关键词:两岔口隧道;新奥法;施工过程模拟
1工程概况
两岔口隧道是一座双向四车道高速公路小净距中隧道,位于吉首市以西4km。左洞起至桩号为ZK2+767~ZK3+280,长513m;右洞起至桩号为YK2+771.6~YK3+280,长508.4m,隧道总长1021.4m。
2新奥法的基本原理
新奥法是一个具体应用岩体动态性质的完整的力学概念(或者说是一种隧道工程概念),是按科学制定的并已为实践所证明的原则和思想去修筑隧道。其特点是在开挖面附近及时施作密贴于围岩的薄层柔性支护和锚杆支护,控制围岩的变形和应力释放,从而在围岩和柔性支护的共同变形中调整围岩内部应力分布,达到应力平衡,最大限度地保持围岩固有强度和利用其自承能力。
新奥法的基本原理可以归纳为以下几点:
2.1隧道开挖作业应采用光面爆破,选择合理的断面形状、施工程序和开挖方法,并尽量采取大断面开挖,尽量减少对围岩的破坏程度。
2.2隧道开挖后,尽量利用围岩的自承能力,把围岩当作支护结构的基本组成部分,遇塑性变形较大的围岩压力,增设锚杆加固,使围岩与支护紧密结合,施作的支护将同围岩共同工作,形成一个整体的承载环
或承载拱
2.3根据围岩特征采用不同的支护类型和参数,及时施作密贴于围岩的柔性喷射混凝土和锚杆作为初期支护,以控制围岩的变形和松驰。
2.4在软弱破碎围岩地段,应及早闭合隧道断面,及时封闭仰拱,能有效地发挥支护体系的作用,保证隧道的稳定。
2.5二次衬砌是在围岩与初期支护变形基本稳定的情况下构筑的,围岩的支护形成一个整体,不仅能提高支护体系的安全度,而且还能增加衬砌的厚度。
2.6尽量使隧道周边轮廓圆顺,避免棱角突变处应力集中。
2.7设置量测系统,监测围岩变位、变形速率及收敛程度,并进行必要的反馈分析,正确估计围岩特性及其随时间的变化,及时调整开挖及支护方式,以确定施作初期支护的有利时机和是否需要补强支护等措施。使设计施工更复合实际情况,确保施工安全。
2.8在某些条件下,还必须采取其他补充措施,如超前灌浆,冻结、疏导涌水等,方能使新奥法取得成功。
3两岔口隧道Ⅲ级围岩开挖方式的选择
选择开挖方式时,应考虑下列几个问题:(1)隧道埋深、岩体状况、有无断层破碎带、有无涌水、岩石强度等有关隧道围岩自稳性的问题;(2)隧道总长或工区长度,隧道的线形,断面形状和尺寸等有关工程规模;(3)地表设施状况,对地表下陷有无要求,地表下陷量的容许值等有关环境要求问题;(4)机械设备,工期等施工条件问题。因短台阶开挖比长台阶更早地使支护结构形成闭合断面,更利于控制地表沉降量。因此,在岩质条件更差时,采用短台阶开挖比长台阶法更有利。根据两岔口隧道工程实际情况,Ⅲ级围岩决定采用短台阶法进行开挖,分成上半断面和下半断面
4两岔口隧道施工过程模拟原理
隧道施工过程的位移和应力受到施工方式、开挖步长、速度及施工组织的影响。在对施工过程的模拟要真实的反映实际的施工过程,同时进行必要的简化。分开挖、支护步骤分别进行模拟。由于土体的应力应变关系的复杂及本构模型的选用、土的分层性、土体的各向异性及不均匀性、施工条件影响复杂、土体应力状态的改变等因素难以准确地解决,所以利用有限元计算得出的结果目前只能停留在探求土体应力及位移场的分布规律的定性分析上,尚不能达到定量化,因此对两岔口隧道Ⅲ级围岩施工过程进行模拟分析的主要目的是描述随着开挖的进行,围岩和支护的位移和应力的变化规律,以便更好的指导施工的继续进行。
4.1开挖过程的模拟
根据开挖多个单元时在各结点上引起的增量等效结点荷载公式
式中:Nde——挖掘单元总数
