隧道工程地質(zhì)學(xué)
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隧道工程地質(zhì)學(xué)范文第1篇
針對(duì)現(xiàn)有的課程體系，圍繞教學(xué)模式、教學(xué)方法、教學(xué)手段、專業(yè)設(shè)置、專業(yè)課程及教材等方面進(jìn)行深入的調(diào)整是培養(yǎng)具有實(shí)踐能力和能夠適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)需要的專業(yè)人才的重要基礎(chǔ)環(huán)節(jié)[1-3]。其中案例教學(xué)法對(duì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生分析及解決實(shí)際問題的能力具有重要的意義，已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注[4-7]。巖土工程專業(yè)具有理論和實(shí)踐結(jié)合緊密的特點(diǎn)，多數(shù)課程內(nèi)容是工程實(shí)踐的產(chǎn)物，因此單純的照本宣科，很難達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。本文根據(jù)近兩年的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，提出了同一工程案例分解的順序模塊教學(xué)法，在教學(xué)活動(dòng)者取得了不錯(cuò)的教學(xué)效果。
1 傳統(tǒng)的教學(xué)方法主要存在的問題
（1）授課任務(wù)繁重。巖土工程專業(yè)課學(xué)習(xí)周期比較長，內(nèi)容枯燥。盡管采用了多媒體等現(xiàn)代教學(xué)手段，但是知識(shí)體系繁雜，信息量太大，枯燥的理論分析或敘述，很難激發(fā)學(xué)生的興趣；因此，形成了老師講，學(xué)生睡的局面。而老師為了完成規(guī)定的授課任務(wù)，很少與學(xué)生互動(dòng)，偶爾有問題穿插，學(xué)生也茫然不知所以，結(jié)果形成了自問自答的局面。
（2）理論和實(shí)踐脫節(jié)。?r土工程專業(yè)課實(shí)踐性很強(qiáng)，學(xué)生很難把書本上的理論知識(shí)和實(shí)踐聯(lián)系起來，學(xué)生普遍感覺學(xué)習(xí)過程中枯燥無味，不知道其具體使用方法。在傳統(tǒng)教學(xué)活動(dòng)中，教師大多按照章節(jié)順序逐一講解，并以案例說明；但是由于這些案例都是針對(duì)某一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的而設(shè)計(jì)的，因此一門課往往會(huì)有多個(gè)案例，而且往往這些案例之間的關(guān)系并不大，因此學(xué)生也只能零碎、片面地看待問題，綜合分析問題的能力得不到提高。而且，最為重要的是，一旦遇到實(shí)際問題，學(xué)生更不知如何下手，更難以全面分析并給出綜合性的解決方案。因此，采用案例教學(xué)法可以有助于摒棄“填鴨式”教學(xué)方法，教會(huì)學(xué)生如何積極有效地學(xué)習(xí)，提高學(xué)生認(rèn)識(shí)問題、分析問題及綜合解決問題的能力。
（3）課程體系繁雜，難以綜合掌握。巖體工程專業(yè)的課程體系繁雜，具有知識(shí)跨度大、實(shí)踐性強(qiáng)、案例典型等特點(diǎn)。課程所含理論知識(shí)涉及力學(xué)、工程技術(shù)、經(jīng)濟(jì)與管理等多學(xué)科領(lǐng)域，學(xué)生往往難以整體掌握。但是巖土工程專業(yè)課程與工程生產(chǎn)活動(dòng)密切相關(guān)，課程內(nèi)容是工程實(shí)踐的總結(jié)，課程的內(nèi)容大都和典型工程設(shè)計(jì)及其施工實(shí)踐相關(guān)，這一特點(diǎn)為巖土工程專業(yè)研究生案例教學(xué)的實(shí)施奠定了基礎(chǔ)。
2 同一工程案例分解的順序模塊教學(xué)法的具體實(shí)施
由于研究生大多經(jīng)過本科階段的學(xué)習(xí)，對(duì)本專業(yè)的知識(shí)體系大都有一定程度的了解和掌握，這是案例分解并進(jìn)行順序模塊教學(xué)活動(dòng)的一個(gè)重要前提。本文僅以某隧道工程為案例，講解該教學(xué)方法的應(yīng)用。首先以該隧道工程為案例分解為不同的模塊，進(jìn)而設(shè)計(jì)參與該案例的課程如：《工程地質(zhì)學(xué)》、《高等巖土力學(xué)》、《隧道施工技術(shù)》和《巖土工程數(shù)值計(jì)算》等。課程的設(shè)計(jì)和展開將按照下列順序進(jìn)行：
（1）《工程地質(zhì)學(xué)》的授課教師根據(jù)該案例的工程背景，詳細(xì)講述工程的水文地質(zhì)條件及巖層巖性特征，同時(shí)介紹教材中的相關(guān)基礎(chǔ)理論知識(shí)。
（2）《高等巖土力學(xué)》的授課老師結(jié)合該工程的實(shí)際條件，講述相關(guān)巖體的物理、力學(xué)特性，重點(diǎn)介紹該工程巖體的力學(xué)模型及其相關(guān)參數(shù)的確定方法。
（3）在上述老師介紹實(shí)際工程背景的基礎(chǔ)上，由《隧道施工技術(shù)》課程針對(duì)性提出該工程的施工方案設(shè)計(jì)及其實(shí)施過程。同時(shí)介紹其它施工技術(shù)的適用性及其適用條件。
（4）在進(jìn)行了各種的準(zhǔn)備和輔助內(nèi)容以后，由《巖土工程數(shù)值計(jì)算》課程針對(duì)該工程項(xiàng)目的水文地質(zhì)條件，巖性特征，施工技術(shù)等具體情況，建立大型數(shù)值計(jì)算模型，對(duì)該隧道工程的變形等整體結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行模擬和預(yù)測。
隧道工程地質(zhì)學(xué)范文第2篇
關(guān)鍵詞：工程地質(zhì) 工作過程 教學(xué)方法 實(shí)踐能力
隨著國家經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，使得公路、鐵路、城市地鐵交通事業(yè)發(fā)展迅速，帶動(dòng)地下工程與隧道工程技術(shù)專業(yè)、道路橋梁工程技術(shù)專業(yè)快速發(fā)展，該專業(yè)學(xué)生的需求不斷擴(kuò)大。地下工程、隧道工程和道路橋梁在勘察階段、施工階段以及后期運(yùn)營過程中，遇到的復(fù)雜的工程地質(zhì)條件，以及由此帶來的復(fù)雜工程地質(zhì)問題，為高職《工程地質(zhì)》課程的發(fā)展與改革注入新的動(dòng)力。結(jié)合學(xué)院特色，在分析本課程先存教學(xué)問題的基礎(chǔ)上，探討課程改革的思路與方法。
《工程地質(zhì)》是地下工程與隧道工程技術(shù)專業(yè)、道路橋梁工程技術(shù)專業(yè)的專業(yè)基本技能課，為必修專業(yè)課。本門課程具有概念多，實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)。學(xué)生們自學(xué)也容易看懂大部分的內(nèi)容，但難以記住，不易真正掌握。
現(xiàn)階段所采用的教學(xué)方法和手段一般是遵循理論—實(shí)踐的路線，以課堂多媒體、理論講授為主，缺少對(duì)工程實(shí)踐問題的引入，授課抽象，不易理解。這與高等職業(yè)教育培養(yǎng)一線崗位應(yīng)用型人才的目標(biāo)也不一致，加上選用的教材，理論性偏強(qiáng)，與專業(yè)工程實(shí)踐的聯(lián)系不夠緊密，造成學(xué)生學(xué)完該門課程后，仍不知道本課程與所學(xué)專業(yè)的聯(lián)系。
基于上述問題，在《工程地質(zhì)》的教學(xué)過程中，筆者始終貫徹以下兩個(gè)思路：一是對(duì)于教學(xué)內(nèi)容，盡量秉承高職教育“理論知識(shí)實(shí)用為主，夠用為度”的原則，多講述與專業(yè)有關(guān)的工程地質(zhì)問題，把工程地質(zhì)密切地與專業(yè)聯(lián)系起來，以引起學(xué)生對(duì)該課程的重視，提高其學(xué)習(xí)的積極性；二是采用多種形式的教學(xué)方法，充分利用多媒體教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，來吸引學(xué)生，發(fā)揮他們的主觀能動(dòng)性，使他們學(xué)習(xí)從“被動(dòng)的聽”變?yōu)椤爸鲃?dòng)的學(xué)”，從“抽象的概念”變?yōu)椤熬唧w的實(shí)物”。為此，筆者在教學(xué)過程中進(jìn)行了以下“改革”，達(dá)到了預(yù)期的效果，也得到學(xué)生們的好評(píng)。
