隧道工程概论(6篇)

隧道工程概论篇1

xxx年x月xx日上午8点整，在综和楼前，施成华老师给我们做了实习动员，着重给我们强调了一下几点：

1安全第一，要处处注意安全；

2严肃对待实习，要端正态度，每个人到要参加，不可以随便缺勤；

3一切行动听指挥，不要擅自独立行动；4在实习中可以帮助我们这些大一新生对土木工程有个感性的基础的认识，为将来的专业课程的学习打下良好基础。

之后，老师给我们上了一堂课，介绍了一下隧道与地下工程。隧道与地下工程概论的主要内容：

一、隧道工程的基本概念

2、狭义定义：是一种修建在地下的工程建筑物，修建在地下、两端有出入口，供车辆、行人、水流及管线等通过的通道。

二、隧道工程的沿革与发展

（一）发展目标：20世纪：高层建筑；21世纪：地下空间

美国“未来学家”杂志社预测21世纪将有1/3的人口生活于地下。在我国，地下空间的开发利用始于60年代，主要是地铁与人防工程，65年修建北京地铁；70年代修建了大量的人防工程，经改造利用，成了地下商业街、地下工厂、仓库和招待所，较好地发挥了经济效益。

(二)历史发展

1.国际上

（2）现代：现代隧道开挖技术的产生是在火药的发明和19世纪的产业革命后出现的，尤其是铁路的出现对交通隧道起到了很大的推动作用。

（3）目前世界上最长的交通隧道：山岭铁路隧道:日本的大清水隧；交通隧道:日本的青函隧道，英法海峡隧道；公路隧道:瑞士的圣哥达隧道。

2.国内

(三)技术发展

1.国际上

隧道工程的长度标志着一个国家发展的水平，如日本的三代清水隧道，穿越海拔2000m的谷川山脉；其他的有：日本——南朝鲜拟建海底隧道；意大利连接西西里岛的海底隧道正在建设之中，它们可望在本世纪实现。

2.在我国

（2）公路隧道的建造：改革开放以后随着高等级公路的修建，隧道才越来越长。近十多年来，公路隧道的建造也取得了迅猛发展，每年几乎都有十座以上的隧道建成。目前我国已建成400余座公路隧道，总长度已超过100km。

（3）水底隧道的建造：近年来，跨海隧道开始得到大力发展，目前在建的有厦门海底隧道，规划中的有山东胶州湾海底隧道，上海崇明岛海底隧道，琼州海峡隧道，台湾海峡隧道。

（4）在隧道设计与理论分析计算方面：衬砌结构的设计与计算采用了与电子计算机技术配套的数值计算方法，如有限元、边界元、离散元等。普遍采用计算机辅助设计，从而节省了大量劳力和时间。

三、隧道工程的功能与特点

（二）隧道工程的特点

四、隧道工程的种类及作用

2.按地层分：岩石隧道,土质隧道

3.按所处位置分:山岭隧道,城市隧道,水底隧道

4.按施工方法分:钻爆法隧道;明挖法隧道;机械法隧道:包括掘进机法和盾构法;沉埋法隧道

5.按断面形状分:圆形隧道,矩形隧道,马蹄形隧道

6.按开挖断面大小分:特大断面,大断面,中等断面,小断面,极小断面

五、隧道结构基本构造

隧道工程概论篇2

关键词：裂缝温度荷载变形施工缝

0引言

近年来，我国铁路基础建设事业迅猛发展，山岭地区新建铁路越来越多，隧道工程所占的比例逐步增大。隧道衬砌混凝土开裂现象较为常见，经常困扰着隧道施工技术人员。如果对施工过程进行更加精细管理，或有针对性地采取一定的措施，很多衬砌混凝土裂缝是可以控制的。现结合某客运专线铁路隧道施工过程中遇到的二次衬砌开裂问题进行简要分析，提出几点在施工中切实可行的办法，以做到防患未然。混凝土裂缝主要指宽度大于0.2mm[1,2,3,4]的裂缝，尤其是贯穿裂缝危害最大。隧道裂缝将影响隧道结构的稳定，缩短隧道使用寿命，导致巨大的经济损失[5]。

1工程概况

某隧道全长约3km，处花岗岩地层，年最高气温37摄氏度，最低气温-3摄氏度，最冷月平均气温3.6摄氏度。

在开工一年后，隧道内各种地段存在不同程度的裂缝，其中有8条贯穿裂缝，有7条位于距洞口300米以内的地段。，裂缝温度荷载变形施工缝。，裂缝温度荷载变形施工缝。1条裂缝位于距洞口300m~1000m的已施做二次衬砌地段。裂缝最宽处达2mm，属严重裂缝。

表1裂缝基本情况

隧道工程概论篇3

摘要：市场经济的直接影响是物价的时涨时落，近两年来，我们又面临着新的一轮物价上涨，特别是钢材、水泥、燃油料、当地料、火工品等主要材料的价格上涨对基建行业产生巨大的冲击，许多施工企业面临生死存亡的挑战，定量分析物价上涨等因素对工程造价带来的影响，随时掌握市场经济的变化，作为建设单位可以随时掌握和控制物价因素对建设投资和概算的影响，设计单位可以预测物价上涨对未来几年工程造价影响的大小，施工企业可以做到心中有数，立于不败之地,把物价不稳带来的损失减小到最小，对于项目的成败和企业的发展具有重大意义。