——位移应变矩阵,
——原始状态下的初始地应力,
N——形函数矩阵,
γ——岩土介质坐标轴方向的容重分量,
Se——挖去单元的面积
可知,每次开挖都可以用增量形式的荷载来表示。所以,在整个开挖过程中引起的应力和位移的变化情况就很容易通过分级开挖,即分级加载来模拟计算,每级加载的同时把挖掘的单元变为空单元。
4.1.2开挖过程的荷载释放
用有限元计算出开挖面边界处各结点荷载,将开挖释放的等效结点力反加于开挖边界,对已“挖去”的单元材料赋一小值,形成所谓“空单元”,这就完成了开挖过程的模拟。值得指出的是用“空单元”取代开挖单元,可能导致刚度矩阵变态。为了解决此问题,可令已挖去的结点位移为零,并把这些结点对应的方程从总刚度方程消去。
使用等效结点荷载法对开挖过程进行模拟,开挖荷载如何施加的是问题的关键。开挖后,开挖处单元没有刚度。为反映开挖的实际情况,可以在每次开挖后都重新形成单元划分网格。如果用人工处理网格划分,显然是件极其烦琐的工作。这个问题可以通过编制自适应网格划分程序来解决。
4.1.3浇注建造过程的模拟
隧道的开挖和支护过程是分期进行,相互交替的,因此数值分析过程中也要模拟这种过程,首先,在划分洞室内部单元时就必须考虑整个施工程序,所有开挖和浇注部分的边线都必须是单元的边线,而不能在单元内部。浇注建造过程的模拟比较简单,即在开挖之后某一规定的分期内,将浇注部分对应的“空单元”重新赋予衬砌材料的参数后再进行计算。适当改变开挖和浇注建造方案,比较围岩应力和变形情况,对确定最优施工程序是非常有效的。
对于施工过程的模拟,采用二维有限元计算隧道时,由于将隧道开挖当作平面应变问题来处理,平面应变问题处理的施工实质是将隧道上台阶挖通后再进行锚喷支护,此时由于上台阶开挖产生的位移已经完成(没有考虑岩体的流变,以下同),锚杆和喷层在开挖下台阶前没有受力和变形发生。三维有限元可以真实地反映隧道的施工过程中上台阶分段开挖时锚杆地受力和变形,对于上台阶分段开挖时可处理成不同的工况,作为不同的开挖步,分布计算各步所产生的位移
根据位移地变化就可求出锚杆的内力。
【关键词】岩溶区；隧道涌水量；勐乃河龙头水库
引言
当前，研究者们展开对隧道涌水量预测办法的研究，如今已有半个多世纪之久了，并取得了一定的成效，提出了相应的理论计算办法与经验计算公式，然而，不同的计算方法与公式间却存在着较大的差别，即使是最优预测结果，也可能同实际情况有着一定的出路，为此，关于隧道涌水量的预测技术还有待进一步提高[1]。而至今隧道涌水量预测仍然是水文地质学科中重点关注的一个问题，并仍未形成统一的预测办法与计算公式。为此，对于隧道涌水量的预测还有待进一步研究与验证，进而在结合实际工程建设情况的基础上，构建与之相适应的数学模型。
1开展岩溶地区隧道涌水量预测的必要性分析
众所周知，在众多隧道建设工程施工过程中，涌水灾害是其中一个被高度关注的问题，不仅直接影响到工程的有序进展，而且还可能造成隧道建成投入使用的安全隐患。为此，如何更为准确地预测出隧道涌水量，从而根据结果制定出相应的防排水措施，是当前众多岩土工程学者们重点关注的一个课题。对于隧道用户随量的有效预测，最先是由定性分析开始的，即通过勘察隧道周边含水围岩中的地下水分布情况及其规律，并对隧道开挖地段的工程地质与水文地质条件进行分析，进应用物探、钻探与水文测定等各种手段，以明确该工程区域地下水法富集区与断裂构造带等可能富含地下水的用水通道，进而采用均衡法估算出该隧道的涌水量[2]。伴随施工技术水平与要求的不断提高，隧道涌水量预测在定性分析研究基础上，逐渐发展成为定量评价与计算，即对隧道涌水具置和涌水量实施有效预测。
