第３６卷第１１期 ２０１６年１１月 隧道建谨 Ｔｕｎｎｅｌ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｖ０１．３６ Ｎｏ．１１ ＮＯＶ．２０１６ 漫谈矿山法隧道技术第十二讲——隧道情报化施工的“情报＂ 关宝树 （西南交通大学，四川成都６１００３１） 摘要：隧道情报化施工是指在施工中根据能够充分表现隧道开挖后围岩和支护构件动态的“动态情报”来进一步掌握围岩的特性 以修正设计和施工。１）指出实现情报化施工的前提是“情报”，需要的情报包括能够判定掌子面是否稳定、掌子面前方围岩是否发 生变化、已支护地段变形是否收敛、围岩分级是否合适等。强调隧道情报化施工的情报“量”是基础，“质”是关键。以位移量测为 例，介绍施工中需要获取什么样的情报；以Ｅｔ本矿山法数据库（ＤＢ）为例说明情报“量”的重要性及其应用。指出我国的施工现状 是积累情报“量”较大，但“质”不足，要在情报的“质”上下功夫，能够进行系统地总结和分析，为情报化施工建立数据库。２）从掌子 面前方围岩的探查、掌子面观察、量测和试验等方面介绍获取情报的主要方法和目的。分别以日本北海道公路隧道和筑紫隧道为 例，重点介绍了超前钻孔在掌子面前方和洞口段开挖前地质探查中的应用。３）介绍我国、日本和美国掌子面观察的内容和方法，指 出我国的观察大部分获得定性的情报和少量定量情报，而日本和美国的观察是可以数值化的，我们在这方面尚需努力。介绍对已 施工区间进行检查和观察的项目，以喷混凝土为例介绍观察结果的利用方法，反馈指导施工，统计建立管理基准。４）最后强调在不 同围岩级别中，获取情报的方法是不同的，量测不是唯一的，也不是万能的。在块状、岩质围岩中，应把观察放在重要位置；在软弱 围岩中，量测、观察以及掌子面前方围岩预测等方法应同时并举，循环验证。 关键词：隧道；情报化施工；观察；量测；数值化；数据库 ＤＯＩ：１０．３９７３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２—７４１Ｘ．２０１６．１１．００１ 中图分类号：Ｕ ４５５ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７２—７４１Ｘ（２０１６）１１—１２８３—１２ Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ ｂｙ Ｍｉｎｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ：Ｌｅｃｔｕｒｅ ＸＩＩ： Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｕｎｎｅｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｚａｔｉｏｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ＧＵＡＮ Ｂａｏｓｈｕ （Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００３ １，Ｓｉｃｈｕａｎ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｍｏｄｉｉｆｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｕｎｎｅｌ ｃａｎ ｂｅ ｒｅａｌｉｚｅｄ ｂｙ ａｄｏｐｔｉｎｇ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｚａｔｉｏｎ ｃｏｎｓｔｕｃｔｒｉｏｎ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ：１）Ｔｈｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｉ．ｅ．ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｗｏｒｋｉｎｇ ｆａｃｅ，ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｒｏｃｋｓ，ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ／ ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ ｏｆ ｓｕｐｐｏａｅｄ ｓｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｒｏｃｋ ｃｌａｓｓｉｉｃａｔｉｏｎ，ｉｓ ｔｈｅ ｂａｓｅ ｏｆ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｆｚａｔｉｏｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｑｕａｎｔｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉＳ ｔｈｅ ｂａｓｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉＳ ｔｈｅ ｋｅｙ．Ｃａｓｅ ｓｔｕｄｉｅｓ ａｒｅ ｍａｄｅ ｏｎ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ Ｄａｔａｂａｓｅ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ Ｊａｐａｎ．Ｔｈｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｚａｔｉｏｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ｓｔｉｌｌ ｎｅｅｄｓ ｔｏ ｂｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｉｎ ｔｅｒｍｓ ｏｆ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ．