控控制地表表下沉的的方法：A、垂垂直錨桿桿法。BB、打設設管棚法法。C、注注漿加固固法和DD、預襯襯砌法。按照現(xiàn)場場監(jiān)控量量測數(shù)據(jù)據(jù)信息反反饋來指指導施工工，控制制地表沉沉降。為了抑制制地表下下沉或由由于土壓壓大，需需要提高高初期支支護的強強度和剛剛度，可可選擇鋼鋼支撐。采用控制制爆破技技術(shù)以減減少對圍圍巖的擾擾動程度度，是斷斷面成型型規(guī)整，以以利于圍圍巖自身身承載能能力的發(fā)發(fā)揮和支支護作用用的發(fā)揮揮。減少對圍圍巖的擾擾動次數(shù)數(shù)，如果果為大跨跨度隧

43、道道鉆爆開開挖，采采用分部部開挖方方案，化化大斷面面為小斷斷面。開挖進尺尺，要根根據(jù)圍巖巖級別、施施工技術(shù)術(shù)等因素素確定。條件支護護封底時時間，仰仰拱對控控制洞周周變形，抑抑制地表表沉降方方面的作作用時很很顯著的的，在必必要時設設置仰拱拱，根據(jù)據(jù)測量結(jié)結(jié)果，適適時封閉閉仰拱。對淺埋土質(zhì)質(zhì)圍巖來來說，由于其其松散自自穩(wěn)定性性差，又是在在大斷面面隧道之之中，所以進進尺應短短些，合理利利用開挖挖面的空空間效應應，對開挖挖面與支支護面的的距離要要作出限限制。九、以靜水水狀初始始應力場場下修建建圓形隧隧道為例例（假定定圍巖為為各向同同性的均均勻力學學彈塑性性體），說說明施工工過程中中圍巖應應力狀態(tài)態(tài)主要

44、變變化過程程以及二二次應力力狀態(tài)的的受力特特征。在施工過程程中圍巖巖應力狀狀態(tài)主要要變化過過程：坑道開開挖前巖巖體處于于初始應應力狀態(tài)態(tài)，謂之一一次應力力狀態(tài)；坑道開開挖后由由于應力力重新分分布，坑坑道圍巖巖處于二二次應力力狀態(tài)，這這種狀態(tài)態(tài)受到開開挖方式式（爆破破、非爆爆破）和和方法（全全斷面開開挖、分分部開挖挖）的強強烈影響響。如果果二次應應力狀態(tài)態(tài)滿足坑坑道穩(wěn)定定的要求求，則可可以不加加任何支支護，坑坑道即可可自穩(wěn)；如果坑坑道不能能自穩(wěn)，就就須施加加支護措措施加以以控制，促促使其穩(wěn)穩(wěn)定，這這就是三三次應力力狀態(tài)，顯顯然這種種狀態(tài)與與支護結(jié)結(jié)構(gòu)的類類型、方方法以及及施設時時間等有有關(guān)，三三

45、次應力力狀態(tài)滿滿足穩(wěn)定定要求后后就會形形成一個個穩(wěn)定的的洞室結(jié)結(jié)構(gòu)。影響二次和和三次應應力狀態(tài)態(tài)的因素素有：圍巖的的初始應應力、巖體的的構(gòu)造因因素（結(jié)結(jié)構(gòu)面、巖巖塊組合合形態(tài)等等）、坑坑道形狀狀和尺寸寸、埋深深以及坑坑道施工工技術(shù)等等?？拥篱_挖后后周圍巖巖體中的的應力、位位移視圍圍巖強度度（單軸軸抗壓強強度）分分為兩種種情況：一種是是開挖的的圍巖仍仍處在彈彈性狀態(tài)態(tài)，此時時，坑道道圍巖除除產(chǎn)生稍稍許松弛弛外是穩(wěn)穩(wěn)定的；一種是是開挖后后的應力力狀態(tài)超超過圍巖巖的單軸軸抗壓強強度，此此時坑道道圍巖的的一部分分處于塑塑性甚至至松弛狀狀態(tài)，坑坑道圍巖巖將產(chǎn)生生塑性滑滑移、松松弛或破破壞?？拥篱_挖挖后的

46、彈彈性二次次應力狀狀態(tài)沿坑道周邊邊只存在在切向應應力，徑向應應力變?yōu)闉?，坑道道的開挖挖使坑道道周邊的的圍巖從從二向（或或三向）應應力狀態(tài)態(tài)變?yōu)閱螁蜗驊αΓɑ蚨颍顮顟B(tài)，沿沿坑道周周邊的應應力值及及其分布布主要取取決于側(cè)側(cè)壓力系系數(shù)值。十、采用暗暗挖法施施工的隧隧道從開開挖到洞洞室穩(wěn)定定經(jīng)歷了了哪幾個個力學過過程？并并分析這這些力學學過程對對隧道修修建的影影響？若若在如圖圖所示的的地應力力場中修修建隧道道，隧道道沿哪個個方向修修建最為為有利？為什么么？若沿方向修修建一圓形隧隧道，請繪出出無支護護條件下下洞壁切切向應力力值。修建有利利：沿最最大主應應力方向向修建最最為有利利，即沿沿方向。原