同时，对于岩溶地区的隧道涌水量预测研究，关键就在于对工程区水文地质条件的研究，因为不论何种预测方法、预测公式的提出，均是建立在分析工程地质条件基础之上的。然而，岩溶地区的地质条件，多半比较复杂，且从那些隧道施工期间发生的较严重涌水事件来看，该区域易出现涌水地质条件主要有以下四种：一，由向斜盆地形构成的储水构造；二，断层破坏带、侵入岩接触面与不整合面；三，岩溶的管道与地下河区域；四，其它富含地下水的含水体与构造。而上述仅仅是从宏观上列举了几种可能出现较严重涌水问题的地质条件，具体的隧道涌水条件还需结合具体隧道工程进行分析，而这也正是隧道涌水研究的前提所在，必须给予其高度重视。
2岩溶地区隧道涌水量预测的原则与方法分析
2.1涌水量预测的原则分析
当前，针对岩溶地区隧道涌水量的预测，仍未形成统一的计算公式与办法，且概念也比较坤乱，但从各研究者的研究成果与工程实践来看，关于涌水量的预测一般需遵循以下几点要求：
其一，借助水文地质概化模型来实现对涌水量的预测。即在水文地质条件基础上对隧道洞身的岩溶区出现涌水的可能性与涌水的性质进行分析，进而综合分析其涌水数量级与规模，并结合相关资料构建出涌水量预测的概化模型。
其二，确定隧道洞身所处区域的岩溶水动力分带（图1），即优先考虑到隧道洞身的岩溶区域在水平与垂直方面上的动力分带的具置，进而选择适合的预测办法。
其三，明确岩溶区的发育特点与相应边界条件，即深入调查研究隧道岩溶区段上岩溶发育的特点与程度，进而在借助相关资料的基础上明确预测所需的相关计算参数。
其四，准确把握岩溶区域隧道涌水内在的特点，即全面把握岩溶区域隧道涌水在时空上的变化特点，比如若为垂直下渗带，一般会在雨季出现涌水等。
图1岩溶水动力垂向部分带和隧道涌水
2.2涌水量预测的方法选择分析
一般来说，针对岩溶区域隧道涌水量的估测，均需对工程所在地水文地质条件实施有效分析的基础之上，进一步选择合适的预测办法，以保证预测计算的精确性。故首先就必须把握隧道的岩溶水动力垂向分布带和水平分布带可能对涌水量估测造成的相关影响，且前者多为主导因素，具体可表现为以下几种情况：
其一，针对位于饱气带的岩溶隧道，因其可借助溶隙、竖井与溶蚀管道同地表的漏斗、漕谷与洼地进行相通，进而把大气降水与地表水引入到地下，故针对该种情况多选用洼地入渗法进行涌水量的有效预测。
其二，针对位于季节变化带中的岩溶隧道，因其在雨季潜水面增高的时候，可被划分到饱水带中，而当在旱季潜水面有所下降的时候，其又被划分在饱气带中，受季节变化影响较大，所以针对这种情况，可选用均衡法家地下水动力法来有效预测其涌水量，尤其是大雨时段的隧道涌水量[3]。
其三，针对位于弱透水岩层段或是岩溶段的岩溶隧道，因其在岩溶发育较平稳的流域内，有着相似的补给条件，故要想预测该区域的地下涌水量，只需得出该区域地下径流模数，确定拟建隧道集水的面积，并将该拟建隧道看成是暗河即可求出涌水量[4]。
其四，针对位于碎屑岩或是断层周边的岩溶隧道，可在其有裂隙水存在的地段应用地下水动力学法就可求出其隧道的涌水量。
关键词:风险评价;模糊综合评价;风险定级;盾构隧道;施工风险
盾构法主要应用于地下隧道工程,由于地下和水底工程地质环境的不确定性,使得在隧道施工时存在很多不确定的风险因素,这些因素如果处理不当就可能产生严重后果.对盾构隧道施工存在的各种风险进行评价和定级,从而采取各种合适的针对性措施,实施风险控制,防止风险事件的发生,具有十分重要的意义.