关键词：材料涨价；铁路工程；公路工程；造价影响

0引言

市场经济的直接影响是物价的时涨时落，近两年来，我们又面临着新的一轮物价上涨，特别是钢材、水泥、燃油料、当地料、火工品等主要材料的价格上涨对基建行业产生巨大的冲击，许多企业面临生死存亡的挑战，定量分析物价上涨等因素对工程造价带来的影响是我们必须面临的新的课题，对企业的发展也显的尤为突出和现实。

1工程概况

我们以新建铁路某段工程作为例，该工程路线全长16.395km，管段工程类型多，结构复杂，综合性强，包含了隧道工程、桥涵工程、路基工程、轨道工程等铁路项目的站前工程。

下面以某新建铁路线某段工程为例进行分析。该段线路全长16.395km,管段工程类型多，结构复杂，包含了路基工程、桥涵工程、隧道工程、轨道工程等站前工程。

本管段内主要工程量有：路基2381延米；八股道站场1座；桥梁5539.18延米/10座，其中双线特大桥2座、大桥5座（其中包含4线大桥447.65延米/2座），中桥3座；涵洞13座；双线隧道共8264延米/13.5座。

该项目投标时内部分劈总造价为66125.11万元，其中隧道工程占48.99%，桥梁工程占41.26%，路基工程占9.73%，轨道工程占0.02%，由于轨道工程所占比重很小，本次分析不考虑。

太中银铁路项目编制办法采用的是《铁路基本建设工程设计概算编制办法》（铁建管[1998]115号文，以下简称“115号文”）及《关于对铁路工程定额和费用进行调整的通知》（铁建设[2003]42号文，以下简称“42号文”），基期价格是《铁路工程建设材料预算价格》（2000年水平）（铁建设[2001]28号文以下简称“28号文基价”），设计概算（投标文件）材料价差已调到铁建设函[2006]2号文关于铁路工程建设2005年度材料价差系数水平；目前太中银铁路项目材料调价方式主要是采用相对于铁路“115号文”“42号文”编制办法的基期价，每年由铁道部材料价差系数进行价差调整，太中银站前工程施工合同中合同价款调整条款中明确铁道部批准调整的有关费用（如材料价差系数调整等）；允许按铁道部的材料价差系数进行价差调整。

针对太中银铁路项目的特点，由于其材料供应方式为主要材料采用的是甲控料，因此分析时重点考虑了水泥、钢材、当地料、火工品、燃油料五大材料及辅助材料价格上涨对工程造价的影响。

两个测算小组分别对该段工程进行定量分析的方法，以太中银铁路工程项目概算编制原则为基础，同时采用公路新定额进行施工图预算编制，采用同一时期材料价格，把两个小组的数据用归纳统计的方法分析各种涨价因子对该工程造价的影响。

2材料涨价对铁路工程造价的影响

2.1材料价格上涨分年度对造价的影响按照该段工程到目前为止完成的工程量，我们重点分析测算了段工程每半年主要材料价格（含运杂费）上涨对所完成工程量造价的影响，其中：

2007年上半年段工程完成总价值占合同额10.34%（其中路基工程0%，桥涵工程14.28%，隧道工程9.09%）主要材料上涨到2007年上半年价格水平对总造价影响1.33%，其中对路基工程影响0%，桥涵工程影响1.69%，隧道工程影响1.29%。

2007年下半年段工程完成总价值占合同额28.43%（其中路基工程1.26%，桥涵工程27.32%，隧道工程34.78%）主要材料上涨到07年下半年价格水平对总造价影响5.41%，其中对路基工程影响0.22%，桥涵工程影响5.08%，隧道工程影响6.56%。

2008年上半年段工程完成总价值占合同额24.1%（其中路基工程3.05%，桥涵工程12.57%，隧道工程38.01%）主要材料上涨到2008年上半年价格水平对总造价影响7.21%，其中对路基工程影响0.81%，桥涵工程影响3.59%，隧道工程影响11.04%。

2.2五大材料同时上涨对铁路工程造价的影响我们测算了五大主材上涨对太中银铁路项目该项目部所承担工程造价的影响，分析了主要材料（五大材）同时上涨从1%至50%对工程造价的影响，可以发现假如五大主材同时上涨10%，路基工程造价上涨1.88%，桥涵工程造价上涨3.99%，隧道工程造价上涨3.99%，对整体造价影响达3.58%。

2.3单项主要材料对铁路工程造价的影响

2.3.1水泥上涨对工程造价的影响。我们分析了该段工程中水泥从上涨1%至50%对各类工程和造价的影响，可以得出结论，水泥上涨10%，工程造价上涨1.19%，其中对路基工程影响0.21%，对桥涵工程影响1.25%，对隧道工程影响1.3%。从分析可以看出的水泥涨价对隧道工程影响最大，桥涵工程次之，路基工程影响较小。

2.3.2钢材上涨对工程造价的影响。我们分析了该段工程中钢材从上涨1%至50%对各类工程和造价的影响，可以得出结论，钢材上涨10%，工程造价上涨1.27%，其中对路基工程影响0.09%，对桥涵工程影响1.18%，对隧道工程影响1.07%。可以看出：钢材涨价对影响桥涵工程最大，隧道工程次之，路基工程影响较小。

2.3.3当地料上涨对工程造价的影响。我们还分析了该段工程中当地料从上涨1%至50%对各类工程和造价的影响，可以得出结论，当地料上涨10%，工程造价上涨1.14%，其中对路基工程影响0.81%，对桥涵工程影响1.15%，对隧道工程影响1.2%。分析看出的当地料涨价对影响桥涵工程最大，隧道工程次之，路基工程影响较小。

