高速鐵路深埋長隧道最優(yōu)施工方法的選擇

高速鐵路深埋長隧道最優(yōu)施工方法的選擇1引言

對于一座隧道來說，一般有各種不同的、可能都適用的施工方法可供選擇，這取決于許多變化的因素，包括地質(zhì)一土工一巖石力學一水文地質(zhì)等條件，所要開挖的巖體和土體的特性，設計時所能掌握的地下開挖技術等等。但是，所有的施工方法原則上都可歸類為2種主要方法中的一種，即傳統(tǒng)施工方法和機械施工方法。對于大埋深、長隧道施工，越來越傾向于優(yōu)先采用機械施工方法，其目的的主要在于縮短工期。

盡管機械施工方法是一種現(xiàn)代化的先進技術，但它并不是一種無風險的方法。遇到不同于設計預測的地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，或者施工機械本身的性能不理想，或者僅僅是實現(xiàn)的地屋一機械系統(tǒng)性能偏離理論的情況，都將導致產(chǎn)生一系列的問題和風險。如果不進行適當管理，這對于隧道工程來說常常是災難性的。

在世界各地，主要是在發(fā)達國家已經(jīng)修建了許多特長的交通隧道，從中獲得的共同經(jīng)驗表明，高速鐵路隧道的施工，特別是大埋深、長隧道的施工一般具有很高的風險性。這類隧道工程的成功很大程度上取決于勘察的水平和正確施工技術的選擇。從風險管理的角度出發(fā)，筆者強列地認為，正確選擇一座隧道的施工方法是“首要的風險減輕措施”，或者“首要的對策”或者簡單地說，是對所識別的主要風險的第一反應。因此關鍵的問題是，如何針對一座隧道做出正確的選擇。

本文簡要回顧最近的歐洲重大高速鐵路隧道工程實例、以及近年來所掌握的屬于兩種主要施工方法（機械施工方法和傳統(tǒng)施工方法）的開挖技術（注重其優(yōu)缺點），并在風險分析和多重標準分析原理的基礎上建議采用一種穩(wěn)健方法來確定大埋深、長隧道的最優(yōu)施工方法。本文以里昂-都靈高速鐵路連接線工程為例，并連同其他經(jīng)驗來闡述所建議的方法。里昂-都靈高速鐵路連接線工程的所有進入隧道目前已開始施工，整個工程的參考設計方案（即所謂的APR-PD設計包）已經(jīng)完成并提交意大利和法國政府審批。

2適用施工方法的回顧

隧道施工方法可分為兩大類：機械方法（使用TBM開挖地層）和傳統(tǒng)方法（使用炸藥或機械工具開挖地層）。下面總結(jié)這2種方法的突出特征。

2.1機械方法的主要特征

長大、深埋隧道主要設計修建于巖石中。在巖層中運用的機械施工方法包括2種類型的隧道掘進機（TBM）。第一種是開敞式TBM，它通過縱向千斤頂作用在堅硬的支撐框架上向前推進,而支撐框架則由一組或兩組在洞徑方向相對伸展的撐靴頂推在已開挖隧道的斷面上來穩(wěn)住。第二種是護盾式TBM，在盾殼本身（后面部分）的保護下安設管片，刀頭前進所需的接觸壓力通過縱向頂住已安裝的管片襯砌而獲得。

護盾式TBM有2種類型：即單護盾TBM和雙護盾TBM。與沒有護盾的TBM類似，雙護盾TBM具有建造在此后盾殼內(nèi)的撐靴，因此它有雙頂推系統(tǒng)，可以提供連續(xù)作業(yè)循環(huán)的可能性。特別是通過雙頂推系統(tǒng)，TBM可以在不頂住預制管片襯砌的情況下而向前移動，這樣就可以在TBM向前掘進的同時安設管片。另外，如果地質(zhì)條件許可，雙護盾TBM也可以僅僅依靠頂住后面撐緊的盾殼而向前移動，而不需要安設管片?；蛘叻催^來，雙護盾TBM可以像單護盾TBM一樣進行工作，即如果圍巖條件不能提供有效和足夠的支撐，他可僅通過頂壓管片而向前移動。

開敞式TBM可比同一直徑的護盾式TBM短得多，允許靠近工作面設置支護，如徑向錨固。

在TBM后面的后配套（也稱為后勤系統(tǒng)）中，可以進行其他施工作業(yè)。這樣的后配套系統(tǒng)或者由TBM制造商設計，或者由有經(jīng)驗的承包商直接設計，可以跨接永久襯砌的設置區(qū)域，特別是在隧道的底部，使得能夠?qū)⑹┕げ牧线\到工作面的作業(yè)區(qū)并為TBM提供新鮮空氣、能源、冷卻水等。其它重要的革新在于使用高度機械化和自動化的系統(tǒng)來設置支護及使用專用列車或者連續(xù)反帶輸送系統(tǒng)連續(xù)出碴。

機械方法的主要優(yōu)點是：

（1）通過幾乎連續(xù)和平行的方式進行斷面的開挖和支護，實現(xiàn)施工工序的高度工業(yè)化，因此采用該方法能使獨頭掘進的長度有顯著增加，減少了工作面的數(shù)量。

（2）可以在離開挖面最短的距離處設置支護，在采用護盾式TBM的情況中幾乎可以在工作面處直接設置支護。

（3）作為上述優(yōu)點的直接結(jié)果，該方法可能縮短工期、降低費用和提高最終產(chǎn)品，即隧道的質(zhì)量。

（4）另一方面的優(yōu)點是對于工作提供了較高的安全條件。獅

對導過去10滅年機械施工塵方法所做的謠持續(xù)技術改策進極大地擴憤大了機械方化法在巖石隧式道工程中的撓運用范圍，在進一步提高偏了掘進效率欠。事實上，逝目前使用機樂械方法掘進兄9~10m淋直徑的高蜘速鐵路隧道躬，在一系列血無異常地層欠條件下每天香的掘進速率平可以達到1驕5~40m榴，如表1包中所總結(jié)的庭許多實例所槽示。彎

另父一方面，應睬指出機械施狼工方法的缺凝點：進

（顆1）難于在氏理論斷面周摘圍形成大的柏、連續(xù)的超朽挖，以適應射潛在的大的唱變形（收斂轉(zhuǎn)），如在擠沈壓/膨脹適地層中常常筑要求的那樣庸。壩

（絡2）難于進物行工作面前逃方的地層加駁固或處理，睬特別是在隧伏道仰供周圍基區(qū)域。冤

（癥3）一套用見于掘進10肺m直徑的瘦高速鐵路隧嗽道的機械機替組，其總的賺長度可能達檔到200m臂，而且在安焦裝后它在很屆大程度是一版?zhèn)€緒剛性系統(tǒng)，田并且它的操忘作主要遵循軟一系列的標蒼準。因此，蜂一旦實際的惕地層條件要洞求改變施工節(jié)方法，則某激一具體的機嗓械方法的選罰擇常常是不握可撤回的，禿其造成的嚴眼重后果是工召期延長，費紅用增加。宅

換俯句話說，對把于未預料到淋的變化的地撕層條件（預百計的工作條退件范圍之外雄的情況），跳機械施工方或法自身的適辯應性較小，僅因此采用這君種方法必須所承擔相對較股高的風險。蟲出于這一原淋因，人們也塊開始傾向于損給掘進機工切作面提供支廚撐壓力（像襲土壓平很）灑的可能性，尿以進一步擴咳大機械施工律方法的作業(yè)揚條件范圍。掃

與痕傳統(tǒng)法施工爽的隧道相比隔，采用TB狹M掘進隧嘉道要求有額滅外的空間。粗特別是需要絨有大的作業(yè)覆場地用于T動BM和后絮配套系統(tǒng)的任始發(fā)。除此今之外，與施霉工相關的后嗓勤工作應考殘慮所預計的客TBM掘盡進速率，其屬掘進速率可滅能比同等（防類似）條件跑下傳統(tǒng)施工脫方法的掘進初速度快3~桂4倍。但堡是還應記住魄，由于減少享了開挖掌子呀面的數(shù)量采淚用機械施工鬧方法所要求奇的總的作業(yè)遍場地數(shù)量也務就大大減少寒了，同時也莖就減少對環(huán)寨境的影響。艇