２）Ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｐｕｒｐｏｓｅｓ ｏｆ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｅｒｍｓ ｏｆ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｒｏｃｋｓ，ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｗｏｒｋｉｎｇ ｆａｃｅ，ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ａｎｄ ｔｅｓｔ．Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａｄｖａｎｃｅｄ ｂｏｒｅ—ｈｏｌｅ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｏｋｋａｉｄｏ Ｈｉｇｈｗａｙ Ｔｕｎｎｅｌ ａｎｄ Ｃｈｉｋｕｓｈｉ Ｔｕｎｎｅｌ ｉｎ Ｊａｐａｎ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ．３）Ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ，ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｓｔａｔｅ—ｏｆ－ｔｈｅ—ａｒｔ ｏｆ ｗｏｒｋｉｎｇ ｆａｃｅ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｉｎ Ｃｈｉｎａ，Ｊａｐａｎ ａｎｄ ＵＳＡ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ｓｔｉｌｌ ｎｅｅｄｓ ｔｏ ｂｅ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｔｈｅ ｉｔｅｍｓ ｔｏ ｂｅ ｃｈｅｃｋｅｄ ａｎｄ ０ｂｓｅｒｖｅｄ ａｎｄ ｕｓｉｎｇ ｏｆ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｓｈｏｔｃｒｅｔｅ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．４）Ｔｈｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｒｏｃｋｓ ｖａｒｙ ｍｕｃｈ．Ｔｈｅ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｉｓ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｉｎ ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎ ｒｏｃｋｙ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ；ａｎｄ ｔｈｅ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ，ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ａｎｄ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｉｎ ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎ ｓｏｆｔ ａｎｄ ｗｅａｋ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｒｏｃｋｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｕｎｎｅｌ；ｉｎｆｏｒｍａｔｉｚａｔｉｏｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ；ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ；ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ；ｄａｔａｂａｓｅ 收稿日期：２０１５一Ｏ８—１０ 作者简介：关宝树（１９３２一），男，辽宁人，西南交通大学教授，博士生导师，从事隧道及地下工程教学和科研５Ｏ余年，隧道与地下工程资深专家。 Ｅ—ｍａｉｌ：ｇｕａｎｂａｏｓｈｕ＠１２６．ｃｏｎ。 隧道建设 第３６卷 ０ 引言 设计与施工的一体化是隧道工程的特征之一，设 计要考虑施工中的“情报”或“动态信息”，施工要根据 “情报”或“动态信息”进行再设计，再施工。因此，矿 山法隧道设计、施工的基本原则之一是以“情报”或 “动态信息”为基础，实现“情报化施工”或“动态施 工”。本讲重点说明情报化施工中与“情报“有关的 问题。 目前的隧道设计，是以施工前有限的情报为基础 进行设计的。由于地质的复杂性和不确定性，事前很 难掌握自然围岩的状态和性质。因此，施工图建议的 设计参数和施工方法只能是推荐性的，需要在施工中 予以验证、修正与完善。也就是说，在施工中要根据能 够充分表现隧道开挖后围岩和支护构件动态的“动态 情报”来进一步掌握围岩的特性，修正设计。这就是 所谓的“设计变更”或情报化施工。 情报化施工必须以“施工中的情报”为基础，不断 地完善设计与施工过程，才能构筑符合性能要求的隧 道结构物。因此，首先要把“设计变更”作为情报化施 工的重要组成部分，开展设计变更的基准和方法等内 容的研究，是非常重要的；其次是确立获得这些“情 报”的可靠“方法”和技术，在这方面我国与国外有相 当大的差距；最后，在具备“情报”和“方法”的前提条 件下，解决如何“处理情报”、“分析情报”、“评价情 报”，进而“利用情报”的问题。其最终目标是建立一 个为情报化施工服务的数据库。 １ 实现真正的情报化施工的关键是“情报” 实现情报化施工的前提条件是要有能够充分表现 隧道开挖后围岩和支护构件动态的“动态情报”。