西安交大考博隧道力學重要參考資料

隧道力學一、闡明隧道圍巖分級的工程意義，結合我國現(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）圍巖分級的工程意義：①準確而合理的圍巖分級，是認識洞室圍巖特征，正確進行隧道設計、施工的基礎，是現(xiàn)場進行科學管理，發(fā)展新的施工工藝以及正確評價經濟效益的有力工具，是制定勞動定額、材料消耗標準的基礎，對改善地下結構設計、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。②圍巖分級較之以往的“經驗設計”、“經驗施工”階段，能夠較為充分地揭示出地質條件與地下工程之間的本質的、內在的聯(lián)系，因而也就能夠客觀地預估或判斷坑道圍巖的級別，指導施工。③圍巖分級針對不同工程目的（爆破開挖、支護、掘進……），把與之相適應的地質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條件。方法和原理《鐵路隧道設計規(guī)范》鐵路隧道圍巖分級采用以圍巖穩(wěn)定性為基礎的分級方法，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，在此基礎上確定圍巖的基本分級，再結合隧道工程特點，考慮地下水喝初始地應力的狀態(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？闡述隧道圍巖分級指標體系？結合我國現(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生應力重分布范圍內的巖體，或指隧道開挖后對其穩(wěn)定性產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上，按其穩(wěn)定性將圍巖分為工程性質不同的若干級別，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，前者是決策地下結構設計的基礎，后者是修正設計階段圍巖分級的基礎，也是使結構設計和施工方法更加符合工程實際的基礎。圍巖分級指標體系：①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參數(shù)，以及如抗鉆性、抗爆性等工程指標。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。②單一的綜合巖性指標，包括：A.巖體的彈性波傳播速度，它可以反映巖石的力學性質，也可以表示巖體的破碎程度。B.巖石質量指標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造特征的綜合指標。③多因素定性和定量的指標相結合。該方法是國內外應用最多的，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。④多因素組合的復合指標。這是一種用2個或2個以上的巖性指標，或綜合巖性指標所表示的復合指標。我國現(xiàn)行規(guī)范中，隧道圍巖分級中存在的問題：①目前的圍巖分級，主要考慮地質因素，僅與巖體質量有關，而沒有考慮工程因素和施工因素，帶有一定的主觀性，有一定人為因素和不確定性，對同一圍巖作出級別不同的判斷；設計施工階段的圍巖的分級存在差異，對圍巖分級的變更沒有特定的準則；圍巖分級中的關鍵問題是把哪些地質因素作為分級的指標，這些分級指標與圍巖穩(wěn)定有何關系，以及采用什么方法來判斷這些指標等。②長期以來，隧道圍巖分級都是按其穩(wěn)定性分級的，隨著TBM方法越來越多的使用，這種分級方法是不適合的，TBM施工條件下的圍巖分級主要針對工程巖體的可掘進性。③圍巖分級包括設計階段和施工階段，由于我國沒有建立一套完整的施工階段圍巖分級體系，致使施工的風險和過失判斷不明，因此引起很大的爭議和索賠，使業(yè)主和承包商承受巨大的經濟損失。為使圍巖分級更具有實用性和準確性，更好的服務于隧道工程的設計和施工，還需要研究圍巖分級各項指標以及其相互關系；系統(tǒng)研究判定土體圍巖分級的因素和指標；探討各級圍巖穩(wěn)定性規(guī)律，建立各級圍巖與支護結構關系的力學模型。隧道圍巖分級應該向定性、定量相結合，以定量綜合指標為主要判據(jù)的方向發(fā)展，使各種新理論、新方法在圍巖分級中得到更廣泛的應用。地下水對圍巖分級的影響需進一步研究。發(fā)展趨勢：①分級應主要以巖體為對象，單一的巖石只是分級中的一個要素，巖體則包括巖塊和各巖塊之間的軟弱結構面。因此分級的重點應放在巖體的研究上。②分級宜與地質勘探手段有機地聯(lián)系起來，這樣才有一個方便而又較可靠的判斷手段，隨著地質勘探技術發(fā)發(fā)展，這將使分級指標更趨定量化。③分級要有明確的工程對象和工程目的，目前多數(shù)的分級方法都是與坑道支護相聯(lián)系?？拥绹鷰r的穩(wěn)定性、坑道開挖后暫時穩(wěn)定時間等與支護方法和類型密切相關，因而進行分級時以此來體現(xiàn)工程目的是不可缺少的。④分級宜逐漸定量化。目前大多數(shù)的分級指標都是經驗或定性的，只有少數(shù)分級時半定量化的，這是由于客觀條件的地質體非常復雜。隧道仰拱仰拱是為改善上部支護結構受力條件而設置在隧道底部發(fā)反向拱形結構，仰拱是隧道結構的主要組成部分之一，是隧道結構的基礎。一方面在隧道施工中設置仰拱，可使支護結構形成封閉的結構體系，提高整體受力性能，控制隧道周邊收斂位移及圍巖體塑性變形的發(fā)展。另一方面在隧道使用過程中，仰拱可將隧道上部的地層壓力通過隧道邊墻結構或將路面上的載荷有效的傳遞到地下，而且還可有效地抵抗隧道下部地層傳來的反力。仰拱與二次襯砌構成隧道整體，增加結構穩(wěn)定性。仰拱的作用；①與二次襯砌構成隧道整體，防水，增加結構穩(wěn)定性。②解決基礎承載力不夠，減少下沉；防止底鼓的隆起變形，調整襯砌應力的作用。③封閉圍巖，阻止圍巖過大的變形，提高機構的整體承載力。④增加底部和墻部的支撐抵抗力，防止內擠而產生剪切破壞。隧道開挖完成初期支護后，實行仰拱超前施工一方面可以實現(xiàn)隧道底部的快速封閉，有利于穩(wěn)定掌子面。同時便于和邊、頂拱的初期支護迅速封閉成環(huán)，加強初期支護的抗彎和抗扭能力；另一方面仰拱超前施工后，可以及時封閉圍巖，阻止圍巖過大的變形，提高機構的整體承載力。高速隧道多以大斷面為主，基地部分受力較為復雜，墻腳與仰拱連接處應力集中現(xiàn)象嚴重，并要求有更好圍巖強度和地基承載力，隧底結構由于長期在列車重載作用及地下水侵蝕作用下極易產生破壞，從而引起基底沉陷、道床翻漿冒泥等病害，尤其是高速鐵路對隧道底部強度要求高、且斷面跨度大，因此要求高速鐵路對底板厚度和底板混凝土強度有更高要求，以提高其安全性、耐久性和防水性。三、在現(xiàn)代隧道施工中為什么要提倡“仰拱早上”（從結構受力、圍巖變形等方面說明），與大斷面公路隧道相比，高速鐵道大斷面軟巖隧道仰拱施設的特點如何？為什么？仰拱早上有利于整體約束圍巖的變形，減小松動圍巖壓力，可使隧道結構的承載力提高，可使隧道周邊位移減小，可使二次襯砌的安全系數(shù)提高，可使初期支護的軸力大幅度減小，同時錨桿軸力也減小，仰拱的施設對改善隧道結構的受力狀況，提高隧道的穩(wěn)定性具有重要作用。高速鐵路大斷面隧道，以隧道底部較為復雜，邊腳底與仰拱連接處應力較集中，因此隧道襯砌的安全性、耐久性和防水性要求更高。高速鐵路隧道設計使用年限要求100年，主體工程結構要求“零缺陷”，同時由于鐵道部“鐵建設【2009】40號文”規(guī)定，Ⅲ級圍巖仰拱距掌子面的安全距離為90m，Ⅳ級圍巖為50m，Ⅴ級圍巖為40m，因此，仰拱及時有效的施設已成為隧道進度控制、安全質量保證的關鍵點之一。高速鐵路仰拱及填充的施工方式主要存在如下特點：①仰拱施工必須超前二次襯砌施做，且應保證足夠的厚度；②仰拱砼連續(xù)澆筑，一次成型，避免橫向分段灌注，不留縱向施工縫；③仰拱砼不得與仰拱填充砼同時澆筑；④仰拱填充砼的施工應滿足無砟軌道的鋪設要求。原因：從仰拱開挖到砼灌注，這期間隧道是處于最不穩(wěn)定的狀態(tài)，及早施工仰拱，閉合開挖斷面，使隧道開挖斷面盡早形成圓環(huán)，是確保隧道安全的重要舉措，大斷面隧道以隧道底部較為復雜，邊墻底與仰拱連接處應力較集中，因此隧道襯砌的安全性，耐久性和防水性要求更高。四、根據(jù)隧道所處的地質條件（巖質圍巖和土質圍巖）和埋深條件（深埋和淺埋），分別闡述施工階段錨桿的作用，并解釋之？