一、教學(xué)內(nèi)容適當(dāng)整合，做到理論與專業(yè)實(shí)踐相結(jié)合
對(duì)于教材的內(nèi)容編排，根據(jù)專業(yè)特色的不同，有的放矢的進(jìn)行適當(dāng)整合，尤其是理論性太強(qiáng)的部分，適當(dāng)作取舍。由于學(xué)生對(duì)今后所從事的專業(yè)工作、其與工程地質(zhì)現(xiàn)象引起的典型工程事故，以及分析各種事故產(chǎn)生原因的關(guān)系缺乏了解，所以在上緒論部分內(nèi)容時(shí)，筆者用了較多的時(shí)間結(jié)合工程實(shí)際，向?qū)W生們介紹本課程與所學(xué)專業(yè)的關(guān)系，在以后的教學(xué)中結(jié)合書本上的內(nèi)容穿插介紹工程實(shí)例，如隧道地質(zhì)環(huán)境調(diào)查、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、隧道施工監(jiān)控、高等級(jí)公路地質(zhì)勘察、軟土地基處理、公路邊坡滑坡治理、橋基選址等內(nèi)容。這些工程實(shí)例增長了學(xué)生的見識(shí)，豐富了教學(xué)內(nèi)容。使學(xué)生們真正認(rèn)識(shí)到工程地質(zhì)與他們所學(xué)的專業(yè)有著密切的聯(lián)系，體會(huì)到該課程的重要性。
二、改變傳統(tǒng)教學(xué)方式，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性，變“被動(dòng)聽”為“主動(dòng)學(xué)”
（一）打破傳統(tǒng)的“教師講，學(xué)生聽”的傳統(tǒng)模式，強(qiáng)調(diào)教學(xué)過程以學(xué)生“學(xué)”為主。以提高綜合能力為目的，圍繞某個(gè)主題安排學(xué)生通過查找相關(guān)資料、結(jié)合實(shí)例，進(jìn)行討論交流。例如與工程實(shí)踐結(jié)合緊密的章節(jié)（如地質(zhì)構(gòu)造、地質(zhì)災(zāi)害防治措施等部分內(nèi)容），在講授完知識(shí)點(diǎn)之后，采用學(xué)習(xí)小組的形式，讓學(xué)生們分組探討不同的主題，然后以PPT講解的形式，上臺(tái)進(jìn)行答辯匯報(bào)。對(duì)于文字較多的一般掌握層次的章節(jié)，也可以采取類似的方式，教師先給出學(xué)習(xí)提綱，預(yù)先安排同學(xué)，要求其自學(xué)查閱資料備課，然后上臺(tái)講解。講解之后，臺(tái)下同學(xué)對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)，最后老師總結(jié)，分析其優(yōu)缺點(diǎn)，補(bǔ)充其遺漏之處。這種方式，打破課堂上老師“一人言”的局面，活躍了課堂氣氛，在一定程度上也調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也增強(qiáng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。
（二）是多采用直觀教學(xué)。將某些抽象的概念通過錄像、圖片、標(biāo)本、模型向?qū)W生解釋清楚。電化教學(xué)的形式有著不可比擬的優(yōu)勢(shì)，它可以演示復(fù)雜的地質(zhì)過程，重演人類無法重演的地質(zhì)災(zāi)害等。因此，在講授地質(zhì)構(gòu)造、常見地質(zhì)災(zāi)害時(shí)，可多結(jié)合圖片、模型，以及視頻等教學(xué)形式。
（三）是重視地質(zhì)實(shí)習(xí)。地質(zhì)實(shí)習(xí)是過程地質(zhì)教學(xué)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，也是“畫龍點(diǎn)睛”的重要環(huán)節(jié)，它對(duì)學(xué)生加深所學(xué)知識(shí)的理解極有幫助。一方面是安排4課時(shí)的讀圖實(shí)訓(xùn)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)基本地形圖、工程地質(zhì)圖的讀圖能力。另一方面是選擇合適的實(shí)習(xí)地點(diǎn)，讓學(xué)生多接觸工程實(shí)際。例如在安排不良地質(zhì)現(xiàn)象這部分內(nèi)容時(shí)，注意選擇與隧道、路橋建設(shè)有關(guān)的地質(zhì)問題。充分利用學(xué)院巖石與土壤專修室、工程圖紙庫，強(qiáng)化實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)。
最后，應(yīng)加強(qiáng)教師與學(xué)生之間的交流。課下多于學(xué)生溝通，以詢問、網(wǎng)絡(luò)交流或是匿名書信等形式收集學(xué)生意見，找到教學(xué)方法中存在的不足，加以改善。另外，在網(wǎng)絡(luò)發(fā)達(dá)的今天，應(yīng)為學(xué)生多提供課程相關(guān)的專業(yè)網(wǎng)站，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)，擴(kuò)展視野，添磚加瓦。
我國高職院校的交通工程技術(shù)類畢業(yè)生正將成為未來高職發(fā)展的中流砥柱，因此進(jìn)行工程地質(zhì)課程建設(shè)與改革，通過培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力為目標(biāo)組織教學(xué)內(nèi)容、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)等方式，充分發(fā)揮教師在教學(xué)中的主導(dǎo)作用，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，結(jié)合社會(huì)實(shí)際需要，認(rèn)真組織落實(shí)教學(xué)工作，培養(yǎng)出更多更好的交通工程建設(shè)需要的應(yīng)用型、技能型人才。
參考文獻(xiàn)：
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隧道工程地質(zhì)學(xué)范文第3篇
Chen Yu
（貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，貴陽 550001）
（Guizhou Road and Bridge Group Co.，Ltd.，Guiyang 550001，China）
摘要： 高速公路隧道施工過程中，隧道圍巖壓力對(duì)行車的安全性、隧道耐久性及投資者的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益有著重要作用。本文通過對(duì)圍巖概念以及形成機(jī)理的了解，分析了構(gòu)造應(yīng)力場、自重應(yīng)力場，提出了圍巖壓力的確定方法。為高速公路隧道的設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)。
Abstract: In highway tunnel construction process, the wall rock pressure have impact on driving safety, durability and economic and social benefits of tunnel investors. This paper presents the concept of wall rock and formation mechanism, analyzes the tectonic stress field, self-gravity stress field, and puts forward the determination method of pressure of wall roll. At last, the paper provides theoretical guidance for the design of the highway tunnel.
