中日山嶺隧道技術(shù)規(guī)范的比較暨日本盾構(gòu)法施工規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)

1、中日山嶺隧道技術(shù)規(guī)范的比較暨日本盾構(gòu)法施工規(guī)范1、比較對象目前，日本在山嶺隧道中，具有權(quán)威性的規(guī)范就是由土木學(xué)會制定的【隧道標(biāo)準(zhǔn)示范書】（2006年版），即我們所謂的”隧道工程技術(shù)規(guī)范”。分別按三大主流施工方法，即：礦山 法、盾構(gòu)法及明挖法分三冊出版。在該示范書中，同時規(guī)定除本示范書外，下列示范書、技 術(shù)標(biāo)準(zhǔn)亦應(yīng)遵守。1、混凝土標(biāo)準(zhǔn)示范書（規(guī)準(zhǔn)編）（2005）土木學(xué)會2、混凝土標(biāo)準(zhǔn)示范書（施工編）（2002）土木學(xué)會3、混凝土標(biāo)準(zhǔn)示范書（維修管理編）（2001）土木學(xué)會4、鐵道結(jié)構(gòu)物等設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)同解說城市礦山法隧道（2002）鐵道綜合技術(shù)研究所5、公路隧道技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（構(gòu)造編）（2003）日本道路協(xié)

2、會本文，中日山嶺隧道技術(shù)規(guī)范的比較，就是以上述標(biāo)準(zhǔn)示范書、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與我們現(xiàn)行的 下列規(guī)范、暫行規(guī)定等進(jìn)行的比較。2、日本規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀1）日本規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)思想日本國土交通省 2002年提出“土木、建筑設(shè)計的基本方針”，該方針是以ISO2394和Eurocode0規(guī)定的結(jié)構(gòu)物設(shè)計基本方針和體系而提出的。因此，此后編制的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，都是 以下述指導(dǎo)思想為依據(jù)的。其指導(dǎo)思想有二：一個是結(jié)構(gòu)物的設(shè)計要從“構(gòu)筑一個結(jié)構(gòu)物”的思想，轉(zhuǎn)變?yōu)椤案玫厥褂靡粋€結(jié)構(gòu)物” 的思想；也就是說，結(jié)構(gòu)物設(shè)計要從單純的力學(xué)設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)樾阅茉O(shè)計；或者說轉(zhuǎn)變?yōu)橐粤W(xué) 性能為對象的性能設(shè)計。一個是結(jié)構(gòu)物設(shè)計必須是包括從

3、勘查、規(guī)劃、設(shè)計、施工及營運(yùn)的全過程的設(shè)計，也就 是說，必須把結(jié)構(gòu)物的維修管理納入到設(shè)計中因此，日本土木學(xué)會分別制定了【混凝土標(biāo)準(zhǔn)示范書】，分為構(gòu)造性能核查編（2002）、施工編（2002）及維修管理編（2001）。山嶺隧道，基本上是屬于混凝土結(jié)構(gòu)一類的結(jié)構(gòu)物，因此，其規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的主導(dǎo)思 想來自于【混凝土標(biāo)準(zhǔn)示范書】?！净炷翗?biāo)準(zhǔn)示范書】一變，隧道規(guī)范及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也隨之而 變。因此，隨著【混凝土標(biāo)準(zhǔn)示范書】 的修訂，日本土木學(xué)會接著就修訂 【隧道標(biāo)準(zhǔn)示范書】， 這就是目前實施的 【隧道標(biāo)準(zhǔn)示范書】。日本國土交通省鐵道局也開始就委托鐵道綜合技術(shù)研 究所著手編制【鐵道結(jié)構(gòu)物等設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)】，【城市礦

4、山法隧道設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)】就是其中之一（ 作者注：這本標(biāo)準(zhǔn)主要針對城市鐵路隧道隧道，地下鐵道歸屬于鐵道局管理，因此，也是針對地 下鐵道的，對山嶺隧道的洞口段及淺埋段也適用），與之配套的還有【鐵路隧道維修管理標(biāo)準(zhǔn)】 （2007）等。2）規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的體系日本鐵路隧道的規(guī)范、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，基本上是由土木學(xué)會和鐵道綜合技術(shù)研究所，編制的。 公路隧道的規(guī)范、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)則是由日本道路協(xié)會編制的。編制單位具有相當(dāng)?shù)臋?quán)威性，但編 制的規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、指南都不具有約束性。其約束性主要體現(xiàn)在投標(biāo)的過程中，即：業(yè)主 指定工程設(shè)計施工必須符合那個規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)，那個規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)才具有一定的約束性。這與我 們的規(guī)范、暫行規(guī)定等具有約束

5、性是完全不同的。在日本真正具有約束性的是國家標(biāo)準(zhǔn)，例如，JIS等。其它都是沒有約束性的。除國家的法規(guī)、法令外，日本的規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)大致分為三個層次。第一層次：標(biāo)準(zhǔn)示范書類：例如，混凝土標(biāo)準(zhǔn)示范書、隧道標(biāo)準(zhǔn)示范書等；第二層次：技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)類：例如， 鐵道結(jié)構(gòu)物設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、 公路隧道技術(shù)基準(zhǔn)（構(gòu) 造編）等；第三層次：有針對性的指南（指針）類：例如，“新奧法設(shè)計施工指南”（1996）、“噴混凝土指南（隧道編）（2005）、“隧道混凝土施工指南” （2000）、“高性能噴混凝土設(shè)計施工指 南”、建設(shè)業(yè)勞動災(zāi)害防止協(xié)會編寫的“隧道施工通風(fēng)技術(shù)指南”（1990）等。這一層次的指南，實質(zhì)上是對規(guī)范、技術(shù)

6、標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)充，包括新技術(shù)、新工法的應(yīng)用等，其應(yīng)用價值絲毫不 遜于規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。因此，日本各協(xié)會、都在編制指南上投入很大力量。指南的許多內(nèi)容 的絕大部分，都納入以后修訂的規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中。其實，日本在規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、指南之外，還有一個層次，就是手冊。這是集某種技術(shù) 之大成而編寫的工具書。 如由山本玲教授主編的 “隧道實用手冊”、鐵道綜合技術(shù)研究所編寫 的“隧道近接施工對策手冊” 和“城市鐵道結(jié)構(gòu)物近接施工對策手冊”，日本鐵鋼聯(lián)盟編寫的 “鋼纖維混凝土設(shè)計施工手冊”（隧道編）等。3）規(guī)范的構(gòu)成與內(nèi)容以日本2006年版的【隧道標(biāo)準(zhǔn)示范書、礦山法編】為例加以說明。該示范書由總論、規(guī)劃及調(diào)查、設(shè)計、施工

7、、輔助工法、特殊圍巖及城市礦山法隧道、 施工管理、TBMC法、背板工法、豎井和斜井等 10篇構(gòu)成。共234條文。其中特殊圍巖及城 市礦山法隧道和TBMC法兩篇是第一次出現(xiàn)的示范書中。第1篇總則，包括適用范圍、用語定義、有關(guān)法規(guī)及礦山法的選擇和研討步驟。第2篇規(guī)劃和調(diào)查，包括規(guī)劃的基本原則，如隧道的線形（平面及縱斷面）、凈空斷面及隧道的附屬設(shè)施等；調(diào)查的基本原則，如圍巖條件的調(diào)查、當(dāng)?shù)貤l件的調(diào)查、調(diào)查成果的 整理與利用等。施工計劃的基本原則，如工區(qū)的劃分、施工方法的選定、輔助坑道的設(shè)置、 施工道路、洞外設(shè)備及棄硝場等。第3篇設(shè)計，共分通則、設(shè)計基本原則、支護(hù)設(shè)計、襯砌設(shè)計、仰拱設(shè)計、防排水設(shè)計、