47、因：最大大主應力力與洞軸軸線平行行時，塑性區(qū)區(qū)主要分分布在洞洞室邊墻墻；最大主主應力與與洞軸線線垂直時時，塑性區(qū)區(qū)主要分分布在洞洞室頂部部與底板板，不利于于隧道的的穩(wěn)定。因此，設計規(guī)規(guī)范給出出了洞軸軸線與最最大主應應力平行行或小角角度相交交的設計計原則。，當時，初始垂垂直應力力與水平平應力相相等時，坑道圍圍巖的應應力狀態(tài)態(tài)是回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)對稱的的，各點的的應力都都相等，為一常常數(shù)，。十一、結(jié)合合圖示說說明掌子子面前方方先行位位移、掌掌子面擠擠出位移移、掌子子面后方方位移概概念。在在此基礎(chǔ)礎(chǔ)上，闡闡述軟弱弱圍巖隧隧道變形形控制的的基本理理念以及及基本原原則。隧道開挖挖后在掌掌子面前前方一定定范圍內(nèi)內(nèi)（2

48、aa5aa）產(chǎn)生生了拱頂頂下沉，我我們稱之之為“掌掌子面前前方先行行位移”；在掌子面面處，產(chǎn)產(chǎn)生一定定量的“初初始下沉沉”（即即通常所所謂的拱拱頂下沉沉），此此值與地地質(zhì)條件件密切相相關(guān)，約約為最終終位移值值的200%330%左左右，同時，掌子面面處發(fā)生生向隧道道內(nèi)的擠擠出變形形，我們稱之之為掌子子面擠出出位移；在掌子面面后方，隨隨著掌子子面的推推進，產(chǎn)產(chǎn)生不斷斷增大的的拱頂下下沉，其其特點是是初期的的位移速速度很大大，而后后增長的的速度逐逐漸減緩緩，并趨趨于穩(wěn)定定，最后后達到收收斂，從從掌子面面下沉開開始下沉沉到最后后收斂的的距離，謂謂之收斂斂距離，此此距離一一般圍巖巖條件下下約為44a55

49、a左右右，謂之掌掌子面后后方位移移。軟弱圍巖變變形控制制的基本本理念：未來減輕輕作用在在支護上上的荷載載，容許許一定的的位移，即即所謂的的柔性支支護控制制理念。它它是運行行圍巖變變形，但但控制圍圍巖產(chǎn)生生有害的的變形，如如采用重重支護、可可縮式支支護和分分階段綜綜合控制制變形等等方法，它它們的基基本理念念相同，都都是容許許圍巖變變形、釋釋放地應應力、減減小支護護壓力，同同時又能能約束圍圍巖松弛弛和過度度變形，保保持隧道道穩(wěn)定。為了控制制圍巖松松弛而盡盡可能早早得控制制位移，即即所謂的的剛性支支護控制制理念。它它通常是是采取加加強支護護和襯砌砌剛度以以及提高高圍巖的的自支護護能力兩兩種措施施。軟

50、弱圍巖變變形控制制的基本本原則：預支護護、快挖、快支、快閉合合。預支護在在開挖前前，針對對開挖后后預計的的變形實實態(tài)，事事前采取取的控制制變形對對策掌掌子面前前方先行行位移和和擠出位位移的控控制?？焱诓扇∪∪珨嗝婷娣ɑ蚺_臺階法進進行快速速掘進的的對策進尺及及分部距距離的控控制。快支采取取初期支支護控制制變形的的對策初期位位移速度度及最終終位移值值的控制制。快閉合使使變形早早期收斂斂的對策策收斂斂距離的的控制或或位移收收斂時間間的控制制。十二、對于于巖質(zhì)山山嶺隧道道而言，地地下水的的處理方方式主要要有哪幾幾種，其其設計理理念如何何？不同同防排水水模式下下，如何何確定隧隧道的外外水載荷荷的設計計值

51、？對于巖質(zhì)山山嶺隧道道，地下水水的處理理方式主主要有：“以排排為主”和和“以堵堵為主，量量限排放放”“以排為為主”：一般來來說，在在環(huán)境沒沒有要求求的情況況下，淺淺埋山嶺嶺隧道中中，隧道道都采用用排水型型隧道；對長而而深的山山嶺隧道道，如果果采用非非排水型型隧道方方案，隧隧道襯砌砌將受到到較高的的水壓力力，因此此，絕大大多數(shù)也也采用排排水的方方法，降降低作用用在襯砌砌上的水水壓力，但但在有些些隧道中中，在局局部地段段也采用用了壓注注漿液的的方法，解解決施工工中的出出水問題題，保證證施工作作業(yè)的安安全。“以堵為為主，量量限排放放”：由由于環(huán)境境保護意意識的提提高，對對隧道涌涌水可能能造成周周邊地