關(guān)鍵詞： 高速公路 隧道 圍巖 壓力
Key words: expressway；tunnel；wall rock；pressure
中圖分類號(hào)：U45文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-4311（2011）32-0095-02
0引言
基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)入了一個(gè)高速發(fā)展的時(shí)期，高速公路的建設(shè)是土木工程進(jìn)步的標(biāo)志之一。但是，隧道建設(shè)作為高速公路研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)，始終是人們關(guān)注的問題之一。隧道工程所賦存的地質(zhì)環(huán)境的內(nèi)涵很廣，包括地層特征、地下水狀況、開挖隧道前就存在于地層中的原始地應(yīng)力狀態(tài)、地溫梯度等。因此，隧道圍巖的穩(wěn)定性是反映地質(zhì)環(huán)境的綜合指標(biāo)。也是我們修建隧道工程對(duì)圍巖特征研究的重要內(nèi)容之一。
1圍巖壓力的概念
人們對(duì)圍巖壓力的認(rèn)識(shí)，是從開挖侗穴后圍巖的出現(xiàn)初坍塌的現(xiàn)象開始的。隨著隧道和地下工程的發(fā)展，人們從支撐和襯砌的變形、開裂和破壞現(xiàn)象，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到圍巖壓力的存在。
在穩(wěn)定的地層中開挖坑道，由于圍巖在爆破后發(fā)生松動(dòng)以及暴露后受到風(fēng)化，個(gè)別落石現(xiàn)象也不可避免。在完整而堅(jiān)硬的巖層中開挖隧道，也會(huì)遇到小塊巖石突然脫離巖體向隧道內(nèi)彈出，人們稱為“巖爆”，這些都是圍巖壓力的現(xiàn)象，為了保證隧道有足夠的凈空，就要修建支護(hù)結(jié)構(gòu)，以阻止圍巖的移動(dòng)和崩塌，支護(hù)結(jié)構(gòu)就是用來承受圍巖壓力。本節(jié)所闡述的圍巖壓力系指松動(dòng)壓力，至于所涉及的彈塑性理論在“新奧法”一節(jié)中介紹。
2圍巖壓力的產(chǎn)生
圍巖壓力的產(chǎn)生是隧道工程的一個(gè)重要的力學(xué)特征，隧道是在具有一定的應(yīng)力歷史和應(yīng)力場的圍巖中修建的。所以，圍巖的初始應(yīng)力場的狀態(tài)極大地影響著在其中發(fā)生的一切力學(xué)現(xiàn)象，這是和地面工程極其不同的。因此，我們需要研究隧道開挖前后圍巖的應(yīng)力狀態(tài)，這對(duì)指導(dǎo)我們隧道的設(shè)計(jì)與施工有著重要意義。
通常所指的初始應(yīng)力場泛指隧道開挖前巖體的初始靜應(yīng)力場，它的形成與巖體構(gòu)造、性質(zhì)、埋藏條件以及構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的歷史等有密切關(guān)系。在隧道開挖前是客觀存在的，在這種應(yīng)力場中修建隧道就必須了解它的狀態(tài)及其影響。
巖體的初應(yīng)力狀態(tài)與施工引起的附加應(yīng)力狀態(tài)是不同的，它對(duì)坑道開挖后圍巖的應(yīng)力分布、變形和破壞有著極其重要的影響。可以說，不了解巖體初應(yīng)力狀態(tài)就無法對(duì)隧道開挖后一系列力學(xué)過程和現(xiàn)象做出正確的評(píng)價(jià)。巖體的初應(yīng)力狀態(tài)一般受到兩類因素的影響：第一類因素有重力、溫度、巖體的物理力學(xué)性質(zhì)、巖體的構(gòu)造、地形等經(jīng)常性的因素；第二類因素有地殼運(yùn)動(dòng)、地下水活動(dòng)、人類的長期活動(dòng)等暫時(shí)性的或局部性的因素。因此，初應(yīng)力場是由兩種力系構(gòu)成，即
σ＝σγ+στ（1）
式中：σγ―自重應(yīng)力分量；στ ―構(gòu)造應(yīng)力分量。
在上述因素中，目前主要研究和使用的是由巖體的體力或重力形成的應(yīng)力場，稱為自重應(yīng)力場。而其它因素只認(rèn)為是改變了由重力造成的初應(yīng)力狀態(tài)。一般來說，重力應(yīng)力場可以采用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的方法。它的可靠性則決定于對(duì)巖石的物理力學(xué)性質(zhì)及巖體的構(gòu)造力學(xué)性質(zhì)的研究，其誤差通常是較大的。而其它因素造成的初應(yīng)力場，主要是用實(shí)驗(yàn)方法完成的。
2.1 自重應(yīng)力場
我們研究具有水平成層。地面平坦的情況。如圖1所示，設(shè)巖體是線性變形的，在xz平面內(nèi)是均質(zhì)的，沿y軸方向是非均質(zhì)的，設(shè)E、μ分別為沿垂直方向的巖體彈性模量和泊松比，E1、μ1為沿水平方向的巖體彈性模量和泊松比。因巖體的變形性質(zhì)沿深度而變，故可假定：E＝E（y）；μ=μ（y）；E1＝E1（y）；μ1=μ1（y）
單位體積重量也認(rèn)為是沿深度而變，即γ＝γ（y）；這樣，距地表面h深處一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)如圖1所示，其計(jì)算式可表示如下：
σy=∫γ（y）dy
σx=σx（y）（2）
σz=σz（y）
τxy=τxz=τyz=0
上式滿足了地面的邊界條件，h＝0，σy＝0。
一般認(rèn)為，處于靜力平衡狀態(tài)的巖體內(nèi)，沿水平方向的變形等于零，故σx=σz＝（E/E1）μ1/（1-μ）σy（3）
當(dāng)E＝E1=常數(shù)，μ＝μ1＝常數(shù)時(shí)，則得出大家熟知的公式
σx=σz＝μ/（1-μ）σy（4）
設(shè)λ=μ/（1-μ），稱之謂側(cè)壓力系數(shù)，則上式可寫成
σx=σz＝λσy（5）
顯然當(dāng)垂直應(yīng)力已知時(shí)，水平應(yīng)力的大小決定于圍巖的泊松比。大多數(shù)圍巖的泊松比變化在0.15～0.35之間，因此，在自重應(yīng)力場。水平應(yīng)力通常是小于垂直應(yīng)力的。
深度對(duì)初始應(yīng)力狀態(tài)有著重大影響。隨深度的增力，σy和σx（σz）都在增大，但圍巖本身的強(qiáng)度是有限的，因此當(dāng)σy和σx增加到一定值后，各向受力的圍巖將處于隱塑性狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，圍巖物性值（E、μ）是變化的，λ值也是變化的，并隨深度的增加，λ值趨于1，即與靜水壓力相似，此時(shí)圍巖接近流動(dòng)狀態(tài)。
上述各式所表達(dá)的應(yīng)力場是理論性的，實(shí)際情況中，由于地殼運(yùn)動(dòng)，巖層會(huì)產(chǎn)生各種變動(dòng)，如形成向斜、背斜、斷裂等，在這種情況下，圍巖的初始應(yīng)力場也有所變化。如以垂直成層為例，由于各層的物理力學(xué)性質(zhì)不同，在同一水平面上的應(yīng)力分布可能是不同的；在背斜情況下，由于巖層成拱狀分布，使上層巖層重量向兩側(cè)傳遞，直接處于背斜下的巖層受到較小的應(yīng)力（圖2），在被斷層分割的楔形巖塊中（圖3）也可觀察到類似情況。在實(shí)際工作的應(yīng)用中是不能忽視的。