工程项目风险评价的方法主要有检查表式综合评价法、优良可劣评价法、道氏指数法以及权衡风险法等,这些评价方法大多建立在对工程项目所存在的各类风险进行客观量度的基础上,没有体现风险评价过程中专家的作用,且系统性不强,对风险大小的描述比较模糊,缺少直观的结论,不便于决策者做出进一步的决策.本文采用r=p×c定级法对采用盾构法的武汉长江水下隧道工程的施工风险进行分析和定级评价,其结果可供隧道工程施工风险控制参考.
1r=p×c定级法
r=p×c定级法是综合考虑风险因素发生概率和风险后果,给风险定级的一种方法,其中,r表示风险;p表示风险因素发生的概率;c表示风险因素发生时可能产生的后果.p×c不是简单意义的相乘,而是表示风险因素发生概率和风险因素产生后果的级别的组合.r=p×c定级法是一种定性与定量相结合的方法,是目前国内外比较推崇的一种风险评价方法,采用此法对建设工程项目风险因素实施定级步骤如下.
a.找出工程项目存在的各种主要风险因素.
b.根据实际情况,并借鉴以往类似建设工程项目风险管理的经验,分析各个风险因素的发生概率,得出发生概率p.
c.根据发生后可能产生的后果,对人、环境和工程项目本身造成影响的程度,采用定量计算的方法给这些风险因素划分后果等级;一般划分为5个等级(灾难性、重大、严重、中等、轻微),通过定量计算确定各个风险因素的后果等级c.
d.最后综合风险因素的影响程度等级c和其发生的概率p,将两者组合起来,参照r=p×c定级方法的风险评估矩阵,确定各个风险因素的等级并制定不同的方案,用比较合理的措施实施风险管理和风险控制.
2施工风险识别
武汉长江隧道,被称为“万里长江第一隧”,是目前长江上正在进行的首条穿越长江江底的过江隧道.该项目工程量大、工期长,且在江底施工,施工难度大,技术要求高,在施工中潜在风险因素多,施工风险管理难度大.结合长江隧道工程特殊的地理位置、工程地质水文以及盾构法施工技术的特点等,参考国内外类似工程隧道施工经验,在风险识别的基础上,采用专家调查法和层次分析法识别出长江隧道工程在采用盾构进行施工时主要有以下15种风险因素:地质预测预报准确性(u1)、盾构机适应性和可靠性(u2)、盾构进出洞(u3)、开挖面失稳(u4)、盾尾密封失效(u5)、软硬不均且差异性较大地层施工(u6)、盾构江底段可能换刀(u7)、盾构隧道衬补强度不够(u8)、盾构的推进控制不当(u9)、较大的地层损失及不均匀沉降(u10)、开挖面有障碍物(u11)、隧道上浮(u12)、高水位粉细砂层联络通道施工(u13)、基坑失稳(u14)及隧道透水(u15).
3施工风险定级评价
3.1风险事件及其发生的概率确定
对长江隧道工程施工风险进行评价,分析并找出施工阶段可能发生的主要风险,并确定这些主要风险发生的概率,是r=p×c风险定级法的第一步.通过对武汉长江隧道工程风险的分析,得出了工程可能发生的15种主要风险因素,采用专家调查法和层次分析法得出这些主要风险事件发生的概率范围(表1).