8、 洞口段及洞門設(shè)計、分支及擴(kuò)大段設(shè)計、近接施工設(shè)計等9章。其中，近接施工設(shè)計是第一次出現(xiàn)在示范書中。第4篇 施工，由通則、安全衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)、測量、開挖、出硝、洞內(nèi)運(yùn)輸、支護(hù)、襯砌、防排水等的施工和洞口段施工11章構(gòu)成。第5篇輔助工法，除一般規(guī)定外，主要按確保隧道施工安全的輔助工法和保護(hù)周邊環(huán) 境的輔助工法分開編寫。第6篇 特殊圍巖及城市礦山法隧道，其中城市礦山法隧道是第一次出現(xiàn)在示范書中。 因為最近幾年城市在土砂圍巖中采用礦山法修筑隧道的工程實績越來越多，因此在鐵道綜合 技術(shù)研究所編制的【鐵道結(jié)構(gòu)物設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)城市礦山法隧道】（2002）的基礎(chǔ)上，增加了此篇。這里所指的特殊圍巖包括未固結(jié)的、膨脹

9、性的、產(chǎn)生巖爆的，高熱、溫泉、有害氣體的 及高壓、大量涌水的圍巖。第7篇施工管理，包括進(jìn)度管理、質(zhì)量管理和成型管理、觀察與量測4章。第8篇TBM工法也是首次出現(xiàn)的一篇，包括適用范圍、TBMC法的規(guī)劃及調(diào)查、規(guī)劃、設(shè)計、施工及施工管理、觀察及量測、安全衛(wèi)生、作業(yè)環(huán)境的維護(hù)、 特殊用途的TBM等8章。第9篇背板法，是指傳統(tǒng)工法而言，一般說限制在小斷面隧道中應(yīng)用。因此其規(guī)定也 主要是針對小斷面隧道的。第10篇豎井和斜井，由豎井設(shè)計、豎井施工、斜井設(shè)計、斜井施工、豎井及斜井的洞 底設(shè)備等4章構(gòu)成。應(yīng)該說明，示范書是針對所有采用礦山法修筑的隧道的，包括鐵路隧道、公路隧道、水 工隧洞、小斷面隧道以及地下鐵

10、道等，并非單獨針對鐵路隧道的。其應(yīng)用都體現(xiàn)在條文的解 說中。本示范書把設(shè)計和施工合并在一起是一個特點。在日本的隧道工程界，始終認(rèn)為，隧道 設(shè)計的成果是由施工來實現(xiàn)的，不管設(shè)計如何好，但施工不到位或不良也拿不出滿意的結(jié)構(gòu) 物來。因此，把規(guī)范施工行為的準(zhǔn)則與設(shè)計有機(jī)地結(jié)合在一起，是非常必要的。另外還應(yīng)說 明，日本與我們的設(shè)計施工體制不同，日本基本上沒有獨立的設(shè)計單位，工程設(shè)計與施工基 本上是由承包單位承擔(dān)的。這可能也是在規(guī)范中把設(shè)計施工合并在一起的一個原因。日本規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)另一個特點就是每個條文緊接著都有一個比較詳細(xì)的解說（即條文 說明）。應(yīng)該說，規(guī)范的條文是比較簡潔、明確的，是“畫龍點睛” 。

11、而解說則詳細(xì)地說明了 條文的“來龍去脈”，提供了許多確保條文實施的建議和要求。我們則恰恰相反，條文用的筆墨太多，而條文說明過于簡陋，有的還沒有條文說明。其次，在日本的一些設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、指南中，一個重要構(gòu)成部分，就是“參考資料”，類似我們的附件。參考資料給出許多研究成果、統(tǒng)計數(shù)據(jù)以及實用的設(shè)計方法等。例如，在【城 市礦山法設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)】 中，就列出46個參考資料，其中包括掌子面穩(wěn)定性評價方法、超前支護(hù)設(shè)計方法以及管理基準(zhǔn)值設(shè)定例等等具有實用價值的資料。同樣地，在【噴混凝土指南】（隧道篇）中也列出有關(guān)噴混凝土設(shè)計的一些參考資料，包括噴混凝土制造的施工設(shè)備、一些噴 混凝土的應(yīng)用事例等。依上所述，日本隧道規(guī)范

12、及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，大體上是由前言（編寫說明或修訂說明）、編寫人員名單、目錄、條文及解說和參考資料幾部分構(gòu)成的。這與我們的規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)大同小異。另外也要指出，日本的規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，基本上都是由官方委托有關(guān)協(xié)會或研究單位編 寫的。委托單位則組成由知名學(xué)者主導(dǎo)的，有研究、學(xué)校、企業(yè)等人員組成。如【隧道標(biāo)準(zhǔn) 示范書】（礦山法）（2006年版）修訂委員會就是由 16人組成，下設(shè)總論、規(guī)劃和調(diào)查、設(shè) 計、施工（包括輔助工法、豎井、斜井）、特殊圍巖及城市礦山法隧道、施工管理等 6個分科 組，人員達(dá)50余位。這與我們編寫的方法截然不同。而且編寫時間比較富裕。3、技術(shù)比較（1）關(guān)于圍巖分級日本的鐵路隧道和公路隧道的

13、圍巖分級，基本上都是定量的分級。鐵路隧道和公路隧道 的圍巖分級指標(biāo)列于表 1。表1圍巖的分級指標(biāo)指標(biāo)鐵路隧道公路隧道定量指標(biāo)物探參數(shù)彈性波速度彈性波速度鉆探參數(shù)RQD圍巖條件、物性參數(shù)圍巖強(qiáng)度應(yīng)力比圍巖強(qiáng)度應(yīng)力比相對密度、細(xì)顆粒含有率控制基準(zhǔn)凈空位移值凈空位移值定性指標(biāo)圍巖種類及特性按巖石性質(zhì)分為7類按塊狀、層狀分組，而后按強(qiáng)度分級隧道開挖狀態(tài)，如掌子面穩(wěn)定性等圍巖狀態(tài)，如水和不連續(xù)面的影響等從指標(biāo)上看，日本充分利用了在隧道設(shè)計階段用物探、鉆探等地質(zhì)勘察方法獲得的地質(zhì) 數(shù)據(jù)，如彈性波速度和表達(dá)鉆探巖心狀態(tài)的RQD在土質(zhì)圍巖中，則通過物性試驗獲得相對密度和細(xì)顆粒含有率，作為區(qū)分砂質(zhì)土和粘性土的指

14、標(biāo)。另一個指標(biāo)就是凈空位移值，作為 控制位移的大致標(biāo)準(zhǔn)。我們的圍巖分級基本上是定性的，缺少定量的指標(biāo)，對圍巖級別的判 定，主觀臆測的成分較重。實際上，我們在設(shè)計階段也做了大量的地質(zhì)工作，也取得了不少 的地質(zhì)數(shù)據(jù)，可惜的是，沒有把這些數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計、整理和分析，因此也無法使圍巖分級定 量化。在定量指標(biāo)的確定上，基本上是以定量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)性研究為基礎(chǔ)的。日本鐵路隧道的圍巖分級， 比較重視低級別圍巖和特殊圍巖的劃分，例如在I級圍巖（相當(dāng)于我們的V、V1級圍巖），按圍巖的性質(zhì)就分為I n、Is、I L三級，其中I N是一般圍巖， Is是具有塑性化的圍巖，I L是指未固結(jié)的松散的土質(zhì)圍巖。另外對一些標(biāo)

