中交路橋科技是從事工程檢測(cè)監(jiān)測(cè)、城市安全監(jiān)測(cè)預(yù)警與評(píng)價(jià)、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
我國是一個(gè)多山的國家，統(tǒng)籌區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展、構(gòu)建和諧社會(huì)是基本國策，發(fā) 展山區(qū)交通需要修建大量隧道。因此，研究公路隧道圍巖穩(wěn)定與支護(hù)技術(shù)，總結(jié) 山嶺隧道設(shè)計(jì)與施工方法是生產(chǎn)實(shí)踐的必然要求。本書圍繞隧道工程開挖支護(hù)的 基本理念進(jìn)行全面分析，針對(duì)當(dāng)前隧道工程建設(shè)中面臨的破碎巖體、連拱隧道、 地下水作用、山體穩(wěn)定和偏壓等幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問題展開系統(tǒng)的分析研究，以期為 隧道工程安全、快速、經(jīng)濟(jì)地建設(shè)提供技術(shù)指導(dǎo)。
隧道工程設(shè)計(jì)和施工面向的對(duì)象是巖土體，其性質(zhì)不同于一般工程材料，巖 土體的工程地質(zhì)環(huán)境也具有復(fù)雜性，這導(dǎo)致隧道工程具有不同于一般地面工程的 特點(diǎn)和規(guī)律。隧道工程結(jié)構(gòu)由人工襯砌和天然圍巖共同構(gòu)成，而且圍巖是主要承 載體。圍巖壓力類型可以相互轉(zhuǎn)化，即形變壓力可以轉(zhuǎn)化為松動(dòng)壓力，反之亦 然。支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)圍巖位移起約束作用，形成對(duì)圍巖的支護(hù)力，其反作用則是圍巖 作用于支護(hù)結(jié)構(gòu)上的壓力，稱為形變壓力。如果支護(hù)強(qiáng)度不足，圍巖位移過大進(jìn) 入松弛變形階段，則形成了松弛壓力，其實(shí)質(zhì)是部分圍巖脫離母體后作用于支護(hù) 結(jié)構(gòu)上的重力。圍巖中常分布著大量的結(jié)構(gòu)面，結(jié)構(gòu)面剪切強(qiáng)度遠(yuǎn)低于巖石塊 體，且不能承受拉伸作用，受此影響，巖體力學(xué)性質(zhì)往往表現(xiàn)為各向異性，在特 定方向上的強(qiáng)度遠(yuǎn)低于巖石塊體。當(dāng)結(jié)構(gòu)面與隧道臨空面形成不利組合時(shí)，失去 支撐的圍巖塊體脫離母體，其重力作用于支護(hù)結(jié)構(gòu)形成松弛壓力。如果采用強(qiáng)預(yù) 支護(hù)方法或隧道開挖后能夠及時(shí)施加合理支護(hù)，結(jié)構(gòu)面得到強(qiáng)化，巖體強(qiáng)度得到 提高，巖石塊體不再脫離母體，圍巖壓力則可以轉(zhuǎn)化為形變壓力。
破碎巖體是隧道工程常見的巖體類型，圍巖整體強(qiáng)度低，自穩(wěn)能力差，隧道 開挖后自穩(wěn)時(shí)間短，易出現(xiàn)冒落破壞，產(chǎn)生安全事故。在此類巖體中開挖隧道難 度很大，支護(hù)技術(shù)一直是研究的重點(diǎn)問題。實(shí)踐表明，預(yù)支護(hù)是此類巖體中隧道 開挖的有效技術(shù)手段。
連拱隧道較分線布置具有節(jié)約占地面積、減少洞口邊坡加固工作量、減少隧 道施工工程量、便于運(yùn)營(yíng)管理等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)連拱隧道可保持線路線型流暢，增加 洞口美觀等。我國20世紀(jì)80 年代末才開始建設(shè)連拱隧道，已建和在建的連拱隧 道數(shù)量居世界首位。連拱隧道特別是三車道連拱隧道，在我國尚屬新型隧道結(jié) 構(gòu)，已建成的數(shù)量極少，缺乏可借鑒的設(shè)計(jì)施工經(jīng)驗(yàn)。連拱隧道設(shè)計(jì)理論、開挖 技術(shù)和支護(hù)技術(shù)是目前研究的熱點(diǎn)問題。
地下水一方面產(chǎn)生靜水壓力直接作用在襯砌上，減小襯砌對(duì)圍巖的支承能力；另一方面，地下水與圍巖相互作用影響圍巖穩(wěn)定。大量的工程實(shí)踐也表明了 相當(dāng)部分的隧道塌方事故與地下水作用相關(guān)。
山體穩(wěn)定是越嶺隧道穩(wěn)定的基礎(chǔ)，為了避免隧道開挖引起隧道洞口邊坡和洞 體所在邊坡的失穩(wěn)破壞，對(duì)隧道洞口邊坡和旁山隧道洞體邊坡的巖體結(jié)構(gòu)特征及 穩(wěn)定性應(yīng)進(jìn)行全面的評(píng)價(jià)。當(dāng)潛在滑移面或穩(wěn)定性安全余度較低時(shí)，首先必須加 固山體，確保山體穩(wěn)定。
由于地形、地質(zhì)和施工等原因，許多隧道開挖存在偏壓?jiǎn)栴}。目前在偏壓連 拱隧道有關(guān)問題上，側(cè)重于地形偏壓條件下連拱隧道開挖方案的研究，兩主洞開 挖順底分為先內(nèi)后外、先外后內(nèi)和同時(shí)開挖等方案的選擇。合理的開挖方案有利 于加快工程進(jìn)度、縮短總工期和節(jié)約費(fèi)用。
山嶺隧道設(shè)計(jì)與施工方法發(fā)展至今，世界各國推出許多理論和方法。作者在 多條鐵路、公路隧道建造實(shí)踐中潛心研究并總結(jié)其成功經(jīng)驗(yàn)和失敗教訓(xùn)，完成了 專著《公路隧道設(shè)計(jì)和施工新法》后又進(jìn)行了系統(tǒng)理論、試驗(yàn)、實(shí)際工程的比較 研究，總結(jié)提升山嶺隧道建造技術(shù)為：
(1)目的：在整體穩(wěn)定性前提下，充分發(fā)揮圍巖的自承作用，即基本維持圍 巖的原始狀態(tài)，達(dá)到造價(jià)經(jīng)濟(jì)。
(2)手段：滿足上述目的適應(yīng)當(dāng)前生產(chǎn)力水平的各種理論和工法，且它們是 發(fā)展的、與時(shí)俱進(jìn)的。
(3)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：建造過程必須遵循能量最小原理，達(dá)到對(duì)圍巖擾動(dòng)最小。
(4)全壽命理念：建造和維護(hù)全過程應(yīng)綜合考慮，遵循節(jié)約原則，否則就會(huì) 造成極大浪費(fèi)。
文章來源;中交路橋工程檢測(cè)