2.2 構(gòu)造應(yīng)力場地層的應(yīng)力場是由自重應(yīng)力場和構(gòu)造應(yīng)力場構(gòu)成的。地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為：地層各處發(fā)生的一切構(gòu)造變形與破裂都是地應(yīng)力作用的結(jié)果，因而地質(zhì)力學(xué)就把構(gòu)造體系和構(gòu)造形式在形成過程中的應(yīng)力狀態(tài)稱為構(gòu)造應(yīng)力場。構(gòu)造應(yīng)力場是隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)場。
由于構(gòu)造應(yīng)力場的不確定性，很難用函數(shù)形式表達(dá)。它在整個(gè)初始應(yīng)力場中的作用只能通過某些量測數(shù)據(jù)來分析，在實(shí)際工程中應(yīng)用較少。一般認(rèn)為，構(gòu)造應(yīng)力場具有以下特性：
2.2.1 地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)不僅改變了重力應(yīng)力場，而且以各種構(gòu)造形態(tài)獲得釋放，還以各種形式積蓄在巖體內(nèi)，這種殘余構(gòu)造應(yīng)力將對(duì)隧道工程產(chǎn)生重大影響。
2.2.2 構(gòu)造應(yīng)力場在較淺的地層中已普遍存在，而且最大構(gòu)造應(yīng)力場的方向，近似為水平，其值常大于重力應(yīng)力場中的水平應(yīng)力分量，甚至大于垂直應(yīng)力分量，這與重力應(yīng)力場有較大的差異。
2.2.3 構(gòu)造應(yīng)力場是不均勻的，它的參數(shù)在空間和時(shí)間上都有較大的變化，尤其是它的主應(yīng)力軸的方向和絕對(duì)值的變化很大。
求解初始應(yīng)力場，結(jié)果常常有極大的偏差。因此，在理論分析中，常把初始應(yīng)力場按靜水應(yīng)力場來處理。在某些重要的工程中，多采用實(shí)地量測的方法，來判斷主應(yīng)力的大小及其方向的變化規(guī)律。
綜上所述，隧道的開挖，破壞了圍巖原有的平衡，產(chǎn)生了變形和應(yīng)力重新分布。但是這種變化發(fā)展不是無限的，它總是為了達(dá)到新的平衡而處在一種新的應(yīng)力狀態(tài)中。
上述分析說明開挖隧道對(duì)圍巖穩(wěn)定的影響是較大的，影響的程度視地質(zhì)條件、隧道形狀、施工方法而異。公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，隧道開挖破壞了的巖體的重量就是作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上圍巖壓力的來源。當(dāng)然，現(xiàn)代隧道施工技術(shù)是不會(huì)讓這種現(xiàn)象自由發(fā)展，從爆破手段和初期支護(hù)上采取措施，阻止隧道周邊巖體過大的變形和坍塌，使圍巖成為主要的承載體。
2.3 圍巖壓力的確定方法圍巖壓力的確定目前常用有下列三種方法：
①直接量測法：是一種切合實(shí)際的方法，對(duì)隧道工程而言，也是研究發(fā)展的方向；但由于受量測設(shè)備和技術(shù)水平的制約，目前還不能普遍常用。
②經(jīng)驗(yàn)法或工程類比法：是根據(jù)大量以前工程的實(shí)際資料的統(tǒng)計(jì)和總結(jié)，按不同圍巖分級(jí)提出圍巖壓力的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，作為后建隧道工程確定圍巖壓力的依據(jù)的方法。是目前使用較多的方法。
③理論估算法：是在實(shí)踐的基礎(chǔ)上從理論上研究圍巖壓力的方法。由于地質(zhì)條件的不確定性，影響圍巖壓力的因素又非常多，這些因素本身及它們之間的組合也帶有一定的偶然性，企圖建立一種完善的和適合各種實(shí)際情況的通用圍巖壓力理論及計(jì)算方法是困難的，因此，現(xiàn)有的圍巖壓力理論都不十分切合實(shí)際情況。
在理論計(jì)算方法中，考慮幾個(gè)主要因素，使其結(jié)果相對(duì)地接近實(shí)際圍巖壓力的情況，是目前隧道工程設(shè)計(jì)中采用較多的方法。一般來講，都是以某種簡化的假設(shè)為前提，或以實(shí)際工程的統(tǒng)計(jì)分析資料為基礎(chǔ)。
①深埋隧道圍巖壓力的確定。
目前我國公路隧道和鐵路隧道所采用的計(jì)算圍巖豎向勻布?jí)毫Φ挠?jì)算式，是以工程類比為基礎(chǔ)，統(tǒng)計(jì)分析了我國數(shù)百座隧道坍方調(diào)查資料而擬定的。
圍巖豎向分布?jí)毫按下式計(jì)算：
q=0.45×26-s×γω（kN/m2）（6）
式中 S― 圍巖級(jí)別，如屬II級(jí)，則S＝2；
γ―圍巖容重，（kN/m2）；
ω＝1+i（B-5）―寬度影響系數(shù)；
B―隧道寬度，（m）；
I―以B＝5m為基準(zhǔn)，B每增減1m時(shí)的圍巖壓力增減率。
當(dāng)B 5m，取i ＝0.1。
公式（6）的適用條件為：
1）H/B
2）深埋隧道；
3）不產(chǎn)生顯著偏壓力及膨脹力的一般隧道；
4）采用鉆爆法施工的隧道。
圍巖的水平勻布?jí)毫，按表1中的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。
在確定了圍巖壓力的數(shù)值后，一個(gè)重要的問題是考慮壓力分布特征。根據(jù)我國隧道圍巖壓力的一些量測結(jié)果表明：作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的荷載是不均勻的，這是因?yàn)樵赩及IV級(jí)圍巖中，局部塌方是主要的，而其它級(jí)別的圍巖中，巖體破壞范圍的形狀和大小受巖體結(jié)構(gòu)、施工方法等因素的控制，也是極不規(guī)則的。
②淺埋隧道圍巖壓力的計(jì)算。
淺埋隧道一般出現(xiàn)在山嶺隧道的洞口附近，埋置深度較淺，深埋和淺埋隧道的分界，按荷載等效高度值，并結(jié)合地質(zhì)條件、施工方法等因素綜合判定，接荷載等效高度的判定式為：
Hp＝（2～2．5）hq（7）
式中Hp―深淺埋隧道分界深度；
hq―荷載等效高度，按下式計(jì)算；
hq＝q/γ（8）
q―深埋隧道豎向均布?jí)毫Γ╧N／m2）；
γ―圍巖客重（kN／m2）。
在礦山法施工的條件下，I一III級(jí)圍巖取
Hp＝2．5hq（9）
IV～VI類圍巖取
Hp＝2hq（10）
淺埋隧道圍巖壓力分下述兩種情況分別計(jì)算：
埋深（H）小于或等于等效荷載高度hq時(shí)，荷載視為均布豎向壓力q =γH（11）
式中：q―勻布布豎向壓力；
γ―深度上覆圍巖容重；
H―隧道埋深，抬隧道頂至地面的距離。
側(cè)向壓力e，按勻布考慮時(shí)，其值為：
e=γ（H+1/2Hi）tg2（45°-Φ/2）（12）
式中：e―側(cè)向勻布?jí)毫Γ?/p>
γ―圍巖容重；
H―隧道埋深；
Hi―隧道高度；
Φ―圍巖計(jì)算摩擦角，其值可查有關(guān)規(guī)范。
3總結(jié)
3.1 高速公路隧道的設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，通過分析構(gòu)造應(yīng)力場、自重應(yīng)力場，提出了圍巖壓力的確定方法。
3.2 本文通過對(duì)高速公路隧道圍巖壓力的研究，對(duì)工程研究具有一定的理論參考價(jià)值。
參考文獻(xiàn)：
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[3]童宏綱，劉佑榮，杜時(shí)貴.高速公路隧道圍巖質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)初步統(tǒng)計(jì)[J].地質(zhì)科技情報(bào)，2000，19，（3）：81-86.