錨桿是唯一從內部補強圍巖的手段，它可以提高裂隙圍巖的抗剪強度，也可以改善圍巖的物性指標，更可以將一些不連續(xù)的巖塊聯(lián)系在一起，它基本上不占用作業(yè)空間，施工性好，因此得到廣泛發(fā)應用。錨桿的作用效果：①懸吊效果：把因爆破而松動的巖塊固定在沒有松動的圍巖上，防止掉落，在裂隙發(fā)育的圍巖中與噴混凝土并用，效果增大；②梁效果：對隧道周邊的層狀圍巖，使分離的層理面疊合而成疊合梁，因錨桿的疊合效果可使層理面?zhèn)鬟f剪力，作為組合梁而發(fā)揮作用；③內壓效果：錨桿軸力通過噴砼作用在隧道壁面上，發(fā)揮了內壓效果，使隧道附近保持三軸應力狀態(tài)，這抑制了隧道周邊圍巖的塑性化和擴大，同時也發(fā)揮了抑制隧道凈空位移的效果；④拱效果：由于系統(tǒng)錨桿的內壓效果，對一體化的圍巖，形成了承載拱，提高了隧道周邊圍巖的承載能力，也發(fā)揮了抑制隧道凈空位移的效果；⑤圍巖改良效果：圍巖內插入錨桿后增大了圍巖自身的抗剪強度，圍巖屈服后的殘余強度也增大了，因此，錨桿能改善圍巖的特性。巖質圍巖：圍巖強度比較大，隧道周邊圍巖沒有塑性化的情況，不需要內壓效果，巖石本身的強度是充分的，隧道的穩(wěn)定通常是由裂隙等力學上的的不連續(xù)面所控制，因此，錨桿的作用主要是保持巖塊和控制巖塊的移動，使圍巖成為一體，并促進平衡拱的形成。土質圍巖：在圍巖強度比較小的土質圍巖中，隧道周邊圍巖發(fā)生塑性變化，需要以內壓效果的形成平衡拱效果為主，錨桿一邊隨圍巖變形，一邊約束圍巖防止其崩落，但在內摩擦角小的地層中，如土砂地層，拱頂附近的錨桿幾乎不受拉力，而受壓力，因此，圍巖中單獨采用錨桿的效果較小，其只能起到加固拱腳附近和防止掌子面崩塌的作用。深埋條件：結合深埋隧道的特點，隧道開挖后拱頂形成坍落拱，坍落拱以下巖體松弛，因此，錨桿主要發(fā)揮支承作用和懸吊作用，確保巖塊的咬合，抑制不穩(wěn)定巖塊的崩落，從而確保松弛巖體一體化。淺埋條件：淺埋隧道開挖后，坍落拱不易形成，地層松弛較為嚴重，因此，錨桿主要起到加固圍巖，約束圍巖變形、穩(wěn)定掌子面，提高圍巖穩(wěn)定性，同時錨桿可以用于超前支護，控制地表下沉等作用。砂漿錨桿的軸力圖（2007）錨桿沿其長度的軸力變化如圖，錨桿軸力的峰值約在錨桿長度的l/2左右。（缺圖）五、噴混凝土的支護力學作用有哪些？作為初期支護的噴混凝土與作為永久支護的噴混凝土在設計上有何不同？①與圍巖的附著力、抗剪的支護效果：噴混凝土和圍巖的附著力，可分散作用在噴混凝土上的外力，同時加強隧道周邊的裂隙的抗剪能力，并可在壁面形成承載拱，在裂隙發(fā)育的硬巖等作用效果大。②內壓、閉合效果：因噴混凝土作為一個連續(xù)的構件支持圍巖，可約束圍巖的變形，給圍巖以支護壓力（內壓），使圍巖保持三軸的應力狀態(tài)。此外，早期采用仰拱使斷面臨時閉合，也發(fā)揮了支護效果，此效果在軟巖和土砂圍巖中大。③外力分配效果：作為傳遞土壓到鋼支撐、錨桿架上的構件而發(fā)揮作用。④軟弱層補強效果：填平凹凸不平處，跨越軟弱層，而防止應力集中，補強軟弱層等。⑤被覆效果：開挖后，因及早被覆壁面，可防止圍巖風化、止水、微粒子流失等。⑥噴砼與錨桿、噴砼與鋼架、噴砼+鋼架+錨桿等多種組合形成，對約束圍巖的變形、提高初期支護的能力，控制掌子面后方的圍巖的效果是非常有效的。噴砼是唯一能與圍巖大面積的、密實接觸的一種方式，是其它方式所不能代替的，從力學上來說，它既能傳遞徑向壓力也能傳遞切向應力。作為初期支護的噴混凝土：要求（1）對作用荷載有足夠的強度；（2）具有早期需要的強度；（3）與圍巖充分粘附，填充和密實；（4）確保開挖面平滑。作為永久支護的噴混凝土：還需要充分考慮其耐久性（長期強度、炭化抵抗性、耐凍結能力）和水密性，對作用荷載有足夠的強度。六、闡述隧道特征曲線基本原理，在隧道施工中如何使用特征曲線法？特征曲線法的基本原理是利用巖體特征曲線和支護結構特征曲線交會的辦法來決定支護體系的最佳平衡條件。右圖是特征曲線法原理示意圖，圖中縱坐標表示結構承受的地層壓力，橫坐標表示沿洞周徑向位移，曲線①為圍巖特征曲線，曲線②為支護特征曲線，二條曲線交點的縱坐標即為作用在支護結構上的最終地層壓力，交點的橫坐標為襯砌的最終變形位移，因洞室開挖后一般需要隔開一段時間才修筑襯砌，在這段時間內洞室地層將不受襯砌的約束而產生自由變形，即為洞室地層襯在襯砌修筑前已發(fā)生的初始自由變形值。在隧道施工中使用特征曲線法：首先決定巖體力學參數(shù)（變形模量/彈性模量和內摩擦角/粘結力）；根據(jù)這些參數(shù)計算出圍巖特征曲線，在實踐中應用量測的徑向位移和已知的支護阻力來反算巖體的特征值并和量測值加以比較，并修正巖體特征曲線；確定支護阻力，根據(jù)支護類型（噴混凝土、鋼支撐、錨桿及二次襯砌）、材料參數(shù)確定支護剛度，然后再圍巖特征曲線上選定合適的圍巖初始位移和合適的支護時機，確定支護特征曲線；兩條線的交點作為支護依據(jù)，根據(jù)交點處表示的支護抗力值進行襯砌結構計算，最后對支護設計進行安全性驗算，驗算結果應滿足安全性要求。此方法的關鍵是合理地確定兩條曲線的基本性質及其隨一些因素的變化以及由兩者相互作用決定最佳平衡條件。①為地層開挖后變形達到穩(wěn)定時的地層特征曲線，②-⑥為在不同時間設置支護或襯砌剛度不同時的各種支護特征線，由圖可見，地層特征曲線為上凹曲線，最低點為b點，如支護特征線正好在b點與地層線相交，如圖④線，則襯砌結構上承受的地壓力最小。一般來說，在施工中嚴格實現(xiàn)兩條線在b點相交不現(xiàn)實，能夠達到的目的僅是兩條相交特征線在b點附近相交。由于曲線①在b點以后上升的原因是地層施加于襯砌上的松動壓力增大，意味著洞周將出現(xiàn)較大程度的破壞，因而作為設計準則，應做到使支護特征線在b點以左附近與地層特征線相交。斜線②為在洞室開挖后立即施作支護時的支護特征線，斜線③為開挖后隔一段時間再施作支護時的支護特征線，兩條斜線平行表示剛度完全相同，對比②與③，可見同一剛度的支護設置時間不同，作用在襯砌上的地層壓力及襯砌位移卻將不同，鑒于地層本身具有一定的自支撐作用，適當推遲設置支護的時間將有助于減小作用于襯砌結構上的地層壓力，達到經濟的目的。③和④為同一時間設置的剛度不同的兩種支護特征線，對比可見，若地層的特征線與支護特征線均能在b點以左相交，則相應于柔性結構的斜線④將承受較小的地層壓力。⑤所示的特征線將與地層線不再相交，表示支護剛度嚴重不足時地層松動壓力將急劇增長，使圍巖破壞區(qū)的范圍相應擴大。⑥所示，襯砌結構剛度過于不足時，支護在圍巖變形過程中早已破壞。所以只有將地層特征、支護時機、支護剛度等因素綜合考慮，才能做出合理的設計。六、采用礦山法/新奧法修建隧道工程中，二次襯砌在不同階段的受力特點，如何確定二次襯砌上的作用荷載？設置二次襯砌的目的主要有：①考慮圍巖的不均勻性、支護材料質量的離散、錨桿的腐蝕等不確定因素，需要增加作為結構物的安全系數(shù)；②考慮使用后外力的變化和支護材料的劣化，需要提高作為結構物的耐久性；③襯砌施工后，因水壓、上覆荷載等外力發(fā)生時，需要加以支持；④在隧道變形沒有收斂時修筑襯砌的場合，要給予隧道穩(wěn)定必要的約束力，故設置二次襯砌的時間有兩種情況，受力特點如下：A、初期支護的變形收斂后再設置襯砌，此時，二次襯砌承受后續(xù)荷載，包括水壓力、圍巖和襯砌的流變荷載，由于錨桿等支護失效而產生的圍巖壓力等。B、根據(jù)需要，較早地設置二次襯砌，特別是超淺埋隧道對地表沉降有嚴格要求時，此時二次襯砌和初期支護共同承受圍巖壓力。此外，在塑性流變地層中，圍巖的變形和地壓都很大，而且持續(xù)時間很長，通常需要在開挖前采取輔助措施對圍巖進行預加固，同時采取能夠吸收大變形的鋼支撐，允許噴砼和鋼支撐發(fā)生變形和位移，位移和變形基本得到控制后，再施作二次襯砌。另外，襯砌和二次襯砌之間設置防水層，故兩層襯砌之間只能傳遞徑向應力，不能傳遞切向應力，因此，兩層襯砌之間不能形成一個整體承載。二次襯砌上的荷載確定：根據(jù)二次襯砌的設計目的，主要有以下幾種計算方法：①建立初期支護與二次襯砌共同受力結構體系模型，水壓作用在二次襯砌上，土壓、地面超載、人防荷載、地震力均作用在初期支護上，考慮到初期支護結構材料的耐腐蝕性差，計算時需要對其剛度進行折減，一般按50%折減考慮。②只建立二次襯砌單獨結構體系模型，任務初期支護雖然長期抗腐蝕性差，但畢竟是一層結構，可以人為地認為它能夠承擔30%的土壓，其余70%的土壓作用在二次襯砌上，涉及到其他其它類型荷載的計算與第一種計算方法相同。③外部荷載全靠初期支護承載，二次襯砌只是安全儲備或者裝飾，對二次襯砌很少予以計算。七、軟弱圍巖（淺埋土質圍巖），其地表變形規(guī)律，掌子面前方及周邊土體的變形規(guī)律，如何控制地表沉降？