3.2用模糊综合评价法对风险事件后果排序
模糊综合评价法(fuzzycomprehensiveevaluation,简称fce),可以分为单因素模糊评价和多层次模糊评价,这里只介绍单因素的模糊评价方法,其评价过程如下.
a.确定因素集.因素集为各种风险因素的集合,即u={u1,u2,…,un}.
b.给定各因素的权重.由于评价指标体系具有明显的层次性,可采用层次分析法或由专家确定各指标层的权重,一般用权重向量a={a1,a2,…,an}表示.
c.建立评价等级集.评价等级集是评价者对评价对象可能做出的各种评价结果所组成的集合,即v=(v1,v2,…,vn).这里,由十位专家组成评价小组,评价等级分为5级,即v={很好,好,一般,差,很差}.
d.确定隶属关系,建立模糊评价矩阵.从u到v的一个模糊映射,可以确定一个模糊关系r,它可表示为
r={rij|i=1,2,…n;j=1,2,…,m},(1)
式中,rij为隶属度,即第i个指标隶属于第j个评价等级的程度.
e.进行模糊矩阵的运算,得到模糊综合评价结果为b=a·r.
用模糊综合评价法对长江隧道工程施工风险进行评价时,具体计算过程如下.
a.确定风险事件集和后果评语集两个论域.前面已经找出了长江隧道工程施工阶段的15种主要风险,将这些风险事件构成集合,就形成风险事件因素集u={u1,u2,…,u15}.评价风险事件产生的后果,一般分成五种情况,这五种情况就构成了长江隧道工程风险事件的后果评语集v={灾难性(v1),重大(v2),严重(v3),中等(v4),轻微(v5)}.
b.确定参评风险事件因素权重值.参评风险事件因素权重值的确定,就是确定风险事件因素的权重向量距阵a.本文主要采用0-1评分累计法,即经过专家对每个风险事件评分后,取其平均值,求得各参评因素权重值(表2),则参评风险事件因素的权重向量为
a={a1,a2,…,a15}={0.124,0.072,0.01,0.124,0.072,0.03,0.072,0.072,0.03,0.03,0.01,0.03,0.072,0.124,0.124}.
c.计算模糊关系距阵r.作为从u到v的一个模糊映射,可以确定一个模糊关系r,它可以表示为一个模糊矩阵(式(1)).rij可以通过专家投票百分比法确定,即由专家及有关人员组成投票小组,按照评语等级分级标准,在每项评价因素的m个等级中进行投票,最后以百分数确定rij.通过专家投票,经统计和计算,就可以得出模糊距阵r.以计算r11为例,专家30人中,对评价因素u1的5个评语中,投v1的有25人,则r11=25/30=0.833.依此类推,可计算得到r矩阵的其他因素,得到r为
根据计算的综合评价值,用五个区间将长江隧道工程的15种风险事件因素纳入上述后果评语集v定义的五个级别,具体划分情况见表3.
3.3风险定级
表4是r=p×c风险定级法的工程灾害风险评估矩阵,表中数值和字母的组合就是表示风险事件的p和c的组合.
根据表4,对工程风险事件的p·c组合进行分级,从表5中可以看出,每一级风险水平都有多个p和c的组合情况.
通过前面的分析和计算,得出长江隧道工程施工阶段可能发生的主要风险事件发生的概率以及发生后造成后果的等级,将每个风险事件的概率和后果等级组合起来,再参照表5,就可以确定每个风险事件的等级(表6).
摘要:根据工程风险评价的基本原理,针对水下盾构隧道施工的特点,提出了一种可以对水下隧道工程的施工风险进行定级评估的方法,其主要原理是将定性和定量结合起来,正确定位各个风险因素,从而指导风险控制和管理.并以长江隧道工程为例,阐述了r=p×c风险定级法的具体应用.
关键词:风险评价;模糊综合评价;风险定级;盾构隧道;施工风险
盾构法主要应用于地下隧道工程,由于地下和水底工程地质环境的不确定性,使得在隧道施工时存在很多不确定的风险因素,这些因素如果处理不当就可能产生严重后果.对盾构隧道施工存在的各种风险进行评价和定级,从而采取各种合适的针对性措施,实施风险控制,防止风险事件的发生,具有十分重要的意义.