隧道工程地質(zhì)學(xué)范文第4篇
本文著重介紹了水平超前探孔法超前地質(zhì)預(yù)報(bào)在四川都汶高速公路龍池隧道工程中的應(yīng)用
關(guān)鍵詞：隧道、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、水平超前探孔法
中圖分類號(hào)：U45文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
一、概況
龍池隧道，長1160m，LK1+300～LK2+460，III級(jí)圍巖461m，Ⅳ級(jí)圍巖213m，Ⅴ級(jí)圍巖486m，進(jìn)出口均采用端墻式洞門。
本隧道地質(zhì)條件較復(fù)雜，穿越F2、F3、F4斷層和白巖山背斜，LK1+446～LK1+519及LK2+105～LK2+460地段為二疊系下統(tǒng)梁山組及三疊系上統(tǒng)須家河組為含煤地層，含有瓦斯氣體。
1.1.1水平超前探孔超前地質(zhì)預(yù)報(bào)
地質(zhì)探孔預(yù)報(bào)是目前各種超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法中最簡單、最有效的一種預(yù)報(bào)方法。采用水平地質(zhì)鉆機(jī)在開挖面鉆1～3 個(gè)孔（探孔深15m，一般地質(zhì)地段超前地質(zhì)鉆孔1 個(gè)，水量較大、砂層和風(fēng)化深槽地段3 個(gè)）。分別位于拱頂和拱腰部位。超前探孔直徑φ90mm，終孔位于隧道開挖輪廓線外1.5～3.0m。探孔的主要目的是探明地下水及水壓情況，在鉆孔的同時(shí)，記錄鉆孔速度、巖碴巖粉特征、含泥量、出水部位、鉆桿是否突進(jìn)（及深度）等情況，綜合判斷前方的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況。在短距超前探孔預(yù)測預(yù)報(bào)過程中，若工作面局部出水量較大，應(yīng)增加探水孔數(shù)量，以便更加準(zhǔn)確地進(jìn)行預(yù)報(bào)。
超前鉆孔是隧道施工期超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法中最直接的方法，是隧道施工中的重要工序，是對(duì)其他探測手段成果的驗(yàn)證和補(bǔ)充。超前鉆孔能最直接地揭示掌子面前方的地質(zhì)特征，準(zhǔn)確率很高。其通過鉆孔鉆進(jìn)速度測試和所采取的鉆孔巖芯的觀察及相關(guān)試驗(yàn)獲取隧道掌子面前方巖石的強(qiáng)度指標(biāo)、可鉆性指標(biāo)、地層巖性資料、巖體完整程度及地下水狀況等諸多方面的資料，是中短距離超前地質(zhì)預(yù)報(bào)必不可少的手段。
超前鉆孔可在掌子面進(jìn)行，超前鉆孔探測的記錄方式有：
不取芯鉆探
主要系利用鉆機(jī)的沖擊力、推力及扭力的變化，配合回水顏色及巖屑的觀察，記錄鉆進(jìn)時(shí)間、鉆進(jìn)速率，并據(jù)此來推斷前方的地質(zhì)狀況。
不取芯鉆探的優(yōu)點(diǎn)是施作時(shí)間較短、費(fèi)用較低(與取芯鉆探比較)，若隧道前方有地下水層，可以通過不取芯鉆孔探測并排水，缺點(diǎn)是不取芯探孔常會(huì)因坍孔而無法量得正確的水壓及水量資料。在施作期間開挖面通常需配合停工，且鉆進(jìn)過程中，容易受操作人員人為影響，因此變數(shù)較大，造成判讀巖體比較困難。不取芯探孔另一缺點(diǎn)是因無法得到完整巖芯，在地質(zhì)解釋方面，常存有其不確定因素。
（2） 取芯鉆探
利用鉆芯鉆機(jī)取出完整巖芯供地質(zhì)判別，取芯鉆探可得到直接的地質(zhì)資料，從而做出較正確的地質(zhì)判別。巖芯取出后，可經(jīng)由實(shí)驗(yàn)室施作該巖塊的物理、化學(xué)試驗(yàn)進(jìn)而得其相關(guān)力學(xué)參數(shù)，鉆探完成后的孔洞也可以當(dāng)成排水孔，對(duì)于穿越含高壓地下水層的巖體而言，可利用此先行降低水壓。但取芯鉆探施作期間開挖面通常需配合暫停，且施作時(shí)間比不取芯鉆用工進(jìn)要長，費(fèi)用也較高。在海底隧道施工中，將有效利用橫通道作為取芯鉆孔的工作面，以減少超前探孔對(duì)正常施工掘進(jìn)的干擾，鉆孔長度可以調(diào)整到200m甚至更遠(yuǎn)。
（3）臺(tái)車加長鉆孔法
液壓臺(tái)車接桿鉆孔是一種短期超前預(yù)報(bào)探孔，對(duì)于掌子面前方30m以內(nèi)的超前探孔，適合用鉆孔臺(tái)車鉆孔，占用生產(chǎn)時(shí)間較少，速度快，有利于提高施工進(jìn)度。臺(tái)車加長鉆孔主要利用鉆機(jī)的沖擊力、推力及扭力的變化，配合回水顏色及巖屑的觀察，記錄鉆進(jìn)時(shí)間、鉆進(jìn)速率，并據(jù)此來推斷前方的地質(zhì)狀況。施鉆過程中，由地質(zhì)預(yù)報(bào)組成員詳細(xì)記錄鉆速、水質(zhì)水量變化情況及開挖后的巖面觀測素描，并采集鉆孔排碴取樣分析，綜合判斷預(yù)報(bào)前方水文、地質(zhì)情況。
超前探孔在工作面上超前鉆3～5個(gè)孔，其中2個(gè)位于上部拱腰處，另2個(gè)位于邊墻部位。超前探水孔采用地質(zhì)鉆機(jī)施做，探水孔探水段長30m～40m，探水孔終孔位于隧道開挖輪廓線外0.5m～1.5m（在一般區(qū)域選擇為1.5m）。
對(duì)掌子面3 m～5m的范圍通過地質(zhì)觀測和打3 m～5m的探孔預(yù)測前方的圍巖情況。
1.1.2在龍池隧道中的施工現(xiàn)狀
根據(jù)設(shè)計(jì)要求，施工方自2008年12月10日開始，沿隧道出口拱部120°范圍打設(shè)32根鋼管，形成管棚支護(hù)。
（1）現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集
施工方在現(xiàn)場鉆孔并打設(shè)管棚，鉆孔設(shè)計(jì)長度30m，實(shí)際鉆孔總共32個(gè)，采用鉆頭直徑為110mm的LF100型風(fēng)動(dòng)潛孔鉆機(jī)打孔，根據(jù)位于拱頂、拱腰和拱腳處的鉆孔鉆進(jìn)速度、巖碴巖粉特征、含泥量、出水部位、鉆桿是否突進(jìn)（及深度）等情況，綜合判斷前方的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況。根據(jù)鉆孔瓦斯含量監(jiān)測情況，判斷隧道圍巖中瓦斯含量情況。