2.3.4火工品上涨对工程造价的影响。

火工品上涨对隧道工程影响较大，我们分析了该段工程中火工品从1%至50%上涨对各类工程和造价的影响，可以得出结论，火工品上涨10%，工程造价上涨0.25%，其中对路基工程影响0.05%，对桥涵工程影响0%，对隧道工程影响0.47%。分析看出的火工品涨价对隧道工程影响最大，路基工程次之，桥涵工程影响较小。

2.3.5燃油料上涨对工程造价的影响。我们分析了该段工程中燃油料从1%至50%上涨对各类工程和造价的影响，可以得出结论：燃油料上涨10%，工程造价上涨1.25%，其中对路基工程影响2.56%，对桥涵工程影响1.09%，对隧道工程影响1.15%。分析看出的燃油料涨价对路基工程影响最大，隧道工程次之，桥涵工程影响较小。

2.4辅助材料涨价对铁路工程造价的影响随着主要材料的上涨，辅助材料也同期上涨，我们对辅助材料上涨对工程造价影响做了测算，辅助材料每上涨10%，工程造价上涨0.99%，其中对路基工程影响0.93%，对桥涵工程影响1.16%，对隧道工程影响0.88%，分析看出的辅助材料涨价对桥涵工程影响最大，路基工程次之，隧道工程影响较小。

从上述分析可以看出，由于铁路工程中材料费用占的比重较大，本工程材料费用占44%，各项材料因子价格上涨对工程造价产生了巨大影响，其中，主要材料的涨价对桥涵工程影响最大，隧道工程次之，路基工程影响较小。

3材料上涨对公路工程造价的影响

3.1五大材料同时上涨对公路工程造价的影响我们根据太中银铁路该段工程施工图数量按照公路新定额进行了预算编制，材料单价采用公路新定额基价（2006年水平），编制出各类章节费用组成，其中隧道工程占55.6%，桥梁工程占32.97%，路基工程占11.43。同样我们主要测算了五大主材上涨对工程造价的影响，分析了主要材料（五大材）同时上涨从1%至50%对工程造价的影响，发现假如五大主材同时上涨10%，路基工程造价上涨3.52%，桥涵工程造价上涨4.33%，隧道工程造价上涨4.08%，对整体造价影响达4.12%。

3.2单项主要材料对公路工程造价的影响

3.2.1水泥上涨对工程造价的影响。我们分析了该段工程中水泥从1%至50%上涨对各类工程和造价的影响，得出结论：水泥上涨10%，工程造价上涨1.02%，其中对路基工程影响0.19%，对桥涵工程影响1.15%，对隧道工程影响1.08%。水泥涨价对桥涵工程影响最大，隧道工程次之，路基工程影响较小。

3.2.2钢材上涨对工程造价的影响。我们分析了该段工程中钢材从1%至50%上涨对各类工程和造价的影响，可以看出，钢材上涨10%，工程造价上涨1.85%，其中对路基工程影响0.26%，对桥涵工程影响2.37%，对隧道工程影响1.74%。分析看出的钢材涨价对影响桥涵工程最大，隧道工程次之，路基工程影响较小。

3.2.3当地料上涨对工程造价的影响。我们分析了该段工程中当地料从1%至50%上涨对各类工程和造价的影响，可以看出，当地料上涨10%，工程造价上涨1.36%，其中对路基工程影响1.46%，对桥涵工程影响1.36%，对隧道工程影响1.35%。当地料涨价对影响桥涵工程和隧道工程基本一样，路基工程影响较大。

3.2.4火工品上涨对工程造价的影响。火工品上涨对隧道工程影响较大，我们分析了该段工程中火工品从1%至50%上涨对各类工程和造价的影响，分析看出，火工品上涨10%，工程造价上涨0.20%，其中对路基工程影响0.11%，对桥涵工程影响0%，对隧道工程影响0.38%。火工品涨价对隧道工程影响最大，路基工程次之，桥涵工程影响较小。

3.2.5燃油料上涨对工程造价的影响。我们分析了该段工程中燃油料从1%至50%上涨对各类工程和造价的影响，可以看出，燃油料上涨10%，工程造价上涨0.95%，其中对路基工程影响4.58%，对桥涵工程影响0.26%，对隧道工程影响0.78%。燃油料涨价对路基工程影响最大，隧道工程次之，桥涵工程影响较小。

3.3辅助材料涨价对公路工程造价的影响随着主要材料的上涨，辅助材料也同期上涨，我们对辅助材料上涨对工程造价影响做了测算，辅助材料每上涨10%，工程造价上涨0.87%，其中对路基工程影响0.49%，对桥涵工程影响0.76%，对隧道工程影响1.05%，辅助材料涨价对隧道工程影响最大，桥涵工程次之，路基工程影响较小。

3.4各种材料涨价对公路工程成本的影响从材料涨价对公路工程分析可以看出，由于在公路工程中材料费用占的比重较大，本工程材料费用占46%，各项材料因子价格上涨对工程造价产生了巨大影响，和铁路工程一样，主要材料的涨价对桥涵工程影响最大，隧道工程次之，路基工程影响较小。

4综合对比分析

通过对材料涨价对铁路、公路工程的定量分析可以看出：各种材料价格上涨对工程造价的影响程度是不一样的，且同一种材料价格上涨对铁路、公路影响的影响程度也各不相同，我们把同一类材料价格上涨对铁路、公路影响的影响程度进行量化，对比如下：