T重BM的投良資費用遠遠施大于鉆爆法鳳。購置和安烘裝TBM勾所花費的時融間一般也大蹈大多于鉆爆喝法所采用的溜機械。貸

另域外，總的來方說，機械法簡施工的隧道胡工程要求作啞業(yè)人員具有拳不同于鉆爆孟法所要求的彼技能，而且調(diào)還要求聘用液更多的專家茅。辟

2填.2傳統(tǒng)浴施工方法（控鉆爆法、新寶奧法等）的辛主要特征概

該賤方法受大多梅為人力施工左工序的循環(huán)等作業(yè)影響，涌具有以下與君眾不同的確腎作業(yè)階段；碰閣

（濱1）采用炸蘇藥及/或憐點擊開挖機起械工具（挖進掘機、液壓爪錘、巷道掘旨進機）破巖龍。

擊

（尤2）靠近開某挖面設置臨厲時支護。警販（3）根據(jù)怠巖體特征和野后勤工作的陳需要，在離投開挖面一定術距離的地方絮設置防水系呆統(tǒng)和永久襯例砌。隨

一懶般情況下，當初期支護的篩設置應盡可爛能靠近開挖繳面，而最終塊初砌的澆筑隊可在離開挖滅面不同距離折處進行，這杯取決于總的復施工工序和劇相應的作業(yè)含循環(huán)（如仰輝拱的設置可今在開挖面附坑近或在初始筍襯砌澆筑后防進行）。東

傳形統(tǒng)施工方法該在以下幾方乓面具有非?？蜢`活的特點盟：亡

（侵1）開挖尺粘寸（全斷面震開挖或者分寸步開挖，橫抓斷面可變）棍。嫁

（常2）支護設麗置到開挖面氏的距離。呼

（熱3）可以“至相對容易地脅”在開挖面劍前方進行超忍前勘探和地粉層處理。法

（宣4）可以獲榆得想得到的豐大尺寸超挖奉，并在需要裂時設置可變含形的支護。亡

（導5）可以根仆據(jù)所遇到的沸地層條件調(diào)怎整地挖技術蛛和支護技術盤，即所謂的延適應性。臭

在序正常條件下蹈，傳統(tǒng)施工凡方法所能獲雙得的平均進犁尺寸4~1頓0m/工宮天，而在困調(diào)難條件下則烏為0.5~乞2m/工慰天。尚

該綠方法的主要繩缺點是：安襯全條件相對則較低；施工喊耗費人力；上由于循環(huán)作麻業(yè)的性質(zhì)，物生產(chǎn)效率低趴下，特別是溉有效性和掘殺進速度。形

如頓今，傳統(tǒng)的爪隧道循環(huán)作里業(yè)也可得到淺高度機械和隨部分自動化細的專用機械噸的支持，如抵在圣哥達山勵底隧道所采酷用的那樣。桂傳統(tǒng)施工方止法能夠適用際于幾乎所有脫的正線隧道姥，長大雙孔斑隧道之間的岡橫通道、地是下救援車站構和安全車站修的施工。此松外，有些洞留段如果已經(jīng)圈排除了使用賓任何機械方猴法開挖的可怠行性或可能找性，則對于敬這些洞段來莫說傳統(tǒng)的方誘法是唯一的研選擇。獵

對柿于某一具體黃洞段來說，慮選擇采用鉆切爆法還是T燕BM開挖傭主要取決于巨預測的施工雕條件及其變俗化范圍，要染開挖的洞段墻長度，以及倘允許用來建價造該洞段的?？倳r間。施緞工條件變化旗越大，長度弓越短，則使蹲用傳統(tǒng)施工壽方法的優(yōu)點副就越多，反呆之亦然。納

3竊施工實例插的回顧堂

近乞年，歐洲國僻家大力發(fā)展睡高速鐵路，騙由于特殊的蜂地形設定，倒這些鐵路囊惜括了世界上什大部分的最徹長及埋深最離大的鐵路隧財?shù)?。?總機結(jié)了歐洲主牛要的長大、誰深埋鐵路隧襯道，這些隧該道或者已完蛙工，或者正葵在修建，或濁者處在先期秀開發(fā)階段。情

根福據(jù)表1所擠列的數(shù)據(jù)及壇筆者所掌握經(jīng)的這些工程便的背景資料鬧，可以得出谷以下觀察結(jié)臘果：委

（修1）歐洲的時許多新建高媽速鐵路項目粒包括在地質(zhì)消條件變化極功大的情況修炒建下非常長隱的及大直徑教的隧道，特宰別是在阿爾管卑斯山地區(qū)蝕。阿

（所2）除了工佛期和費用限駐制條件外，錢還存在一系染列的風險，鎖特別是隧道勤標高處的擠缺壓地層、高程壓地下水（雕最高達20間0bar）鮮、巖爆、高爆地溫等是影兔響施工的關悉鍵因素。律

（俘3）在一個久給定的鐵路穿線走廊中，荒連接兩相鄰級點的最佳線搭路并非一定綿是直線。許協(xié)多因素影響陽著定線的選程擇（Kal貢amara燥s等，2昆001）。哭影響最佳線鏟路選擇的一率個普遍因素所是地質(zhì)條件厭，表1所列坊的工程實例壽均是這種情藏況。蹲

（謎4）由于運輪營安全的原探因，歐洲高夾速鐵路隧道拉的結(jié)構無一舊例外都是雙芝孔形式，而寺且對于非常浸長的隧道都邪預計設置地乎下救援站、鴉安全站或多僚用途車站。綿

（災5）這些隧都道的開挖直飽徑一般在9繡~10m，霜視預計的開燥挖后地層變購形特性而定豐。田

（旱6）為縮短毛工期及因為密通風的需要庫，這些非常罵長的鐵路隧帽道常常分成季一定數(shù)量的偏區(qū)段及相應糖的施工標段單（Paja博res隧斤道、勒奇山脖山底隧道、潑圣哥達山底三隧道）。愉

（漁7）常常要超求采用機械佩施工方法，嫂以限制項目圾的工期，在業(yè)某些情況下扇是為了提高況工期和費用映預算的可靠原性。跳

（掏8）具體使頌用TBM識類型為開敞遭式TBM叫和護盾式T慎BM（單護惜盾或雙護盾坡），具體類余型取決于設籠計采用機械島施工法進行祖掘進的區(qū)段抹的地層條件宜。另外，單奇護盾或雙護通盾TBM典并不總是隧占道開挖的正膊確方法，特脖別是在預計乎有很多洞段瞇存在不利地槳層條件的情鮮況時，如發(fā)讓生快速擠壓英的地層和（盈或）工作面研坍塌。血

（庭9）這種統(tǒng)尺寸的TB專M的獨頭飲掘進最長距齒離還未超過耕15km。更斧（折10）為修術建正線隧道盤，僅采用機騙械施工方法療（TBM）別是可行的，然但僅僅是一奶個特例（參林見瓜達臘馬喝隧道和Ab挨dalaj伙is隧道）折，在前一個叉隧道工程中口，沿隧道線餓路超過90守%的巖體足的質(zhì)量都有海利于TBM鏟開挖，另獄外施工方和蟻設計方的良文好合作。在主后一個隧道忌過程中，其鋤長度相對較宵短并為此開拐發(fā)了一種特哨殊類型的T臺BM——D彎SU型T年BM（Gr蝕andor慧i和Ro勿muald閱i，200陡4）以對付檢可能的大的手收斂變形。古

(扎11)傳勁統(tǒng)施工方法營在修建這些喘長隧道中仍載然起著重要懼作用。車

最癥后應指出的榨是，在表1食最后一列雅所給出的施獨工工期是實銷際的或者預烏計的，而且扁這些工程實志例具有以下吹共同的特點伶：鄉(xiāng)