工程项目风险评价的方法主要有检查表式综合评价法、优良可劣评价法、道氏指数法以及权衡风险法等,这些评价方法大多建立在对工程项目所存在的各类风险进行客观量度的基础上,没有体现风险评价过程中专家的作用,且系统性不强,对风险大小的描述比较模糊,缺少直观的结论,不便于决策者做出进一步的决策.本文采用r=p×c定级法对采用盾构法的武汉长江水下隧道工程的施工风险进行分析和定级评价,其结果可供隧道工程施工风险控制参考.
1r=p×c定级法
r=p×c定级法是综合考虑风险因素发生概率和风险后果,给风险定级的一种方法,其中,r表示风险;p表示风险因素发生的概率;c表示风险因素发生时可能产生的后果.p×c不是简单意义的相乘,而是表示风险因素发生概率和风险因素产生后果的级别的组合.r=p×c定级法是一种定性与定量相结合的方法,是目前国内外比较推崇的一种风险评价方法,采用此法对建设工程项目风险因素实施定级步骤如下.
a.找出工程项目存在的各种主要风险因素.
b.根据实际情况,并借鉴以往类似建设工程项目风险管理的经验,分析各个风险因素的发生概率,得出发生概率p.
c.根据发生后可能产生的后果,对人、环境和工程项目本身造成影响的程度,采用定量计算的方法给这些风险因素划分后果等级;一般划分为5个等级(灾难性、重大、严重、中等、轻微),通过定量计算确定各个风险因素的后果等级c.
d.最后综合风险因素的影响程度等级c和其发生的概率p,将两者组合起来,参照r=p×c定级方法的风险评估矩阵,确定各个风险因素的等级并制定不同的方案,用比较合理的措施实施风险管理和风险控制.
2施工风险识别
武汉长江隧道,被称为“万里长江第一隧”,是目前长江上正在进行的首条穿越长江江底的过江隧道.该项目工程量大、工期长,且在江底施工,施工难度大,技术要求高,在施工中潜在风险因素多,施工风险管理难度大.结合长江隧道工程特殊的地理位置、工程地质水文以及盾构法施工技术的特点等,参考国内外类似工程隧道施工经验,在风险识别的基础上,采用专家调查法和层次分析法识别出长江隧道工程在采用盾构进行施工时主要有以下15种风险因素:地质预测预报准确性(u1)、盾构机适应性和可靠性(u2)、盾构进出洞(u3)、开挖面失稳(u4)、盾尾密封失效(u5)、软硬不均且差异性较大地层施工(u6)、盾构江底段可能换刀(u7)、盾构隧道衬补强度不够(u8)、盾构的推进控制不当(u9)、较大的地层损失及不均匀沉降(u10)、开挖面有障碍物(u11)、隧道上浮(u12)、高水位粉细砂层联络通道施工(u13)、基坑失稳(u14)及隧道透水(u15).
3施工风险定级评价
3.1风险事件及其发生的概率确定
对长江隧道工程施工风险进行评价,分析并找出施工阶段可能发生的主要风险,并确定这些主要风险发生的概率,是r=p×c风险定级法的第一步.通过对武汉长江隧道工程风险的分析,得出了工程可能发生的15种主要风险因素,采用专家调查法和层次分析法得出这些主要风险事件发生的概率范围(表1).
3.2用模糊综合评价法对风险事件后果排序
模糊综合评价法(fuzzycomprehensiveevaluation,简称fce),可以分为单因素模糊评价和多层次模糊评价,这里只介绍单因素的模糊评价方法,其评价过程如下.
a.确定因素集.因素集为各种风险因素的集合,即u={u1,u2,…,un}.
b.给定各因素的权重.由于评价指标体系具有明显的层次性,可采用层次分析法或由专家确定各指标层的权重,一般用权重向量a={a1,a2,…,an}表示.
c.建立评价等级集.评价等级集是评价者对评价对象可能做出的各种评价结果所组成的集合,即v=(v1,v2,…,vn).这里,由十位专家组成评价小组,评价等级分为5级,即v={很好,好,一般,差,很差}.
d.确定隶属关系,建立模糊评价矩阵.从u到v的一个模糊映射,可以确定一个模糊关系r,它可表示为
r={rij|i=1,2,…n;j=1,2,…,m},(1)
式中,rij为隶属度,即第i个指标隶属于第j个评价等级的程度.
e.进行模糊矩阵的运算,得到模糊综合评价结果为b=a·r.