1.現(xiàn)場鉆探與鉆孔編錄
現(xiàn)場鉆孔排布和編號(hào)如圖1-1所示。選取位于拱頂、拱腰和拱腳部位的代表性鉆孔R(shí)1、R7、R15、F1、F6、F15，根據(jù)其現(xiàn)場編錄情況，結(jié)合地質(zhì)勘查資料中SZK8、SZK7探測結(jié)果，給出龍池端洞口LK2+460~LK2+430段圍巖地質(zhì)情況。 表1-1給出了各鉆孔地質(zhì)編錄情況。
表1-1各鉆孔地質(zhì)編錄
鉆孔編號(hào) 所在位置 時(shí)間 地質(zhì)編錄（按孔深） 分段對(duì)應(yīng)鉆進(jìn)表現(xiàn)
R1 拱頂右側(cè) 08.12.9 0-10m,小塊石質(zhì)土
10-11,灰?guī)r礫石
11-17m,小塊石質(zhì)土
17-18m,灰?guī)r礫石
18-30m,炭質(zhì)頁巖 黃色土屑噴出，無水，鉆頭無沖擊,
灰白色巖粉噴出，無水，鉆頭有沖擊，
黃色土屑噴出，無水，鉆頭無沖擊,
灰白色巖粉噴出，無水，鉆頭有沖擊，
黑褐色土屑噴出，無水，鉆頭無沖擊
F1 拱頂左側(cè) 08.12.10 0-9m,小塊石質(zhì)土
9-11,灰?guī)r礫石
11-17m,小塊石質(zhì)土
17-18m,灰?guī)r礫石
18-30m,炭質(zhì)頁巖 黃色土屑噴出，無水，鉆頭無沖擊,
灰白色巖粉噴出，無水，鉆頭有沖擊，
黃色土屑噴出，無水，鉆頭無沖擊,
灰白色巖粉噴出，無水，鉆頭有沖擊，
黑褐色土屑噴出，無水，鉆頭無沖擊
R7 右側(cè)拱腰 08.12.13 0-11m,硬粘土
4-8m,軟泥
8-10m,灰?guī)r礫石
10-30m,粘土夾礫石 黃色泥漿流出，無水，鉆頭無沖擊,
無巖粉噴出，出水，鉆頭突進(jìn)，
無巖粉噴出，出水，鉆頭無沖擊，
巖粉噴出少，出水，鉆頭偶有沖擊，
F6 左側(cè)拱腰 08.12.14 0-14m,硬粘土
14-30m,炭質(zhì)頁巖 黃色土屑噴出，無水，鉆頭無沖擊,
黑色土屑噴出，無水，鉆頭有沖擊，
R15 右側(cè)拱腳 08.12.17 0-14,硬粘土
14-30m,炭質(zhì)頁巖 黃色土屑噴出，無水，鉆頭無沖擊,
巖粉噴出少，出水，鉆頭有沖擊，
F15 左側(cè)拱腳 08.12.18 0-7m,硬粘土,
7-30m,炭質(zhì)頁巖 黃色土屑噴出，無水，鉆頭無沖擊,
黑色土屑噴出，無水，鉆頭有沖擊，
2. 鉆孔瓦斯含量監(jiān)測記錄
現(xiàn)場每個(gè)鉆孔成孔后檢測鉆孔瓦斯含量很低， LK2+460~LK2+430段圍巖瓦斯含量極小。
表1-2、表1-3分別為勘察設(shè)計(jì)文件地表SZK8與SZK7鉆孔地質(zhì)編錄。
表1-2 SZK8號(hào)鉆探孔地質(zhì)編錄
鉆孔樁號(hào): LK2+460
地層編號(hào) 鉆孔深度（m） 地質(zhì)編錄
1 0～13m 小塊石質(zhì)土，松散。
2 13m~23m 塊石夾土，松散，不穩(wěn)定。
3 23m~30m 灰?guī)r礫石，碎裂狀，穩(wěn)定性差，洞內(nèi)以潮濕、滴水為主。
注:隧道拱頂埋深約4m，隧道底部埋深約10m。
表1-3SZK7號(hào)鉆探孔地質(zhì)編錄
鉆孔樁號(hào): LK2+425
地層編號(hào) 鉆孔深度（m） 地質(zhì)編錄
1 0～10m 小塊石質(zhì)土，松散。
2 10m~18m 塊石夾土，松散，不穩(wěn)定。
3 18m~30m 灰?guī)r礫石，碎裂狀，穩(wěn)定性差，洞內(nèi)以潮濕、滴水為主。
注:隧道拱頂埋深約19m，隧道底部埋深約26m。
（2）地質(zhì)預(yù)報(bào)結(jié)論
根據(jù)SZK7與SZK8勘察鉆孔地質(zhì)編錄情況（表2與表3），結(jié)合勘察資料及現(xiàn)場開挖情況，得出龍池隧道出洞口LK2+460~LK2+430段地質(zhì)超前預(yù)報(bào)。
隧道龍池端LK2+460~LK2+437段地質(zhì)情況為小塊石質(zhì)土堆積夾灰?guī)r礫石，土質(zhì)松散，穩(wěn)定性差；近隧道底部及仰拱部位為黑褐色炭質(zhì)頁巖，炭質(zhì)頁巖極軟，遇水軟化。LK2+437~ LK2+430段隧道穿越炭質(zhì)頁巖地層，圍巖極軟弱，遇水軟化。水文地質(zhì)情況為隧道含水豐富，洞內(nèi)以淋水、股狀出水為主。圍巖破碎，穩(wěn)定性差。
從管棚鉆孔中未監(jiān)測出有瓦斯涌出，隧道龍池端LK2+460~LK2+430段瓦斯含量小。
二、結(jié)論
水平超前探孔在施工中得出的預(yù)報(bào)結(jié)論：隧道龍池端LK2+460~LK2+437段地質(zhì)情況為小塊石質(zhì)土堆積夾灰?guī)r礫石，土質(zhì)松散，穩(wěn)定性差；近隧道底部及仰拱部位為黑褐色炭質(zhì)頁巖，炭質(zhì)頁巖極軟，遇水軟化。LK2+437~ LK2+430段隧道穿越炭質(zhì)頁巖地層，圍巖極軟弱，遇水軟化。水文地質(zhì)情況為隧道含水豐富，洞內(nèi)以淋水、股狀出水為主。圍巖破碎，穩(wěn)定性差。從管棚鉆孔中未監(jiān)測出有瓦斯涌出，隧道龍池端LK2+460~LK2+430段瓦斯含量小。
隧道施工著重采用這三種預(yù)報(bào)方法再加上隨著掌子面開挖做的臨時(shí)地質(zhì)素描，對(duì)龍池隧道的不良地質(zhì)置做出了概況，圍巖破碎地帶，穩(wěn)定性較差的部分應(yīng)做好充分的支護(hù)措施，邊支護(hù)邊施工，確保其穩(wěn)定性，對(duì)含水量豐富區(qū)段，應(yīng)做好防水處理，及時(shí)排水以確保施工能順利進(jìn)行。另外對(duì)于已測出的含有瓦斯區(qū)段的施工段應(yīng)時(shí)刻的做好瓦斯監(jiān)控，瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)要確保24小時(shí)不間斷，確保洞內(nèi)施工人員的人身安全。雖然本隧道施工中應(yīng)用了這么多中預(yù)報(bào)方法，但是要確保準(zhǔn)確無誤地預(yù)報(bào)出隧道的地質(zhì)情況是不可能的，所以施工過程中要根據(jù)工程段的臨時(shí)情況做出臨時(shí)的變更。