（予1）規(guī)劃、裂設計和環(huán)境挨評估階段的披時間非常長濱，一般都持吊續(xù)了幾十年蹲。

聾

（漏2）針對長朋隧道選擇最預佳施工方法慎的問題確實界復雜，它幾過乎從來都不傭是一個純粹燃的技術問題欣。荒

（首3）通常需沿要首先在技重術可行性、看隧道施工、棋運營要求、犁費用和環(huán)境逝影響之間進叔行大的折衷脫。鑰

4粒方法涂

4江.1與施駐工方法選擇銷相關的風險礦總體考慮捏

高訊速鐵路長隧升道是非常復祥雜的土木工映程，其一般始位于偏遠的蹦高山地區(qū)，達進入條件困郵難且既有基挪礎設施非常獲有限。因此內(nèi)，很難進行漫現(xiàn)場勘察，邀以弄清所規(guī)動劃隧道沿線邊的地層條件鉆，這要花費撥大量的時間裳和費用，而間這正是從技呈術上正確選睡擇施工方法短的關鍵憲之處。根據(jù)笑隧道界積累筐的經(jīng)驗，與紅高速鐵路深馬埋長大隧道搬有關的典型多不利條件包稠括：征

（舅1）高地應盜力，很難加垂以確定（特循別是水平應象力），意味烈著作用于隧昨道支護上的滅地層壓力非誦常大。重

（童2）在其無扭側(cè)限抗壓強侄度低于平均百原位應力的菜巖層中，具劃有強烈的擠劍壓和高的塑析性變形（大藥的收斂和強瓜度的軟化）罷。揉

（太3）在非常償堅硬、原位鼻應力水平非春常高的巖層石中會出現(xiàn)巖豈爆。戒

（菠4）黏土質(zhì)尾巖層中的膨襲脹和蠕動（追長時間的隧撤道底部變形構）。災

（嗓5）高水壓康和（或）大掙的涌水。蜓

（紫6）斷層的果剪切帶，其默強度常常非燙常低，水壓烏非常高（工盯作面和洞室慣不穩(wěn)定）。卷

（蜘7）嚴重破方碎帶，力學淹性能差，各籌向異性，可襪能需要對工活作面前方地森層進行預處懷理，以穿越貼斷層帶。艱

（退8）高的地稿溫和水溫可畫能要求在施立工中進行良蜓好的通風甚乓至冷卻。菠

（詞9）沿隧道競穿越的活動竹斷層出現(xiàn)因飼地震引起的閃局部位移?？?/p>

（甲10）環(huán)境犯影響，特別秋是對地下水括體系的不良樣影響，對公嘗眾的干擾和葉對洞門區(qū)域釘土地和財產(chǎn)踩的干擾。許

在歸某一隧道區(qū)恐段內(nèi)這些不斤利條件的存燦在與否，以離及存在的話盈這些條件的筒出現(xiàn)頻率，憤對于選擇施憐工方法以及嬌制定相關的罰設計—施工宣方案是至關酷重要的。脊

為稼了降低上述暖不利條件的花不確定性，侵傾向于采用這以下方法中潑的一種：廣

（工1）全線或緊者至少在最耽困難的洞段佛開挖小直徑己導洞。并利警用導洞作為畏今后的服務跑—安全隧道羊（在筆者看讀來，這并不北是必要的，阻如果最終的參正線隧道是特雙孔結(jié)構的乒話）。意大怕利和奧地利格之間的高速應鐵路線上的猴Brenn斃ero山興底隧道即是伍這種情況。胖

（鑄2）在施工積階段對工作千面前方地層性進行鉆孔探信測。探孔可著以相當長，攜以符合隧道車施工工序的刻整個作業(yè)，鬧其目的是確吼保連續(xù)覆蓋頁所要開挖的豬隧道線路（微無論是對機腎械施工法還績是傳統(tǒng)施工保法）。該方刑法在在建的塊圣哥達山底希隧道中得到賽了廣泛的實妨踐，在該隧隊道中，對于躲高水壓下的色鉆孔探測取彼得了重要的煙技術進步。錫

但身是應該指出樣，采用第一擠種方法，導居洞必須面臨舟以后正線隧蹤道施工時所甲要面對的相仰同風險。中冤國臺灣雪山緣（Hsue旺hshan梯）隧道的教匯訓揭示了，墊缺少對這一趣關鍵方面的色認識將會導喬致整個工程氣的失敗（C采heng，鉛2004）壇。陰

4亦.2所建亡議的方法翠

根冰據(jù)所獲得的罷經(jīng)驗，表1柿中所列的盜工程實例以筆及上述風險計考慮，筆者駛最近開發(fā)了泉一種選擇最拼優(yōu)施工方法錯或者施工方繩法組合的綜嗓合方法，圖撇1為該方乓法的流程示薄意。扮

確舟定長隧道的格最佳施工方足法要求對大竊量的參數(shù)有悄很好的了解菊，特別是對詠項目（功能退性的）的總分全特征以及嬌沿隧道定線牙的地層條件判。貝

在飛流程圖右側(cè)并的“輸入數(shù)富據(jù)和輔助分約析”是概括頓性的，下面苦給出相對詳園細的解釋。初

首彎先必須認識杯到，確定深別埋長隧道的耐最佳施工方造法或方法組燒合的過程是西一個迭代的查過程。鑒于編此，在長隧辨道的新開發(fā)旅階段開始時鄰，必須仔細焦和通盤考慮啄前一階段的坑結(jié)論，特別耍是決定前一寫階段設計—醫(yī)施工選擇的軟主要因素，嫁如果這樣的箏決策是有組刺織的、有記蠶錄的。洪

對馬于第1~3彩步，輸入湯數(shù)據(jù)和基本間分析可能包應括：擴

（婦1）政治決劃策，例如時蓋間表目標、著因財政限制敏和（或）日嫁益增長的交優(yōu)通要求需要詳分期實施工倘程。雖

（近2）功能性都要求，以及慈根據(jù)技術進越步和相關法恨律、標準的頂演變，對功設能性要求所校做的改變。椅

（險3）隧道的捆定線和結(jié)構軍，始終尋求布最優(yōu)化的可死能性。盜

（司4）確定可劑行的和最長失的獨頭掘進黃的長度，并墊考慮通風的舍技術限制、勿交通（在隧打道內(nèi)外）、愛開挖技術（疫TBM）、饞工期和費用杠等。巴

（置5）既有和骨即將修建的甚進入通道的鞭可用性，并袋要正確考慮任隧道的實際你埋深。錘

（圍6）社會一嗽環(huán)境要求及累限制，包括斧所謂的一個煉國家所特有贈的和一般的亡風險因素。押

（土7）審查隧惰道業(yè)界所能廚提供的施工稈方法。繭狼（8）承包婆商的經(jīng)驗，級特別是在相平似地層條件頁下修建類似獄長隧道的經(jīng)拋驗。想貼（9）工期擴和費用限制賊，它們在所絮有大型地下姐工程中都存相在。嘆

對剪于第4步電，必須進行誕以下工作：匠

（亞1）進行桌國面研究以收曠集所有有關翼隧道線路的瑞信息，這些扮信息可能影盒響到施工方陵法的選擇。武

（雖2）收集并保用鉆研眼光詞去審查從類聯(lián)似條件所獲秤得的實實在待在的經(jīng)驗，既向參建的承寬包商和設備村供應商進行耕咨詢。續(xù)

（培3）現(xiàn)場勘佩察數(shù)據(jù)。對研此必須切記算，沒有什么磁可以替代由齡經(jīng)驗豐富的較地質(zhì)和水文優(yōu)地質(zhì)專家所閣做的有價值金的現(xiàn)場工作紙，其費用也娛并不十分昂潑貴。弊

（開4）地層特劫性和地質(zhì)災劫害分析。對閑此必須注意街，由于現(xiàn)場悲勘察數(shù)據(jù)有放限以及由此羊產(chǎn)生的不確世定性較大，播因此對巖石董力學特性建余議采用概率芳方法（Ru丸sso和妥Grass刻o,200膏6）。遠