15、準(zhǔn)支護(hù)模式不能 適用的圍巖，稱為特殊圍巖，分出特S和特L兩級。我們也開始關(guān)注這個問題，但在低圍巖級別劃分上還存在問題。附件一列出日本鐵路隧道和公路隧道圍巖分級表，以供參考。（2）有關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容【日本隧道標(biāo)準(zhǔn)示范書】第 3篇設(shè)計，由通則、設(shè)計基本原則、支護(hù)設(shè)計、襯砌設(shè)計、仰拱設(shè)計、防排水設(shè)計、洞口段及洞門設(shè)計、分支及擴(kuò)大段設(shè)計、近接施工設(shè)計等9章構(gòu)成。 其中，近接施工設(shè)計是第一次出現(xiàn)在示范書中，是以“隧道近接施工對策手冊”和“城市鐵 道結(jié)構(gòu)物近接施工對策手冊”為基礎(chǔ)編寫的。而在【城市礦山法隧道設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)】中，超前支 護(hù)也第一次獨立成節(jié)地例如設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)之中。1）設(shè)計的基本原則我們與日本在隧道設(shè)計基

16、本原則上的最大差異是在二次襯砌 上。日本的二次襯砌，基本上采用素混凝土。但在埋深小的土砂圍巖、洞口段等地段，考慮 以后荷載可能的變化或者可能產(chǎn)生偏壓的場合，包括在城市隧道采用全包防水的場合，才采 用承載的襯砌，甚至采用鋼筋混凝土襯砌。在一般情況下，日本的二次襯砌基本上是按照不 承載（安全儲備）的原則設(shè)計的，以跨度10m左右的隧道為例，我們與日本的規(guī)定比較列于表1。表1二次襯砌厚度（cm）比較表圍巖分級中國鐵路隧道日本鐵路隧道日本公路隧道I (VI)An (v)B303030m (iv)C1353030iv (m)C2403030v （口）D1453030VI ( I )D2個別設(shè)計3030注：

17、表中圍巖級別分別為中國、日本鐵路（）、日本公路我們因為在超前支護(hù)、初期支護(hù)的技術(shù)上不能把位移控制在要求的容許值上，才考慮在按圍巖級別的降低，逐級加厚二次襯砌。從國情和目前的技術(shù)、 管理現(xiàn)狀出發(fā)，我們這樣做, 也是無可非議的。但， 擺在我們面前的課題就是：在一般圍巖條件下，如何通過加強(qiáng)初期支 護(hù)和超前支護(hù)的作用，使之與圍巖一起能夠擔(dān)負(fù)坑道穩(wěn)定的功能，從而使二次襯砌不承載， 仍然是我們要考慮的問題。日本的觀點很明確，二次襯砌承載是有條件的。例如：日本在城市礦山法隧道設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中就明確規(guī)定（第 60條）二次襯砌在下述場合，應(yīng)具相應(yīng)的力學(xué)功能，也就是說是承載的。圍巖變形不收斂的場合施設(shè)二次襯砌時，要具有

18、能使圍巖穩(wěn)定的約束力；襯砌施工后，發(fā)生水壓、上覆荷載等外力作用時，要能夠承受其荷載；對使用后的外力變化和圍巖、支護(hù)材料的劣化，需要提高結(jié)構(gòu)物耐久性時；需要提高抗震性的斷層破碎帶；易受偏壓、上覆荷載、地震影響的洞口段；翻漿冒泥可能性大的場合等。因此，增加二次襯砌需要具有力學(xué)功能的條文是有必要的。此時的二次襯砌需要采用解 析方法進(jìn)行設(shè)計。2）設(shè)計方法日本【隧道標(biāo)準(zhǔn)示范書、隧道編】明確規(guī)定，隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法有三。即：標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的方法；工程類比的方法；解析設(shè)計的方法。同時在新奧法指南中又明確規(guī)定各種方法的應(yīng)用條件。實際上，我們的設(shè)計也是這樣做 的。但在什么條件下應(yīng)該采用什么方法，并沒有明確地給定。

19、例如日本新奧法設(shè)計施工指南關(guān)于設(shè)計方法的規(guī)定（第9條）在初步設(shè)計中，原則上采用以下方法。（1）標(biāo)準(zhǔn)支護(hù)模式設(shè)計（2）類似條件設(shè)計（3）解析手法設(shè)計3）和妥當(dāng)而且規(guī)定了在什么條件下，采用什么設(shè)計方法比較合適。如表2所示。表2設(shè)計方法的劃分設(shè)計方法圍巖條件設(shè)計條件標(biāo)準(zhǔn)支護(hù)模式 一般圍巖（Vn、IV n、W n、Un、I n）特殊圍巖（I N I L） 一般條件（標(biāo)準(zhǔn)斷面）類似條件解析方法特殊圍巖（特S、特L） 一般圍巖（符合右欄的特殊條件）特殊條件（大斷面、偏壓地形、埋深極小或極大、地表面下沉有限制等 ）而在【城市礦山法隧道設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)】規(guī)定，工程類比方法應(yīng)在進(jìn)行類比性（表性（表4）的研究后才能采用等

20、。表3研究類比性的項目項目注意點圍 巖 條 件圍巖級別In特L地形、埋深埋深、不穩(wěn)定的偏壓地形、其他特殊的圍巖性質(zhì)（沖積低地等不整合面、斷 層等）地質(zhì)、土質(zhì)的構(gòu)成和性質(zhì)地層名稱、地質(zhì)年代、成層構(gòu)造、層組、層相、固結(jié)程度、滲透性、地下水位等斷面形狀單線、雙線、新干線、車站水壓防水型、排水型對周邊影響的限制限制值完成后的接近施工種類、位置關(guān)系、規(guī)模等抗震研究條件（預(yù)定地震動等）表4妥當(dāng)性研究的項目項目注意點妥當(dāng)性研究的量測值開挖工法分部尺寸、一次掘進(jìn)長度掌子面穩(wěn)定性、地表面下沉、接近結(jié)構(gòu)物位移等掌子面穩(wěn)定對策設(shè)計方法、設(shè)計、影響預(yù)測方法等地下水對策周邊影響對策超前支護(hù)初期支護(hù)設(shè)計方法、設(shè)計、解析方

21、法等地表面下沉、凈空位移、拱頂下沉、噴 混凝土應(yīng)力、襯砌應(yīng)力、使用開始后有 無變異等二次襯砌及仰拱3容許位移值或預(yù)留變形量在設(shè)計中，我們有一個 預(yù)留變形量 的規(guī)定，與我們不同的是，日本在設(shè)計中，有一個 容 許位移值 的規(guī)定。另外，只在 i級圍巖中規(guī)定了一個預(yù)留變形量（10cm）。其他圍巖都沒有 預(yù)留變形量都要求。表 5是日本鐵路隧道凈空位移值的管理基準(zhǔn)例。表5鐵路隧道凈空容許位移基準(zhǔn)圍巖級別容許凈空位移值單線雙線、新干線I S或特S75mmUZ 上150mm 上I L2575mm50 150mmU NV N25mm下50mntZ 下日本把容許位移值和超挖聯(lián)系到一起，設(shè)定預(yù)留變形量，因此當(dāng)超挖小

22、于容許位移值時，皆不考慮預(yù)留變形量。也就是說當(dāng)超挖小于表5所列的容許位移值時，就可以不設(shè)預(yù)留變形量。根據(jù)日本的施工經(jīng)驗，只有在圍巖級別為Is的場合，才考慮設(shè)置 10cm的預(yù)留變形量即在表5的容許位移值上加10cs我們既規(guī)定了預(yù)留變形量（施工規(guī)范表6.1.3 ）,也規(guī)定了隧道容許超挖值（施工規(guī)范表6.2.1 ）,以跨度10m左右的隧道為例，兩者的合計如表6所示，比日本規(guī)定的數(shù)值要大。表6隧道超挖值和預(yù)留變形量（mmn (v)(1030)+ 10050m (iv)(3050)+ 15050iv (m)(5080)+ 15050v （口）(80120)+ 10050VI( I )設(shè)計確定50150(