參考文獻(xiàn)
趙永貴，隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)研究進(jìn)展，.地球物理學(xué)進(jìn)展，2003第三期
隧道工程地質(zhì)學(xué)范文第5篇
關(guān)鍵詞：復(fù)雜地質(zhì)；隧道施工；施工技術(shù)
中圖分類號(hào)：U45文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
引言
近年來隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)交通的需求量越來越大，在我國，公路的建設(shè)規(guī)模越來越大，為交通運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn)，促進(jìn)了可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的有效實(shí)施。的建設(shè)環(huán)境一般都比較復(fù)雜，分布的地域比較廣，近年來大量涌現(xiàn)出大斷面的隧道，有些客運(yùn)專線的面積甚至達(dá)到了150m2-180m2，隧道建設(shè)已經(jīng)開始進(jìn)入“大斷面化”時(shí)代。要想將大斷面隧道建設(shè)的合理、安全，并達(dá)到快速施工的目的，就必須對(duì)傳統(tǒng)施工方法和設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行重新認(rèn)識(shí)，與此同時(shí)，積極引用新的理念和新方法、新工藝對(duì)大斷面隧道中的相關(guān)設(shè)計(jì)與施工問題進(jìn)行解決。隨著工程建設(shè)理論的不斷完善，施工技術(shù)也得到了不斷的發(fā)展，根據(jù)節(jié)約土地的相關(guān)需要，越來越多的隧道在軟弱地層中進(jìn)行修建，尤其是大斷面隧道的建設(shè)，在施工流程、施工技術(shù)、施工工藝以及施工管理、施工控制等方面提出了更高的要求，但是目前的情況是，可以供參考的施工與設(shè)計(jì)非常少，相關(guān)的管理者的經(jīng)驗(yàn)也很少，所以，軟弱地層大斷面隧道施工技術(shù)研究具有至關(guān)重要的意義。
一、復(fù)雜環(huán)境下隧道開挖施工原則
我們所知道的隧道施工，是將山體內(nèi)的巖石進(jìn)行挖除，與此同時(shí)，也要保持在施工過程中巖石的穩(wěn)定性。在隧道施工的過程中，最關(guān)鍵的一步是第一步，開挖。因?yàn)樵陂_始施工的過程中，對(duì)于圍巖的判斷很重要，不僅需要因地制宜，還要擁有正確的開挖方法和過硬的技術(shù)支持。這對(duì)接下來的工作有著重要的影響。在進(jìn)行隧道開挖的過程的工作中，我們遵循的基本原則就是:我們要保證首要前提是圍巖一定要穩(wěn)定，并且不能對(duì)圍巖進(jìn)行大規(guī)模的擾動(dòng)。在這種情況下，我們才能進(jìn)一步的選擇挖掘方法，也能從速度方面得到突破。再考慮如何進(jìn)行施工的時(shí)候，技術(shù)人員需要考慮圍巖的地質(zhì)條件還有變化的情況，這樣的選擇能夠適應(yīng)地質(zhì)條件的變化，能夠保證安全，也要考慮威嚴(yán)的穩(wěn)定性；另一點(diǎn)需要考慮的就是在我們挖掘的過程中出現(xiàn)的意想不到的情況，要能夠及時(shí)的應(yīng)付，并保證部隊(duì)施工進(jìn)度產(chǎn)生影響，不會(huì)降低施工的安全性。隧道施工中，影響圍巖穩(wěn)定的最重要的一個(gè)因素是施工人員選擇的開挖方法。所以，技術(shù)人員一般在選擇前，都會(huì)進(jìn)行專業(yè)性的分析，施工是否安全，是否有難度，穩(wěn)定性怎么樣，施工時(shí)間是多少，經(jīng)濟(jì)問題都會(huì)被考慮進(jìn)去，這樣字選擇出來的開挖方法才是最恰當(dāng)?shù)摹?/p>
二、當(dāng)前隧道施工技術(shù)的現(xiàn)狀
（一）在爆破過程中是否能夠精確地控制與穩(wěn)定爆破范圍的技術(shù)
隧道施工的場地有山地、地底和水下，主要集中于山地，因此良好的隧道挖掘技術(shù)是隧道順利施工的前提與基礎(chǔ)，一般都是采用大型機(jī)器設(shè)備進(jìn)行挖掘。為了提高大型機(jī)器設(shè)備的挖掘質(zhì)量，充分發(fā)揮機(jī)器設(shè)備的功能，提高挖掘作業(yè)的效益，保證挖掘工作者的安全，減少工作人員的工作負(fù)擔(dān)，挖掘方式由傳統(tǒng)的分布挖掘逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槿珨嗝嫱诰颉Ｔ谛滦偷耐诰蚣夹g(shù)中，精心控制的爆破技術(shù)和巖石固定技術(shù)是關(guān)鍵，如果爆破的范圍不能夠精確控制或者是周圍巖石經(jīng)過挖掘之后不夠牢固，就會(huì)造成嚴(yán)重的事故影響隧道的安全性。
（二）最優(yōu)施工工法的選擇
兩種施工工法所產(chǎn)生的圍巖位移與應(yīng)力都在安全范圍內(nèi)，都能滿足隧道開挖支護(hù)強(qiáng)度的要求，能確保施工安全。
CD法的圍巖拱頂位移、應(yīng)力值均小于三臺(tái)階七步開挖法，但是它能夠有效控制圍巖位移是以初期支護(hù)承受較大的形變壓力為代價(jià)的；而三臺(tái)階七步開挖法在分部開挖的過程中，通過適度的圍巖變形使得圍巖應(yīng)力得到了有效釋放，從而減小了初期支護(hù)的受力，充分發(fā)揮了圍巖自身的承載能力。此外，考慮到采用三臺(tái)階七步開挖法的施工進(jìn)度比CD法快，機(jī)械設(shè)備利用率也比CD法高，因此從可行性、經(jīng)濟(jì)合理性和安全可靠性三方面綜合比較，選擇三臺(tái)階七步開挖法為該隧道在塌方且掌子面前方為復(fù)雜地質(zhì)情況下的最優(yōu)施工工法。
（三）礦山法方案