（礦山法）地表面沿隧道中線的縱向下沉動態(tài)的基本規(guī)律是：①掌子面到底之前，距掌子面一定距離發(fā)生隆起或相對隆起，并可能在掌子面到達前，在地表面發(fā)生與隧道軸線正交的橫斷開裂，隨之發(fā)生掌子面前方的下沉，其下沉開始位置，視支護施工狀況頗有不同。②掌子面通過前后，圍巖發(fā)生急劇的下沉，此急劇下沉從地表靠近拱頂越大，在地表面平坦的地段，其下沉量小于最終下沉量的30%，而在傾斜地段約為39%~56%，約為平坦地段的2倍，此時出現(xiàn)最大的地表面下沉。③掌子面通過后，地表面下沉開始收斂，離掌子面越遠，隧道斷面閉合，下沉也就收斂了。地表面沿隧道中線的橫向下沉動態(tài)的基本規(guī)律：①掌子面通過前，對地面橫向下沉的影響相對較小。②掌子面通過后，由于掌子面通過后隧道中線上的地步下沉量急劇增大，故地表下沉形狀比掌子面通過前呈中央值很大的正態(tài)分布曲線。一般來說，在淺埋條件下，隧道開挖后的地面下沉與洞內的變形之間是相關的，從基本規(guī)律上看，洞內與地面下沉是一致的，也大體上分為掌子面前方的地表面下沉和鼓起，掌子面位置正上方的地表面下沉及掌子面后方的地表面下沉，不同的是量值和沉降發(fā)生的范圍，而且與洞內的下沉是相關的。淺埋與深埋相比，一個特點是難以形成承載拱，同時，在這種情況下會有地形偏壓、表層軟弱堆積物、風化帶等對隧道開挖有很大影響的特殊問題，為此，視地質條件會出現(xiàn)下沉急劇增大，地表開裂等變異，有時也會出現(xiàn)掌子面不穩(wěn)定現(xiàn)象，所以，在這種情況下，要采取掌子面穩(wěn)定措施和控制地表下沉措施。地表下沉與深埋有密切關系，埋深大時，在隧道橫斷內形成了承載拱，開挖引起的下沉，局限在隧道周邊，而埋深小時，沒有形成承載拱，開挖下沉會直接達到地表面，故為防止支護下沉，增強承載力應采取必要的措施，并研究采用注漿、垂直錨桿等技術對策。淺埋與深埋比較，另一個特點是，淺埋的土質隧道，當?shù)乇砻嫦鲁僚c對應的拱腳下沉相等或小于時，會造成拱頂上部圍巖整體下沉的現(xiàn)象，這是淺埋隧道一個獨特的變形動態(tài)。因此，在淺埋軟弱圍巖隧道施工中，必須把控制拱腳下沉作為一個重要問題。淺埋隧道掌子面前方的先行下沉很大，會造成很大的地表下沉，因此，研究采用前方地層的改善、超前管棚、水平高壓旋噴等輔助工法是必要的。因此，控制地表面下沉，除從地表面采取對策外，基本上市采取從洞內控制掌子面前方先行位移和掌子面后方位移的對策。地表面下沉的主要原因：地表面下沉的主要因素包括地形、地質、地下水、埋深、隧道斷面形狀、支護等各種條件，是錯綜復雜的，但主要是開挖引起的圍巖松弛（開挖的應力釋放）和開挖中的地下水降低（空隙水壓降低）所造成的。由于開挖的應力釋放產生的地表面下沉，是因周邊圍巖的松弛影響到地面所致，如以未固結圍巖和淺埋隧道為例，周邊圍巖強度不足和隧道上方圍巖不能形成承載拱是主因。為防止這種下沉，有必要對隧道上方圍巖進行補強，作為對策要盡可能早地防止隧道周邊圍巖的松弛，因此，與掌子面穩(wěn)定對策同樣，要采取輔助工法，但為抑制地表面下沉，與掌子面穩(wěn)定對策相比，要采用剛性更大的對策?？紫端畨航档驮斐傻牡乇砻嫦鲁?，主要是因地下水排出產生的黏性土壓密下沉和砂質土的即時下沉，其對策要采用能夠抑制向洞內涌水的止水的注漿工法?？刂频乇砻嫦鲁恋募夹g對策：①地表旋噴樁加固地層旋噴樁是指在地表鉆孔，通過孔眼將高壓漿液和高壓風旋轉噴射注入強風化巖體或土體，從而達到就地造樁，加固地基的一種施工方法。主要用于地基改良、增加地基承載力等方面。在淺埋隧道地質不良地段，采用此方法可以增強圍巖的整體性，減小地表沉陷，起到預防塌方和節(jié)省部分初期支護的作用。該工法往往配合起超前長管幕，加強初期支護等措施共用。在隧道開挖前可以先期實施旋噴樁，不占用掌子面施工時間。②地表垂直錨桿補強地表垂直錨桿補強工法是在隧道開挖前，先從地表大致垂直地鉆孔，插入鋼筋等，并用砂漿全面錨固，對圍巖進行補強的方法，對維持掌子面穩(wěn)定、防止地表面的先行下沉、降低隧道周邊圍巖的松弛、抑制小規(guī)模的滑坡等是有效果的工法。該工法給予隧道開挖產生的周邊圍巖的變形以必要的約束力，通過砂漿傳遞到錨桿上，達到改良圍巖抗剪強度的目的。③控制地表整體下沉埋深小的場合，圍巖多比較脆弱，支護腳部圍巖承載力不足引起的腳部下沉會導致支護的整體下沉，也促使了地表面下沉。此時，應研究設置帶肋鋼支撐，設置臨時仰拱早期閉合和腳部補強錨桿、錨管等，特別是對于采用抑制地表面下沉的長鋼管超前支護的場合，拱部用鋼管補強，但鋼管承受的荷載由支護支持，如支護支持力不足，支護設置后就不能忽視腳部的下沉。④加強沉降觀測在有可能出現(xiàn)地表面下沉的埋深小的圍巖中，從觀察、量測的觀點出發(fā)，最重要的是掌子面的觀察和地表面下沉的量測、隧道內拱頂下沉和腳部下沉的量測，根據(jù)測量數(shù)據(jù)信息反饋指導施工，控制地表下沉。在控制地表面下沉過程中，要做到：①超前預支護控制掌子面前方圍巖的先行位移是關鍵。②建立同時測定地表面下沉、拱頂下沉與腳部下沉是量測體系，根據(jù)量測數(shù)據(jù)控制上部圍巖的整體下沉。③采用剛性比較大的出去支護，如高強噴砼、型鋼鋼架等控制掌子面后面的變形。④在富水條件下，要先止水，盡可能在無水或少水條件下進行開挖?？刂频乇沓两担嚎刂频乇硐鲁?，主要從兩方面來著手：①從洞內控制掌子面前方先行位移、掌子面擠出位移和掌子面后方位移②從地表面采取控制地面下沉措施①利用超前支護技術，如超前錨桿、超前長鋼管、超前大管棚、超前小導管、水平噴注漿等控制掌子面前方先行位移。②利用留核心土、掌子面噴砼、掌子面錨桿、掌子面圍巖注漿改良等穩(wěn)定掌子面、控制掌子面擠出位移。③采用加強的初期支護，如采用高剛性、高強度的噴砼、高規(guī)格的鋼支撐、承載力大的錨桿等加強初期支護。④控制拱腳下沉：采用臨時仰拱、加肋鋼筋、噴砼加固拱腳等控制上半斷面拱腳下沉，利用鎖腳錨桿、拱腳加固樁、水平側壁鋼管等提高拱腳的承載力。⑤采用注漿止水工法：采用凍結法、隔斷壁法等進行堵水，減少地下水位下降造成的圍巖松弛和地表下沉。⑥采用控制爆破技術減少對圍巖的擾動，建立同時測定地表面下沉，拱頂下沉與拱腳下沉的量測體系，根據(jù)量測數(shù)據(jù)進行反饋，及時調整開挖順序及開挖進尺，變更支護形式及施設時間等控制上部圍巖的整體下沉。⑦地表旋噴樁加固地層，地表垂直錨桿補強地層等控制土質圍巖等技術，對圍巖進行加固補強，控制地表下沉。八、在淺埋土質圍巖條件下，采用鉆爆法施工打斷么隧道，如何控制地表沉降？①在淺埋隧道中，控制圍巖松弛，也就是控制地表下沉，防止地表下沉的主要措施是改善掌子面上方的圍巖狀況。同時，因地表下沉與掌子面穩(wěn)定性有關，因此，防止地表下沉對策多與掌子面穩(wěn)定對策同時實施。1）穩(wěn)定掌子面的方法：A、用來支撐圍巖的超前支護、短管棚等。B、用來改良圍巖的有注漿等。C、用來發(fā)揮錨桿作用的斜錨桿、正面錨桿等。D、噴混凝土加強等。2）穩(wěn)定圍巖和控制地表下沉的方法：A、垂直錨桿法。B、打設管棚法。C、注漿加固法和D、預襯砌法。②按照現(xiàn)場監(jiān)控量測數(shù)據(jù)信息反饋來指導施工，控制地表沉降。③為了抑制地表下沉或由于土壓大，需要提高初期支護的強度和剛度，可選擇鋼支撐。④采用控制爆破技術以減少對圍巖的擾動程度，是斷面成型規(guī)整，以利于圍巖自身承載能力的發(fā)揮和支護作用的發(fā)揮。⑤減少對圍巖的擾動次數(shù)，如果為大跨度隧道鉆爆開挖，采用分部開挖方案，化大斷面為小斷面。⑥開挖進尺，要根據(jù)圍巖級別、施工技術等因素確定。⑦條件支護封底時間，仰拱對控制洞周變形，抑制地表沉降方面的作用時很顯著的，在必要時設置仰拱，根據(jù)測量結果，適時封閉仰拱。對淺埋土質圍巖來說，由于其松散自穩(wěn)定性差，又是在大斷面隧道之中，所以進尺應短些，合理利用開挖面的空間效應，對開挖面與支護面的距離要作出限制。九、以靜水狀初始應力場下修建圓形隧道為例（假定圍巖為各向同性的均勻力學彈塑性體），說明施工過程中圍巖應力狀態(tài)主要變化過程以及二次應力狀態(tài)的受力特征。在施工過程中圍巖應力狀態(tài)主要變化過程：坑道開挖前巖體處于初始應力狀態(tài)，謂之一次應力狀態(tài)；坑道開挖后由于應力重新分布，坑道圍巖處于二次應力狀態(tài)，這種狀態(tài)受到開挖方式（爆破、非爆破）和方法（全斷面開挖、分部開挖）的強烈影響。如果二次應力狀態(tài)滿足坑道穩(wěn)定的要求，則可以不加任何支護，坑道即可自穩(wěn)；如果坑道不能自穩(wěn)，就須施加支護措施加以控制，促使其穩(wěn)定，這就是三次應力狀態(tài)，顯然這種狀態(tài)與支護結構的類型、方法以及施設時間等有關，三次應力狀態(tài)滿足穩(wěn)定要求后就會形成一個穩(wěn)定的洞室結構。