（麥5）風險清峽單。對于初煙步的風險定焰性分析這是坡一種非常有滋用的工具，怖風險清單可魔結(jié)合相似工娛程的類似清限單加以編制蚊。峰

（砍6）工程設洲計方案，即找使是初步的肝或者概念性弟的。要記住勝，對于施工擾工期和費用捎的估算，采確用一些典型嘴的設計方案塘也比什么都市沒有要好。鼓

（燦7）施工可飽行性的審查撫。在確定每腰一隧道工段服可行的、備濤選的施工方盜法后應立即袋由在類似工義程中獲得豐崇富經(jīng)驗的技屯術人員進行堡施工可行性突的審查。號

（蓄8）評估任粘何極端的情災況（危險情債況）并研究府其影響后果教，特別是所細遇到的條件瞧超出了原來辣確定的施工叨方法的條件何范圍而需要攪在施工過程室中變更施工塞方法這一方營面。閱紡（9）專家枕的觀點、建湊議。強調(diào)其澡重要性永遠芝都不為過。座

（雀10）通過移與在行業(yè)領由先的設備供繞應商的溝通阻，了解當千急可用技術的寒優(yōu)缺點并考構慮在今后可秒以預見的技較術發(fā)展。助

對致于第5步暖，所需的輸晃入數(shù)據(jù)可從卡以下分析獲卻得：膠

（鴨1）價格清雞單。對于沒蔽有列在清單項中的任何主從要項目進行混具體的價格斜分析。貧

（腰2）類似工殺程的參考價默格。芽

（茫3）工程地庫質(zhì)剖面及各慎種設計方案仗沿該剖面的壺分布（所選輛擇的施工方室法的斷面類照型），包括物變更方案。確

（平4）所辨別抬災害的分布閃，其出現(xiàn)的柿概率以及預施計的影響后怒果。骨

（益5）用確定輝性方法估算惹工程量（傳夸統(tǒng)的數(shù)量表站）。諒

（灰6）隧道施津工的概率模違擬，直接考商慮所預計的燈工程變量的描變化范圍以學及各種已經(jīng)來識別風險的烤影響后果。促

對養(yǎng)于第6步印，所需的輸裝入數(shù)據(jù)可從壟以下分析獲副得：填

（話1）進行全基局優(yōu)化。對縣此要記住，室一個相對一悠小段洞子來泡說是最佳的華方案，當從歪整個隧道工醬程或者整座服隧道的角度偏重新審查該套洞段時，也召許需要讓位切給第二種，莖甚至第三種裕最佳方案。送

（雕2）分析相稅鄰隧道工段辨之間的制約閣條件，因為守也許存在嚴貸重的接口問暫題，會嚴重攏影響到所選慰施工方法的狡效率。侵

（逮3）多重標續(xù)準分析。劣

（身4）專家建磨議。糟

對塘于第7步映，以下輸入鍋數(shù)據(jù)是必需徒的：貫

（笛1）政治決柱策。技

（巡2）財政限雷制和策略。怒

（匯3）風險分纖擔政策和機制制。型

（艙4）專家建穴議。聯(lián)

對吧于第8步蘭，所需的輸析入數(shù)據(jù)可從書以下分析獲羽得：孝

（剝1）按照適揭合系統(tǒng)的最銳佳方案修改祝設計。安

（恥2）有系統(tǒng)誤地識別和分趴析殘余風險戶。放

（概3）預先確幼定殘余風險努應急措施和沿實施機制。臉

（淘4）專家建經(jīng)議。跪

5取一些總的狠標準及相關舉考慮鍋

為媽了正確實施散前面章節(jié)中末所建議的方再法，需要確浪定一些總的診標準并進行責一些額外的炭相關考慮。員

首梢先，重要的義是要認識到確，深埋長隧諸道最佳施工獵方法的選擇稅是一個典型攻的、復雜的從、多階段的基決策問題，決即業(yè)主、設綱計方所做的戚大部分決策怒將引導做出音其他決策。澤

由穩(wěn)于存在許多絞不受決策制版定者控制的胡、非決策的勢變量，如地誼層條件和一擠些施工參數(shù)著等，大部分駱的決策是在鉛不確定條件規(guī)下制定的。趨因此決策如氣終包括一定緒程度的風險螺。扇

另植外，如前面脫所提到的那狡樣，在隧道盛的標高處可漁能預計有許扮多的災害和姨不利條件，話但它們的確惕切位置不清鼠楚，因此成受為工程風險的的主要來源喜。御

在巡這樣的情況撈下，僅僅依保靠工程判斷鋒和一套設計臟原則不能足波以確保工程廉獲得成功，拔而運用決策毀分析和風險海分析技術幾屑乎成為必然求。對于只有攤少量備選方效案的情況，別可以根據(jù)E傅inste墨in等人的階研究成果（愁1998）億通過“決策木樹分析”或稈者技術上稱誰為“多重標公準決策分析俯”的技術來省模擬這一問禾題。約

根仿?lián)P者的經(jīng)包驗，把前面退所建議的方筐法論與適宜寒的決策技術預正確結(jié)合起揪來將使得不面同階段的各窗種比選方案蒜的比較分析區(qū)更具結(jié)構化獨和更為有效詠，這樣可以慕給關注設計全—施工方案辣的各方建立鼻一個合理的燈、廣泛的和適定量的基礎續(xù)讓大家做到腫心中有數(shù)。架另外，考慮新到需要在工攔程開發(fā)的第溫一階段重復填這一評定和真決策過程，辜以上所建議踏的結(jié)合的方渴法不具有易犯于跟蹤和重債復的獨特優(yōu)夫點。福

最勺初將長隧道適分成合適數(shù)蹦量的（易于連管理的）隧逗道工段主要獨是基于功能柿要求（通風宏和安全）、鄭進入條件、耗工期限制（罩常常是政治墊決策）以及釀現(xiàn)有的技術有條件限制。裹圖1中的苦過程是反復隱的。為了初壟步評定所分鬧工段的合理下性，可以在引歷史數(shù)據(jù)和削對工程的具幕體了解的基地礎上結(jié)合專饑家的初步估谷算施工工期蹈和費用。央

根塊據(jù)手中工程握開發(fā)階段，充常常需要針飾對不同層次暑的設計方案聯(lián)進行施工方井法評估，主亡要包括：司

（暢1）針對某攤一工段或者檢整座隧道可平供比選項的幅定線。爽

（鞠2）針對深豪埋長隧道可京供比選的結(jié)蛋構形狀，根病據(jù)國際隧協(xié)洞第17工狡作組的報告冬，有4種掩基本方案：蒙

方理案1：單孔畏雙線隧道，漁具有中間救睛援站；爬

方臂案2：單孔網(wǎng)雙經(jīng)隧道，威具有平行的知安全—服務厭隧道；固

方悼案3：平行熔雙孔單線隧德道，具有中載間救援站；蘭

方經(jīng)案4：平行眼的雙孔單線缸隧道，具有業(yè)第三條平行詠的安全—服梢務隧道。侍

如墨第3節(jié)所罵述，歐洲傾至向于采用第障3種方案鬧。春

（親3）施工方甩法（機械方輩法、傳統(tǒng)方丘法以及這兩倒種方法的組吊合）?？?/p>

施使工方案這3萬個層次上代的決策可以泊采用決策樹浙結(jié)構形式。偷各個設計的裁特征將用于滅施工可行性部分析和方案玻的比較（分警段方式和整竿座隧道方式擺）。在工程瓦開發(fā)的早期幻階段，可以療通過仔細的森概損念性的設計而來確定每一出種設計方案猛的特點，概釣念設計可以睜在有效結(jié)合楊隧道業(yè)界的距設計經(jīng)驗以誼及業(yè)主對于扭工程的具體冠要求和期望譯進行。貓

必省須指出，對棋于施工方法淚的評估不應死只局限于施回工技術的狹允隘意義上，環(huán)相反應從施定工系統(tǒng)的廣零泛意義上來董進行評估。直

在挎確定某一隧攀道工段可行爽和可供選擇早的施工方法即時，必須記習住，正確選盾擇施工方法搜是“首要的殼風險減輕措輝施”，或者央簡單地說，市是對所識別社的主要風險楊的第一反應格。最佳的方央法或方法組他合可能不是壯唯一的，因嫁此所有可能口適用的比選最方法都應列誼出并加以評盜定。閥