首 先，要解决施工中需要什么样的情报（信息）的问题； 其次，应对各种“情报”提出“质”和“量”的要求。 １．１获取什么样的情报 一般来说需要下列情报：１）能够判定开挖面是否 稳定；２）掌子面前方围岩是否发生变化；３）已支护地 段变形是否收敛；４）围岩分级是否合适等。 以量测中的位移量测为例，如图１所示，施工中必 须通过量测，切实掌握下列数据（情报）：１）初始值 （初始位移速度），指测点设置后第１ ｄ量测的位移值， 其值与测点设置的时间或距掌子面的距离有关。２） 距掌子面一定距离（例如０．５Ｄ、１Ｄ、２Ｄ）的位移值。３） 拱顶下沉位移与拱脚下沉位移的比值。４）最终收敛 值。５）掌子面通过前的位移值。一般是根据围岩级 别估计的，在一般围岩条件下，大约为总位移值的 ２０％一３０％；在浅埋隧道中，位移值可以通过地表面 量测得到，也可以根据事前的解析方法提供。 掌 子 面 Ｄ为隧道开挖宽度。 图１ 隧道开挖后变形动态概念图 Ｆｉｇ．１ Ｄｙｎａｍｉｃ ｃｏｎｃｅｐｔ ｍａｐ ｏｆ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｆｔｅｒ ｔｕｎｎｅｌ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ 在以上量测数据中最重要的是初始位移速度（测 点设置后第１ ｄ的位移值）。它对判定围岩好坏以及 最终收敛值的大小，具有直接的重要意义。如果量测 困难，也可以距掌子面０．５Ｄ的位移为基准。因此，在 隧道情报化施工中，强调尽快、尽早地取得初始位移速 度的量值，用以判定可能出现的最终收敛值的大小。 《公路隧道观察、量测指南》（２００９，日本） 中，明确规 定应在开挖后３ ｈ内（不得已时也应在６ ｈ内）取得此 数据。其他国家如挪威、美国等也有类似的规定，基本 上要求在下一循环前获取此情报，否则就失去了量测 的意义。 其次是最终收敛值，指隧道开挖后可能发生的总 位移值。施工中大多数位移是量测不到的，量测值仅 仅是其中的一部分（见图１）。而评价隧道是否稳定， 基本上是以最终收敛值为基准的。一般来说，最终收 敛值是以初始位移速度或支护后的收敛值，或距掌子 面一定距离的位移值推定的。因此，确保初始位移速 度或支护后的收敛值，或距掌子面一定距离的位移量 测值的可靠性，是非常重要的。 １．２情报的“量”是基础。“质”是关键 情报的“量”是分析问题的基础数据。从数量上 看，我们量测的数据“量”可能是最多的，理所当然地 应该从“量”上找出隧道开挖后围岩动态的规律性，为 设计施工提供有针对性的指导建议。遗憾的是，我们 目前还远远没有做到这一点。因此，还不能真正做到 用观察、量测数据指导隧道的设计和施工。以Ｅｔ本的 量测事例说明情报“量”的重要性。 Ｅｔ本ＮＥＸＣＯ收集了大量的量测结果，使之数据 库化，在对多数的隧道数据分析后，作为以后设计施工 的基础资料。 矿山法数据库（以下称为ＤＢ），收纳了双车道公 路隧道施工的量测数据，其中包括１９９８－－２０１０年共 １３年的数据，１８０座隧道，２１０个区间，断面数达１０ ３８８ 个。研究的断面数共有８ １９６个。从研究的围岩断面 分布看，软质岩（层状）有２ ８８０个断面，硬质岩（块 状）有２ １９６个断面，中硬质岩、软质岩（块状）有２ ０８０ 第１１期 关宝树： 漫谈矿山法隧道技术第十二讲——隧道情报化施工的“情报” １２８５ ｌ珏点堙 州斯 ＊阻藉聩 个断面，中硬质岩、软质岩（层状）有８５０个断面。没 Ｆｔ本以数据库的情报为基础，分析与隧道设计施 ∞ ∞ 前 ∞ ∞ ∞ 弼 ∞ ｍ ０ ∞ 踟 加 ∞ 有采用钢支撑的Ｂ、ｃＩ、Ｃ ＩＩ—ａ级围岩，块状占大部 工有密切关系的各因素之间的规律，并作为施工管理 柏分。另外，Ｂ级中硬质岩（块状）、ＤⅡ级中软质岩（层 的依据。其中包括：１）水平净空位移的频率分布；２） 状）占大部分。 ＤＢ收集的数据中，位移的项目包括拱顶下沉、上 半断面水平净空位移、下半断面水平净空位移和脚部 下沉等。量测时点包括初始位移速度，距掌子面 ０．５Ｄ、１．０Ｄ、２．０Ｄ、下半断面通过时以及最终位移值。 此外，还包括地中位移、锚杆轴力、喷混凝土应力以及 掌子面观察的项目等。 花岗岩 ５０１断面 初始位移速度和最终位移值的关系；３）埋深与最终水 平位移的关系；４）最终位移值与围岩强度应力比的关 系；５）围岩级别与掌子面评价点的关系；６）围岩级别 与支护变异的关系。 以初始位移速度与最终位移值的关系为例，如图 ２所示，这些关系图已在公路、铁路隧道中作为选定支 护模式的大致标准。 安山岩 一ＤＩＩ２９断面 ＤＩ１７５断面 ｔ ＣｌＩ ７６断面 ・ＣＩＩ－－ａ５６断面 固 ／一 ／ ／ ． Ｏｌｉ１１断面 圊 ＾ＣＩ１３４断面 ・Ｂ３２断面 ● ， 重 ∞ 帅 踟 ●● ｔ。 ／ ／ ・ＯＨ－ａｌｌ断面 ＣＩ ７２断面 ／ ・１１９断面 ／－‘ ／ ／ －／ 如ｚｌ 喧 精塞 ・ 《 ０ ‘ ／ 回 锕 ｍ －柏 加 －－— ＿ＣＤＩｌ １隅断面 ￣断面 ‘ ’ 。 ．／‘ ｝ ｉ ．．． 暖 ‘Ｆ§＿■０’ ‘—，。 ｌ０ ｌ５ ２０ ２５ ／ｌ’＾－《＆ ：： ￡ ５ ｌ０ ｌ５ 加．／ ２０ Ｊ—Ⅺ｜Ｏ ５ ２５ 初始位移速度／（ｍＣｄ） （ａ）花岗岩（硬质岩、块状） 初始位移速度／（ｍｍ，ｄ） （ｂ）安山岩（中硬质岩、块状） 黏扳岩 ４７５断面 ３００ 第三系｛Ｉ己岩、页岩 ｌｌｅ，￣面 ・１｝ＩＩ ３８５断面 ＿▲・。ＤＣｃⅡＩｌ ８－２３１０ｂａｇ９５断２面 ．－ｒｌ｝ｔ …一—一— 一 崖 耋 ｌ《． ＿－一－ｌ带 ｔ ＤＩ ４１２断面 ２５０ 目 《 ● ＇’ ● ｔ－ －ＣｌＩ－－ｂ２７３断面 ・ＣｌＩ－－ａ５２断面 ｃＩ ４Ｏ断面 ２ｏｏ 魁 刊 ｌ５０ ｌ ｌｌ／ ／一● ● ● ．＿ 】 ． 广 ： ・１２断面 ・ － 重 繁 话 ・ 星ｌ００ ｌ一 ・—－－ ／一 ０ “－——一 墓 。 ■■Ｉ 兰 固 擎 ２５ ５０ ７５ ｛ ５ ｌ０ １５ ２０ ２５ ０ 初始位移速度／（ｍｍ／ｄ）（ｃ）黏板岩（中硬质岩、层状） 初始位移速度／（ｍｎ内） （ｄ）第三系泥岩、页岩（软质岩、层状） 图２初始位移速度和最终位移值的关系 Ｆｉｇ．２ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｉｎｉｔｉａｌ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｖｅｌｏｃｉｔｉｅｓ ａｎｄ ｆｉｎａｌ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｓ 上述分析充分说明，根据一定量的数据，完全可以 从我国当前的施工现状看，虽然积累了大量的量 测数据，但情报的“质”还不能满足情报化施工的要 求。问题出现在情报的“质”上。没有“质”的情报，即 获得与设计施工有关的规律性的结果，用以指导和完 善数据施工。 窿莲建磺 第３６卷 使数量再多，也没有用。在隧道施工领域中，利用我们 的优势（数据量巨大），只要在情报的“质”上下功夫， ２获取情报的方法 获取睛报的途径和方法是多种多样的，包括：１）掌子 面前方围岩的探查；２）掌子面观察；３）量测；４）各种试验 （室内的、原啦的）。获取隋报的主要力法和目的见表１。 就能够进行系统地总结和分析，为情报化施工建立良 好的施工平台——情报数据库。 表１获取情报的方法和目的 Ｔａｂｌｅ １ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｐｕｒｐｏｓｅｓ 第１１期 关宝树： 漫谈矿山法隧道技术第十二讲——隧道情报化施工的“情报” １２８７ 虽然获取情报的方法很多，但过去我们过多地依 赖量测，而忽视了观察、试验及掌子面前方围岩预测所 与上述实施超前钻孔的隧道比较，后者的净空位移小； 特别是在Ｄｌ、Ｄ２级围岩中，其差值很大。也就是说， 采用超前钻孑Ｌ能够获得详细的围岩地质情报和进行高 精度的围岩分级，在施工中工法变更较少，而且净空位 提供的情报。因此，今后应有针对性地利用除量测以 外的一些方法，获取相应的情报，这对于指导隧道的设 计和施工具有很重要的作用。 由上述方法获得的情报，其数量是可观的，因此对 情报进行整理、分析、评价是十分重要的工作。这只有 利用数据库的方法才能解决，因此，有计划、有目的地 建立隧道情报数据库是刻不容缓的大事，不能忽视。 ２．１ 掌子面前方的超前钻孔探查 在隧道情报化施工中，掌握掌子面前方的围岩状 况是非常重要的。目前，掌子面前方围岩探查方法的 开发已经成为隧道施工技术发展的重要领域，应给予 充分的关注。 日本北海道开发局在其地方规范中指出：过去对 施工中的前方地质研究和对掌子面状态评价只采用经 验的、定性的、模式化的方法，只在地质条件恶劣的区 间和破碎带等场合采用超前钻孔方法来提高调查精 度；但到今天，由于技术的进步，已经可以采用前方地 质确认手段来定量地加以判定。因此，其规范规定： 原则上在全线施工中采用超前钻孔进行前方地质 调查。 基于北海道开发局的规定，在北海道的公路隧道 中，距掌子面大约每掘进１００ ｍ实施超前钻孔，不仅要 进行确认地质的Ｐ波检层和岩石试验，也要获取如表 ２所列的情报。根据北海道施工１６座隧道的数据，首 先用预测的围岩级别和施工围岩级别一致度来表示超 前钻孔的效果。研究的对象包括基于事前调查（岩 类、弹性波速度等）设定的围岩级别、基于超前钻孔设 定的围岩级别和实际施工的围岩级别３个，共１ ２４５ 个数据。 表３是基于事前调查设定的围岩级别与实际施工 的围岩级别的关系。表４是基于超前钻孔设定的围岩 级别与实际施工的围岩级别的关系。基于上述预测与 实际施工的围岩级别的一致度统计结果见表５。 表５说明：１）事前调查结果与施工结果一致的约 占７６％，１９％与预计相比降低１＿２级，其中从ｃ１、ｃ２ 级变更到Ｄ１、Ｄ２、Ｅ级的占总数的１１％。同时也出现 施工时比预计的围岩位移大，从无仰拱模式变更到设 仰拱模式的情况。２）超前钻孔结果与施工结果一致 的约占９０％，９％与预计相比降低１＿２级，而从ｃ级 变更到Ｄ级的只有２．５％。施工中没有较大的工法 变更。 围岩级别预测一致度的差值可明确地反映到隧道 施工时净空位移的差值上。没有实施超前钻孔的隧道 移也小。 由此项研究可以看出，利用超前钻孔的情报，可以 对掌子面前方围岩的状况予以评价，并力求向建立与 超前钻孔对应的围岩分级方法的方向发展。 表２超前钻孔调查的记载项目［。 Ｔａｂｌｅ ２ Ｉｔｅｍｓ ｆｏｒ ａｄｖａｎｃｅｄ ｂｏｒｅ－ｈｏｌｅ ｄｒｉｌｌｉｎｇ［ ］ 隧道名称 起 ＳＰ／ｍ 终 位置 孔编号 深度／ｍ 埋深 地层名称 柱状图岩类 岩类 风化 变质 符号 弹性波速度 ／（ｋｍ／ｓ） 龟裂系数Ｋｇ／％ 事前调查 围岩级别 设计Ｐ Ｐ波检层 ｐｈ／（ｋｉｎ／ｓ） 龟裂系数Ｋｈ／％ 加载试验Ｅ／ＭＰａ ｏｒ。／ＭＰａ ｖｐｅ／（ｋｍ／ｓ） 岩石试验 ｐｔ／（ｇ／ｃｍ ） Ｅ。／ＭＰａ ＲＱＤ（１０） ＲＱＤ（５） ＲＱＤ 最大岩芯长度 超前钻孔 柱状岩芯率 ＲＱＤ（１０） ＲＱＤ（５） 平均ＲＱＤ 最大岩芯长度 柱状岩芯率 最大涌水量／（Ｌ／ｍｉｎ） 围岩强度应力比ｔｒ／Ｔｈ 围岩强度应力比的围岩级别（ｃｒ／Ｔｈ） 平均ＲＱＤ（１０）的围岩级别 超前钻孔的围岩级别 隧莲建议 表３事前调查的围岩级别与施工结果的数据量对比 Ｔａｂｌｅ ３ Ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｒｏｃｋ ｇｒａｄｅｓ ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ ａｎｄ ｍｅａｓｕｒｅｄ（ｕｓｉｎｇ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ） 第３６卷 钻进一边使钻孔轨迹逐步变成水平方向，而后在隧道 下方采用通常的绳索钻进５００ ｍ。钻进孔径：倾斜段 为ＩＩｉ ｍｉｌｌ，导向地段为７６ ｍｍ。方向测定的频率：倾 斜段每２５ ｉｎ测１次，导向段每ｉ１ Ｉｎ测１次，水平段每 ２０ ｍ测１次。最终的容许精度是±５ ｉｎ。 钻孔的口部从平地的水田开始钻进，最初采用反 铲开挖探坑。在接近隧道位置前，因无需取岩芯故可 高速钻进，采用旋转式冲击钻钻至导向位置。从导向 区间开始，采用绳索钻进用轴式钻机倾斜１７。进行钻 进。