影響二次和三次應力狀態(tài)的因素有：圍巖的初始應力、巖體的構造因素（結構面、巖塊組合形態(tài)等）、坑道形狀和尺寸、埋深以及坑道施工技術等。坑道開挖后周圍巖體中的應力、位移視圍巖強度（單軸抗壓強度）分為兩種情況：一種是開挖的圍巖仍處在彈性狀態(tài)，此時，坑道圍巖除產生稍許松弛外是穩(wěn)定的；一種是開挖后的應力狀態(tài)超過圍巖的單軸抗壓強度，此時坑道圍巖的一部分處于塑性甚至松弛狀態(tài)，坑道圍巖將產生塑性滑移、松弛或破壞。①坑道開挖后的彈性二次應力狀態(tài)沿坑道周邊只存在切向應力，徑向應力變?yōu)?，坑道的開挖使坑道周邊的圍巖從二向（或三向）應力狀態(tài)變?yōu)閱蜗驊Γɑ蚨颍顟B(tài)，沿坑道周邊的應力值及其分布主要取決于側壓力系數(shù)值。十、采用暗挖法施工的隧道從開挖到洞室穩(wěn)定經歷了哪幾個力學過程？并分析這些力學過程對隧道修建的影響？若在如圖所示的地應力場中修建隧道，隧道沿哪個方向修建最為有利？為什么？若沿方向修建一圓形隧道，請繪出無支護條件下洞壁切向應力值。①修建有利：沿最大大主應力方向向修建最為有有利，即沿方方向。原因：最大主應力力與洞軸線平平行時，塑性區(qū)主要要分布在洞室室邊墻；最大主應力力與洞軸線垂垂直時，塑性區(qū)主要要分布在洞室室頂部與底板板，不利于隧道道的穩(wěn)定。因此，設計規(guī)范給給出了洞軸線線與最大主應應力平行或小小角度相交的的設計原則。②，當時，初始垂直應力與水水平應力相等等時，坑道圍巖的的應力狀態(tài)是是回轉對稱的的，各點的應力力都相等，為一常數(shù)，。十一、結合圖示說說明掌子面前前方先行位移移、掌子面擠擠出位移、掌掌子面后方位位移概念。在在此基礎上，闡闡述軟弱圍巖巖隧道變形控控制的基本理理念以及基本本原則。①隧道開挖后在掌掌子面前方一一定范圍內（2a~5a）產生了拱頂下沉，我們稱之為“掌子面前方先行位移”；②在掌子面處，產產生一定量的的“初始下沉沉”（即通常常所謂的拱頂頂下沉），此此值與地質條條件密切相關關，約為最終終位移值的220%~300%左右，同時，掌子面處發(fā)發(fā)生向隧道內內的擠出變形形，我們稱之為掌掌子面擠出位位移；③在掌子面后方，隨隨著掌子面的的推進，產生生不斷增大的的拱頂下沉，其其特點是初期期的位移速度度很大，而后后增長的速度度逐漸減緩，并并趨于穩(wěn)定，最最后達到收斂斂，從掌子面面下沉開始下下沉到最后收收斂的距離，謂謂之收斂距離離，此距離一一般圍巖條件件下約為4aa~5a左右，謂之掌子面面后方位移。軟弱圍巖變形控制制的基本理念念：①未來減輕作用在在支護上的荷荷載，容許一一定的位移，即即所謂的柔性性支護控制理理念。它是運運行圍巖變形形，但控制圍圍巖產生有害害的變形，如如采用重支護護、可縮式支支護和分階段段綜合控制變變形等方法，它它們的基本理理念相同，都都是容許圍巖巖變形、釋放放地應力、減減小支護壓力力，同時又能能約束圍巖松松弛和過度變變形，保持隧隧道穩(wěn)定。②為了控制圍巖松松弛而盡可能能早得控制位位移，即所謂謂的剛性支護護控制理念。它它通常是采取取加強支護和和襯砌剛度以以及提高圍巖巖的自支護能能力兩種措施施。軟弱圍巖變形控制制的基本原則則：預支護、快挖、快支、快閉合。預支護—在開挖前前，針對開挖挖后預計的變變形實態(tài)，事事前采取的控控制變形對策策—掌子面前前方先行位移移和擠出位移移的控制?？焱凇扇∪珨嗝婷娣ɑ蚺_階法法進行快速掘掘進的對策——進尺及分部部距離的控制制?？熘А扇〕跗谥еёo控制變形形的對策—初初期位移速度度及最終位移移值的控制?？扉]合—使變形早早期收斂的對對策—收斂距距離的控制或或位移收斂時時間的控制。十二、對于巖質山山嶺隧道而言言，地下水的的處理方式主主要有哪幾種種，其設計理理念如何？不不同防排水模模式下，如何何確定隧道的的外水載荷的的設計值？對于巖質山嶺隧道道，地下水的處處理方式主要要有：“以排排為主”和“以以堵為主，量量限排放”①“以排為主”：：一般來說，在在環(huán)境沒有要要求的情況下下，淺埋山嶺嶺隧道中，隧隧道都采用排排水型隧道；；對長而深的的山嶺隧道，如如果采用非排排水型隧道方方案，隧道襯襯砌將受到較較高的水壓力力，因此，絕絕大多數(shù)也采采用排水的方方法，降低作作用在襯砌上上的水壓力，但但在有些隧道道中，在局部部地段也采用用了壓注漿液液的方法，解解決施工中的的出水問題，保保證施工作業(yè)業(yè)的安全。②“以堵為主，量量限排放”：：由于環(huán)境保保護意識的提提高，對隧道道涌水可能造造成周邊地區(qū)區(qū)的水理變化化，如井水或或泉水的枯竭竭、地表沉陷陷、水質惡化化等，就要采采用防水型隧隧道，從目前前的施工技術術水平來看，完完全止水是不不可能的。不同防排水模式下下，隧道的外水水載荷的設計計值：①“以排為主”模模式下，襯砌砌上的水壓力力在設計上不不予考慮；②“以堵為主，量量限排放”模模式下，外水水載荷的設計計值主要有以以下計算方法法：A、折減系數(shù)法參照玩過水工建筑筑物荷載設計計規(guī)范規(guī)定，作用在混凝凝土襯砌的外外水壓強標準準值，其中為外水壓力折折減系數(shù)，它是按隧道道開挖后暴露露的圍巖滴水水狀況來確定定，在不同的地地質條件下，水壓值可以以有不同的折折減系數(shù)。在錨桿噴砼支護技技術規(guī)范中也也建議外水壓壓力采用地下下水位以下的的水柱高度乘乘以相應的折折減系數(shù)的方方法估算。鐵路隧道的研究指指出，隧道開挖后后對地下水活活動影響發(fā)范范圍僅局限在在一定的范圍圍內，而不是整個個地下水都對對隧道發(fā)生作作用。一般來說，在地質判斷斷中，當滲透系數(shù)數(shù)小于~cm/s時，就可以認為為是不透水的圍巖巖，同時滲透系系數(shù)也隨著埋埋深的增加而而，即埋深增增加，水壓的的折減系數(shù)越越大。B、滲透理論分析方法法：分析隧道開挖后引引起的地應力力和地下水滲滲透力對圍巖巖和襯砌的耦耦合作用，隧道襯砌外外水載荷是作作用于地下水水位整個空間間的滲液體積積力，應按滲透荷荷載理論分析析外水載荷作作用下的隧道道應力，可以以直接通過分分析隧道開挖挖、施作襯砌砌后，地下水水滲透力對圍圍巖和襯砌的的耦合作用，來來分析隧道襯襯砌結構受力力的圍巖穩(wěn)定定性。C、理論解析法：隧道道水壓力的計計算視圍巖為為均質、各向同性的的彈塑性體，其中作用的的初始應力視視為靜水壓力力狀態(tài)。十三、闡述隧道信信息化施工的的基本原理及及實踐方法?；驹恚涸谑┕すで昂褪┕み^過程中，通過儀器設設備實時收集集現(xiàn)場實測數(shù)數(shù)據(jù)，包括拱拱頂沉降、洞洞周收斂變形形、支護圍巖巖相互作用力力等，根據(jù)這這些數(shù)據(jù)進行行反演分析，對對原設計和施施工方案進行行必要的調整整（如支護形形式，施作時時間），并反反饋到下一施施工過程，對對下一階段的的施工過程進進行分析和預預測，從而保保證施工能夠夠安全、經濟濟地進行，以以期獲得最優(yōu)優(yōu)地下結構物物。實踐方法：[流程程]根據(jù)施工前前的信息（主主要是地質方方面的）進行行預設計，然然后付諸施工工，同時進行行施工監(jiān)測并并依其信息（主主要是位移信信息）修改預預設計，再施施工、再測量量，直到形成成一個長期穩(wěn)穩(wěn)定的洞室結結構體系，由由此可見，信信息設計方法法與過去或當當期采用的一一般設計方法法，有了很大大的改變，它它不僅包括施施工前的設計計，還包括施施工過程中的的設計，即把把過去截然分分開的施工和和設計兩個階階段，融為一一體，構成一一個完整的設設計過程。十四、闡述隧道信信息化施工方方法的原理和和需解決的問問題。原理：根據(jù)施工前前的信息（主主要是地質方方面的）進行行預設計，然然后付諸施工工，同時進行行施工監(jiān)測并并依其信息（主主要是位移信信息）修改預預設計，再施施工、再測量量，直到形成成一個長期穩(wěn)穩(wěn)定的洞室結結構體系，由由此可見，信信息設計方法法與過去或當當期采用的一一般設計方法法，有了很大大的改變，它它不僅包括施施工前的設計計，還包括施施工過程中的的設計，即把把過去截然分分開的施工和和設計兩個階階段，融為一一體，構成一一個完整的設設計過程。需解決的問題：1、采用什么信息進進行反饋？2、反饋的目的和要要求3、采用什么方法進進行反饋？未完十五、在隧道施工工過程中，如何根據(jù)現(xiàn)現(xiàn)場測量和貫貫徹信息，判定其安全全性？闡述隧道信息化施施工基本原理理，在隧道施工工中，如何通過位位移信息判斷斷隧道穩(wěn)定性性？