對銀于某一隧道按工段和所選糧的施工方法誓，可以運用搶以下標準評戰(zhàn)估所給定方休案的可施工近性：銀

（邀1）地質(zhì)、沫土工技術和障巖體力學方晚面的條件。嚼

（杜2）水文地淹質(zhì)條件。苗

（趨3）不利條響件的存在情戶況，包括其逼范圍和出現(xiàn)弊頻率。拌

（響4）隧道工肥作面的穩(wěn)定戀性，以及最往終所需要的慌工作面支護音。距

（慚5）正線隧斷道雙孔之間研立柱的穩(wěn)定勞性以及橫向獸連線和換軌屯的需要。逼

（勒6）初期支雜護和最終襯暖砌的需求。簡

（迫7）施工進恥入通道的要框求。暫

（掌8）環(huán)境限焦制條件。所對于所獲信播息中的變化然（或不確定順性），要求緣進行定量統(tǒng)乳計分析以便弄獲得輸入數(shù)葛據(jù)（上下邊同界），進行功比選方案的飯比較分析。箏

別趣外應對每一衫位比選方案撤中的風險進鳴行量化。在紙對給定工段鑒選擇了施工驅(qū)方法并確定橫了初步設計邊方案后作為永對主要風險歷的初步響應專，必須確定竊其余的風險序并進一步尋儲找相應的減床災措施以最部終完成設計停方案。這種虛做法首先要金針對每一工些段的所有比臉選方案，然姐后是針對構疾成長隧道的種所有工段（績圖1中實蜘線所表示的里環(huán)線）。本乘文主要作者粥（Xu,G染rasso財,2005齊）提出了一學種風險分析奴方法并給出裙了一張全面桃檢查清單，馬特別適合識高別和分析大題型隧道工程守（常常是深濫埋長隧道）岔中的風險。冊隨著工程的惜進展，常常鞏需要從相對養(yǎng)簡單的定性攀風險分析轉(zhuǎn)薪移到半定量彎分析以及完多全定量和概血率化的風險通分析，這也陣是因為風險桿分析所需的孔信息量隨著低時間而增加測。腐

除豪了標準的，玉確定性方法釋計算每一典顛型施工循環(huán)拴（即所預計廣的技術方案頸、包括標準害的開挖工序該和支護參數(shù)貸一斷面類型青）的時間和飛費用之外，輝還需要量化助地層條件及慮施工參數(shù)的紅變化和所識陣別的風險因楚素對工期、縮費用和質(zhì)量邊的潛在影響飼。另外還需站估計每一種繳風險因素的劑出現(xiàn)概率。倒之所以要求信進行所有這卷些工作，其捉目的是為了城采用如DA歌T（隧道工飼程決策輔助蔥）的相關工撫具來概略確們定各種比選偵方案的施工玩工期和費用白而建立輸入冷數(shù)據(jù)。DA嶺T工具可以濟明確地模擬棒不確定性和個風險因素（黃Einst在ein等某，1998勾；旗Kalam宵aras館等，200孤0）。采用把這種方法可遷以確定每種鑒比選方案的焰可能費用（扎或工期）范努圍，并用如的圖2所示蔽的風險模型崗表現(xiàn)出來（銹Reill誦y,200宮5）。在對冤以下主要方尼面的響應進胳行加權平均琴基礎上，可本以確定某種脫具體施工方塞法對于某一抬具體工段和脂所給定的隧錄道結(jié)構形式女的適應性：嗎

（烏1）所選方駝法的可施工貫性。何伏（2）施工鞠方法在不同忍條件（預計騎和未預計到仔的）下的靈倍活性。祥

（笑3）施工費月用。由

（皇4）施工工礎期。君

（協(xié)5）施工計符劃對進場區(qū)傻域的要求。數(shù)

（砍6）對環(huán)境農(nóng)的干擾。疊

施都工方法的靈效活性應在開敢挖方法和支皮護措施對于糊變化的和預偷料之外的條商件的可使用揚性基礎上來說加以評估。好傳統(tǒng)施工方鐵法確實是進賽度緩慢并要同求同時開辟畝多個工點，冤但傳統(tǒng)施工設方法可以加鬧以調(diào)整以適率應所遇到的各地層特性。喬不過，作者枕所獲得的經(jīng)蒼驗也表明，胃不同的傳統(tǒng)廈開挖方法對欣于高度變化雹的地層特性壟的適應性是纖不同的。施毯工工期和費感用這兩個變頌量本質(zhì)上是始一種概率。衰這種概率在喂采用特殊程壟序DAT（竭隧道工程中愈的決策輔助嫩）進行費用肅—時間分析斥的過程中可斤以直接考慮供進出。DA斬T是一種身專家系統(tǒng)，橋能夠定量模易擬在地質(zhì)和繳施工不確定封的條件下進孝行地下工程愈決策的過程饑。至于對環(huán)攝境的干擾的香情況，應從樹交通分流、累公用設施和弊財產(chǎn)的保護都和遷移、施拳工材料供應認及工地區(qū)域脅之外堆碴的筐影響等方面辜來加以評估貸。浴

為甘比較隧道結(jié)徹構形式和施梳工方案可采宮用多重標準排得分模型。酷關于多重標催準分析技術瓦的詳細解釋扛和DAT逼模擬實例，喇請讀者關注凝相關的兩篇邊文獻（Ei他nstei尸n等，1目998；K更alama聲ras等末，2000魯）。攏

6妹LTF御工程的具體夢標準和分析加

除后了遵循第4蝕節(jié)所提出永的一般方法蘋及第5節(jié)組所進行的考涂慮之外，對溉于LTF牙工程還提出身了具體的考濱慮，在下面途章節(jié)中將對殃此加以總結(jié)授。稿

6切.1LT州F工程的浴簡介笨

2擾001年牽1月29誦日，意大夜利和法國簽榨訂了在都靈遇和里昂之間里修建鐵路新過線的確政府財間協(xié)議，該敘鐵路線是歐側(cè)洲東西、南以北和連接的埋關鍵節(jié)點。燦這條高速、喝高能量鐵路編新線的初期他目標是將既姑有公路的大性量貨運轉(zhuǎn)移稀到鐵路網(wǎng)。矩

每稿個國家通過砌其鐵路管理今部門負責本圍國境內(nèi)的線御路部分的建偶造，對于在它意大利Br做uzolo串和法國S敏T.Jea礙ndeM媽aurie慶nne之因間穿越兩國磚邊境的74燕km長的菜路段，由兩借國政府成立猴了名為LT借F(Lyo原nTur愈inFe義rrovi億aire)癢的股份公健司，負責項鋸目的推動以乘及設計和現(xiàn)桂場勘察工作佩的管理。L殺TF公司短的運做受到賀為此項目專暈設的政府間殘委員會CI蕉G的監(jiān)督款。吼

在坊74km卻長的跨邊界旦路段上,多最為重要的慕一項工程是坑連接St.辣Jean腦deMa鑄urien神ne(Aa送voia,襲法國側(cè))秋和Vena復us(Va俘lCen濕ischi拘a,意大立利側(cè))的山貌底隧道,晝其長52.僵5km,鋼是世界上5喂座超過5伙0km的須隧道之一。酬與該山底隧芒道相望的是帶在整個意大翠利境內(nèi)的連果接Vena刷us和B揀ruzlo鈔l的12暑km長的專Bussl較eno隧離道。這兩座饅隧道通過高帽架橋相連。太有關工程更椅多信息可查求詢LTF府的官方網(wǎng)站貍（臭l綿yontu貴rin-f陣errov矛iaire覆災）。氏

該漫工程已經(jīng)歷撲了兩個主要部的開發(fā)階段贊：紫

（廚1）所謂的遲“APS-煉PP”階段令，即可行性鋤研究（法國鉆側(cè)）和初步輛設計（意大冬利側(cè)）階段村，該階段于免2001纏年完成，隨糞后在200柳2~200每4年間對秤相應的研究古工作進行了袖深化。損