①五大材料同时上涨对铁路、公路工程造价的影响分析对比，同时上涨10%时路基工程铁路比公路低1.64%，桥梁工程铁路比公路低0.34%，隧道工程铁路比公路低0.09%，整体造价影响铁路比公路低0.54%。②单项材料中水泥价格上涨对铁路、公路工程造价的影响对比，水泥上涨10%时路基工程铁路比公路高0.02%，桥梁工程铁路比公路高0.1%，隧道工程铁路比公路高0.22%，整体造价影响铁路比公路高0.17%。③单项材料中钢材价格上涨对铁路、公路工程造价的影响对比，上涨10%时路基工程铁路比公路低0.07%，桥梁工程铁路比公路低1.19%，隧道工程铁路比公路低0.67%，整体造价影响铁路比公路低0.58%。④单项材料中当地料价格上涨对铁路、公路工程造价的影响对比，上涨10%时路基工程铁路比公路低0.31%，桥梁工程铁路比公路低0.16%，隧道工程铁路比公路低0.21%，整体造价影响铁路比公路低0.55%。⑤单项材料中火工品价格上涨对铁路、公路工程造价的影响对比，上涨10%时路基工程铁路比公路低0.06%，桥梁工程铁路和公路一样，隧道工程铁路比公路高0.09%，整体造价影响铁路比公路高0.05%。⑥单项材料中燃油料价格上涨对铁路、公路工程造价的影响对比，上涨10%时路基工程铁路比公路低2.02%，桥梁工程铁路比公路高0.83%，隧道工程铁路比公路高0.37%，整体造价影响铁路比公路高0.3%。⑦单项材料中辅助材料价格上涨对铁路、公路工程造价的影响对比，上涨10%时路基工程铁路比公路高0.44%，桥梁工程铁路比公路高0.4%，隧道工程铁路比公路低0.17%，整体造价影响铁路比公路高0.12%。

综上所述，材料涨价因素对工程造价影响较大，定量分析和研究物价因素上涨对铁路、公路工程的影响，随时掌握市场各种材料的价格变化，作为建设单位可以随时掌握和控制物价因素对建设投资和概算的影响，设计单位可以预测物价上涨对未来几年工程造价影响的大小，施工企业可以做到心中有数，立于不败之地,把物价不稳带来的损失减小到最小，对于项目的成败和企业的发展具有重大的现实意义。

参考文献：

[1]铁建管[1998]115号.关于《铁路基本建设工程设计概算编制办法》的通知[s].

隧道工程概论篇4

关键词：新意法施工技术比较

中图分类号：TU74文献标识码：A

TalkingabouttheADECO-RSandcomparisonoftheADECO-RSandNATM

LiuDe-xuandChengJie

Abstract:Analysisofcontrolleddeformationinrocksandsoilsisanewesttechnologyforthedesignandconstructionoftunnels.Thistechnologyismoreprogressivethantraditionalconstructiontechnicalmethodsoftunnelintermsofconstructionsafety,efficiency,effectivenessexcavationandconstructioncosts.Themajorityofconstructiondesignersdonotunderstandthemethod,becausethetechnologyhasnotbeenwidelyadopted.Hence,theconstructionfeatures,principlesofconstruction,constructionproceduresanddifferencebetweentheADECO-RSmethodandthetraditionaltechnologyaredescribedandsummarizedinthispaper,sothatthetechnologyiswellunderstoodbydesignersoftunnel.

Keywords:newconstructiontechnology

0引言

20世纪70年代中期，意大利的PietroLunardi教授开始对数百座隧道进行理论和现场试验研究，并逐步创立了岩土控制变形分析法(ADECO-RS法)，该方法用中文解释为“新意法”。在过去数十年内，“新意法”广泛应用于意大利的铁路和公路领域，并已纳入意大利的隧道设计和施工规范。“新意法”还应用于欧洲其它一些国家的隧道项目。

2006年7月，铁道部有关领导考察了意大利高速铁路隧道施工现场。2006年10月，意大利特莱维集团(TreviGroup)组团来中国，考察了郑西客运专线黄土隧道施工现场，并与中国同行进行了学术交流。同年11月，在北京召开的“中国高速铁路隧道国际学术研讨会”上，意大利特莱维集团对“新意法”作了专题报告。在武广客运专线浏阳河隧道中，相关施工单位对“新意法”的部分要素进行了尝试性应用。在兰渝铁路桃树坪隧道出口工程中，承建单位结合项目特点、国情和设备配套情况，对原有的新意法进行了改进、创新。

然而，就目前对新意法的应用来看，我国对“新意法”的特点和应用尚没有全面地理解和掌握，本文在结合国内外对新意法施工技术的研究成果的基础上，对新意法的基本原理、施工特点及与其他方法的区别等方面进行了概括。

1.新意法（ADECO-RS）的定义和优点

新意法（ADECO-RS）作为隧道施工方法的一种，是通过对隧道掌子面超前核心岩土介质的勘察、预测其稳定性，设计按隧道开挖后围岩稳定、暂时稳定、不稳定，将其划分为A、B、C三种形态，据以信息化设计支护措施，确保隧道安全穿越复杂地层和实现全断面开挖的一种动态设计施工指导方法。该方法重点强调了控制围岩变形及掌子面前方围岩的超前支护和加固，并通过监测和控制掌子面前方的围岩、采用配套的机械化作业，实现全断面开挖。

新意法（ADECO-RS）的一个重要特点是，引进了一种新的看待地下工程的概念框架。它把超前核心土视作一种新的隧道长期和短期稳定工具。这是因为超前核心土的强度及对变形的敏感性在隧道施工中起决定性作用，同时也决定了掌子面到达时隧道的变形特性，隧道的稳定不可避免地与掌子面前方超前核心土相关。所以，采取措施作用于超前核心土的刚度就能够调整掌子面（挤出、预收敛）和隧道（收敛）的变形反应，使超前核心土成为保持隧道稳定的工具。