52、區(qū)區(qū)的水理理變化，如如井水或或泉水的的枯竭、地地表沉陷陷、水質(zhì)質(zhì)惡化等等，就要要采用防防水型隧隧道，從從目前的的施工技技術(shù)水平平來看，完完全止水水是不可可能的。不同防排水水模式下下，隧道的的外水載載荷的設設計值：“以排為為主”模模式下，襯襯砌上的的水壓力力在設計計上不予予考慮；“以堵為為主，量量限排放放”模式式下，外外水載荷荷的設計計值主要要有以下下計算方方法：A、折減系系數(shù)法參照玩過水水工建筑筑物荷載載設計規(guī)規(guī)范規(guī)定定，作用在在混凝土土襯砌的的外水壓壓強標準準值，其中為外外水壓力力折減系系數(shù)，它是按按隧道開開挖后暴暴露的圍圍巖滴水水狀況來來確定，在不同同的地質(zhì)質(zhì)條件下下，水壓值值可以有有不同

53、的的折減系系數(shù)。在錨桿噴砼砼支護技技術(shù)規(guī)范范中也建建議外水水壓力采采用地下下水位以以下的水水柱高度度乘以相相應的折折減系數(shù)數(shù)的方法法估算。鐵路隧道的的研究指指出，隧道開開挖后對對地下水水活動影影響發(fā)范范圍僅局局限在一一定的范范圍內(nèi)，而不是是整個地地下水都都對隧道道發(fā)生作作用。一般來來說，在地質(zhì)質(zhì)判斷中中，當滲透透系數(shù)小小于cm/s時，就可以以認為是是不透水的的圍巖，同時滲滲透系數(shù)數(shù)也隨著著埋深的的增加而而，即埋埋深增加加，水壓壓的折減減系數(shù)越越大。B、滲透理理論分析析方法：分析隧道開開挖后引引起的地地應力和和地下水水滲透力力對圍巖巖和襯砌砌的耦合合作用，隧道襯襯砌外水水載荷是是作用于于地下水水

54、位整個個空間的的滲液體體積力，應按滲滲透荷載載理論分分析外水水載荷作作用下的的隧道應應力，可可以直接接通過分分析隧道道開挖、施施作襯砌砌后，地地下水滲滲透力對對圍巖和和襯砌的的耦合作作用，來來分析隧隧道襯砌砌結(jié)構(gòu)受受力的圍圍巖穩(wěn)定定性。C、理論解解析法：隧道水水壓力的的計算視視圍巖為為均質(zhì)、各向同同性的彈彈塑性體體，其中作作用的初初始應力力視為靜靜水壓力力狀態(tài)。十三、闡述述隧道信信息化施施工的基基本原理理及實踐踐方法?；驹恚涸谑┕すで昂褪┦┕み^程程中，通過儀儀器設備備實時收收集現(xiàn)場場實測數(shù)數(shù)據(jù)，包包括拱頂頂沉降、洞洞周收斂斂變形、支支護圍巖巖相互作作用力等等，根據(jù)據(jù)這些數(shù)數(shù)據(jù)進行行反演分分

55、析，對對原設計計和施工工方案進進行必要要的調(diào)整整（如支支護形式式，施作作時間），并并反饋到到下一施施工過程程，對下下一階段段的施工工過程進進行分析析和預測測，從而而保證施施工能夠夠安全、經(jīng)經(jīng)濟地進進行，以以期獲得得最優(yōu)地地下結(jié)構(gòu)構(gòu)物。實踐方法：流程根據(jù)施施工前的的信息（主主要是地地質(zhì)方面面的）進進行預設設計，然然后付諸諸施工，同同時進行行施工監(jiān)監(jiān)測并依依其信息息（主要要是位移移信息）修修改預設設計，再再施工、再再測量，直直到形成成一個長長期穩(wěn)定定的洞室室結(jié)構(gòu)體體系，由由此可見見，信息息設計方方法與過過去或當當期采用用的一般般設計方方法，有有了很大大的改變變，它不不僅包括括施工前前的設計計，還包