①根據(jù)位移量測值值或預計最終終位移值判斷斷洞室穩(wěn)定性或可靠靠性分析的關關鍵和難點是是位移的極限限值的確定，位移極限值值是洞室所處處圍巖性質、支護結構形形狀和施工等等條件的綜合合反映。它與其所處處的地形、地質條件、洞室形態(tài)、支護結構形形態(tài)和施工等等因素有關，任一點的極極限位移都是是在具體條件件下的隧道穩(wěn)穩(wěn)定極限狀態(tài)態(tài)位移。根據(jù)隧道洞室變形形動態(tài)信息反反推的圍巖參參數(shù)和支護結結構實際所受受的荷載，進行洞室極極限位移的計計算模擬，并結合室內內模擬實驗和和現(xiàn)場資料進進行綜合確定定。實測最大相相對位移值或或預測相對位位移不大于《鐵鐵路隧道設計計規(guī)范》規(guī)定定的極限相對對位移值的22/3，可以以認為初期支支護達到穩(wěn)定定，如果大于于極限相對位位移值的2//3，意味著著圍巖不穩(wěn)定定或支護系統(tǒng)統(tǒng)工作狀態(tài)不不安全，需要要加強。②根據(jù)位移速率判判斷位移速度是以每天天的位移量來來表示的，對某一開挖挖斷面來講，從開始產生生位移到它穩(wěn)穩(wěn)定為止，每天的位移移變化速率都都是不同的，位移速率是是由大變小遞遞減的過程，從變形曲線線上可以分為為三個階段：：A、變形急劇增長階段段—變形速率率大于1mmm/d；B、變形速率緩慢增長長階段—變形形速率為0..2~1mmm/d；C、基本穩(wěn)定階段—變變形速率小于于0.2mmm/d當凈空收斂速率小小于0.2mmm/d時，認認為圍巖已達達到基本穩(wěn)定定。（我國根根據(jù)下坑、金金家?guī)r、大瑤瑤山等十余座座隧道制定的的圍巖變化速速率標準）大秦鐵路復合襯砌砌隧道提出圍圍巖基本穩(wěn)定定的標準：隧隧道跨度小于于10m時，水水平收斂速率率約為0.1mmm/d；跨度大于或等等于10m時，水水平收斂速率率為0.2mmm/d③根據(jù)位移—時間間曲線（圍巖巖時態(tài)曲線）形形態(tài)判斷由于巖體的流變特特性，巖體破壞前前變形曲線可可分三個階段段：A、基本穩(wěn)定區(qū)，主要要標志為變形形速率逐漸下下降，即<0，表明圍巖趨趨于穩(wěn)定狀態(tài)態(tài)B、過渡區(qū)，變形速率率保持不變，即=0，表面圍巖向向不穩(wěn)定狀態(tài)態(tài)發(fā)展，應發(fā)出警告告，加強支護系系統(tǒng)。C、破壞區(qū)，變形速率率逐漸增大，即>0，表面圍巖進進入危險狀態(tài)態(tài)，須停工，進行加固。根據(jù)量測結果，可可按下表所列列變形管理指指導施工管理登記管理位移施工狀態(tài)Ⅲ可正常施工Ⅱ應加強支護Ⅰ應采取特殊措施—實測位移值，——極限位移值值④隧道失穩(wěn)的經驗驗先兆局部塊石坍塌或層層狀劈裂、噴層大量開開裂累計位移量已達到到極限位移的的2/3，且仍未出現(xiàn)現(xiàn)收斂減緩的的跡象每月的位移量超過過極限位移的的10%洞室變形有異常加加速，即在無施工工干擾時的變變形速率加大大。十六、地表沉降規(guī)規(guī)律,如何控制？（礦礦山法）①地表面沿隧道中中線的縱向下下沉動態(tài)基本本規(guī)律：A、掌子面到達前，距距掌子面一定定距離發(fā)生下下沉，并可能能在掌子面到到達前，在地地表面發(fā)生與與隧道軸向成成正交的橫斷斷開裂。B、掌子面通過前后后，圍巖發(fā)生生急劇的下沉沉，此急劇下下沉從地表靠靠近拱頂越大大。C、掌子面通過后，地地表面下沉開開始收斂，離離掌子面越遠遠，隧道斷面面閉合，下沉沉也就收斂了了。②地表面沿隧道中中線的橫向下下沉動態(tài)基本本規(guī)律：A、掌子面通過前，對對地面橫向下下沉的影響相相對較小。B、掌子面通過后，由由于掌子面通通過后隧道中中線上的地步步下沉量急劇劇增大，故地地表下沉形狀狀比掌子面通通過前呈中央央值很大的正正態(tài)分布曲線線。③掌子面前方及周周邊土體變形形規(guī)律：一般來說，在淺埋埋條件下，隧道開挖后后的地面下沉沉與洞內的變變形之間是相相關的，從基本規(guī)律律上看，洞內與地面面下沉是一致致的，也大體上分分為掌子面前前方的地表面面下沉和鼓起起，掌子面位置置正上方的地地表面下沉及及掌子面后方方的地表面下下沉，不同的是量量值和沉降發(fā)發(fā)生的范圍，而且與洞內內的下沉是相相關的。控制地表沉降措施施：①從洞內控制掌子面面前方先行位位移、掌子面面擠出位移和和掌子面后方方位移，減小小地表沉降A、利用超前支護護技術，如超超前錨桿、超超前長鋼管、超超前大管棚、超超前小導管、水水平噴注漿等等控制掌子面面前方先行位位移。B、利用留核心土土、掌子面噴噴砼、掌子面面錨桿、掌子子面圍巖注漿漿改良等穩(wěn)定定掌子面、控控制掌子面擠擠出位移。C、采用加強的初初期支護，如如采用高剛性性、高強度的的噴砼、高規(guī)規(guī)格的鋼支撐撐、承載力大大的錨桿等加加強初期支護護。②通過控制拱腳下下沉，減小圍圍巖整體下沉沉。采用臨時時仰拱、加肋肋鋼筋、噴砼砼加固拱腳等等控制上半斷斷面拱腳下沉沉，利用鎖腳腳錨桿、拱腳腳加固樁、水水平側壁鋼管管等提高拱腳腳的承載力。③從地表面采取控控制地表下沉沉措施。如地地表旋噴樁加加固地層，地地表垂直錨桿桿補強地層等等控制土質圍圍巖等技術，對對圍巖進行加加固補強，控控制地表下沉沉。④采用注漿止水工工法或采用凍凍結法，隔斷斷壁法進行堵堵水處理，減減少地下水位位下降造成的的圍巖松弛和和地表下沉。⑤建立同時測定地地表面下沉、拱頂下沉與拱腳下沉的量測體系，根據(jù)量測數(shù)據(jù)進行反饋，及時調整開挖順序及開挖進尺、支護類型及施設時間等，及時控制圍巖松弛，控制地表下沉。十七、地表沉降規(guī)規(guī)律，如何控制？（盾盾構法）隧道縱向的地基變變形①盾構機到達前發(fā)發(fā)生的下沉，先先期沉降。對對于砂質土，先先期沉降是由由地下水位下下沉引起的。對對于極軟弱黏黏土，先期沉沉降是由于開開挖面的過量量取土而引起起的。②開挖面前部下沉沉（隆起）是是在盾構開挖挖面即將到達達之前發(fā)生的的下沉或隆起起，開挖面的的水土壓力不不平衡是其發(fā)發(fā)生的原因。③盾構機通過時發(fā)生生的下沉或隆隆起，是由于于盾構外周面面與圍巖發(fā)生生摩擦，或超超挖使圍巖擾擾動是其發(fā)生生的主要原因因。④盾尾剛剛通過發(fā)發(fā)生的下沉和和隆起，是由由于盾尾空隙隙的產生引起起應力釋放或或壁后注漿壓壓力過大而產產生，地基下下沉的大部分分都是這種盾盾尾空隙下沉沉。⑤后續(xù)下沉是軟弱弱黏土中出現(xiàn)現(xiàn)的現(xiàn)象，主主要是由于盾盾構推進引起起整個地基松松弛或擾動而而發(fā)生的，可可持續(xù)到盾構構通過后3~~4個月。隧道橫斷面方向的的沉降：由盾構的推進引起起的橫斷面方方向的最終地地基下沉分布布，一般以隧道道為中心，呈單向橫坡形形式，近似于倒立立的標準概率率曲線的形狀狀。控制措施：①地基變形預測與與監(jiān)控。在推推進時，在隧隧道中線向上上及其兩側范范圍內設置檢檢測點，當?shù)氐乇肀O(jiān)測顯示示沉降量過大大時，亦需暫暫停出土，建建立土壓平衡衡，加大同步步注漿或進行行二次注漿，進進行水準測量量，并根據(jù)監(jiān)監(jiān)測結果指導導施工，調整整施工參數(shù)，總總結經驗，用用到后續(xù)的施施工管理中。②開挖過程中水土土壓力不均衡衡防治措施。當當實際土倉壓壓力未達到理理論土壓力時時，則存在掌掌子面失穩(wěn)的的可能，此時時應停止出土土，建立土壓壓平衡，土壓壓平衡式盾構構可通過調整整推進速度和和螺旋式排土土器的轉速，使使土倉壓力與與開挖面土水水壓力相對應應。另外，注注入適當?shù)奶硖砑觿┰黾娱_開挖土的塑性性、流動性，使使壓力倉內不不產生空隙。泥泥水加壓盾構構可根據(jù)圍巖巖的透水性來來調整泥漿性性狀，并進行行泥漿管理，使使壓力艙壓力力始終對應于于開挖面的水水土壓力。③推進中圍巖擾動動防治措施。為為了減少推進進中盾構與圍圍巖之間的摩摩擦，盡量不不擾動圍巖，必必須控制好盾盾構姿態(tài)，防防止盾構偏轉轉及橫向偏移移等，減少超超挖量。盾構構姿態(tài)發(fā)生偏偏差時，應緩緩慢糾偏，不不能操之過急急。④盾尾空隙下沉與壁壁后注漿引起起的地基隆起起防治措施。根根據(jù)圍巖狀態(tài)態(tài)來選擇滲透透性好、固結結強度大的壁壁后注漿材料料，并盡量與與盾構推進的的同時進行壁壁后注漿，即即采用同步注注漿。推進過過程中及時進進行壁后注漿漿，保證注漿漿的數(shù)量和質質量，就能有有效地控制沉沉降。