2新意法（ADECO-RS）的基本原理和优点

隧道掘进时会对隧道周边及前方一定范围的围岩产生扰动，改变了围岩原始应力状态。在开挖面周边区域内，围岩由三轴应力逐渐转变为平面应力状态，开挖面及前方一定范围内围岩应力重分布。开挖后围岩变形也在扰动区域内提前发生。当开挖面前方围岩的应力状态处于弹性范围内时，在开挖轮廓线附近产生弹性变形，称为“拱部效应”，这时开挖面处于稳定状态；如果开挖后围岩处于弹~塑性状况，开挖轮廓四周及开挖面将朝隧道内产生塑性变形，“拱部效应”将从开挖轮廓周围往外移到地层中，但此“转移”只能通过足够的支护措施来实现和控制；如果开挖后围岩产生破坏~滑移的应力状态，围岩大变形随之产生，围岩极不稳定，“拱部效应”难以形成，极易引起坍塌。这时必须采取人工支护措施协助围岩形成“拱部效应”。对于隧道的3种成拱类型如表1所示。因此，由上述内容可知，隧道“拱部效应”的形成及其位置取决于开挖后围岩的变形特征及其大小。

表1隧道的3种成拱类型

超前核心土是隧道掌子面前方一定体积的土体，呈圆柱形，圆柱体的高度和直径大致等于隧道直径。新意法理论认为可以把超前核心土视作一种新的隧道长期和短期稳定的工具；超前核心土的强度及变形特性是隧道变形的真正原因；可以通过对超前核心土进行防护和加固，提高其强度，以达到控制超前核心土变形，并最终控制隧道变形的目的；超前核心土的强度和变形特性对隧道的长期和短期稳定起决定作用。

据以往研究资料表明，应用新意法（ADECO-RS）理念，即使在复杂应力条件下，该项技术也能够解决全断面隧道开挖所遇到的问题。该施工技术的优点在于能够通过先进的工艺预先计划各种类型土层中隧道的施工，即能在时间进度及费用控制下完工，并能保证严格的质量保证规则。ADECO-RS法的主要优点如下:

(1)能够全断面施工（这对现场管理非常有利，并且可以减少台阶法开挖所需的施工阶段）。

(2)即使是在掌子面处，施工现场也能够保持清洁，并且施工安全。

(3)现代化隧道施工（良好的生产效率，进度持续、稳定）。

(4)费用可以确定（工程完工时，通常比使用传统技术所用的费用低）。

3新意法（ADECO-RS）的施工和设计步骤

新意法（ADECO-RS）设计部分由勘察、诊断、处治三个阶段组成：

勘察阶段：该阶段对于既有自然平衡状态分析及下一步诊断阶段取得成功与否是至关重要的。在该阶段，设计工程师需确定出受隧道影响的地层的岩土力学特性。

诊断阶段：在此阶段，设计工程师运用勘察阶段收集的信息，依据预计的应力-应变特性，按照A、B、C三类变形形态，把隧道分成应力-应变特性均匀的几个部分。同时，设计工程师还要在该阶段确定出开挖引起的变形的发展演变的具体细节及荷载类型；

处治阶段：在此阶段，设计工程师根据诊断阶段的预测，分别针对A、B、C三类变形形态，确定采取何种措施（超前约束措施或简单的约束措施）和何种必要的处治手段，使隧道处于完全稳定状态。因此，设计工程师要设计出隧道的典型纵、横断面的组成，并用数学方法证明其有效性。

新意法（ADECO-RS）施工部分由实施、监测、调整三个阶段组成：

实施阶段：根据设计预测结果，开展隧道稳定支护作业。值得注意的是，采取的各种稳定加固措施（约束措施和超前约束措施）要适应岩体的实际变形反应。

监测阶段：监控和施工同时进行，目的是监测地层对开挖和稳定措施的真正反应。反应以变形现象表现出来。

设计调整：通过对监测结果的分析和解释，决定是否继续按设计的断面和施工方案进行施工，或对某些措施进行调整，以保证开挖面和洞周围岩之间的稳定平衡，确保隧道建成。

此外，隧道施工结束后，监测阶段仍不能结束；在隧道的整个寿命期内要继续进行监测，对隧道的安全状态要进行持续不断的检验。

4.与新奥法的比较

新意法与新奥法都是目前较先进的隧道施工技术，二者有着明显的区别（如表2所示），但大体可概括为两个方面：

（1）地层变形反应的分析方式不同

新奥法对地层变形反应的分析仅限于掌子面的后方，仅对隧道收敛进行分析；新意法不仅对掌子面后方的地层变形反应(收敛)进行分析，而且更注重对掌子面及掌子面前方地层的变形、反应(掌子面挤出变形和预收敛)进行分析。

（2）地层变形反应的控制方式不同

由于对地层变形反应的分析方式不同，新奥法与新意法对地层变形反应的控制方式也不同。新奥法采用锚杆、喷射混凝土、钢拱架、施作仰拱等手段，仅对掌子面后方的隧道施加约束作用；新意法不仅要求隧道的支护措施(包括二次衬砌和仰拱)要与掌子面保持适当距离，不能落后掌子面太远，对隧道提供连续的约束作用，而且要求对超前核心土采取适当的防护和加固措施，提高其强度和变形特性，对隧道提供超前约束作用。

表2新意法与新奥法的区别

5结论

新意法作为新兴的隧道修建技术，较之传统的隧道施工方法，在支护原理和结构上都有较大的进步和发展。本文对该方法的特点、基本原理、施工步骤及于传统的新奥法隧道施工方法的区别进行了概括，以方便隧道施工设计人员对新意法施工技术的应用进行简单的了解。

参考文献

隧道工程概论篇5

关键词：公路隧道;施工;风险管理

Abstract:Inthispaperonthetunnelengineeringconstructionriskmanagementresearchsituationfullythebasisofinvestigation,thispaperelaboratesonthetunnelprojectconstructionprocessthemechanismofrisk,andintroducesthetunnelconstructionriskidentificationofthethreebasicmethods,availableforreference.