导向钻进通常采用ＮＱ绳索钻头，每１１ ｉｎ测定一 表４超前钻孔的围岩级别与施工结果的数据量对比 Ｔａｂｌｅ ４ Ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｒｏｃｋ ｇｒａｄｅｓ ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ ａｎｄ ｍｅａｓｕｒｅｄ（ｕｓｉｎｇ ａｄｖａｎｃｅｄ ｂｏｒｅ—ｈｏｌｅ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ） 次倾斜和方位，只在导向处采用ＢＱ绳索钻头钻进。 钻进至深度为２００ ＩＴＩ时，确认沿计划轨迹进行；进入 水平钻进后，在４００ ｍ深度附近调整轨迹上升并再次 对导向轨迹进行修正，最终到达计划深度５００ ｍ。洞 口段绳索取芯工法取得了良好的结果，见图３。 逼 囊 表５预测围岩级别的一致度统计结果 Ｔａｂｌｅ ５ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｂｏｒｅ－ｈｏｌｅ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ ｔｅｒｍｓ ｏｆ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ ｏｆ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｒｏｃｋ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ 坠住随 图３洞口段绳索取芯钻孔图示 Ｆｉｇ．３ Ｃｏｒｅ—ｄｒｉｌｌｉｎｇ ａｔ ｔｕｎｎｅｌ ｐｏｒｔａｌ 在断层区间也采用类似的探查方法调查平等寺断 层的位置及其状况和断层的影响范围。从口部开始采 用绳索取芯工法。口部采用ＰＱ绳索钻头（６７１１ ｍｍ），接着依次采用ＨＱ（西ｌ１８ ｍｍ）、ＮＱ（ １１ ｍｍ）、 ＢＱ（４）６２ ｍｍ）绳索钻头进行钻进，并根据孔径插入套 管，计划钻进５５０ ｍ。 孔口的倾斜角设定在一３０。开始钻进，但由于计划 导向的地点围岩较差，出现向下扎头的现象，因此从 ２．２洞口段开挖前的超前钻孔探查 在隧道施工中，开挖前了解掌子面前方围岩的状 况是非常重要的。钻孔探查是最直接的方法，特别是 洞口段地质变化频繁的地段。例如日本九州新干线筑 １１０ ｍ处（围岩变好的地段）又开始导向，力求沿隧道 钻进，最终钻进至５５０ ｍ时，大致处于隧道的下方，钻 进２８０ ｍ处距离隧道约２４ ｍ。在断层区间采用超前 钻孔探查发挥了应有的作用，地质调查结果见图４。 紫隧道采用绳索取芯工法（ｗｉｒｅ Ｌｉｎｅ Ｃｏｒｅ Ｍｅｔｈｏｄ）进 行前方围岩探查。 ３观察调查及其利用 在情报化施工中，观察和前方围岩探查可能比量 测更为重要；因为施工主要是针对掌子面前方围岩的 筑紫隧道山浦工区（最南方的工区）小埋深区间 长约ｌ ｋｍ，埋深约４０ １ＴＩ。此区间是由更新世砂砾层构 成的丘陵堆积物，其下方是全风化花岗岩。采用电探 法得到的几乎是相同的比电阻值，因此进行导向钻孔 调查岩芯状况是必要的。 变化和对掌子面开挖后的即时判定来采取对策的，而 量测的数据只能在稍后的时间获取。因此，为确保情 报化施工安全、经济和快速，加强掌子面观察和前方围 岩探查是很重要的。实际上，在Ｉ、Ⅱ级围岩中，观察、 施工数据是主要的，基本上可以不进行量测；在Ⅲ、Ⅳ 借用农闲期的水田，以１７。倾斜角开始钻进，一边 第¨ｊ鲥 关宝树： 漫淡矿…法隧道技术第ｆ‘二 ｊｆ——隧道情撤化髓【 的“情｛｝｛ 级 岩中，观察和量测是并重的；而在需要控制变形 的围岩中，量测和前方围岩探查是不可缺少的，例如在 Ｖ、Ⅵ级及特殊围岩中。 ３．１掌子面观察 施工初期阶段，即开始揭露¨寸岩阶段，址有经验的 工程技术人员用以判断围岩是 符合预计的最佳时 期。观察时采用的方法，一是日视』ＪｌＩ简易的锤击方法， 二是用数码相机摄影。在摄影技术发达的今人，数码 相机的应用已经普及。 初期阶段的掌子面观察，重点 对 步没讣的围 岩级别进行核查。随着施］ 的进腱，逐步积累掌子面 观察数据和量测数据。通过积累的： 子 观察数据和 测数据，可以整理出掌子面的 ｌ６ ６００ １６ ７００ ｌ６ ８００ １６ ９００ １７ ０００ １７ １０１】 ｌ７ ２００ ｌ７ ３００ 条什 介理的支 护模式的相关关系；对未施工区ｌ１ＩＪ（新的掌子听），掌 子面观察结果可用于选定支护模式。 无论是采用目视还是数码＿卡ｆ１机埘掌子而进行观 察，其脱察项目包括掌子面素描、锤． 的外裂肜念、ＪｘＬ 化变质、裂隙间距、裂隙形态及涌水状况等。其ＩｆＪ多数 项目与判定围岩级别有关。例如，我ｌｑ铁路隧道规定 的施工阶段用以判定吲岩级别的削定卜（见表６） ｆ， 的 一里程／口ｌ 图４地质调查结果（南烟工区） Ｆｉｇ．４ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ（Ｎａｎｙａｎ Ｓｅｃ‘ｌｉｏｎ） 隧道施工时的观察调查大体上分为洞内观察调查 和地表观察２类。洞内观察调查包括掌子而观察和已 施上区问的观察。掌子面观察是以支护施设Ｉｊｉ『的围岩 为对象，已施工区间的观察则以施工后的支护结构为 对象，将两者的量测数据一起用来判断支护结构的选 定和增减是很重要的。 些项目就町以作为观察项目；公路隧道建议的判定 卡（见表７）与此大同小异。根据这 观察结果町以评 价周岩并反映到支护选定上。 表６我国铁路隧道施工阶段围岩级别判定卡 Ｔａｂｌｅ ６ Ｒｏｃｋ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｄｅｔｅｒｍｉｌａｔｒｉｏｎ ｃａｒｄ ｆｏｒ ｒａｉｌｗａｙ ｔｕｎｎｅｌ ｅｏｎｓｔｒｕｅｔｉｏｎ ｉｎ Ｃｈｉｎａ 程 Ｊ：程 称 位嚣 洞１ 离／ｍ ｋ－＂ 岩石类型（名称） 轴饱和抗艇强度Ｒ ＝ 指标 ＭＰｎ 赫聚力（・： ＭＰａ： ＝ 点倚载强度极限，ｌ＝ ＭＰａ 变形模量Ｅ： 人然重度 ＝ １ＧＰａ ｋＮ／ｍ 松比 ＝ 其他 饭硬 艇 较软 软 微软 Ｉ： 地质构造影响张度 间距／ｍ 延仲性 伴完 状念 地质结构面 粗糙度 张开性及 帐ｊ１ 宽度／Ｉｒｉｉｌｌ 风化程度 简要说明 ＜ｌＯ 轻微 ＼ｌ 较重 】．５～Ｏ．６ Ｏ．６～Ｏ．２ ・ｔｔ等 严重 ｌ儆 ， ＴＩｏ ＜Ｏ．