另外，還還應根據(jù)需要要進行二次注注漿控制下沉沉，降低由于于二次注漿引引起的下沉。⑤一次襯砌變形防防治措施、為為防止管片環(huán)環(huán)變形，必須須使用形狀保保持裝置等來來確保管片組組裝精度，同同時充分緊固固接頭螺栓，必必要時做好二二次緊固。⑥地下水位下降防防治措施。為為了防止從管管片接頭、壁壁后注漿孔等等處漏水，必必須咨詢進行行管片的組裝裝及防水作業(yè)業(yè)，做好螺栓栓的緊固工作作。施工過程程中，盾構機機的螺旋輸送送器、盾尾密密封刷等必須須保持良好的的密封性能，防防止失效漏水水。對完成施施工的隧道滲滲漏水，必須須及時采取措措施進行堵漏漏。十八、隧道開挖的的基本原則：：在保證圍巖穩(wěn)定或或減少圍巖擾擾動的前提下下，選擇恰當?shù)牡拈_挖方法和和掘進方法，并盡可能提提高掘進速度度。按開挖隧道的橫斷斷面分部情況況來分，開挖方法可可分為全斷面面開挖法、臺階開挖法法、分部開挖法法。全斷面臺階法特點：開挖斷面作作業(yè)空間大，干擾?。挥袟l件充分分使用機械，減少人力；工序少，便于施工組組織與施工管管理，改善勞動條條件；開挖一次成成形，對圍巖擾動動小，有利于圍巖巖穩(wěn)定。臺階法：長臺階法法、短臺階法法、微臺階法法由兩條件決定：對對初期支護形形成閉合斷面面的時間要求求，圍巖越差，要求閉合時時間越短；對上部斷面面施工所采用用的開挖、支護、出渣等機械械設備需要施施工場地大小小的要求。分部開挖法：環(huán)形形開挖預留核核心土、雙側壁導坑坑法、中洞法、中隔壁法、交叉中隔壁壁法。十九、新奧法（NNATM）新奧法是以噴射砼砼錨桿作為主主要支護手段段，通過監(jiān)測控控制圍巖的變變形，充分發(fā)揮圍圍巖的自承能能力的施工方方法。錨噴支護技術與傳傳統(tǒng)的鋼木構構件支撐相比比，不僅僅是手手段上的不同同，更重要的是是工程概念的的不同，是人們對隧隧道及地下工工程問題的進進一步認識和和理解。由于噴錨支支護技術的應應用和發(fā)展，使得隧道及及地下洞室工工程理論步入入到現(xiàn)代理論論的新領域，也使隧道及及地下洞室工工程設計和施施工更符合地地下工程實際際，即設計理論論—施工方法法—結構（體體系）工作狀狀態(tài)的一致。奧地利隧道學會認認為，新奧法是在在圍巖中形成成一個以封閉閉巖石支撐環(huán)環(huán)為主要目的的的隧道施工工方法，泰勒教授認認為，新奧法不是是單純的開挖挖、支護的方法法和順序，而而是按照實際際觀察到的圍圍巖動態(tài)的各各項指標來指指導開挖隧道道的方法，有有人把新奧法法的施工原則則歸納為充分分保護，并利利用圍巖的承承載能力；其其施工要點是是控制爆破、錨錨噴支護和施施工監(jiān)測；其其施工方法為為設計、施工工和監(jiān)測三位位一體的動態(tài)態(tài)模式。新奧法施工的基本本原則：少擾動、早支護、勤測量、緊封閉少擾動：是指在進進行隧道開挖挖使，盡量減少對對圍巖的擾動動次數(shù)、強度、范圍和持續(xù)續(xù)時間。即要求能用用機械開挖的的就不用鉆爆爆法開挖；采用鉆爆法法開挖時，要嚴格進行行控制爆破；；盡量采用大大斷面開挖；；根據(jù)圍巖類類別，開挖方法，支護條件選選擇合理的循循環(huán)進尺；對自穩(wěn)性差差的圍巖，循環(huán)掘進進進尺應短一些些，支護要盡量量緊跟開挖面面，縮短應力松松弛時間。早支護，是指開挖挖后及時施作作初期錨噴支支護，使圍巖的變變形進入受控控制狀態(tài)。這樣做，一方面是為為了使圍巖不不致因變形過過度而產生坍坍塌失穩(wěn)；另一方面是是使圍巖變形形適度發(fā)展，以充分發(fā)揮揮圍巖的自承承能力，必要時可采采取超前預支支護措施。勤測量，是指以直直觀、可靠的量測測方法和量測測數(shù)據(jù)來準確確評價圍巖（或或圍巖加支護護）的穩(wěn)定狀狀態(tài)，或判斷斷其動態(tài)發(fā)展展趨勢，以便便及時調整支支護形式、開開挖方法，確確保施工安全全和順利進行行。量測是現(xiàn)現(xiàn)代隧道及地地下工程理論論的重要標志志之一，也是是掌握圍巖動動態(tài)變化過程程的手段和進進行工程設計計、施工的依依據(jù)。緊封閉，一方面是是指采取噴射射砼等防護措措施，避免圍巖因因長時間暴露露而導致強度度和穩(wěn)定性的的衰減（尤其其是對易風化化的軟弱圍巖巖）；另一方方面是指要適適時對圍巖施施作封閉支護護，這樣不僅僅可以及時阻阻止圍巖變形形，而且可以以使支護和圍圍巖能進入良良好的共同工工作狀態(tài)。二十、淺埋暗挖法法十八字方針針管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測管超前：采用超前前導管注漿防防護，實際上就是是采用超前預預加固支護的的各種手段，提高工作面面的穩(wěn)定性，環(huán)境開挖引引起的工作面面前方和正上上方土柱的壓壓力，緩解圍巖松松弛和預防坍坍塌。嚴注漿：在超前支支護后，立即進行壓壓注水泥砂漿漿或其它化學學漿液，填充圍巖空空隙，使隧道周圍圍形成一個具具有一定強度度的結構體，以使圍巖自自穩(wěn)能力提高高。短開挖：限制一次次進尺的長度度，降低圍巖的的松弛強支護：淺埋暗挖挖法，既認為初支支是柔性的，又特別強調調初支是強大大的，它應該承受受全部基本荷荷載，變形控制標標準不僅是以以支護結構物物本身決定，而往往受限限于地面環(huán)境境要求，這與新奧法法有區(qū)別，在淺埋軟土土地層中施工工，初期支護必必須十分牢靠靠，具有強大的的剛度，以控制開挖挖初期的變形形?？旆忾]：在臺階法法施工中，如上臺階過過長時，變形增加快快，為及時控制制圍巖松弛，必須采用臨臨時仰拱，開挖一環(huán)封封閉一環(huán)，提高初期支支護的承載力力。勤量測：對隧道施施工過程中進進行經常性的的量測，掌握施工動動態(tài)，及時反饋，是淺埋暗挖挖法成敗的關關鍵。二十一、扁平大斷斷面隧道基本本力學特征為為何？施工方方法有哪些，其其適應性如何何？扁平大斷面隧道具具有扁平的拱拱形結構，有以下的特特征：①開挖后的應力重重分布變得不不利。對圓形隧道來說，在彈性介質質、靜水壓力場場中，開挖后坑道道周邊的最大大主應力是初初始應力的22倍，圍巖的的單軸抗壓強強度比重分布布的應力小，隧隧道將出現(xiàn)塑塑性化，為此此，需要強大大的支護結構構來控制變形形。而對扁平平的大斷面隧隧道來說，根根據(jù)有限元解解析，開挖后后的最大主應應力為側壓力力系數(shù)：k==1時的初始應力力的3倍，k=0.7的初始始應力的4倍，因此，與與過去的雙車車道隧道相比比，即使是有有很大的強度度，也會出現(xiàn)現(xiàn)塑性化和大大變形，為保保證無支護的的自穩(wěn)條件，就就必須要有較較大的圍巖強強度比。②底腳處的應力集集中較大，要要求較大的地地基承載力。開開挖后的應力力在側壁處比比較大，開挖挖寬度越大，軸軸力也越大，特特別是側壓系系數(shù)小時，凈凈空寬度有擴擴大的可能，因因此，底腳的的承載力是很很重要的。③拱頂不穩(wěn)定④較大的松弛地壓壓，開挖寬度度和開挖高度度越大，要求求產生拱作用用的埋深越大大，在埋深小小，拱作用不不能發(fā)揮作用用時，就會產產生較大的松松弛壓力。⑤支護結構的承載力力相對較小大斷面隧道施工方方法：隧道的施工方法要要根據(jù)斷面形形狀、長度、工期、地質、涌涌水、周圍環(huán)環(huán)境等條件，綜綜合確定，扁扁平大斷面隧隧道施工方法法要注意以下下幾點:①地形地質的特殊性性，如洞口段，埋深小的地地段，易變現(xiàn)的地地質狀況等②是否有限制條件件，如對地表表下沉的限制制，地基承載載力等③必要時要與輔助助工法配合④要盡量采用能避避免圍巖松弛弛的施工方法法，如在泥巖巖中采用機械械開挖⑤因上部斷面扁平平不能長時間間放置，開挖挖后要及早采采用臨時仰拱拱封閉。從目前的施工技術術水平出發(fā)，適適合大斷面的的開挖的施工工方法主要有有以下幾種：：①上半斷面超前短短臺階法，在在大部分圍巖巖條件下都可可以采用②CD法（中壁）法法在掌子面不不穩(wěn)定的隧道道中③雙側導（眼銑）法法在承載力不不在的洞口段段④TBM導坑掘進法法小端面TBMM掘進超前導導坑，而后用用爆破法進行行擴大，適用用在比較良好好的圍巖條件件下為有效、安全地進進行大斷面隧隧道的施工，要進行技術術開發(fā)，包括：①光面爆破，使裝裝藥作業(yè)省力力化②在不能自穩(wěn)的圍圍巖中打設長長錨桿③采用高效率、大大容量的機械械和高強混凝凝土，控制噴噴混凝土的厚厚度的增加④因開挖量的增加加，需要開發(fā)發(fā)大型出碴機機械和連續(xù)出出碴系統(tǒng)⑤因大型機械投入入施工，廢氣氣增多，需要要加強通風，要要研究采用TTBM導坑通通風的可能性性⑥研究采用TBM導導坑施工的合合理方法及可可能的技術適用性：上半斷面面法采用最多多，在大部分圍圍巖條件下都都可采用，在承載力不不足的洞口段段，可采用側壁壁導坑法，在掌子面不不穩(wěn)定的隧道道中，可采用中隔隔壁法（CD法）。