用模糊综合评价法对长江隧道工程施工风险进行评价时,具体计算过程如下.
a.确定风险事件集和后果评语集两个论域.前面已经找出了长江隧道工程施工阶段的15种主要风险,将这些风险事件构成集合,就形成风险事件因素集u={u1,u2,…,u15}.评价风险事件产生的后果,一般分成五种情况,这五种情况就构成了长江隧道工程风险事件的后果评语集v={灾难性(v1),重大(v2),严重(v3),中等(v4),轻微(v5)}.
b.确定参评风险事件因素权重值.参评风险事件因素权重值的确定,就是确定风险事件因素的权重向量距阵a.本文主要采用0-1评分累计法,即经过专家对每个风险事件评分后,取其平均值,求得各参评因素权重值(表2),则参评风险事件因素的权重向量为
a={a1,a2,…,a15}={0.124,0.072,0.01,0.124,0.072,0.03,0.072,0.072,0.03,0.03,0.01,0.03,0.072,0.124,0.124}.
c.计算模糊关系距阵r.作为从u到v的一个模糊映射,可以确定一个模糊关系r,它可以表示为一个模糊矩阵(式(1)).rij可以通过专家投票百分比法确定,即由专家及有关人员组成投票小组,按照评语等级分级标准,在每项评价因素的m个等级中进行投票,最后以百分数确定rij.通过专家投票,经统计和计算,就可以得出模糊距阵r.以计算r11为例,专家30人中,对评价因素u1的5个评语中,投v1的有25人,则r11=25/30=0.833.依此类推,可计算得到r矩阵的其他因素,得到r为
根据计算的综合评价值,用五个区间将长江隧道工程的15种风险事件因素纳入上述后果评语集v定义的五个级别,具体划分情况见表3.
3.3风险定级
表4是r=p×c风险定级法的工程灾害风险评估矩阵,表中数值和字母的组合就是表示风险事件的p和c的组合.
根据表4,对工程风险事件的p·c组合进行分级,从表5中可以看出,每一级风险水平都有多个p和c的组合情况.
通过前面的分析和计算,得出长江隧道工程施工阶段可能发生的主要风险事件发生的概率以及发生后造成后果的等级,将每个风险事件的概率和后果等级组合起来,再参照表5,就可以确定每个风险事件的等级(表6).
确定了风险因素的等级后,就可以将对风险因素抽象的认识变成定量的具体的认识,根据风险的级别确定风险控制的重点,结合各个风险因素发生的概率和产生的后果拟定合理的风险管理和控制计划,让风险管理的目标明确化,实现合理经济的风险管理.
4结语
大型水底隧道工程,由于其地质环境的特殊性,在施工阶段可能存在各种各样的风险,如果对风险事件的认识和分析仅仅局限于其外在表象,那么风险管理将无从着手.从纷繁复杂的风险表象中,找出风险事件发生的概率以及其发生后造成后果的严重程度,用定量方法将这两者结合起来,正确定位各个风险因素,从而采取合适的策略有效控制和管理风险.
参考文献
[1]易萍丽.现代隧道设计与施工[m].北京:中国铁道出版社,1997.
[2]高渠清.高渠清隧道及地下工程论文选集[m].北京:中国铁道出版社,1996.