０６ 饭＆ｒ 究祭 较 较破 黏Ｉ 允填 极严 Ｊｘ【化 破 傲破碎 蚶 整光滑 ＞Ｊ．５ ｝及簏 ｆ１』】 Ｏ．２一Ｏ Ｏ６ 阶状 荆ｌ糙波纹状 平帮光泔７ｒ擦痕 邴分怅Ｊ１： ０．１—０．５ 轻微风化 张Ｊｆ： Ｏ．５～１．０ 颇艰风化 经： ＜０．１ 术风化 尤允填张ＪＦ ＞ｌ Ｏ 严 风化 ｌＯ～２５ ２５～１２５ ｆ 燥或 涧 地下水状态 渗水１７／（Ｉ／（ｍｉｎ－ｌＯ ｎ１）） 埋深Ｈ＝ ｍ Ｉ：垛或 润 偶有渗水 经常渗水 ｆ『：Ｊ｛仃渗水 经常渗水 初始地应力状态 地质构造应力状态 ｊｉ．他 『１４岩级别 箭 注 Ｉ ｆ复核 ＩＩ １Ｉ ｆⅣ ¨期 Ｖ Ⅵ 记录并 由表６和表７可知，通过观察可以获得大部分定 性的情报，如辅以简易的方法，也可获得一 定 的 情报。 根据观察项目的实际，在《公路隧道观察、 测指 南》（２００９，日本）中，提出的掌子ｌ『１ｆ观察 如表８ 所示。 隧道建设 第３６卷 恋 ／ 测键 根 兽＿Ｅ５ ＩＩ—ｕ０暑 ＴｌＪ１ｓＩ１００ ＴａＩＩＩＩ暑分享 Ｉｑ 蓬羹 霉撂半 。 霍 瞎 嫒旧斌 童蓑蓑 喧 蛆覃｝｛看 匝；陲卜 。 ｛如 ｐＬｎ８暑一苗岛 邑，ｄ苟 Ｉ１０焉 ＩＪＩ∞田Ｂ１ 昔【】 籁 基莲 皿 ｍ卜 蜜 幕 骠 皿 骠 短 醴 骠 壮 醛 Ｖ 暴 璐 肝 霉 匦 幡 暴 铽 耀 蜒 厘 Ｈ 骠 鲁 譬 廿 稼 撼 匾 陶 ０ Ｖ 到 嗵 蘑 ｇ 鼗 牡 鞍 苗 世 盛 锱 副 ｌｎ Ｉｎ ｌ ０ ０ 骚 蜜 ２ 锰 椒 Ａ 盎： 密 避 硎 ０ ｌｎ ｌ ｌ 荨 ０ 竹 暴 醯 嗵 瓣 厦 ｊ（１《 西 锱 鼙２ 擐 豫再 随 Ｈ ８ Ｉ 寸 ｎ 昌 型 暴 暴 ｛Ｌ ・寸 塔 螋 岔 螭 耋 丑篙 耕埴 耕 斟 舯 Ｎ 帅 ８ ＾ 肝 人 尉 Ⅲ１｛ 黎 尉 榉 嗵 加 尉 蚕 －＾ 骤 暴 ｊ琏＝ 暴 隧 ｛ 置 警 喧 璐 啮 墨 《 ： 鼗 球 钕 锱 靼 蜜 齄 糍 骚 Ｖ、 箍 窑 Ｎ恒 魁 随 墨 鼗 靶 ＊ ｌ 髌 ２ 甥 挺 耧 蘑 倒 皿 廿 鼗 憾 嗵 铡 Ｈ 耀 ｛ ｛ 憾 鼋 越 衄 蛰 厘 点 强 靼 诂 锱 饕 ０ 鬟 宝 。． Ｖ 爨 挺 删 懈 靼 钕 瓣 厘 锱 捌 壤’基 嚣 晤 ｛Ｌ 葵 寸 ｛Ｌ 寸 暖 嚏 莺 屋 尉 啮 掇 徊 鳓鬣 ±巴 嗵 蔷 尉 嗵 斟毯 Ⅱｌ｝４ 涮 曝 豁 熙 仆 牝 噬 舯恒瞪 姆聋 到 蛙寝 暮疆 好球 一裂 卜Ｊ 统计分析获得的对应各观察项目评级的评价点计算 出掌子面评价点的结果见图５。各支护模式的掌子面评 价点的平均点数、标准偏差的幅度与支护选定的大致标 准的范围是一致的。在现场，采用这样的掌子面评价点 较，掌子面观察结果和围岩评价在围岩级别管理上是 个有效的方法。 图７是美国在公路隧道中针对岩质围岩的典型掌 子面的素描图，用于记录在该地段遇到的地质条件。 进行评价，可以作为选定支护模式的—个大致标准。 图６是用掌子面评价点判定围岩级别的管理图。 掌子面素描图反映了每一开挖循环发生的事态，是正 式记录，由承包商和业主代表签署。 如图所示，沿隧道延长方向整理掌子面评价点分布的 方法很容易对掌子面评价点和围岩级别做出相对比 由此可见，掌子面观察方法是可以数值化的，我们 在这方面尚需努力。 第ｌ１期 关宝树：漫谈矿山法隧道技术第十二讲——隧道情报化施工的“情报” 表８掌子面观察表 】 Ｔａｂｌｅ ８ Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｉｔｅｍｓ ｆｏｒ ｗｏｒｋｉｎｇ ｆａｃｅ［。 １ １ 观察项目 评价级别 ＞１ｏｏ ５０～１０ｏ ２５—５０ １０～２５ ３一ｌＯ ＜３ 单轴抗压强度／ （Ｎ／ｒａｍ ） 趔 踯 加 ∞∞ 点荷载试验 Ａ．抗压强度 抗压强度／ （Ｎ／ｍｍ ） ＞４ ２～４ １～２ ０．４～１ ＜０．４ 锤击强度 大致标准 评价级别 岩片置于地 岩片置于地 面，用锤强烈打 面。用锤强烈打 用手拿着，用 岩片轻打可崩裂 网于口Ｊ局邵掰裂 用指甲可划裂 击难以崩裂 击可崩裂 锤打击可崩裂 １ ２ ３ ４ ５ ６ 风化大致标准 Ｂ．风化变质 热水变质等 大致标准 评价级别 新鲜 沿裂隙风化变质 变质，裂隙 夹有黏土 ２ 除岩芯外 风化变质 土砂状风化、 未固结土砂 没有看到变质 １ 变质，岩芯 强度降低 ３ 显著变质，全体 土砂状黏土化 、４ 裂隙间隔／ｍ Ｃ．裂隙间隔 ＲＱＤ／％ 评价级别 ｄ≥１ ＞８０ １ １＞ｄ≥０．５ ５０—８０ ２ Ｏ．５＞ｄ≥０．２ ３０—６０ ３ ０．２＞ｄ≥０．０５ １０～４０ ４ ｄ＜０．０５ ＜２０ ５ 裂隙开口 裂隙密闭 裂隙局部开口 （宽度＜１ ｍｍ） 无 裂隙面平滑 ２ 裂隙多开口 （宽度＜１ ｍｍ） 无 部分平滑 ３ 裂隙开口 （宽度１—５ ｍｍ） 夹有薄层黏土 裂隙开口 璐莲（宽度＞５ ｍｍ） 缸避 瓣 夹有厚层黏土 Ｄ．裂隙状态 裂隙夹持物 裂隙粗糙度 评价级别 无 粗糙 １ （＜５ｍｍ） （＞５ ｍｍ） 有磨擦痕迹 ４ ５ 状态 Ｆ．涌水量 评价级别 水的劣化 无，渗水 （＜１ Ｌ／ｍｌｎ） １ 无 滴水程度 （１—２０ Ｌ／ｍｉｎ） ２ 没有产生松弛 集中涌水 （２Ｏ～１００ Ｌ／ｍｉｎ） ３ 软化 全面涌水 （＞１００ Ｌ／ｍｉｎ） ４ 流出 Ｇ．劣化 评价级别 １ ２ ３ ４ 注：各观察项目评级均有其对应的评价点，例如抗压强度的对应关系是：ｌ级对应３８点，２级对应３Ｏ点，３级对应２３点，４级对应１５点，５级对应８ 点，６级对应Ｏ点。 距洞口的距离／ｍ （ａ） ● ■ ■ ＿ ■ 萋 露 ■ ● 一 ｆ 卞 目目 Ｕ Ｕ 中 窨 ● ■ － ■ ＿ ■ ● ● 蓁 蔷 支护模式 目 苫 Ｏ表示掌子面评价点的平均点位，实线为平均值＋标准偏差的幅度变 化范围，阴影线部分为支护选定的大致标准的范围。 围岩级别 （ｂ） 图５ 掌子面评价点计算结果、支护选定的大致标准 Ｆｉｇ．５ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｐｏｉｎｔｓ ｏｎ ｗｏｒｋｉｎｇ ｆａｃｅ ａｎｄ 图６利用掌子面评价点判定围岩级别 Ｆｉｇ．６ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｆ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｒｏｃｋ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｐｏｉｎｔｓ ｏｎ ｔｕｎｎｅｌ ｆａｃｅ ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｆｏｒ ｓｕｐｐｏｒｔ 攫莲建设 隧道掌子面工程地质素描图 循环№ 支护级别 娄钮 层理痕裂理理理切皱 Ｆ 面 循环长度 ＢＨ 带 照片ｍ 风化弯府 岩石强后 阶 波 平 第３６卷 日期 试样№ 时间 位置 ｌ格栅ｍ 未风化 微风化 中风化 强风化 全风化 残积土 厂 极硬 很硬 硬 中硬 软 黏性土 很软 极软 糙滑痕糙滑痕糙滑痕 粗光擦粗光擦粗光擦 珊 很软 软 稍硬 硬 很硬 极硬 每 地一 水状态 干燥｝潮湿 Ｉ 湿润ｌ类型 方位 粗糙度 走向，倾角 滴水 个连续向特征 ｌ渗透 ｌ 流动 司距／ｉｎ 充填物 Ｊ连续性／ｆｔ ● 一－ － － － 间距 连续性 填充物 每码断裂频率 很差＞１５ 岩 陛质 围岩动态 特密＜ｌ ｉｎ很低＜３ ｆｔ 黏土很密１￣３ ｉｎ低 ３ｑ０ ｆｔ№／ 差８ｑ５ 密３￣８ ｉｎ中１０－－３０ ｆｔ断层泥 一般ｓ喝 中 ８、２５ ｉｎ高３０－－１００ ｆｔ断层角砾 好 宽２５－８０ ｉｎ很高＞ｌ００ ｆｔ其他 很宽＞８０ ｉｎ 很好＜ｌ 图７掌子面地质素描图 。］ Ｆｉｇ．７ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｋｅｔｃｈ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｗｏｒｋｉｎｇ ｆａｃｅ［ ３．２ 已施工区间的观察 发展过程是很重要的。 已施工区间的观察是为了补充量测和确认设计施 工是否合适，如有问题及早发现。一边检查支护的状 态一边观察，如有异常立即查找原因并与其他量测项 根据已施工区间的观察，在认为有变异的场合， 首先要分析变异发生的状况；其次基于分析结果，研 究采取的对策和修正未施工区间支护模式选定的基 目结合加以综合判断，采取适当的措施。 在已施工区间，以隧道洞内为对象，对以下项目进 行检查和观察。 １）喷混凝土：与围岩的密贴、开裂（发生位置、种 类、宽度、长度及发展状况）、涌水等。 准和再评价管理基准。已施工区间观察结果的利用 方法如图８所示。已施工区间观察的利用方法最好 是编制能够与量测结果等对比的管理图，进行量测 管理。 对比已施工区间的观察记录和支护模式、掌子面 ２）锚杆：打设位置、方向，锚杆、垫板的变形，锚杆 头部断裂等。 ３）钢支撑：变形、屈服的位置和状况，与喷混凝土 一观察结果和量、狈４结果等，掌握变异的发展过程，分析变 异发生的原因。喷混凝土发生开裂的种类有剪切开裂 （伴有错台的开裂）、开口开裂（张裂）和温度干燥收缩 开裂等。其中剪切开裂是应力过大造成的，比较危险； 因此，在发现剪切开裂的场合要强化管理，评价也应以 这种开裂为重点。 体化的状况，侵入围岩、脚部下沉等。 ４）衬砌：开裂（位置、种类、宽度和长度），涌水状 况等。 在认为有变异的场合，参考表９记载变异的位置、 以喷混凝土为例，根据最终水平位移值和变异 种类和规模等，必要时要描绘位置图和素描图。已施 工区间的观察频率原则上为１次／ｄ，在认为有变异的 场合要增加量测频率。 为了发现早期变异和前兆，进行观察是极为必要 发生率的关系（见图９），位移值＜８０ ｍｍ时，变异发 生率成单调增加；位移值在８０—１２０ ｍｍ时，变异发 生率少许降低，但多发生剪切开裂、挤出，是比较危 险的。一般来说，位移值８０ ｍｍ是变异发生的上限 值。掌握这种关系是很重要的。应该在实际观察中 积累这方面的数据，为制定喷混凝土的管理基准打 下基础 的。在发生变异的场合，首先要增加观察的频次；其 次，在分析与量测数据相关性的基础上，为更好地利用 已施工区间的观察结果，明确记录变异发生后的变异 第１１期 关宝树：漫谈矿山法隧道技术第十二讲——隧道情报化施工的 晴撮” 按时序系列整理变形形态，其变异发生时的位移 值如图１０所示，可以大致掌握其特征的变化趋势。也 就是说，由于干燥收缩产生开裂时位移值几乎都在ｌＯ ｍｍ以下，开裂、显著开裂、开裂并伴有脱落等发生时 的位移值的峰值及平均值（图中的圆黑点）逐渐增大。 基于图５和图６所示的支护变异的管理基准值，水平 的研究 围岩在２Ｏ～４０ ｍｍ，部分喷混凝土发生剥离。最终位 移值在２０ ｍｍ以下的场合，变异发生率很小，因此，２Ｏ 再评价 图８ 已施工区间观察结果的利用方法 Ｆｉｇ．８ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｌｆｏｗｃｈａｒｔ ｏｆ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｓｅｃｔｉｏｎ ｍｍ可以作为现场判断的大致标准。 口碟 囹开裂一显搠 一开裂井 ；｛落 ．２０ ２０－０－４０ ４０．４５０ ６０－８０ ８Ｏ ００ １０Ｏ ２０ １２０－１４０＞１４０ 最终水平位移值／ｍｍ 支护变形：喷混凝土 －２０ ０２０．－４０ ４０＇－６０ ６０－８０ ８０．１００ 水平位移值向ｍ 图９最终水平位移值和变异发生率的关系 Ｆｉｇ．９ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｆｉｎａｌ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｓｈｏｔｃｒｅｔｅ ｄｉｓａｓｔｅｒ ｉｎｃｉｄｅｎｃｅ 支护变形：喷混凝土（ 馓应答） 图１０变异发生时的位移值 Ｆｉｇ．１０ Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｗｈｅｎ ｓｈｏｔｃｒｅｔｅ ｄｉｓａｓｔｅｒ ｏｃｃｕｒｓ １２９４ 隧道建设 第３６卷 Ｇｕｉｄａｎｃｅ ｆｏｒ ｓｕｒｖｅｙ ａｎｄ ｍａｐｐｉｎｇ ｏｆ ｈｉｇｈｗａｙ ｔｕｎｎｅｌ［Ｓ］． Ｔｏｋｙｏ：Ｊａｐａｎ Ｈｉｇｈｗａｙ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，２００９．