KeyWords:highwaytunnel;construction;riskmanagement

中图分类号：X820.4文献标识码：A文章编号：

1隧道风险管理研究现状

公路隧道施工具有工程量大、技术复杂、工期长、涉及面广等特点，面临着大量的风险和不确定因素，而且这些风险具有复杂性、多样性、综合性、突发性及偶然性的特点。

2隧道施工风险产生的机理及识别

2.1隧道施工风险产生的机理

隧道工程中风险产生的机理主要与地质条件、施工复杂性等客观因素有关，也与施工人员风险意识薄弱等主观因素有关。从因果角度考虑，由于隧道工程孕育风险的环境，加上致险因子的诱导，就有可能引发各类风险事故的发生，进一步对各种承载体造成损失。隧道施工风险产生机理具体而言包括:

2.1.1隧道工程所处的地质条件极为复杂

隧道所穿越的围岩类别多、变化大，隧道实际穿越的围岩类别、围岩条件与设计所提供的围岩会有出入，而且往往会更为复杂，且具有突发性。

2.1.2施工难度大、施工工艺复杂

隧道工程规模通常很大，与之对应的作业空间又十分有限，机械设备构造复杂、数量众多，导致隧道工程施工工艺较为复杂。而且工程往往需要穿山过岭、从水下穿过，这导致施工难度大。

2.1.3施工人员风险意识薄弱

目前我国隧道工程施工的一线工人知识水平普遍较低、文化程度不高、安全风险意识薄弱。加上隧道工程规模大，工期长，因此涉及到的相关方个体多，在施工操作中，常常出现因为风险因素薄弱而忽视风险的现象。

2.2隧道施工风险识别

对隧道施工风险进行管理之前，首先要做的是识别风险。目前通用的风险识别方法有专家调查法、事件树与故障树法，幕景分析法等。

2.2.1专家调查法

专家调查法是常用的风险识别方法，在专家调查法中应用较广的是德尔菲法(Dephi法)和头脑风暴法。德尔菲法目前在工程风险识别中应用比较广泛。首先分发预先设计好的设计调查表，然后参与专家各自凭经验和知识作答，最后回收调查表统计分析。其缺点是主要依赖参与专家的主观判断;调查结果的深度和全面性依赖调查表设计的周详程度，如果调查表设计有疏忽，就会遗漏重要关键的风险。因此，德尔菲法比较适合风险因素不太复杂的项目。

头脑风暴法通常由五六个人，多则十几个人参加，充分的探讨发表意见。此方法适用于目标比较明确的情况。在进行头脑风暴法的过程中，应遵循以下规则:思想境界要开放，尊重不同意见，禁止对他人意见的非难;要有一定数量的思想;将这些思想进行分类、组合。

2.2.2事件树与故障树法

事件树方法是根据一些规则用图形来表示由某些激发事件可能引起的许多事件链，以追踪事件破坏的过程和评价系统的可靠性。随着事件数目的增加，这个图形表示法就像一棵树的枝叶一样展开。故障树理论通过对系统故障原因的逐层分解并分析故障原因的逻辑关系，从而对系统的可靠性进行评价。

在工程项目的风险识别中事件树与故障树法使用比较广泛，既可用于定性的风险识别又可用于定量的风险估计。故障树法和事件树法也可以结合应用，这样就形成了既可以预测故障原因，又能预计故障后果的因果图。

2.2.3幕景分析法

该方法是一种能辨识引起风险的关键因素及其影响程度的方法。幕景就是用图表或者曲线等模拟事件未来的某种状态。由于计算复杂和方案众多，一般使用计算机进行模拟。模拟的重点是:当某种因素做各种变化时，整个情况会是怎样?有什么风险发生?后果如何?就像电影上一幕一幕的场景一样，因此叫幕景分析法。幕景分析法的缺点在于主要依靠分析者目前的知识体系、经验水平和所掌握的信息，因此就可能产生偏差。

3隧道施工风险评价

在辨识出风险源之后，要对找出的风险因素进行评价。常用的评价技术有:风险矩阵法、蒙特卡罗法、层次分析法、模糊推理法、神经网络法、最低熵密度法、马尔科夫链法等。

3.1风险矩阵法

该方法将风险事件发生的频率和影响程度分别分为5个级别，然后分别作为矩阵的行和列，形成了一个5×5的风险矩阵，然后按照风险在矩阵中的位置做出该风险可以接受、风险尽量低(既合理又实际)或风险不能容忍三种评价结论。

3.2蒙特卡洛模拟法

该方法是以概率统计理论为基础的随机抽样统计试验法。通过事先了解各输入变量的分布、取值，然后用随机数发生器来产生具有相同概率的数值，带入到数学模型中计算，大量的次数得到大量的虚拟样本，最后统计计算这些样本。

3.3层次分析法

这是一种定性与定量相结合的多目标决策方法。该方法通过明确问题、建立层次分析结构模型、构造判断矩阵、层次单排序、层次总排序五个步骤，计算各层次构成要素对于总目标的组合权重，从而得出不同可行方案的综合评价值，为选择最优方案提供依据。