23、I S)150+100圍巖級別中國鐵路隧道（預(yù)留變形 量十超挖值）日本鐵路隧道的預(yù)留變形量注：（）內(nèi)為日本鐵路隧道的圍巖級別4）支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)表日本和我們的規(guī)范都給定了一個支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)表。在日本2006年版的【隧道標(biāo)準(zhǔn)示范書】之前，隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)表，都是按單線、雙線 和新干線三種情況給定的，與我們按單線、雙線給定的情況相同。 但在2006年版中，隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)表是按大斷面、中斷面和小斷面三種情況給定。小斷面指凈空跨度為 3.05.0m,如水工隧洞以及單線鐵路隧道；中斷面指凈空跨度 8.512.5m的，如新干線隧道、雙線鐵路隧道和大斷面指凈空跨度 12.514.0m的，如三車道公路隧道等。 洞

24、口段的支護(hù)結(jié)構(gòu)的參數(shù)。 也同樣處理。據(jù)此日本公路隧道的洞身段支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)如表1、2、3所示；洞口段的支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)如表4、5、6所示。表1日本公路隧道標(biāo)準(zhǔn)的支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)（凈空寬度3.05.0m）圍巖級別支護(hù)模式一次 掘 進(jìn) 長 度m錨桿鋼支撐噴混凝土厚度cm襯砌厚度cm開挖方法長度m施工間隔施工范圍類型施工間隔m環(huán)向m縱向mBB2.0無一一一一520全斷面法C1C11.52.01.21.2 1.5上下半斷面一520C2C21.22.01.21.2 1.5-520D1D11.02.01.01.0H1001.01020D2D21.02.0 3.01.0以下1.0H1001.0101220注：根據(jù)該隧

25、道的利用情況和圍巖狀況，有時可以省去二次襯砌表2日本公路隧道標(biāo)準(zhǔn)的支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)（凈空寬度8.512.5m）圍支護(hù)一錨桿鋼支撐噴襯砌厚度變開挖方巖模式次長施工間隔施工范上半斷下半斷施混拱仰形法級別掘 進(jìn) 長 度m度m環(huán)向m縱向m圍面類型面類型工問隔m凝土厚度cm墻cm拱cm富余量cmBB2.03.01.52.0上半斷面 120一-53000微臺階法或上半斷面 臺階法C1C11.53.01.51.5上半斷面一-1030(40)0C2C2a1.23.01.51.2上下半斷面-1030(40)0C2b1.23.01.51.2H125-1.21030(40)0D1D1a1.03.01.21.0上下半斷面

26、H125H1251.01530450D1b1.04.01.21.0H125H1251.01530450D2D21.0以下4.01.21.0以下上下半斷面H150H1501.0以下20305010注：1、支護(hù)結(jié)構(gòu)a、b的劃分原則是圍巖級別為 C2、D1的場合，基本上采用bo當(dāng)預(yù)計開挖變形比較小，掌子面穩(wěn)定的場合，可米用a 2、在（）內(nèi)表示的圍巖級別范圍中，當(dāng)遇有第三紀(jì)泥巖、凝灰?guī)r、蛇紋巖等粘性土巖和風(fēng)化結(jié)晶巖、溫泉余土?xí)r，應(yīng)設(shè)置（）內(nèi)的仰拱；需要早期閉合斷面的場合，可用噴混凝土臨時仰拱閉合，但其厚度應(yīng)參考上下斷面的噴射厚度分別決定。3、即使圍巖級別為D1當(dāng)下半部圍巖比較堅硬，長期承載力充分，無因

27、側(cè)壓擠出的場合，可以省去仰拱。4、在圍巖級別為D1的場合，一般在上半部設(shè)置金屬網(wǎng)。在 D2的場合通常上下斷面都要設(shè)置金屬網(wǎng)；5、采用鋼纖維噴混凝土的場合可以省去金屬網(wǎng)。6、在圍巖級別D2中采用上半斷面工法開挖上半斷面時，與采用帶輔助臺階的全斷面法開挖，因為沒有時間差，下半部的變形富余量，可按10cm設(shè)計，并在實際施工中根據(jù)量測結(jié)果調(diào)整7、圍巖級別A、E的場合應(yīng)另外研究表3日本公路隧道標(biāo)準(zhǔn)的支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)（凈空寬度12.514.0m）圍支護(hù)一錨桿鋼支撐噴襯砌厚度變開挖巖模式次長施工間隔施工范上半下半施混拱仰形方法級掘度環(huán)縱圍斷面斷面工凝墻cm拱cm富別進(jìn)m向m向類型類型間土余長M隔厚量cm度m度c

28、mmBB2.04.01.52.0上半斷一一1040一0微臺面階法、C1C11.54.01.21.5上下半一-1540(45)0上半斷面斷面C2C21.24.01.21.2上下半斷面H150一1.21540(45)0臺階法、中隔壁 法等D1D11.06.01.01.0上下半斷面H150H1501.02040500D2D21.0以下6.01.01.0以下上下半斷面H200H2001.0以下25405010注：1、在（）內(nèi)表示的圍巖級別范圍中，當(dāng)遇有第三紀(jì)泥巖、凝灰?guī)r、蛇紋巖等粘性土巖和風(fēng)化結(jié)晶巖、溫泉余土?xí)r，應(yīng)設(shè)置（）內(nèi)的仰拱；2、需要早期閉合斷面的場合，可用噴混凝土臨時仰拱閉合，但其厚度應(yīng)參考上

29、下斷面的噴射厚度分別決定。3、即使圍巖級別為D1當(dāng)下半部圍巖比較堅硬，長期承載力充分，無因側(cè)壓擠出的場合，可以省去仰拱。4、在圍巖級別為C2的場合，一般在拱頂附近，在圍巖級別為 D1、D2的場合，上下斷面都要設(shè)置金屬網(wǎng)。采用鋼纖維噴混凝 土的場合可以省去金屬網(wǎng)。6、在圍巖級別D2中采用上半斷面工法開挖上半斷面時，與采用帶輔助臺階的全斷面法開挖，因為沒有時間差，下半部的變 形富余量，可按10cm設(shè)計，并在實際施工中根據(jù)量測結(jié)果調(diào)整7、圍巖級別A、E的場合應(yīng)另外研究表4洞口段標(biāo)準(zhǔn)支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)（凈空寬度 12.5m14.0m）開挖方法一次 掘 進(jìn) 長 度m錨桿鋼支撐噴混凝土厚度cm襯砌厚度長度m施工

30、間隔上半斷面類型下半斷面類型施工間 隔m拱墻cm仰拱cm環(huán)向M縱向m上半斷面臺階法1.06.0(3.0)1.0(0.5 )1.0(1.0 )H-200H-2001.0254550上半斷面中壁法主洞1.06.0(3.0)1.0(0.5 )1.0(1.0 )H-200H-2001.0254550中臂1.03.0(3.0)1.2(0.6 )1.0(1.0 )H-1501.015一50側(cè)導(dǎo)坑超前法主洞1.06.0(3.0)1.0(0.5 )1.0(1.0 )H-1501.0 以下254550以上導(dǎo)坑1.02.0(2.0)1.0(0.5 )1.0(1.0 )H-1251.010一一中央導(dǎo)坑超前法主洞1.