（嶄2）所謂的役“APR-撿PD”階段央，即200若5~200橫6年間完群成的初步設哀計（法國側(cè)紋）和最終設晝計（意大利跟側(cè)）階段。鑼

在孟APR-P渴D階段研棍究LTF膚工程施工方中法的目標是弟：忠

（數(shù)1）為兩座籠隧道確定最扒佳的開挖系趙統(tǒng)。橫

（萍2）確定離協(xié)工場地位置角、作業(yè)工作盞面以及從每找一工作面進老行開挖類型輛。管

（賓3）為確定自作業(yè)場地尺嶼寸建立必要商的基礎，另肥外給隧道土宅工設計提供瑞相關輸入數(shù)守據(jù)。作

根夫據(jù)所建議的抖方法（圖1被），LTF筑工程的這悔兩座隧道被繞分成5個競主要的工段告，如圖3偵所示。價

6鴿.2關于奮施工方法選話擇的具體考匯慮財

考威慮到所建隧菠道埋深大，餅長度長（山投底隧道長5伶2.5km教，Buss乏oleno嚼隧道長1屬2km），經(jīng)以及隧道施念工工期（包績括機電工程捆）的政治目挑標是7年稀時間，選擇綢工業(yè)化的施商工方法成為椅必然，因此答機械施工方飄案成為首選涂。古

L毯TF隧道絕的主要施工偽困難是在同賺一地質(zhì)一隧金道區(qū)段中間林存在不同的棉地質(zhì)構造。痕根據(jù)為最近犬的APR-耳PD設計謠所建立的地灑質(zhì)一巖體力配學剖面，共齡識別了對于吹TBM施奮工比較困難神的8種類紗型的地帶，幣如圖4所跑示。衫

與講隧道大埋深啞相關的特殊援問題是非常年大的收斂、閘擠壓（如在襲StMa屯rtin普LaPo防tte進褲入隧道所觀逝測的那樣）蹄、高地壓力把、高地溫（舒達45oC往）和高水壓島（幾百巴）遺。協(xié)

考齒慮到隧道直初徑大以及在罪大埋深下存叔在泥板巖巖住石構造，因位此所預計的牌隧道大的收驅(qū)斂是隧道本覺身設計以及嚴施工方法選避擇所要關注損的主要問題繪之一。初

通系過深入研究扛并與TBM鴿設備制造膀商合作、導超致運用機械露方法施工困并難的主要因澇素有：術

（痕1）由于強起烈收斂變形另（在“Ho豆uille虧rPro漁ducti麻ve”構造嫌中）和地層駱膨脹（硬石貍膏）TBM茄被卡住的披風險，由于用土體中的石義塊掘進速度范可能緩慢的淡風險。滔

（蟻2）在高耐慎磨巖層（特僵別是有水的把石英巖）中圈切削刀具快箱速磨損的風丈險殘

（冠3）開敞式大TBM工朱作面失穩(wěn)的赤風險（未加月限制）。膠

（膊4）與高靜卸水壓力有關批的力學問題類。數(shù)醫(yī)（5）高壓床地下水突然燦涌出的風險譯。駱

（顛6）瓦斯涌確出的風險。耕

（伍7）溶洞的偷風險。墓日6.3始在選擇機械犯施工方法（宗TBM）中權所考慮的準圓則燥

如珍果只單純考叮慮地質(zhì)和施互工后勤方面彎的因素，那攤么在給定的麥隧道尺寸下陪，傳統(tǒng)施工緞方法（鉆爆蹤法）總的來笛說適用于這挖兩座正線隧余道的任何工羅段。因此，柔對于給定的蝦隧道工段，矛選擇傳統(tǒng)施療工方法是在尋不適于或者染不便于采用駕機械方法情椒況下的自然術結(jié)果。氧

總克的來說，采網(wǎng)用TBM等開挖主要受運到這些因素叉的影響：即臂在所預計和輕未預計條件榮（地質(zhì)事故麥、水、瓦斯偏等）下不同邁范圍內(nèi)的土淡工特性，后教勤因素，經(jīng)額濟因素，環(huán)鴿境限制以及刑施工中最大留限度降低對揪環(huán)境和公眾鄙干擾的要求事等。裝

因謀此,確定吵合適的方法柏僅僅簡單意性味著評估機伍械方法的適補用性。嚷

通料過分析以下屆與隧道定線窄有關的關鍵失方面，制定敞了解選擇T槳BM用于響掘進LTF耳工程正線纖隧道的準則士：麥

（夜1）地下工悼程總的特征蹲以及與總體勁工程的關系疤（功能要求繡、設計限制速、環(huán)境要求窯等）。名

（明2）地質(zhì)特移征（現(xiàn)場勘從察，了解程所度，“GE巡O”模型的膜相對可靠性均，地形地貌妖、水文地質(zhì)惰和地熱等方赤面）。憲

（掉3）土工特劣征（巖體特慰性、原位應督力）。盲

（筋4）巖體力絞學變形特性致的預測（在抬均質(zhì)地帶開往挖洞室的穩(wěn)家定性，與地捆面、地下限殲制條件的相義互作用）。躍

此話外，考慮了瑞以下標準，斯以確定可能敲適宜的施工剖方法：仇

（治1）隧道施姓工人員的安院全條件。障滿（2）最大偽限度地降低特隧道施工對誤環(huán)境的影響填。挑

（椒3）考慮工芒程目標，最是大限度地縮打短工期和降播低費用。傻

（童4）機械及康設備相對于沖隧道工程規(guī)謎模尺寸和工良程量的適宜衡性和充分性顫。讓

在旅這些標準的瘡基礎上，參測考市場上所屆能獲得的各也種類型的機殘械并考慮T漫BM制造榆商指出的今腸后技術進步某情況，得出耕了對于LT爛F隧道可炎能適用的機清械施工方法呈：掘

（們1）無護剃盾的TBM金（或硬巖松TBM、開困敞式帶撐靴吐的TBM）掠。熄

（陽2）單護盾筆TBM。案

（怠3）雙護盾遇TBM。詞

（珠4）復合的判閉胸式盾構這：EPBS容-單護盾唉TBM。鋼柴6.4稍有助于施工瞇方法選擇的源半定量風險竭分析迎妨正如前面所啞解釋的那樣狠，風險分析釣對于第4慕節(jié)所建議的笛方法是至關澇重要的。針嶄對LTF逃工程目前所牲處的APR鈔-PD階比段，進行了節(jié)半定量風險污分析和定性茅風險分析，畏以助于最佳摧施工方法的呼選擇。而這永種情況下的上定量風險分亞析將是作者史下一篇論文搜的主題目。躺由于版面有概限，下面僅元闡述針對相侵對短的Bu喬ssole嗽no隧道（得12km）悠所做的半定幼量風險分析灑。疏

正置如前面章節(jié)主所指出的那流樣，確定合撫適的方法就術是評估機械攝方法的適用葬性。從檢查詞“GEO”草因素開始進修行機械方法必適用性的檢惑查，這些因待素被描述在撫為隧道建立壩的工程地質(zhì)花剖面中，并腦是通過具體儉的舊面研究烈和現(xiàn)場勘察侍得出的。圖磚5為簡化要的Buss弟oleno亂工程地質(zhì)恥剖面，包括叼以下關鍵信炒息：穩(wěn)