3.4模糊分析法

工程风险中存在大量的模糊因素，模糊分析法就是利用模糊理论来评价这些因素，从而建立工程质量风险的模糊评价模型。

3.5人工神经网络法

人工神经网络是在模仿人脑处理问题过程中发展起来的一种智能信息处理理论。人工神经网络具有自适应性、非线性处理、并行处理等特点。神经网络的非线性映射和模式分析的能力可以应用于风险分析中。以隧道施工中最常见风险因素分析为基础，以经济损失为指标，利用人工神经网络建立风险评价模型。

4隧道施工风险应对措施

4.1风险应对决策技术

风险应对决策方法包括期望值法、效用函数法、费用效益法、多目标法和决策树法等。

4.1.1期望值法

该方法把每个决策方案的目标变量看成是离散的随机变量，其取值就是每个行动的方案所对应的损益值。该方法利用计算出的每个方案益损期望值进行取舍，如决策准则是期望损益值最大，则选择损益期望值最大的方案为最优方案;反之，若决策准则是费用期望值最小，则选择费用期望值最小的方案为最优方案。

4.1.2效用函数法

该方法一般是:首先列出待决策问题各种风险条件下的可能损失(收益)、及相应的概率，通过调查询问的方法了解到风险管理者对获得不同损益的效用度，进一步得出损益的效用函数曲线，通过比较几种方案的期望效用损益，选择最优的期望效用损益对应的方案作为风险应对方案，该方法的实质是“风险可接受准则”的具体应用。

4.1.3费用效益法

任何风险应对方案都要付出一定的代价，并带来风险影响的降低，但是高成本的风险应对方案未必就是将风险降至最优水平的合理决策方案，需要在二者之间进行权衡，费用效益决策法就是在获取同等风险管理效益的前提下选择成本最小的风险应对方案的决策方法。

4.1.4多目标法

多目标决策也是一种风险最优化方法。在隧道施工风险方案决策中，多目标决策问题是不可避免的，比如工期和费用风险的多目标决策问题、项目功能和费用的多目标决策问题，以及项目总目标风险的决策等问题。常见多目标决策方法有层次分析法、模糊综合评价法和多目标转化为单目标的决策方法等。

4.1.5决策树法

该方法实质是对期望值准则的具体应用，其结构由决策点、方案枝、状态点及概率枝构成，其寻求最优方案的过程就是比较各状态节点的期望值的过程，这是一种运用于多阶段决策的图式模型方法。

4.2风险应对措施

风险应对措施一般包括风险规避、保险、风险转移、风险防范和降低、风险自留等。

4.2.1风险规避

风险规避是常用的风险应对措施，同时也是一种放弃性措施。企业采取风险规避措施，不承接经营某项目时，一方面可以避免风险发生，另一方面也放弃了项目可能产生的经济效益;

4.2.2保险

保险的本质是损失分担，大数法则在这种损失分摊的机制中起着重要的作用，同时也起着风险分散的作用。保险是目前承包商最常用的风险管理方法。

4.2.3风险转移

通过与业主、分包商或者材料设备供应商的商谈，承包人可以实现风险转移。与保险方式不同的是，合约转移中风险承受者不是保险商，并且由于不能获得充分的历史数据或者没有能力对风险进行充分预测，风险承受者通常不承担足够的损失暴露单位。多数合约转移是通过在免责协议、赔偿条款或者和约调整中预先规定的方式实现。

4.2.4风险防范和降低

通过采取措施防范风险发生或降低风险发生概率以及风险发生时产生的损失，这是直接应对风险的措施。

4.2.5风险自留

风险自留是指一个企业以其内部的资源来弥补损失。这种自留一般是指有计划的，非计划的风险自留不能称之为一种风险管理的措施。在些情况下．一旦损失发生，企业必须以其内部的资源(自有资金或者借人资金)来加以补偿，风险保留到哪一步，取决于企业观念和需求，以及对损失的承担能力。

5结论

本文在对隧道工程施工风险管理国内外研究现状充分调研的基础上，阐述了隧道工程项目施工过程中风险产生的机理，介绍了隧道施工风险识别的三种基本方法。本文可为公路隧道施工过程中的风险管理提供参考。

参考文献

［1］黄宏伟．隧道及地下工程建设中的风险管理研究进展［J］．地下空间与工程学报，2006(1):16－17

［2］王岩，黄宏伟．地铁区间隧道安全评价的层次－模糊综合评判法［J］．地下空间，2004，24(3):301－305

［3］黄宏伟，曾明，陈亮，等．基于风险数据库的盾构隧道施工风险管理软件(TRM1.0)开发［J］．地下空间与工程学报，2006，2(1):36－41

隧道工程概论篇6

【关键词】隧道工程；浅埋暗挖；地表沉降；控制

引言

地表沉降问题目前仍是困扰暗挖隧道施工的难点，其所带来的环境问题以及由此引发的负面社会效应不容忽视。但是，由于地表沉降控制基准的确定随工程条件变化，在工程实践中仍处于摸索经验及工程类比的阶段。地表下沉是多因素的综合作用，在地层特性一定的条件下，尽量采取措施，做到设计、施工与地层的耦合至关重要。