31、06.0(3.0)1.0(0.5 )1.0(1.0 )H-200H-2001.0 以下254550以上導(dǎo)坑1.02.0(2.0)1.0(0.5 )1.0(1.0 )H-125H-1251.010一一注：1、錨桿設(shè)置在側(cè)壁附近，根據(jù)情況可適當(dāng)擴(kuò)大打設(shè)范圍，錨桿長度以6.0m為標(biāo)準(zhǔn);2、正面錨桿，必要時設(shè)置在拱頂 120范圍內(nèi)，以保證掌子面拱部的穩(wěn)定；3、中隔壁法在中隔壁設(shè)置的錨桿，中央導(dǎo)坑法中在導(dǎo)坑設(shè)置的錨桿，考慮后面的作業(yè)，可采用易于切斷的塑料錨桿;4、考慮斷面閉合效果，噴混凝土的腳部應(yīng)有仰拱支持。5、金屬網(wǎng)在臺階法中，設(shè)置在上下斷面中，在側(cè)壁導(dǎo)坑法中設(shè)置在上半斷面。6、隨著斷面的大型化，要加

32、強(qiáng)對洞口段偏壓對策的研究；表5洞口段標(biāo)準(zhǔn)支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)（凈空寬度8.5m12.5m）開挖方法一次 掘 進(jìn) 長 度m錨桿鋼支撐噴混凝土厚度cm襯砌厚度長度M施工間隔上半斷面類型下半斷面類型施工間 隔m拱墻cm仰拱cm環(huán)向M縱向m上半斷面臺階法1.04.0(3.0 )1.2(0.6)1.0(1.0 )H-200H-2001.0253550側(cè)導(dǎo)坑超前法主洞1.04.0(3.0 )1.2(0.6)1.0(1.0 )H-200一1.0 以下253550以上導(dǎo)坑1.02.0(2.0 )1.0(0.6)1.0(1.0 )H-1251.010一一注：1、錨桿設(shè)置在側(cè)壁附近，根據(jù)情況可適當(dāng)擴(kuò)大打設(shè)范圍；2、正面錨

33、桿，必要時設(shè)置在拱頂 120。范圍內(nèi)，以保證掌子面拱部的穩(wěn)定;3、金屬網(wǎng)在臺階法中，設(shè)置在上下斷面中，在側(cè)壁導(dǎo)坑法中設(shè)置在上半斷面。表6洞口段標(biāo)準(zhǔn)支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)（凈空寬度3.05.0m）開挖方法一次 掘 進(jìn) 長 度m錨桿鋼支撐噴混凝土厚度cm襯砌厚度長度M施工間隔上半斷面類型下半斷面類型施工間 隔m拱墻cm仰拱cm環(huán)向M縱向m全斷面法1.02.0(2.0)1.0(0.6)1.0(1.0)H-125H-1251.0102020注：1、錨桿設(shè)置在側(cè)壁附近，根據(jù)情況可適當(dāng)擴(kuò)大打設(shè)范圍；2、正面錨桿，必要時設(shè)置在拱頂 120。范圍內(nèi)，以保證掌子面拱部的穩(wěn)定;3、金屬網(wǎng)可在拱頂及側(cè)壁設(shè)置。日本新干線鐵路隧

34、道是按250km/h速度目標(biāo)設(shè)計的。其寬度大致在9.510.5m左右。因其車輛的密封性比較好，隧道凈空斷面積相對也比較小。其支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)相當(dāng)于日本公路 隧道寬度在8.512.5m范圍內(nèi)。日本新干線隧道的支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)列于表9。表9新干線隧道標(biāo)準(zhǔn)支護(hù)參數(shù)支擴(kuò)構(gòu)件 標(biāo)準(zhǔn)支護(hù) 模式錨桿噴混凝土（ cm鋼支撐配置長度（m）x根數(shù)間 距(m)拱、墻仰拱種類IV NP一一一5 （平均）一一m np拱2X 0 6（隨意）5（平均）一-U NP拱3X 10l.510（平均）一-I NP拱、墻3X 1 41.010（最?。?(100H)*I SP拱、墻3X 84X 12l.010（最小）15 （最小）100HI

35、LP拱、墻3X 12l.015（最小）一100H注：1 ） 4m長的錨桿，配置在拱腳附近。2）如采用鋼支撐，以括號內(nèi)種類為準(zhǔn)。應(yīng)該指出：表9僅列出初期支護(hù)的參數(shù)。因為二次襯砌是按安全儲備設(shè)計的，其厚度與圍巖級別無關(guān)，基本上采用 30cs與我們的支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)表不同處參見下表。表 支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)表的比較日本的項目我們的項目圍巖級別圍巖級別支護(hù)模式一一次掘進(jìn)長度m-錨桿錨桿鋼支撐鋼架噴混凝土厚度cm噴混凝土厚度cm襯砌厚度二次襯砌厚度cm變形富余量cm一開挖方法-一鋼筋網(wǎng)我們多了個鋼筋網(wǎng)，則少了支護(hù)模式一次掘進(jìn)長度、變形富裕量和開挖方法四項。（1）在日本隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)中把一次掘進(jìn)進(jìn)尺作為一個參數(shù)，例

36、如在與相當(dāng)于我們n級圍巖的情況，一次掘進(jìn)進(jìn)尺不超過 2.0m。而在洞口段，不管圍巖級別，一概不超過1.0m。 控制一次掘進(jìn)進(jìn)尺的目的，在n級圍巖中，主要是控制爆破對圍巖的損傷，而在軟弱破碎圍巖中，則主要是控制對圍巖的擾動。后者與我們在軟弱破碎圍巖中，采用“短進(jìn)尺”的 原則是一致的。其次是控制爆破對低齡噴混凝土的影響。一般說，噴混凝土是靠近掌子面噴射的，會強(qiáng)烈地受到爆破的影響。特別是對低齡噴混凝土。日本在一座斷面積為76n2,采用臺階法施工的公路隧道中，曾進(jìn)行爆破對噴混凝土影響的試驗研究。一次爆破炸藥量為80132kg,噴混凝土距掌子面0.75m,材齡1.5d。爆破后在噴混凝土中產(chǎn)生最大 56.

37、3cm/s的振動速度，但 沒有發(fā)生有害的開裂。雖然目前還沒有相應(yīng)的規(guī)定， 但一般認(rèn)為，爆破振動速度控制在 50cm/s 以下是容許的。（2）第2個不同是關(guān)于預(yù)留變形量的規(guī)定。這與預(yù)留變形量的定義有關(guān)。日本的預(yù)留 變形量定義是：設(shè)計凈空斷面需要考慮的超過容許位移值的部分。也就是說，在不同圍巖中 開挖隧道，都要產(chǎn)生預(yù)計的變形，而預(yù)留變形量則是指超過這個容許位移值的部分。因此， 預(yù)留變形量的規(guī)定就有 2種方法。一種方法像我們采用的方法，就是把預(yù)計變形量和可能超 過與預(yù)計變形量的部分一并考慮，作為設(shè)計凈空斷面的依據(jù)，日本則是僅僅把超過預(yù)計變形 量的部分，作為設(shè)計凈空斷面的依據(jù)。兩者是區(qū)別在于：日本在各

38、級圍巖中修筑隧道，都要把開挖引起的變形控制在預(yù)計變形 量范圍之內(nèi)，只是在相當(dāng)與我們V1級圍巖中，才考慮增加10cm的預(yù)留變形量。（3）日本越來越重視施工方法對支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響，因此在支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)中，同時 給定建議的施工方法。例如日本在【新奧法指南】中列出圍巖級別與開挖方法的標(biāo)準(zhǔn)如表14。表14圍巖級別與開挖方法的標(biāo)準(zhǔn)圍巖劃分隧道開挖方法圍巖種類圍巖級別一般圍巖V全斷面法IV全斷面法m全斷面法n全斷面法或臺階法I N全斷面法或臺階法特殊圍巖I S短臺階法I L短臺階法（弧形開挖）特S、特L另行研究因此，配合標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，施工方法也應(yīng)逐步標(biāo)準(zhǔn)化，也是當(dāng)前設(shè)計技術(shù)的一個趨勢。從日本的隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)表