在洞口段，未固結結圍巖、斷層層破碎帶等不不穩(wěn)定圍巖中中，特別是扁扁平大斷面隧隧道中，因開開挖寬度和高高度都大，不不易穩(wěn)定，和和拱腳處的應應力集中，拱拱頂彎矩增大大等，應盡量量控制圍巖松松弛，為此，采采取掌子面的的穩(wěn)定對策是是極為重要的的，掌子面穩(wěn)穩(wěn)定對策有：：分割掌子面面，縮短一次次進尺長度，采采取輔助工法法等。二十二、在設計和和施工大斷面面交通隧道時時，存在哪些些技術難點？？如何克服？？技術難點：①扁平平大斷面隧道道的力學問題題②隧道斷面結構的的研究③施工方法的研究究④施工技術的研究究①點同09年②斷面的扁平率是是大斷面隧道道的一個重要要技術指標，在在雙車道情況況下，扁平率率約為0.885，三車道道情況下，大大約為0.664~0.665③隧道支護結構模式式的研究增加錨桿長度，減減小噴砼厚度度；在標準設計計范圍內，初期支護時時確保圍巖穩(wěn)穩(wěn)定的，對扁平隧道道，為確保長期期的穩(wěn)定性，也要預計長長期的力學穩(wěn)穩(wěn)定性；在給定的圍圍巖條件下，設置仰拱，保證結構總總體穩(wěn)定性④施工方法同099年⑤超前支護輔助施施工三車道大斷面隧道道施工需要解解決的問題是是掌子面的穩(wěn)穩(wěn)定性和合理理化施工兩大大問題，對掌子面穩(wěn)穩(wěn)定性起重要要作用的超前前支護，是確保掌子子面前方穩(wěn)定定不可缺少的的手段。從作用效果果、構造形式、超前支護長長度看，超前支護方方法有：超前鉆孔、超前管棚、預預襯砌、注漿漿從作用效果看，超超前支護可分分為：梁效果：可視為一一個沿隧道縱縱向方向的梁梁結構，發(fā)揮一個剛剛性梁的效果果殼效果：在掌子面面前方形成一一個殼結構，以其厚度和和剛性來保證證隧道掌子面面及其周邊的的穩(wěn)定改良效果：把隧道道周邊圍巖的的強度加以改改善，這是注漿的的主要效果⑥加強施工監(jiān)測二十三、超前支護護及其支護機機理①超前錨桿：在開開挖前，在掌掌子面前方安安設錨桿，開開挖引起的徑徑向應力下降降且受約束，同同時，使迅速速增大的切向向應力受約束束，避免出現(xiàn)現(xiàn)剪切破壞。②超前小導管：在在開挖前向掌掌子面前方的的拱部，斜向向打入錨桿、鋼鋼管等，然后后用錨固材料料進行充填，可可將不穩(wěn)定的的巖層和巖塊塊連接在一起起，在成層的的巖層中，組組成組合拱火火組合梁，防防止巖層的滑滑動和坍塌，通通過有規(guī)律布布置的小導管管，將隧道四四周一定深度度的圍巖進行行擠壓，粘結結加固組成一一個承載環(huán)。③插板法：在圍巖中中插入剛插板板，以較大面面積支護拱頂頂，其剛性較較大，能夠確確定地構成拱拱形構造和使使周邊圍巖固固結的作用。④預襯砌支護：用用厚20cmm砼殼或砂漿漿殼，形成比比較柔性的拱拱殼，也可以以用厚約300cm的砼形形成剛性較大大的拱殼，柔柔性拱殼主要要用于穩(wěn)定掌掌子面，剛性性拱殼用于控控制地表下沉沉。⑤長鋼管超前支護護：打設長度度超過6m的超前支支護，多采用用長鋼管超前前支護，用注注漿改良鋼管管周圍的圍巖巖，在隧道橫橫向也保持了了一定的連續(xù)續(xù)性。⑥超前大管棚：由由于鋼管先行行設置，掘進進時在掌子面面前方圍巖和和鋼拱架的支支撐下，形成成梁結構，以以防止圍巖崩崩塌和松弛，通通過鋼管上的的孔向圍巖注注入水泥、水水玻璃等材料料，以改善圍圍巖狀況，保保證掌子面穩(wěn)穩(wěn)定。

⑦水平平旋噴注漿：：采用注漿超超前支護，可可使松散巖土土得到膠結硬硬化，調高其其整體性和密密實性，同時時使裂隙和孔孔洞得到填充充，有效的控控制地下水的的滲流，從而而達到封閉水水源和加固圍圍巖的目的。⑧人工凍結法：通通過在將要開開挖的隧道四四周鉆孔放套套管循環(huán)輸送送低溫液體造造壁，形成一一個臨時的強強度能支撐周周邊的地層地地壓和水壓的的凍結壁。二十四、控制掌子子面擠出位移移的技術：①改變掌子面形狀狀：采用傾斜斜的掌子面或或球形掌子面面進行開挖②留核心土：指在在掌子面不能能自穩(wěn)的不良良圍巖中，開開挖時把掌子子面中央部留留下，殘留的的核心土以填填土的形態(tài)促促使掌子面穩(wěn)穩(wěn)定的工法。留留核心土常與與掌子面噴砼砼和掌子面錨錨桿組合在一一起來保證掌掌子面的穩(wěn)定定。③掌子面噴砼：目目的是穩(wěn)定掌掌子面，在開開挖后的掌子子面噴射5~~10cm的砼砼，在不良圍巖巖地段，多與核心土土和掌子面錨錨桿并用，這對留核心心土的腳部作作業(yè)和掌子面面打設掌子面面錨桿作業(yè)的的安全是很重重要的。④掌子面錨桿：在在掌子面崩落落顯著的場合合采用。同時時，在小埋深深隧道燈有塌塌陷風險的場場合，可作為為預防對策采采用。掌子面面錨桿一般有有長度在6mm以下的段錨錨桿和6m以上的長長錨桿。⑤掌子面前方圍巖巖注漿補強與掌子面短錨桿比比較，長掌子面錨錨桿具有以下下優(yōu)點：①一次打設長度長長，減少了打打設次數(shù)，提提高了施工效效率②因為打入到前方方圍巖沒有松松弛和變形的的圍巖部分，可可抑制開挖時時產生的掌子子面擠出位移移而發(fā)生軸力力，出現(xiàn)錨桿桿的內壓效果果，因此可進進一步提高掌掌子面的自穩(wěn)穩(wěn)性。③在小埋深隧道中中，具有補強強掌子面前方方圍巖、抑制制地表面下沉沉的效果④因為注漿壓力高高，注漿材料料能夠滲入到到圍巖中，起起到改良圍巖巖的效果⑤在不良圍巖中，開開挖的掌子面面高度大，能能夠采用開挖挖機械和開孔孔臺車等大型型施工機械，提提高了施工效效率。⑥在不良圍巖中，可可采用超短臺臺階全斷面法法和短臺階法法，使仰拱能夠夠早期閉合。二十五、鋼支撐的的支護效果鋼支撐很少單獨使使用，多數(shù)場合是是與噴砼、錨桿等組合合使用。使用鋼支撐的目的的有四點：作為噴砼支支護功能出現(xiàn)現(xiàn)前的支持物物；對噴砼進行行補強；作為超前支支護的支點；；與噴砼、錨桿共同發(fā)發(fā)揮初期支護護的作用。①巖塊的保持效果果：因鋼支撐撐與圍巖密集集設置，可因因構件的彎曲曲承載力和抗抗剪承載力防防止局部巖塊塊崩落②軟弱層補強效果果：開口裂隙隙和規(guī)模小的的軟弱層等是是圍巖的薄弱弱處，因用鋼鋼支撐，能夠夠降低圍巖內內不連續(xù)面和和軟弱層的效效果。③內壓效果：在難難以形成承載載拱的軟巖和和土砂圍巖中中，鋼支撐的的反力可以作作為約束隧道道徑向位移，并并使開挖面附附近保持三軸軸狀態(tài)，提高高了圍巖的承承載力。④噴砼補強效果：：噴砼在初期期材齡時的變變形系數(shù)比較較小，易于變變形，同時強強度也小，但但與鋼支撐成成為一體后，支支護全體的剛剛性、韌性都都得到提高。噴噴砼的強度提提高后，與圍圍巖成為一體體，在隧道軸軸向形成一個個連續(xù)的拱形形結構，使隧隧道和周邊圍圍巖得以穩(wěn)定定。⑤向圍巖（腳部）傳傳遞荷載效果果：作用在支支護上的荷載載通過鋼支撐撐的底板等傳傳遞到圍巖上上⑥超前支護點效果果：在土砂圍圍巖和破碎帶帶等掌子面穩(wěn)穩(wěn)定性差的圍圍巖采用超前前支護的場合合，作為超前前鋼管等的支支點，支撐掌掌子面前方圍圍巖和荷載，抑抑制了圍巖的的松弛和崩塌塌。二十六、目前，國國內外采用的的隧道結構設設計模型有哪哪些，簡述之。①荷載—結構模型型，它是抑制制基于結構力力學的分析模模型，其主要要思想是：圍圍巖既對結構構產生荷載，又又對結構提供供彈性支承作作用，承載主主體是襯砌結結構，在考慮慮圍巖與結構構的相互作用用的同時，將將圍巖與結構構分開考慮，圍圍巖壓力按圍圍巖分類法或或有關實用計計算公式計算算，結構截面面內力按彈性性地基梁法或或假定抗力法法計算，圍巖巖對地下結構構穩(wěn)定的貢獻獻主要體現(xiàn)在在圍巖能以彈彈性支承的方方式約束結構構的變形。②圍巖—結構模型型，它是抑制制基于連續(xù)介介質力學的分分析模型，該該模型將襯砌砌結構與圍巖巖視為一個整整體，作為共共同承載的地地下結構體系系，認為圍巖巖是主要承載載體，襯砌結結構主要約束束圍巖的變形形，結構與圍圍巖的應力應應變按連續(xù)介介質原理及變變形協(xié)調條件件計算。③收斂—約束模型，它它是一種以連連續(xù)介質力學學，結構力學學等理論為基基礎，結合實實測，經驗的的分析模型，該該模型是利用用圍巖的收斂斂特性曲線與與襯砌結構物物的支護特征征曲線關系，求求出支護結構構類型和尺寸寸。④經驗類比設計法法，在圍巖分分級的基礎上上，參照既有有經驗進行隧隧道結構設計計的方法。二十七、闡述出圍圍巖級別外，還有哪些因因素對洞室穩(wěn)穩(wěn)定性有影響響？