（觀1）在每一慘均質(zhì)地帶中淚的主要巖性惡類型。域

（竭2）所識別及的分為3鳳個不同等級甲的TBM害開挖風險：成高（紅色）蠶、中等（黃純色）、低（遠綠色）。植

（姥3）可能需焦要采取干預避措施的需求肺，如地層加頓固以克服具界有不利條件谷的特殊地帶貫。滲

（汗4）作為結(jié)裂果，最為適筍用的方法，獲以及對于機米械開挖選擇曉所使用的T牧BM類型（義開敞式或工晝作面帶支撐疤壓力的護盾谷式——EP渣B）。挪

（煩5）先前研漆究（APS濱-PP階口段）中預計遲的施工景況姓。裕

具沙體采用的檢刻查程序如下誠：慶

（嫩1）用以下席標準的確定創(chuàng)風險等級：潮

①搏高（紅色）綢→質(zhì)量差別想到非常差的種巖體，包括須：享

松省散巖石及或數(shù)有高壓水存辦在；非均質(zhì)揭的，有大的除巖塊、黏土蛋性透鏡體；職具有高擠壓悟變形可能性稈的巖體。燃

②駐中（黃色）販→質(zhì)量好到穴局部質(zhì)量差企的巖體，包從括高埋深下咳的均質(zhì)巖體栗（其特征是沖可能出現(xiàn)巖慨爆現(xiàn)象）；控局部具有地竿質(zhì)災害的均吐質(zhì)巖體。隸

③孟低（綠色）欣→質(zhì)量特別彼好到好的巖繡體。榴

在干針對這些標半準進行確定聰時要考慮采通用的TBM救類型（開騰敞式或護盾貌式）。音

（服2）如果采蜂用TBM貧開挖方法的當風險等級高拔，則一般不部推薦對該項孔方法進行進敬一步研究，范除非如第4廳、5點所宿述能夠合理生地消減風險理。凡

（難3）如果風精除等級為中啊等到低等，梁則TBM顧施工法可被牌視為是合理勺的。晨

（辯4）為確定代整個隧道區(qū)律段或者某一裙工段（其中第那些被判定快為采用TB宵M施工風喪險高的巖層腸帶的出現(xiàn)頻測率為中等）朝的開挖方法嫁，建議采用仰風險減緩措絲施，如重新涼改良和處理受那些異常地攻帶中的巖體癥，以使機械奇開挖法適合名于整個區(qū)段征。歉

（業(yè)5）在選擇綿開挖方法時建還考慮了以拆下幾個方面始：仆

①怨所開挖巖體耽的變化頻率吹：如果頻率襖高，則將影附響機械開挖驚效率和速度活，因為采用撫TBM進堪行開挖是一忍個“剛性”顏系統(tǒng)，其本鞏身對于高度多變化的地層桃條件是適應駛性低。組

②績下坡開挖意巨味著施工困阿難更大，因偉為要抽走隨誼隧道掘進而瓶積存于工作鴉面處的流入拆洞內(nèi)的水。薦

③損下坡開挖也僻意味著機械蠶法的風險更燙大，特別是毫在大量的地壺下水突然涌接出的情況下眼，這會淹沒妖掘進機，損榮壞機械，特攻別是電器部夫分，另外還漁會危及TB娛M上及工巨作面附近的樣作業(yè)人員。儀

④言下穿特殊地所帶（如洞門菜附近的松散憐沉積層、斷姨層帶、隧道樸上方有其它落基礎設施—沾—其他隧道母和地面大壩霉的區(qū)段），露一些般要求朋TBM能講夠施加主動鄭工作面支撐割壓力，以避墨免產(chǎn)生與這恢些不利條件熟相關的風險敢。未

⑤誘克服可能有野石棉存在的句巖層段，采掩用鉆爆技術滔進行傳統(tǒng)開扇挖可能更容純易克服這些旗條件，特別觸是可能將石扁棉纖維散布來的風險限制瑞在狹小區(qū)域派（即開挖前狠方周圍地帶耍）。析

參住照圖5的夫最后一行，易Busso咳leno脂隧道各個工淡段的參考施盼工方法如下抖：探

（污1）從西洞膛門到與Fo揀resto元進入巷道怠的交匯點：鍛傳統(tǒng)方法（漠鉆爆法）。亂

（胞2）從與F啟orest偶o進入巷探道的交匯點細的西洞門:呆傳統(tǒng)方法擦(鉆爆法響)。缸

（晉3）從東洞布門到與Fo駁resto春進入巷道六的交匯點：林機械方法（且EPB）。臥

從餅西洞門到與免Fores拜to進入禮巷道的交匯鉗點的工段優(yōu)兼先采用傳統(tǒng)餓方法進行開均挖，其理由農(nóng)如下：征

（危1）即使延是巖體特征謀似乎允許采路用TBM照掘進，但長在Fore除sto進液入巷道附近耳、包含綠色洗巖的石灰質(zhì)贊片巖層的瑞Piemo逗ntese濫構造中頻違繁地出現(xiàn)高據(jù)度破碎巖層庫和交替出現(xiàn)芳局部的斷層寺帶，這要求荒對開挖面前宿方巖體采取派減緩風險的皺干預措施（陸工作面及空偏洞周圍的固稱結(jié)）以確保蹲機械開挖的犁穩(wěn)定性，其襲結(jié)果是需要燥停止TBM截掘進以及枝緩慢工作業(yè)候化進程。征

（昂2）除此之堤外，在這一寇區(qū)段有可能秘遇到含有石書棉纖維的綠喉色巖，采用闊傳統(tǒng)的鉆爆往方法能夠更迷好地處理這決樣的風險，殘其結(jié)果是廢悟碴可以限制搞污染顆粒在況空蕩蕩氣中虜?shù)纳⒉?，可梳以保護工人政（任何情況杰下都應關心槳適宜的安全禾措施）和周礦圍環(huán)境以及負該區(qū)域的設陪備。六

（安3）最后，籌在西洞門還趟有后勤方面董的困難（B側(cè)erno巖作業(yè)場地也顯是修建連接墾兩座隧道的謠高架橋所需望的空間），題難以為TB份M施工提供霉所有必需的概現(xiàn)場設施。福

相途反，從與F怠orest犯o進和巷飄道的交匯點月到東洞門的便區(qū)段（由意怨大利向法國佳方向掘進）應則優(yōu)先采用皆護盾式TB絹M（土壓平戚衡——EP促B）進行機腿械化掘進，柱其理由如下鑒：供

（摩1）從東洞愿門開始，隧協(xié)道的最初路鄙段位于特性梁極差的地層黑（Preb佩ech河柴的沖積扇）量中，埋深淺時，靠近有些赴城市化的區(qū)暫域。正線隧陷道下穿河流府，隱含著可雪能進入滯水悅層及地面沉肚降的風險。蓬采用EPB喬TBM講進行掘進能慚夠限制對外病部環(huán)境的干秋擾，因為立莫即設置預制炒的、連縫采仔用防水密封社條的管片襯采砌能夠最大猜限度地減胞小因在地下蹤水位中進行骨掘進而產(chǎn)生壯的排水效應描，因此也減塊輕了地面可艘能沉降的問箏題。番

（貼2）在克服塊這一段不良河地層之后，勒繼續(xù)向著法冷國方向掘進穩(wěn)，預計將在羊較好的巖層段條件下開挖迫正線隧道，劇為此建議采捐用開敞式T甚BM。這樣炮的巖石力學廁條件加之相牲對代的埋深巾（小于50在0m）排除鏟了有的大的笨收斂變形的介可能性，從膚而，在這一巾區(qū)段護盾式痛TBM被身卡住的風險偉幾乎可以忽槳略。因此應搭優(yōu)先采用E卷PBTB障M以開敞觀模式掘進這泥一區(qū)段的正土線隧道，并膏以及此取代潛另外一臺不湯同類型的T雜BM，否則啟的話會花費額更多的費用糠，而且工期辣也不會最大薄限度的縮小梢短。殃

（具3）因此富，EPB搶TBM的泥特征應能適猴應于從東洞望門到與Fo駕resto咬進入巷道封交匯這一區(qū)裙段的不同地描層條件，特泛別是EPB憤TBM狀的刀盤應裝孝配盤形滾刀管以便能夠破納碎抵抗力大販的巖體（未軌擾動巖石）浸。最后建設蹄在掘進后面否的硬巖區(qū)段澡時保留在掘單進最初路段點松散沉積層變中的使用的貧一級出碴系來統(tǒng)，即螺旋脈輸送機。喚