56、包括施工工過程中中的設計計，即把把過去截截然分開開的施工工和設計計兩個階階段，融融為一體體，構(gòu)成成一個完完整的設設計過程程。十四、闡述述隧道信信息化施施工方法法的原理理和需解解決的問問題。原理：根據(jù)據(jù)施工前前的信息息（主要要是地質(zhì)質(zhì)方面的的）進行行預設計計，然后后付諸施施工，同同時進行行施工監(jiān)監(jiān)測并依依其信息息（主要要是位移移信息）修修改預設設計，再再施工、再再測量，直直到形成成一個長長期穩(wěn)定定的洞室室結(jié)構(gòu)體體系，由由此可見見，信息息設計方方法與過過去或當當期采用用的一般般設計方方法，有有了很大大的改變變，它不不僅包括括施工前前的設計計，還包包括施工工過程中中的設計計，即把把過去截截然分開開的

57、施工工和設計計兩個階階段，融融為一體體，構(gòu)成成一個完完整的設設計過程程。需解決的問問題：1、采用什什么信息息進行反反饋？2、反饋的的目的和和要求3、采用什什么方法法進行反反饋？未完十五、在隧隧道施工工過程中中，如何根根據(jù)現(xiàn)場場測量和和貫徹信信息，判定其其安全性性？闡述隧道信信息化施施工基本本原理，在隧道道施工中中，如何通通過位移移信息判判斷隧道道穩(wěn)定性性？根據(jù)位移移量測值值或預計計最終位位移值判判斷洞室穩(wěn)定性性或可靠靠性分析析的關(guān)鍵鍵和難點點是位移移的極限限值的確確定，位移極極限值是是洞室所所處圍巖巖性質(zhì)、支護結(jié)結(jié)構(gòu)形狀狀和施工工等條件件的綜合合反映。它與其其所處的的地形、地質(zhì)條條件、洞室形形

58、態(tài)、支護結(jié)結(jié)構(gòu)形態(tài)態(tài)和施工工等因素素有關(guān)，任一點點的極限限位移都都是在具具體條件件下的隧隧道穩(wěn)定定極限狀狀態(tài)位移移。根據(jù)隧道洞洞室變形形動態(tài)信信息反推推的圍巖巖參數(shù)和和支護結(jié)結(jié)構(gòu)實際際所受的的荷載，進行洞洞室極限限位移的的計算模模擬，并結(jié)合合室內(nèi)模模擬實驗驗和現(xiàn)場場資料進進行綜合合確定。實測最最大相對對位移值值或預測測相對位位移不大大于鐵鐵路隧道道設計規(guī)規(guī)范規(guī)規(guī)定的極極限相對對位移值值的2/3，可可以認為為初期支支護達到到穩(wěn)定，如如果大于于極限相相對位移移值的22/3，意意味著圍圍巖不穩(wěn)穩(wěn)定或支支護系統(tǒng)統(tǒng)工作狀狀態(tài)不安安全，需需要加強強。根據(jù)位移移速率判判斷位移速度是是以每天天的位移移量來表表

59、示的，對某一一開挖斷斷面來講講，從開始始產(chǎn)生位位移到它它穩(wěn)定為為止，每天的的位移變變化速率率都是不不同的，位移速速率是由由大變小小遞減的的過程，從變形形曲線上上可以分分為三個個階段：A、變形急急劇增長長階段變形速速率大于于1mmm/d；B、變形速速率緩慢慢增長階階段變變形速率率為0.211mm/d；C、基本穩(wěn)穩(wěn)定階段段變形形速率小小于0.2mmm/d當凈空收斂斂速率小小于0.2mmm/d時時，認為為圍巖已已達到基基本穩(wěn)定定。（我我國根據(jù)據(jù)下坑、金金家?guī)r、大大瑤山等等十余座座隧道制制定的圍圍巖變化化速率標標準）大秦鐵路復復合襯砌砌隧道提提出圍巖巖基本穩(wěn)穩(wěn)定的標標準：隧隧道跨度度小于110m時時，

60、水平平收斂速速率約為為0.11mm/d；跨度大大于或等等于100m時，水水平收斂斂速率為為0.22mm/d根據(jù)位移移時間間曲線（圍圍巖時態(tài)態(tài)曲線）形形態(tài)判斷斷由于巖體的的流變特特性，巖體破破壞前變變形曲線線可分三三個階段段：A、基本穩(wěn)穩(wěn)定區(qū)，主要標標志為變變形速率率逐漸下下降，即0，表面圍圍巖進入入危險狀狀態(tài)，須停工工，進行加加固。根據(jù)量測結(jié)結(jié)果，可按下下表所列列變形管管理指導導施工管理登記管理位移施工狀態(tài)可正常施工工應加強支護護應采取特殊殊措施實測位移移值，極限位位移值隧道失穩(wěn)穩(wěn)的經(jīng)驗驗先兆局部塊石坍坍塌或?qū)訉訝钆蚜?、噴層大大量開裂裂累計位移量量已達到到極限位位移的22/3，且仍未未出現(xiàn)收