影響隧道穩(wěn)定性的的基本因素有有兩大類，即內部因素素和外部因素素，影響隧道道開挖后變形形的內部因素素包括初始地地應力長、圍圍巖的力學特特性和構造特特性；影響隧隧道開挖后變變形的外部因因素也稱人為為因素，主要要包括:隧道形狀、跨跨度、埋深及及施工方法等等。①初始地應力場：：指未被開挖挖擾動的原始始地應力場，由由自重應力場場合構造應力力場構成，是是決定隧道穩(wěn)穩(wěn)定性和破壞壞形態(tài)的基本本因素。②圍巖的力學特性性及構造特性性：圍巖的力力學特性包括括強度特性、變變形特性。從從強度特性出出發(fā)，多按巖巖石的單軸抗抗壓強度進行行分級，分為為硬巖、中硬硬巖、軟巖及及極軟巖、土土砂等幾類。但但應認識奧巖巖石強度與圍圍巖強度有著著本質的差異異，我們需要要了解的是圍圍巖強度，因因為決定構造造穩(wěn)定性的不不是巖塊的強強度，而是由由包括巖塊、不不連續(xù)面、充充填物構成的的圍巖強度。從從圍巖的構造造特性出發(fā)，隧隧道工程實踐踐充分表明，圍圍巖的構造特特性比力學特特性的影響更更為重要，目目前從圍巖的的地質模型上上通常地按其其結構分為塊塊狀結構、層層狀結構、碎碎裂結構及散散體結構四大大類。③圍巖強度比：圍圍巖強度與圍圍巖內部的最最大地應力值值的比值，是是評價圍巖條條件的重要指指標，基本上上決定了隧道道開挖的變形形動態(tài)。④隧道形狀的影響響：圓形或橢橢圓形、馬蹄蹄形隧道形狀狀對穩(wěn)定性影影響不同⑤隧道斷面尺寸的影影響：在同樣的圍圍巖中，隧道斷面尺尺寸一般說不不會改變開挖挖后的變形規(guī)規(guī)律，僅僅是值上上有所不同，但從另一角角度看，隨著斷面尺尺寸的加大，圍巖的地質質模式可能改改變，如從整體塊塊狀或破碎狀狀等，實質上是圍圍巖級別改變變了。因此，坑道的穩(wěn)定定性也隨著構構造尺寸的加加大而改變，則從穩(wěn)定的的變?yōu)闀簳r穩(wěn)穩(wěn)定的或不穩(wěn)穩(wěn)定的。⑥隧道埋深的影響響：埋深的影影響有雙重意意義，一個是是改變隧道的的劃分，一個個是改變隧道道不同埋深條條件下的變形形動態(tài)。淺埋埋與深埋相比比，主要是難難以形成承載載拱，視地質質條件會出現(xiàn)現(xiàn)拱頂下沉且且急劇增大，地地表下沉和開開裂以及掌子子面不穩(wěn)定等等現(xiàn)象，而后后者則是在同同樣圍巖條件件下，隨埋深深的增加，變變形急劇增大大，甚至變得得不穩(wěn)定。⑦施工方法的影響響：施工方法法對隧道開挖挖后的變形動動態(tài)的影響，主主要表現(xiàn)在橫橫斷面的分部部開挖、開挖挖縱斷面形狀狀、支護的施施作時機等，即即施工方法的的影響主要表表現(xiàn)在變形控控制上。⑧管理水平的影響響：軟弱圍巖巖隧道施工的的成敗，取決決于管理和技技術水平兩大大因素，其中中精細管理是是關鍵。⑨地下水狀況：地地下水是造成成施工塌方，使使隧道圍巖視視為的重要因因素之一，地地下水對圍巖巖的影響主要要表現(xiàn)在：使使圍巖軟化、強強度降低、對對軟巖尤為突突出。在軟弱弱結構面巖體體中，會沖走走充填物質或或使夾層軟化化，減少層間間摩阻力，促促使巖塊滑移移。二十八、控制掌子子面后方位移移的技術在軟弱圍巖設計施工工中，除了用用超前預支護控制掌掌子面擠出位位移和掌子面面的前方先行行位移，也要要加強對掌子子面后方變形形的控制。控控制掌子面后方變變形的基本方方法是用加強強的初期支護護。目前，加強初期支支護有兩種做做法：一種是是加大噴砼的的厚度，加密密鋼架間距或或者縮小錨桿桿間距；另外外一種是改變變噴砼的性能能、提高鋼架架的規(guī)格和采采用抗拔力大大的錨桿。顯顯然，后一種做法法是符合技術術發(fā)展方向的的。大斷面隧道如果果仍然采用一種種做法加強隧隧道的支護結結構，必然會會加大開挖斷斷面積，增大大施工難度，從從而延長工期期且增加成本本。比較好的加強初期期支護的措施施主要有：采采用噴射高性性能混凝土、高承載力的的錨桿、高規(guī)規(guī)格的鋼支撐撐以及采用多多重支護的措施等。①噴射高性能砼：初初期高強度噴噴砼、高剛性性噴射砼A、噴砼要求的主要要功能之一是是要求強度出出現(xiàn)早。高強強度噴砼能夠夠減薄噴射厚厚度，削減噴噴射量，從而而縮短工期，有有比較大的經經濟效益。噴噴射過后的高強度度噴砼能夠省省略鋼支撐和和防止鋼支撐撐架設作業(yè)時的的圍巖脫落和和噴砼的剝落落等災害，由由于開挖循環(huán)環(huán)時間的縮短短，隧道的掘掘進速度也可可以提高。在在膨脹性圍巖中中，由于噴射射后能夠發(fā)揮揮很高的支護護性從而獲得得控制變形的的效果。B、噴砼的剛性，噴噴射過后是不不大的，而隧隧道發(fā)生的凈凈空位移則是是在很短時間間發(fā)生的，兩兩者的關系，即即隧道掘進速速度和噴砼的的硬化速度的的關系，決定定了噴砼賦予圍巖巖的支護反力力。伴隨掌子子面掘進的圍圍巖變形，是是隨掘進速度度和噴砼的剛剛性增進速度而變變的，因此，開開發(fā)促使軟弱弱圍巖早期穩(wěn)穩(wěn)定的，具有有低齡高強度度和高剛性的的噴砼是十分分必要的。②高承載力的錨桿③高規(guī)格的鋼支撐④多重支護：多重支支護控制技術術就是在隧道道開挖時留出出充分發(fā)變形形富余量，先釋釋放一部分變變形，進行第第一次支護，繼繼續(xù)釋放變形形，一次支護護達到極限狀狀態(tài)后，再繼繼續(xù)施做第二二次支護，必必要時，可繼繼續(xù)施做第三三次支護，最最終將變形控控制在容許范范圍內的一種種多重支護施施工的方法。該該方法的特點是是：不需要進進行反復擴挖挖和反復支護護，就是說沒沒有拆除頂替替已經承載的的支護構件和和對圍巖的多多次擾動問題題。基本觀點：（1）容許第一次次支護損傷，設設定比通常大大的變形富余余量，為了設設置第二次支支護，開挖斷斷面要考慮設設置第二次支支護的富余量量；（2）進行第二次次支護，并形形成閉合結構構，能夠控制制變形的進一一步發(fā)展，提提高支護的安安全性；（33）第二次支護護應在第一次次支護變形到到一定程度后后實施；（44）第一次支護護變形小的場場合，可以補補進行第二次次支護。二十九、控制拱腳腳下沉的技術隧道開挖時，在掌掌子面和周邊邊圍巖穩(wěn)定性性有問題的場場合，因圍巖巖的承載力和和剛性不足，支支護的腳部會會出現(xiàn)下沉現(xiàn)現(xiàn)象。在下沉沉的同時，松松弛區(qū)域會隨隨之擴大，也也會引起拱頂頂附近的作用用荷載的增加加以及周邊圍圍巖出現(xiàn)大變變形，而使穩(wěn)穩(wěn)定性顯著降降低。對此，以穩(wěn)定初期期支護腳部周邊圍巖為為目的要進行行腳部補強。腳部補強分為上半半斷面腳部補補強和增加腳腳部承載力的的補強上半斷面腳部補強強：臨時仰拱拱、加肋鋼支支撐、圍巖改改良增加腳部承載力補補強：腳部補補強錨桿、腳腳部支持樁、腳腳部加固樁①臨時仰拱作為上半半斷面臨時閉閉合而在上半半斷面底部施施工的。但在下半斷面開挖后后變形和下沉顯著的場合，作作為下半斷面面的輔助工法法或者完成后后需要早期閉閉合斷面的場場合也有作為為仰拱的一部部分而施工的的。臨時仰拱拱一般采用噴噴砼，但在大大斷面隧道或或發(fā)生過大的的凈空位移和和底鼓，鋼支支撐變形和錨錨桿破斷的圍圍巖中需要增增加剛性和承承載力時，也也可與仰拱橫撐并并用或采用纖纖維噴砼。②加肋鋼支撐：作為為上半斷面腳腳部圍巖承載載力不足對策策而采用。是在鋼支撐腳部部加H型鋼或鋼管管來擴大支持持面積，以降降低支撐壓力力的方法，也在下半斷斷面開挖作業(yè)業(yè)中經常采用用。加肋鋼支支撐能夠在支支護腳部圍巖巖承載力不足足時，腳部下下沉大的場合合，增加基本本設置面積，分分散荷載來抑抑制下沉。③噴砼拱腳補強：在在支護的腳部部靠近凈空側側噴射腳部砼砼擴大其支撐撐面積，在此此形成一個連連續(xù)的梁。④拱腳補強：支護腳腳部圍巖注漿漿，腳部補強強（縮腳）錨錨桿，支持樁樁（圍巖改變變、摩擦樁、置置換樁）1）補強錨桿、補強錨錨固樁：從上上半斷面鋼支支撐的腳部向向下方向打設設錨桿和錨固固樁，提高腳腳部支持力的的方法，通常常用砂漿就可可以確保附著著力，但也有有采用能夠設設定膠凝時間間的超微粒子子的水泥漿和和尿烷系藥液液。2）腳部注漿、水平平旋噴注漿：：向支護腳部部附近的圍巖巖注漿補強，分分散支護設置置地點的荷載載和注漿承載載力及防止下下半斷面開挖挖時拱腳圍巖巖產生變形的的工法3）水平側壁鋼管：僅僅僅用腳部補補強錨桿和腳腳部補強樁有有時難以防止止上半斷面支支護的下沉，可可在拱腳下部部打設水平鋼鋼管，并進行行注漿的腳部部補強水平側側壁鋼管工法法。效果：鋼管固定產產生的防止支支護下沉的效效果；增強背背后圍巖抗滑滑的剪切效果果；由于拉伸伸產生的內壓壓效果；抑制制圍巖變形的的效果。三十、軟弱圍巖變變形力學機制制主要與軟弱圍巖的的類型及其所所處的地質力力學環(huán)境有關關，一般可分分為塑性擠出出變形和膨脹脹擠出變形