礦山法開挖方案的優(yōu)點(diǎn)有:①暗挖法對(duì)地質(zhì)條件的適應(yīng)性強(qiáng)，適用于各種地層及地下水條件；②斷面形式和變化斷面都比較方便靈活；③采用輔助措施比較靈活，采用分部開挖等土法可以有效的控制地表沉降；④在較短的區(qū)間經(jīng)濟(jì)型較盾構(gòu)好。礦山法開挖方案的缺點(diǎn)有:①機(jī)械化程度低；②人為因素多，工程質(zhì)量較盾構(gòu)控制難度大。
就工程本身而言，礦山法開挖方案對(duì)解決區(qū)間復(fù)雜的地層和地質(zhì)條件有很大優(yōu)勢(shì)，可以采用鉆爆法處理巖層，人工或機(jī)械開挖處理一般軟弱地層。但是暗挖法對(duì)掌子面缺少有效的封閉，如果在過江施工過程中掌子面遇軟弱面，形成用水，缺乏有效的處理措施，會(huì)造成災(zāi)難性的后果，所以不適合用于過江段施工。
（四）地表注漿加固
其主要目的是為了防止在開挖過程中地表出現(xiàn)坍塌等現(xiàn)象而采取的措施，為了防止在注漿過程中出現(xiàn)冒漿現(xiàn)象一般在經(jīng)過處理的地表設(shè)置20-30cm厚的鋼筋混凝土層以作為注漿的止?jié){層并作為后期施工的防水面；注漿需設(shè)置孔口管，其一般采用鋼花管，管身鉆孔呈梅花型布置，孔徑一般在8-10mm范圍內(nèi)，間距一般為1.5cm，全部注漿管安設(shè)完成后方可開始注漿以保證注漿不間斷，開始時(shí)用1.5倍注漿終壓對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行吸水試驗(yàn)檢查是否正常，試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間一般為20min；漿料配置按照填料先輕后重的順序添加，注漿過程中應(yīng)先注最外側(cè)兩排孔，之后依次向里推進(jìn)，每排孔施工時(shí)應(yīng)先進(jìn)行兩端孔之后間隔交錯(cuò)灌注。
（五）超前注漿小導(dǎo)管施工
超前注漿小導(dǎo)管采用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鉆孔，并保證小導(dǎo)管縱向搭接長度V級(jí)淺埋段搭接長度1.43m、V級(jí)深埋段搭接長度1.23m、注漿前先噴射混凝土5～10cm,封閉掌子面，以起止?jié){和穩(wěn)定掌子面的作用，注漿作業(yè)中認(rèn)真填寫注漿記錄，隨時(shí)分析和改進(jìn)作業(yè)，并注意觀察施工支護(hù)工作面的狀態(tài)。開挖前試挖掌子面，無明顯滲水時(shí)進(jìn)行開挖作業(yè)。小導(dǎo)管采用Φ42mm、壁厚4mm熱軋無縫鋼管加工，長度為4.5m，拱部間距0.4m，外插角10度，其搭接長度不小于1m。小導(dǎo)管在構(gòu)件加工廠制作，前端做成尖錐形，管壁上每隔15cm交錯(cuò)鉆眼，眼孔直徑為8mm。 ①注漿管的安裝方法：在設(shè)計(jì)的位置用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鉆孔。把管子插入孔內(nèi)，帶好絲扣保護(hù)帽，專用頂頭頂入到要求的深度，使麻絲柱塞與孔壁充分?jǐn)D壓緊。然后再用錨固劑填充孔口。注漿管的外露長度為50cm。以便連接孔口閥門和管路。頂管時(shí)注意保護(hù)鋼管尾部不被損壞，以便與高壓注漿管連接。②注漿壓力控制：注漿壓力以孔口壓力表顯示的值為準(zhǔn)，注漿壓力控制在0.5～1.0MPa。通過注漿泵控制調(diào)節(jié)。當(dāng)管路阻力≤0.2MPa時(shí)，可略去阻力損失，而由泵壓來監(jiān)控。根據(jù)泵壓與油壓的關(guān)系設(shè)定油壓值，確保注漿過程安全方便。③注漿量的控制：小導(dǎo)管注漿采用水泥凈漿液，即水泥漿水灰比1:1。④注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：在正常情況下，采用定壓注漿。當(dāng)注漿壓力達(dá)到或接近設(shè)計(jì)終壓值時(shí)，結(jié)束注漿。而當(dāng)注漿壓力接近或達(dá)到設(shè)計(jì)終壓的80%，如出現(xiàn)圈套的漏漿，經(jīng)間歇注漿后，也可結(jié)束注漿。
（六）臺(tái)階法施工
臺(tái)階法是根據(jù)臺(tái)階達(dá)到長度進(jìn)行施工的技術(shù)方法，而臺(tái)階長度是根據(jù)初次支護(hù)形成閉合的斷面所決定的，圍巖越差，閉合的時(shí)間越短。對(duì)于一般的隧道斷面，正確的選擇臺(tái)階的長度，適應(yīng)從土質(zhì)到巖質(zhì)的地質(zhì)條件。長臺(tái)階的斷面分成上斷面和下端面進(jìn)行開挖，一般上臺(tái)階超前五十米，上端面和下端面相距一百米左右，這樣就可以采取循環(huán)開挖；短臺(tái)階法長度一般在五十米以內(nèi)，兩個(gè)斷面之間相互接近，可以縮短斷支閉合的時(shí)間，改善受力的條件，更加有利于控制隧道的量值，所以此法的使用也較為廣泛。超短臺(tái)階法，長度一般小于坑道的跨度，全斷面的閉合時(shí)間更短，更利于控制圍巖變形和控制地表的沉降，但是這種施工的方法對(duì)于施工的速度較慢，因此采用這種方法時(shí)，盡量的注意開挖的工作面的穩(wěn)定性，必要時(shí)采取一定的輔助措施幫助施工的進(jìn)程，逐步的減少變形，更好的促進(jìn)施工的質(zhì)量。
結(jié)束語
綜上所述，我國地質(zhì)比較復(fù)雜，隧道施工是與我國交通事業(yè)。人民生命財(cái)產(chǎn)安全密切相關(guān)的事業(yè)，國家及施工單位需要提高重視，對(duì)復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境加強(qiáng)研究，改進(jìn)施工技術(shù)，增強(qiáng)施工質(zhì)量的安全性，從而保障公路隧道施工項(xiàng)目的高效完成，促進(jìn)我國交通事業(yè)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
[1]瞿紀(jì)福.芻議當(dāng)前隧道施工亟待解決的若干技術(shù)問題[J].河南科技,2014,19:63-64.