39、中建議的施工方法看，基本上是以全斷面法和臺階法為主體，只是在跨度12.5m14.0m的情況，才建議考慮采用其它方法。也就是說，在相當(dāng)我們的 2車道公路隧道和雙線鐵路隧道的場合，在各級圍巖中，基本上都建議采用全斷面法和臺階 法。這也說明隧道采用礦山法施工時，由于施工技術(shù)的發(fā)展，特別是施工機(jī)械的進(jìn)步以及快 速施工的要求等，而逐步向大斷面開挖的方法邁進(jìn)。我們的經(jīng)驗也證實了這一點。（4）日本公路隧道洞口段的支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)，基本上是按施工方法和隧道寬度給定的。因為洞口段的地質(zhì)條件，一般說是比較差的，因此，在決定支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)時，基本上是按DH條件考慮的。5）仰拱日本的隧道標(biāo)準(zhǔn)示范書對仰拱異常重視，從1994

40、年版開始就與二次襯砌并列單獨成章（第3篇第5章仰拱）。對仰拱的形狀和厚度以及混凝土配比等作出了相應(yīng)的規(guī)定。表是鐵路隧道有關(guān)仰拱設(shè)置的規(guī)定。 而我們僅僅在隧道襯砌中列出一條 （設(shè)計規(guī)范7.2.6條）。實際上 我們通過客運(yùn)專線隧道的建設(shè)，已經(jīng)充分認(rèn)識到仰拱在設(shè)計和施工中的作用。表2新干線鐵路隧道仰拱設(shè)置基準(zhǔn)圍巖級別VIVmU NI NI SI L厚度（cmD一一-研究確定45噴射15+30456）近接施工的設(shè)計這是第一次出現(xiàn)的 2006年版隧道標(biāo)準(zhǔn)示范書中的。主要是針對城市隧道日益增加的情 況提出的。其中包括近接既有結(jié)構(gòu)物的隧道的設(shè)計、相互接近的隧道的設(shè)計以及受接近施工 影響的隧道的設(shè)計，雖然規(guī)定

41、的比較原則，但給出了設(shè)計的基本要求。7）超前支護(hù)在【城市礦山法隧道設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)】中，把超前支護(hù)單獨列為一章（第3編設(shè)計-第4章超前支護(hù)），對其功能、設(shè)計方法，適用條件以及其主要參數(shù)等做出規(guī)定。說明在城市地質(zhì)條件下，為維護(hù)掌子面的穩(wěn)定，超前支護(hù)是不可缺少的手段。在設(shè)計中作為與初期支護(hù)同等重要 的方法，體現(xiàn)在支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)表中。下表就是一例。表雙線隧道標(biāo)準(zhǔn)支護(hù)模式（新干線）（第3章3.3.2條）支護(hù)模式圍巖級別噴混凝土鋼支撐錨桿短超前支護(hù)上下半斷面（mm仰拱（mm間距 （一次 掘進(jìn)長 度）（m上下半斷面（mm仰拱（mm長度（m根數(shù)長度（m）環(huán)向間 距（mI NPI N2002001.01251253.0

42、122.00.6I LCPI LC2502501.01501253.0123.00.6I LSPI LS2502501.01501503.0103.00.6在該設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中將超前支護(hù)分為3種類型。即：短超前支護(hù)（35倒、中超前支護(hù)（10m以下、長超前支護(hù)（10m以上），并給出標(biāo)準(zhǔn)的支護(hù)參數(shù)。（3）有關(guān)施工的內(nèi)容1）輔助工法日本從【新奧法設(shè)計施工指南】開始就把輔助工法正式列入指南和規(guī)范中，【隧道標(biāo)準(zhǔn)示范書】也同樣把輔助工法單獨列為一章（第5章輔助工法）。而城市礦山法隧道設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，在編制過程中，認(rèn)為從本質(zhì)上看，確保掌子面穩(wěn)定和抑制對周邊環(huán)境的影響的超前支護(hù)、圍 巖補(bǔ)強(qiáng)、降低地下水位等方法是基本的方法

43、，不是處于輔助地位的方法，因此，為了避免誤 解沒有采用輔助工法這一用語。而在設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中分別以對策（2.4對策）和超前支護(hù)（第4章超前支護(hù)）等體現(xiàn)。為了更好的應(yīng)用，在參考資料中又列出掌子面穩(wěn)定評價方法、超前支 護(hù)的機(jī)理、試驗、工程實績等具有實用價值的資料。日本在隧道標(biāo)準(zhǔn)示范書中，把輔助工法分為2大類。即確保施工安全的輔助工法和保護(hù)周邊環(huán)境的輔助工法，更進(jìn)一步細(xì)分為掌子面穩(wěn)定對策、地下水對策、地表面下沉對策以及近接結(jié)構(gòu)物對策等輔助工法。在對策中包括超前支護(hù)、掌子面補(bǔ)強(qiáng)、腳部補(bǔ)強(qiáng)、圍巖補(bǔ)強(qiáng) 等方法（表）。表輔助工法的分類工法目的圍巖確保施工安全保護(hù)周邊環(huán)境掌子面穩(wěn)定對策地下水對策地表面 下沉對 策近

44、接 結(jié)構(gòu) 物對 策硬巖軟巖土砂拱頂 的穩(wěn) 定掌子 面的 穩(wěn)定腳部 的穩(wěn) 超注漿小導(dǎo)管OOOO前長鋼管OOOOO支管棚OOOOO護(hù)水平旋噴OOOOOO預(yù)襯砌OOOOO掌子掌子面噴混凝土OOOO面補(bǔ)掌子面錨桿OOOO強(qiáng)長掌子面錨桿OOOOO腳部腳部補(bǔ)強(qiáng)錨桿OOOO補(bǔ)強(qiáng)腳部補(bǔ)強(qiáng)鋼管OOOO臨時仰拱OOO地排排水鉆孔OOOOOOOO下水淺井點OOOOO水深井點OOOOO位排水坑道OOOOOOO對止注漿OOOOOOOOOO策水隔離壁OOOOO圍巖注漿OOOOO補(bǔ)強(qiáng)地表垂直錨桿OOOOO：比較經(jīng)常采用的方法2）觀察與量測日本2006年版隧道標(biāo)準(zhǔn)示范書中，把觀察和量測作為施工管理（第 7篇）的重要組成部分列

45、入在該篇中。日本道路協(xié)會最近修訂出版了【公路隧道觀察和量測指南】（2007年）。與我們最大的不同在觀察、量測項目的定位和選定上。例如【示范書】把觀察和量測基本上分為兩大類。即：有關(guān)圍巖穩(wěn)定性、動態(tài)的觀察和量測；有關(guān)支護(hù)穩(wěn)定性、動態(tài)的觀察和量測。其觀察、量測的項目及選定標(biāo)準(zhǔn)分別列于表1和表2。解說表7.5以圍巖和支護(hù)為對象的主要觀察、量測項目例分類觀察、量測項目位置對象的事像結(jié)果的利用量測類型有關(guān)圍 巖和支 護(hù)穩(wěn)定 性的觀 察、量觀察調(diào)查洞內(nèi)開挖面的圍巖及已 施工區(qū)間的支護(hù)、襯 砌、涌水狀況開挖面穩(wěn)定性的判斷圍巖級別的再評價位移狀況和位移動態(tài)相關(guān)性的研究今后圍巖、地下水狀況的推定A測使用時的維修

46、管理洞外地表面狀態(tài)開挖影響范圍的研究周邊圍巖穩(wěn)定性的研究AB有關(guān)圍 巖物性 的調(diào)查 、試驗圍巖試件試驗及 原位置調(diào)查、試 驗洞內(nèi)圍巖試件試驗：作 為構(gòu)成圍巖材料的物 理力學(xué)性質(zhì)圍巖級別的再評價變形特性、強(qiáng)度特性的研究掌子面前方的地質(zhì)預(yù)測變形特性、強(qiáng)度特性的研究B洞內(nèi)原位置調(diào)查、試驗： 作為圍巖的物性、工 程性質(zhì)圍巖條件的詳細(xì)確認(rèn)圍巖級別的再評價掌子面前方的地質(zhì)預(yù)測變形特性、強(qiáng)度特性的研究B有關(guān)圍 巖和支 護(hù)動態(tài) 的量測凈空位移測定洞內(nèi)璧面間距離變化各測定的位移周邊圍巖穩(wěn)定性的研究支護(hù)構(gòu)件效果的研究襯砌澆筑時期的研究A拱頂下沉測定洞內(nèi)拱頂、側(cè)壁的下沉拱頂周邊圍巖穩(wěn)定性的研究A腳部下沉測定洞內(nèi)支護(hù)