1浅埋暗挖法施工内涵

新奥法的理论是建立在岩石的刚性压缩特性和岩石的三向压缩应力，应变特性以及莫尔学说基础上的，并考虑到隧道掘进时的空间效应和时间效应提出的新理论。这一理论集中在支护结构种类、支护结构构筑时机，岩压、围岩变位这四者的关系上，贯穿在不断变更的设计施工过程中。浅埋暗挖法理论源于新奥法，但强调预支护，及时支护，控制地面沉降，保证施工和地面地下建筑物的安全，十八字方针“管超前，严注浆，短开挖，强支护，快封闭，勤量测”是其精髓。浅埋暗挖法机械化程度低，主要靠人工施工，机动灵活，对工程的适应性强，可作成各种结构型式，在地质情况较差的情况下要采取辅助施工措施。

2浅埋暗挖法引起开挖面前方土体的位移及其对周边的影响范围

浅埋暗挖法在掌子面开挖的时候对前方土体的影响大致可以分为四个阶段。在掌子面前距离所布设的测点-2～-1D（D为开挖的跨度的时候或计算直径）时，所布设的测点针对掌子面的开挖会有一定的反应，其沉降的变化量最终将是10﹪～15﹪的最终变化量。追究其原因：是由于开挖面的开挖，或者可以说在用小导管超前支护、大管棚时候带水作业，引起的水土流失，但并不严重。变量大概在3.5mm～5.25mm左右。

在掌子面距离所布设的测点-1～3D的距离时，所布设的地面沉降点对开挖有较强烈的反应，此时变化量、速率将是最大。其沉降的变化量最终将是60～70%最终变化量。追究其原因：是由于开挖面卸荷效应导致的。变量大概在21～24.5mm左右。

在掌子面距离所布设的测点3D距离时，地表变化量趋于平缓，其沉降变化量最终将10～15%的最终变化量。追究其原因：是由于结构封闭后初期支护、二次支护起到了一定的作用。变量大概在3.5～5.25mm左右。

在掌子面距离所布设的测点5D距离的时候，所布设的地面沉降增长缓慢，逐渐趋于稳定阶段，其沉降变化量最终将是5%的最终变化量。追究其原因：是由于以前的开挖对土体和岩体的影响，导致在所形成隧道的环向区域内土体、岩体应力重新分布。土体、岩体的应力在趋于稳定时的过程中引起的地表沉降的缓慢稳定阶段。变量大概在1.75mm左右。

其中，根据现场的不同施工方法，周围的地质环境不同，其会有相应的变化，对与岩体级别逐渐下降时候，沉降的拐点和最大沉降量会有向后移动的趋势。因此，在现场监测的过程中，对区间隧道的开挖监测应该开挖前20米，开挖后30米进行监测，每日监测的范围大概在50米左右，但视具体的岩体情况可以增大监测范围。横向的影响范围符合Peck公式（也符合盾构在开挖过程中所引起的地表沉降的变化），分布曲线似正态分布。这其中，关于沉槽宽度系数i的计算方法参考经验公式：

H―为覆土厚度；R―为计算半径（对于矩形结构的等效半径为R=0.29（a+b），其中a，b分别为矩形结构的长短边，对于其它非圆形结构，其等效半径为，其中A为非圆形结构的面积。

3如何有效控制地层沉降

3.1拉开左右线隧道的开挖距离

两隧道的中心线距≤3D时，两隧道的开挖对地层沉降会有叠加影响。软弱围岩其沉降影响范围大，建议两工作面的开挖距离控制在30m以上。此外，还应缩短开挖进尺，尤其是软弱地层隧道，开挖进尺应尽量小。根据实践经验，建议每循环进尺取断面开挖宽度的0.1倍。

3.2合理安排二次衬砌时间

孔隙水的调整所产生的附加应力是一个漫长的递增过程。软弱富水地层，随着渗排水，地表大范围沉降，初期支护的刚度与地层刚度的相互作用会愈来愈强，因此，软土隧道应及时施作二次衬砌。深圳地铁隧道的实践表明，二次衬砌施作后，地层变位趋于稳定。

3.3增大初期支护刚度

初期支护施作后，本身有一个徐变过程。超前支护，一般采取增大小导管直径、减小布置间距、严格注浆等措施加强；钢格栅，在间距一定时，宜增大主筋直径，增大支护初期刚度，以控制沉降。

3.4地面注浆加固

采用超前予支护，初支背后回填注浆，必要时地层补偿注浆如超浅埋，初期支护按钢筋混凝土配筋偏保守，浅埋荷载按全部土柱偏保守，钢拱架连接点设置位置应避开受力最大点及考虑施工方便，钢拱架形式要考虑整体刚度、纵向刚度。同时，还应加强稳定掌子面措施，主要是采取留核心土、采取全断面加固，包括注浆、旋喷、冷冻等。此外，开挖后尽早提供足够刚度和尽早发挥强度的初期支护。分部施工时，尽早封闭成环，加强地基承载力，减少结构整体下沉，成环之前保证墙脚的稳定，并减少拆撑转换的结构位移。

4结束语

综合上述，随着城市化水平的进一步提高，城市人口的增加，轨道交通的发展会越来越快。由于我国轨道隧道开发目前属于起步阶段，其基本以明挖法施工，随着线网的逐渐加密以及公众对交通水平的要求，暗挖施工的车站及附属结构会出现并逐渐增多。在其他市政工程如热力、电力管廊及过街通道等也将越来越多的采用浅埋暗挖法施工。在对隧道进行浅埋暗挖过程汇总，地层物质随即被挖出，过大的地面沉降和地层变位将直接危及地面建筑物的正常使用，进而危及施工安全，因此施工中必须对有害沉降进行控制，这就要解决沉降的控制基准问题，并通过控制基准在施工过程中对地面建筑、地表沉降等，在理论分析指导下进行有计划的监测，以监测数据为依据，对暗挖隧道进行动态管理。

参考文献：