（ｉｎ Ｊａｐａｎｅｓｅ）） ４ 结语 本讲重点说明在隧道情报化施工中，“情报”的重 要性和获取情报的方法。没有“质”的情报是在做“虚 功”，我们一定要在改进情报的“质”上下功夫。其次 应该明确在不同围岩级别中，获取情报的方法是不同 的，量测不是唯一的，也不是万能的。在块状、岩质围 岩中，应把观察放到重要位置；在软弱围岩中，量测、 龟村腾美，同崎健治，伊柬佳彦．先逭术一ｌＪ’／ｙ－ 劾 果ｌ二 ：弹性波速度 地山等级 迪性［Ｃ］／／岩 监力学ｃ：阴寸６三／’／水 厶耩演渝文集．东京：土木 学会岩监力学委且会，２０１４．（Ｍｕｒａ Ｋａｔｓｕｍｉ，Ｏｋａｚａｋｉ Ｋｅｎｊｉ，Ｉｔｏ Ｋａｈｉｋｏ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｅｌａｓｔｉｃ ｗａｖｅ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ａｎｄ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｒｏｃｋ ｇｒａｄｅ ｏｎ ａｄｖａｎｃｅｄ 观察以及掌子面前方围岩预测等方法应同时并举，循 环验证。 参考文献【Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）： ［３］ ｄｒｉｌｌｉｎｇ［Ｃ］／／Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｆ Ｒｏｃｋ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ．Ｔｏｋｙｏ：Ｒｏｃｋ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ ｏｆ Ｊａｐａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ， ２０１４．（ｉｎ Ｊａｐａｎｅｓｅ）） ＡＡＳＨＴＯ．Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｍａｎｕａｌ ｆｏｒ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ［１］ １３本道路协会．道路卜、／禾， 观察・计测指针［ｓ］．东 京：日本道路协会，２００９．（Ｊａｐａｎ Ｈｉｇｈｗａｙ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ． ｒｏａｄ ｔｕｎｎｅｌｓ：Ｃｉｖｉｌ ｅｌｅｍｅｎｔ［ｓ］．Ｆｌｏｒｉｄａ：Ｕ．Ｓ．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｆ Ｔｒａｏｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，２０１０． 隧道“奥斯卡＂颁布 中国隧道获５项提名 ２项大奖 ２０１６年１１月１１日，国际隧道及地下工程协会（ＩＴＡ）２０１６年度评奖大会在狮城新加坡落下帷幕，来自全球２５个国家（地区）的 数百名代表参加了此次会议。作为国际隧道工程界的“奥斯卡”奖，该奖是一项表彰隧道工程成就的年度大奖，旨在推动隧道与地 下空间建设的创新与发展。 本年度的隧道工程大奖共设９个奖项，由１７位世界顶级行业专家组成的评审团对从全球９８项隧道与地下工程中选出的３３个入围项 目进行评选。我国隧道工程、团队及个人共获得５项入围提名，其中：年度重大工程奖提名１项，年度隧道工程奖提名１项，年度杰出工程 奖提名２项，年度青年隧道工程师奖提名１项。经过激烈角逐，我国隧道工程斩获年度重大工程奖和年度杰出工程奖２项大奖。 年度重大工程奖 新关角隧道，由中铁一院设计，中铁隧道集团和中铁十六局承建。 青藏铁路西宁至格尔木增建二线为客货共线电气化铁路，设计列车速度目标值为１６０ ｋｍ／ｈ。其中新关角隧道总长３２．６９ ｋｍ， 设计为２座平行的单线隧道。隧道穿越高地应力大变形、高压涌水、松散砂层等不良地质，是当前我国运营里程最长的铁路隧道， 为高海拔世界第一长隧。主要取得了如下技术创新：１）研发了斜井分隔风道、井底风舱接力的高海拔长距离多工作面通风技术； ２）提出了高海拔特长隧道环境卫生控制标准；３）首次在钻爆法施工的隧道中应用皮带机出碴技术，为钻爆法施工的隧道提供了新 的施工模式；４）研发了高寒隧道的综合防冻害技术；５）采用列车活塞风进行自然换气的通风方式，实现了低碳节能运营通风技术 的重大突破；６）研究了高海拔隧道烟气分布规律，采用两管隧道相互的通风排烟系统和轨道系统，为长隧道内设置紧急救援 站提供了中国模式。 年度杰出工程奖 重旗河沟地铁车站，由中国建筑第八工程局有限公司承建。 车站断面超大（最大开挖断面面积达７６０ ｍ２）、周边环境复杂（位于重庆市繁华地段、机场主干道下方、地面高楼林立、地下管 线密集）、浅埋且地质条件差（位于中风化的砂岩与砂质泥岩中，最大开挖断面上覆岩层厚度仅８．６ ｍ，覆跨比仅０．４），主要创新点 包括：１）首次提出了隧道“内岩”的概念。内岩相对于围岩而言，是指隧道建造过程中需要挖除的岩体；２）首次提出了“内岩支撑” 隧道施工法，该工法强调了岩体既是荷载又是承载结构，同时也是建筑材料的三重属性。 年度隧道工程奖提名 深圳地铁９号线，线路长，规模大，工法多，专业接口多，协调难度大，工期压力大，重难点项目多，安全风险大。车站涉及明挖 顺作、盖挖逆作、明挖＋局部盖挖、明挖顺作＋局部铺盖法，区间涉及矿山法隧道、盾构法隧道、矿山法隧道盾构空推，盾构空推过站 等共８种工法。该项目在工艺工法、管理理念、绿色建造等方面进行了多项创新。 年度杰出工程奖提名 南京地铁３号线新庄站一鸡鸣寺站区间隧道，主要技术特点包括：１）土压盾构水下穿越复合地层修建技术；２）敏感环境下盾 构隧道修建成套技术；３）明挖超深基坑技术；４）钢套筒进洞技术。 年度青年隧道工程师奖提名 蒋超，工学硕士，高级工程师，先后承担了广州地铁、广佛地铁、广深港高铁、穗莞深城际铁路、佛肇城际铁路、佛莞城际铁路等 项目的隧道工程设计、咨询、科研工作，在城市敏感环境及大直径水下盾构隧道方面有较深的研究。 （本刊记者２０１６—１１—１６）