47、腳部的下沉腳部承載力的研究A底鼓測定洞內(nèi)底鼓狀況仰拱部圍巖穩(wěn)定性的研究B地中位移測定洞內(nèi)周邊圍巖的徑向位移松弛區(qū)域的掌握,錨桿長度的研究B洞外周邊圍巖的地中下譏周邊圍巖的地中水平位移開挖前圍巖動態(tài)的研究圍巖的三維動態(tài)的掌握掌子面前方及周邊圍巖穩(wěn)定性的研究B地表面下沉測定洞內(nèi)下沉滑坡開挖影響范圍的研究掌子面前方圍巖穩(wěn)定性的研究滑坡狀況的監(jiān)視AB有關(guān)支護(hù)功能 的量測錨桿軸力測定洞內(nèi),錨桿發(fā)生的軸力,錨桿長度、根數(shù)、位置、錨固 方法等的研究B噴混凝土應(yīng)力測定洞內(nèi)噴混凝土的應(yīng)力作用荷載噴混凝土厚度、強(qiáng)度的研究噴混凝土與鋼支撐荷載分擔(dān)的研究B鋼支撐應(yīng)力測定洞內(nèi)鋼支撐的應(yīng)力、內(nèi) 力鋼支撐的規(guī)格、間距的研究

48、噴混凝土與鋼支撐荷載分擔(dān)的研究B襯砌應(yīng)力測定洞內(nèi)襯砌混凝土的應(yīng)力鋼筋應(yīng)力襯砌穩(wěn)定性的研究襯砌澆筑時期、設(shè)計的研究襯砌動態(tài)的監(jiān)視與管理B襯砌位移測定洞內(nèi)璧面間距離變化個測定的位移襯砌穩(wěn)定性的研究B其它周邊結(jié)構(gòu)物位移測定洞外結(jié)構(gòu)物下沉結(jié)構(gòu)物傾斜爆破時的振動對結(jié)構(gòu)物的影響B(tài)地下水位測定洞內(nèi)洞外地下水位孔隙水壓地下水對策的研究復(fù)水狀況的評價作用在襯砌上外水壓的評價B視各種圍巖條件選定的主要觀察、量測項目列于表7.6。解說表7.6各種圍巖條件的觀察、量測項目的選定圍巖條件及劃分著重點觀察、量測項目觀察調(diào)查凈 空 位 移 測 定拱 頂 下 沉 測 定腳 部 下 沉測 定底 鼓 測 定圍巖試件試驗原 位置

49、調(diào)查 試驗地 表 面 位 移 測 定地 中 位 移 測 定錨 固 軸 力 測 定噴 混 凝 土 應(yīng) 力 測 定鋼 支 撐 應(yīng) 力 測 定襯 砌 應(yīng) 力 測 定硬巖裂隙少巖塊掉落000裂隙多，但沒有夾粘土巖塊掉落松弛土壓000裂隙多、破碎巖塊掉落松弛土壓、真土壓掌子面穩(wěn)定性00000軟巖圍巖強(qiáng)度應(yīng)力比大巖塊掉落000圍巖強(qiáng)度應(yīng)力比小松弛土壓真土壓丁000000圍巖強(qiáng)度應(yīng)力比顯著小松弛土壓真土壓掌子面穩(wěn)定性00000000000土砂圍巖松弛土壓掌子面穩(wěn)定性0000000膨脹性圍巖松弛土壓真土壓000000000000注：埋深小（大概在隧道開挖寬度的 2倍以下）的隧道，需要追加地表面下沉的量測；近接

50、結(jié)構(gòu)物的隧道, 需要追加結(jié)構(gòu)物下沉測定，地下水位測定等其次是觀察、量測結(jié)果的利用上。在【示范書】中給出了利用的要求和評價。如圍巖性質(zhì)的評價、圍巖動態(tài)的評價、支護(hù)健全度的評價以及襯砌澆筑時期的評價等。如襯砌澆筑時期的評價：襯砌原則上在確認(rèn)圍巖位移收斂后澆筑。位移的收斂在13mm月（0.21mm周）的值，但至少繼續(xù) 2周以上，作為大致標(biāo)準(zhǔn)。圍巖動態(tài)的評價列于表2。表2公路隧道位移評價的參考例（隧道開挖寬度約10m）基準(zhǔn)內(nèi)容位移量測的實績量測斷面的最終水平凈空位移的中央值（從小的方向50%的累積值）約10mm硬巖的中央值約 5mm軟巖約30mm大的位移速度（例如 20mm日）,可能是急劇崩塌的預(yù)兆支

51、護(hù)變異實態(tài)最終水平凈空位移值在 020mm噴混凝土的變異發(fā)生率微小,在20120mm時，噴混凝土變異發(fā)生率為 1020%, 120mn上，發(fā)生率達(dá)30%以上計算一般計算用的噴混凝土的抗壓強(qiáng)度在應(yīng)變?yōu)? %左右時，應(yīng)力約18MPa即：接近設(shè)計強(qiáng)度圍巖應(yīng)變根據(jù)位移量測結(jié)果的反分析，求出圍巖的物性常數(shù)，進(jìn)行正分析求出圍巖 的應(yīng)變，與破壞應(yīng)變比較。適用于具有彈性動態(tài)的硬巖最后是觀察、量測結(jié)果的整理?！臼痉稌恳笏淼揽⒐ず笮枰延^察、量測的數(shù)據(jù)整理好并記錄到施工實績表中，如圖1所示。施飛融輪括長掌f片1訐情山,什喻祖用在粉法空值修RJCFM 值學(xué)子而桿.科杯 MVHW_7tWWH 仲桃用悚 用帔fit

52、 H宓于籍 專畛余次找病厚度 忤疑颼開愷匚法.SStjt日*卡】S加*L3)附件一1、鐵路隧道設(shè)計階段的圍巖分級表巖種類圍巖級別硬巖中硬巖軟巖土砂A巖類B巖類C巖類D巖類E巖類F、G巖類粘性土砂質(zhì)土V NV5,2V5.0V4.2IV N5.2V 力 4.65.0V 4.44.2V 力 3.4川N4.6V 力 3.8V4.44.4V 力 3.03.4V 力 2.6而且G52.6V 1.5而且G6n N3.8V 力 3.24.4V 3.83.6V 3.02.6V2.0而且5G42.6V 1.5而且6G4I N3.2V2.53.8V 2.93.0V 2.52.6V2.0而且48 2或2.OV 1.5

53、 而且822.6V 1.5而且4G282D上80而且F上10I S2.5V2.9V2.5V1.5V 或28 1.51.5V 或2G l.52G1.5I LD上80而且 10F特S1.5G1.5G1.5G特L80D表3-8計劃階段的圍巖分級基準(zhǔn)注：V：圍巖彈性波速度（km/s ） ; G:圍巖強(qiáng)度應(yīng)力比；D：相對密度（% ） ; F：細(xì)顆粒含有率（ ） o（2）施工階段的圍巖分級圍巖最大位移值A(chǔ)BI其他洞內(nèi)的圍巖狀態(tài)級別（mmV N單線：25 8雙線、新干線：50 8111幾乎無裂隙，有也是閉合的，不會有掉塊IV N111F = 2有裂隙，開口的夾有粘土，可能局部掉塊，有滲水和涌水時可能局部掉塊