7蒜結(jié)果忽

正淘如前面所述謙，確定LT洽F工程這跑兩座埋深長勝隧道最佳施辭工方法的過此程是反復的并，包含了循巴序漸進的定栽性、半定量粉和定量風險剩的分析，這五符合于通過受現(xiàn)場勘察而競對地層條件竊的不斷深入式了解，施工摸工藝的持續(xù)才發(fā)展以及工晚程設計不斷禿深入。鑒于江此，以及便么于測比較，在下榜面章節(jié)總結(jié)冒和提出分階宋段獲得的結(jié)巖果是合乎邏付輯的。津望7.1撥APS-P畏P階段的濟結(jié)果和隨后統(tǒng)的進一步深姿入研究秩

A些PS-PP百階段的研箱究工作由業(yè)塊主（原名為等“Alpt紀unnel狠”）組織并億于2001吃年完成。咽在這個初步礎設計過程中慚研究了地下處工程的施工鞋方法和工期添。方

在躺APS-P賴P階段，城隧道沿線的殺地層條件信籍息是有限的幼。地下工程熟的設計主要淚是基于非?？哟致缘?、定福性的地質(zhì)一思巖體力學斷眾面，其中有掩不少不明地扇帶，因此很狹大程度上依次賴于參與其遣中的設計者以和專家的經(jīng)望驗。譯

作子為結(jié)果，確豆定了以下方價法可用于這橡兩座正線隧稈道的機械化密掘進：新

（濁1）無護盾山的TBM。坊渴（2）特殊謎的無護盾T城BM。摩

（冒3）單護盾以TBM。舊

（鑼4）雙護盾班TBM。粘

（伸5）復合式接盾構：EP肝B盾構—膜單護盾TB坐M。冊

（椅6）特殊復羞合式雙護盾弄：EPB京盾構—雙護仍盾TBM。閣

除尺此之外，還丙確定了需要暗采用傳統(tǒng)的批鉆爆法（包堆括一些點擊閱破碎機械設怕備，如挖掘堅機、液壓破垂碎機、巷道種式掘進機）騾、全斷面開笛挖法以及根議據(jù)巖體特性乖而在距工作蓬面一定距離譯處澆筑永久爺襯砌。猾

由惠APS-P簡P階段研避究所確定的歇參考施工方媽案見圖6。薯

隨酬后，在進一兇步深化由業(yè)才主“Alp艙tunne餅l”進行的廳ASP-P唯P研究方面股，由LTF健工程新的吩業(yè)主（th圖eLTF菌s.a.）日指定一個隧楊道專家委員慌會（CET掃），其中主烏要任務是分尼析和確認通極過ASP-譽PP研究所餐獲得的初步竿結(jié)果，時間滾為2002徹~2004務年。把

只剝要TBM拾施工是可行比的，而且如技果需要限制叉施工工期并足將工期和費碌用預算的可負靠性提高到奏一定程度的聞話，那么專隸家建議采用露TBM。鑒得于當是對地姥質(zhì)情況的了凡解程度，特劣別是考慮到被缺少估計有屋大收斂的地頑層的相關信工息，專家建臟議不采用護攜盾式TBM你，除了埋深冒非常淺的情駁況，如Bu婚ssole色no隧道頓東洞門處的帳初始段。因櫻此，除了后乓一種情況，圖專家建議均午采用帶有模唐向撐靴和支佩撐的開敞式壘TBM。最烈終襯砌不受陸開挖的約束山，而采用現(xiàn)厚澆方式進行疫澆挪筑。TBM筒的電器部褲分無論如何鄰都應是防爆中型的以便開狠挖Houl悶lier召構造，即使縫是這種構造括包含不可開推采CH4板氣體。獲

對最于無粘結(jié)性鴿的地層，以寄及其施工不必處于整個工跡程規(guī)劃關鍵潤路徑上的隧適道工段，專送家也建議采燕用傳統(tǒng)施工瘦方法。懂

由墊CET確秒定的參考施鋼工方案與A名PS-PP云研究的結(jié)致果非常相似扔，主要的區(qū)法別在于St關.Mart集inLa擋Port處e進入隧蓋道兩側(cè)的工膜段，對此專脖家極力爭取且采用TBM將掘進下線漿隧道。在A凳SP-PP牛和CET遭的研究中都舒未確定每一說隧道工段的薦準確和具體準的施工主方相法。因此專煎家確定的施亮工方案未單集獨示于圖6鎮(zhèn)中。絡

另叔外，借助于肯DAT程昆序?qū)κ┕すの菲诤唾M用進譜行了概率研爹究，其目的迎在于：腹

（不1）評估在煎ASP-P努P參考施緞工方案的工煎期一費用方惡面的不確定逝性程度。尿

（甚2）比較A澤SP-PP斯方案和“綿Alptu虜nnel”途GEIE2亡001方齊案1（未假輩設分期修建挽鐵路連接線贊的方案）。訂

D箭AT分析歪的主要結(jié)論駐為：盤

（長1）仍然肯菊定，施工規(guī)表則的關鍵路維徑由隧道區(qū)聰段D所決貨定。樸

（風2）一些特溜殊洞段存在凳大的不確定雪性：在Ve交naus迎側(cè)的D段起煩始部分，S踢t.Jul返ien（工輛段A）的沖嘉積錐中的路收段，有Houll振lierp朵rocuc冬tive枝地帶（在S裳t.Mar蒙tinL閥aPor亦te進入耽隧道的周圍依）。填

（熄3）與“A陰lptun崖nel”的而方案相比，易土木工程的?？傮w平均工窩期似乎可以倘縮短1年加左右。仆

（召4）土木工蹦程總體平均記費用增長約尚18%，其烏原因在于隧皂道尺寸的變尾化；因縮短猛探洞的長度畝而增加地質(zhì)紐條件的不確垮定性；因每窩周施工的工牲作班數(shù)量（半從3×5滑至3×7）鴨的變化造成怪單價上漲。映

7蔥.2AP枕R-PD急階段的結(jié)果牛

關斷于LTF楚工程開發(fā)的葉這一階段，盯輸入數(shù)據(jù)的泳數(shù)量顯著增勿加，其原因總在于：販

（幟1）在AP鐘S-PP匪研究的進一緞步深化階段童增加了現(xiàn)場押勘察（鉆孔徒、地球物理臟勘探）。伯

（構2）一組咨椅詢專家進行祖了廣泛的現(xiàn)扣場地質(zhì)測繪襪，并審查和汽更新了線路引沿線的地質(zhì)伶、水文地質(zhì)辣和巖體力學藍模型。棕

（左3）對過去慢兩年法國側(cè)布的進入隧道監(jiān)開挖獲得的掏數(shù)據(jù)進行分諒析得到結(jié)果豐。才

（圖4）阿爾卑睡斯山地區(qū)勒連奇山和圣哥捎達山底隧道壺及西班牙隧續(xù)道施的工經(jīng)聽驗(表1菊)。陷

作繪為結(jié)果，針坑對本工程提遠出了一個概緣率性的地質(zhì)嗎和巖體力學帥表征，其結(jié)色果很好地反估映了針對這匪兩座隧道所鑒做的非常詳括細的工作程扒地質(zhì)分帶中翻。都

在強廣泛現(xiàn)場勘研察基礎上對挖工程區(qū)域內(nèi)貪的地質(zhì)-孔結(jié)構模型的堆修正，加之挽詳細的地質(zhì)洗和巖體力學填特征，使得柜能夠優(yōu)化隧殊道的定線，妻特別是Bu戴ssole宰no隧道員的定線更靠守近Susa也峽谷，以依減少一系列促的地質(zhì)風險套。盡

除歸了修正地質(zhì)合模型外，與撿先前的AP壓S-PP艷設計方案相槐比，該工程付的功能設計鍬也得到了全疫面修正。進勉而通過正確沸的設計又修荒訂和完成了秋對所有必需磁的土木工程詢項目。移

例染如，為完成編對山底隧道售施工方案的億研究，確定畫了以下對于矛每個救援站掉都適用的特殼征條件：艷

（鍵1）從每一恭工點的技術旬洞室開始，務穿過正經(jīng)隧笨道（兩條平隱行的孔洞，騎稱為V1、殃V2）采用代鉆爆法開挖店約500m曬的隧道段