54、川N2n n121裂隙發(fā)育，不密著，隨時間而松弛，掉塊。掌子面穩(wěn)定巖質(zhì)軟時，裂隙少而且密閉，隨時間而松弛，掌子面穩(wěn)定I N12、32、3裂隙較密集，開挖后要及時支護(hù)軟質(zhì)巖，隨時間而松弛，壁面少許擠出掌子面面積大時，穩(wěn)定性稍須惡化1、22、32、3巖片堅硬，但破碎呈細(xì)片狀，與粘土、巖塊等混雜的圍巖，或 者風(fēng)化，脆弱的圍巖，開挖后需立即支護(hù)，掌子面有松弛趨勢， 要留核心土均質(zhì)，但軟弱，周邊有擠入趨勢，掌子面松弛，需留核心土單線：75 8 三 25雙線、新干線：150 S 三 501、2、32、32、3I L1、21、23、4雖有少許涌水，如留核心土，掌子面是穩(wěn)定的，開挖前先行支護(hù)，開挖后如立即支護(hù)

55、，可使圍巖穩(wěn)定I S單線：150 S 三 75雙線、新干線：300 8 三 15032、33、4一開始看不到張開的裂隙，但隨時間會分離面顯著，產(chǎn)生大量擠入、剝離。掌子面的擠出、剝離也同樣顯著特L特S單線：8三150雙線、新干線：8 三 300444伴隨涌水，圍巖流動、擠出，完全不能期待掌子面的自穩(wěn)性注：表中A、B、I、F表示巖類，1、2、3、4表示圍巖狀態(tài)(另有表與之對應(yīng))(3)公路隧道圍巖分級圍巖級別巖石組代表性巖石彈性波速度（km/s）1.0 2.0 3.0 4.0 5.0BH塊狀花崗巖、花崗閃綠巖、石英斑巖、角頁巖中古生層砂巖、燧石M塊狀L塊狀安山巖、玄武巖、流紋巖、試驗安山巖第三紀(jì)砂巖

56、、礫巖蛇紋巖、凝灰?guī)r、凝灰角礫巖M層狀粘板巖、中古生層頁巖L層狀黑色片巖、綠色片巖第三紀(jì)泥巖CIH塊狀花崗巖、花崗閃綠巖、石英斑巖、角頁巖中古生層砂巖、燧石M塊狀L塊狀安山巖、玄武巖、流紋巖、試驗安山巖第三紀(jì)砂巖、礫巖蛇紋巖、凝灰?guī)r、凝灰角礫巖M層狀粘板巖、中古生層頁巖L層狀黑色片巖、綠色片巖第三紀(jì)泥巖onH塊狀花崗巖、花崗閃綠巖、石英斑巖、角頁巖中古生層砂巖、燧石M塊狀L塊狀安山巖、玄武巖、流紋巖、試驗安山巖第三紀(jì)砂巖、礫巖蛇紋巖、凝灰?guī)r、凝灰角礫巖M層狀粘板巖、中古生層頁巖L層狀黑色片巖、綠色片巖第三紀(jì)泥巖DIH塊狀花崗巖、花崗閃綠巖、石英斑巖、角頁巖中古生層砂巖、燧石M塊狀L塊狀安山巖、

57、玄武巖、流紋巖、試驗安山巖第三紀(jì)砂巖、礫巖蛇紋巖、凝灰?guī)r、凝灰角礫巖M層狀粘板巖、中古生層頁巖L黑色片巖、綠色片巖第三紀(jì)泥巖DnH塊狀花崗巖、花崗閃綠巖、石英斑巖、角頁巖中古生層砂巖、燧石M塊狀L塊狀安山巖、玄武巖、流紋巖、試驗安山巖第三紀(jì)砂巖、礫巖蛇紋巖、凝灰?guī)r、凝灰角礫巖M層狀粘板巖、中古生層頁巖L層狀黑色片巖、綠色片巖第三紀(jì)泥巖巖質(zhì)、水的影響不連續(xù)面間距不連續(xù)面狀態(tài)巖心狀態(tài)、RQD新鮮、堅硬或多少有風(fēng)化變質(zhì)的趨勢沒有水的劣化節(jié)理間距平均在50cm左右層理、片理有影響，但對隧道開挖影響小不連續(xù)面光滑和幾乎沒有夾粘土不連續(xù)面密著巖心形狀為巖片狀短柱狀棒狀巖心長度大概在1020cm但也有5cm

58、的 RQDS 70 以上比較新鮮、堅硬或多少有些風(fēng)化變質(zhì)的趨勢固結(jié)度比較軟的軟巖對水的劣化小節(jié)理間距平均為30cm左右層理、片理顯著、對隧道開挖有影響不連續(xù)面光滑和極少部分夾有薄層粘土不連續(xù)面部分開口，但開口寬度小巖心長度大概在520cm以下 RQDfe 4070比較新鮮、堅硬或多少有風(fēng)化變質(zhì)的趨勢因風(fēng)化變質(zhì)作用巖質(zhì)多少有些軟化固結(jié)度比較好的軟巖水會造成局部劣化和松弛節(jié)理間距平均在20cm左右層理、片理顯著，對隧道開挖有影響不連續(xù)面光滑部分夾有薄層粘土不連續(xù)面開口、開口寬度比較大夾有寬度小的斷層巖心長度多在10cm以下,5cm以下的細(xì)片很多 RQCfe 1040巖質(zhì)有一些硬質(zhì)的，但整體上受到強(qiáng)

59、風(fēng)化變質(zhì)的作用節(jié)理、片理非常發(fā)育不連續(xù)面間距平均在10cm以下，多數(shù)開口 ；不連續(xù)面開口寬度大，光滑和夾有粘土；夾有小規(guī)模的斷層；混有大量孤石的土砂、巖堆；水的劣化、松弛顯著巖心成細(xì)片狀，有時成混有角礫的砂狀或粘土狀 RQ革10以下圍巖應(yīng)力強(qiáng)度比隧道開挖狀況和位移大致標(biāo)準(zhǔn)巖石強(qiáng)度比因開挖引起的荷載大得多不連續(xù)面狀態(tài)良好，隧道開挖幾乎不產(chǎn)生松弛。從開挖壁面有局部掉塊的現(xiàn)象，但開挖后的凈空位移在15mni下，屬于微小的彈性變形掌子面能夠自穩(wěn)4以下巖石強(qiáng)度，比開挖引起的荷載大不連續(xù)面狀態(tài)比較良好，隧道開挖引起的松弛是局部的。沿不連續(xù)面比較易于滑動，有時引起局部掉塊，但開挖后的凈空位移走1520mn下

60、是比較小的彈性變形4以下巖石強(qiáng)度比開挖引起的荷載大不多，但在彈性變形范圍內(nèi)。即使巖石強(qiáng)度大，但不連續(xù)面狀態(tài)差，開挖后易于沿不連續(xù)面滑動，使巖塊下落，松弛增大。開挖引起的凈空位移，在巖石強(qiáng)度比作用荷載小的場合，處于彈塑性邊界，月30mm右，但距掌子面2D處收斂。掌子面可以自穩(wěn)。42巖石強(qiáng)度比開挖引起的荷載大，屬于彈性變形的同時也產(chǎn)生一部分塑性變形。巖石強(qiáng)度在彈性變形時，但不連續(xù)面狀態(tài)非常差的場合，易于沿不連續(xù)面滑動，使松弛擴(kuò)大。開挖引起的凈空位移，在巖石強(qiáng)度比作用荷載小，沒有仰拱早期閉合的情況下，大致在3060mm多在距掌子面2D處收斂掌子面自穩(wěn)性差，根據(jù)圍巖條件要采用環(huán)形開挖和正面噴混凝土。2