关键词：市政隧道；浅埋暗挖；施工技术
隧道浅埋暗挖技术能够大幅度提高整个施工工程以及在施工作业过程中的安全系数，从而降低市政隧道施工工程中不可预测事件的发生率，也在一定程度上保障了市政隧道施工工程的质量。市政隧道施工技术运用的方向较为灵活，地底作业可以有效保障交通的畅通，也无需拆迁，且噪音较小，不打扰施工工程附近居民的日常生活和休息，没有过多的施工垃圾，对环境的污染较小，且技术和设备的造价较为低廉，属于质优价廉的施工方案，适合我国目前的国情。因此，对于市政隧道深挖技术还应该进行进一步的探索和创新，从而提高我国基础设施建设的速度。
一、工程概况
本文以浙江省某地区的一处市政隧道过既有铁路施工工程为例，概述政隧道建设技术。
本工程铁路为双向四车道结构，此地区位于市中心，工程需要开挖双洞，在隧道进行施工的过程中，要将地表的沉降量也纳入计算范围之内，保证地表的沉降不妨碍隧道铁路的运行。在地下隧道中穿过既有铁路干线，由于是市中心，所以采用浅埋暗挖技术。暗挖隧道工程的施工总长度为42.59m，双洞之间的距离控制在0.8m，隧道的深度为4.5m。隧道需要穿越的土层主要有两种，一种为砂质粉土，一种为杂粉砂层，且土层饱和富水，此区域的地下水位线位于地面下的1.3m出左右，因此，在进行施工的过程之中极易出现涌水现象以及流沙现象。在工程作业中，需要根据不同的土质特点利用合适的方式进行处理，首先要加固土层，提高土层的受重能力和张力，之后再使用短进尺开挖技术，将施工工程的作业初期封闭为环形，从而使施工工程的初期支护结构与围岩部分能够对地面承担的载荷起到有效的调节作用。因为要时刻防止地面的沉降，所以施工难度较大。
二、施工方案
（一）注意事项
在施工的同时，还要保障铁路的正常运行，因此，隧道采用暗挖的方式。在地面使用D24定型便梁加固轨道，首先先开挖一条隧道，并进行支护，在支护完成之后，再准备开挖另一条隧道。两条隧道开挖之前都需要利用夯管进行预支护，并准备地面管，利用地面管对地下水位线进行调节降水，利用小导管对两条隧道进行全方位注浆。
（二）工程要点
在本次施工工程之中，主要需要运用到的技术有支护技术、开挖及支护技术以及防沉降技术。首先，在进行隧道开挖之前，要运用支护技术对施工区域进行全面的支护处理，以减少地表沉降的概率，由于在施工过程的冲击力较大，会震动地表以及地下水，因此，首先应采取排水措施，降低地下水位线，防止工程中的涌水、涌沙现象。其次，是开挖技术。此次工程区域内的土质为小颗粒、大密度的粉土层，所以应用普通的浆液不能达到理想的效果，应在浆液中加入固松散土体，加强土质的坚硬度，从而达到稳固的效果。最后是防沉降技术，为避免影响火车正常运行，要对地面进行防沉降处理，加固土质，还要采取必要的辅助措施，从而保障铁路和隧道的安全。
1、粉土层的注浆加固技术
粉土层的注浆加固技术是在此工程中首要注意的问题。由于粉土层的土质较细，土质颗粒极小，且密度也比一般土质大，注浆很难实现均匀，而注浆加固粉土层时保障施工安全和工程质量的首要条件。因此，在进行粉土层注浆时应采用全断面的注浆方式，将土质加固，避免在隧道开挖过程中出现沉降现象。
2、夯管超前预支护
夯管超前预支护也是主要针对地面沉降问题，不能在工程中较为富水的土层内使用，否则会使工程施工过程中地层中的部分砂土液化。应先对富水层进行降水措施，然后再利用小导管进行注浆，然后再利用夯管进行填充。
3、严格控制沉降
本次工程铁路是作为交通枢纽修建的，其重要意义不言而喻。在在既不影响工程上方交通、又不影响工程施工效率的要求之下，需要采用辅助措施，防止地表沉降，引发事故。
三、施工技术
（一）降水施工
为了避免施工过程中会出现砂土液化的情况，在开挖隧道时先在施工隧道的两遍设置深井降水井，目的是不断将施工区域内的水排出，使富水层中的水大幅速减少，从而保障施工的顺利以及安全。此区域的原水位线在地下1.3m作于，水位线较高，必须进行降水，利用深井降水井将地下水位线降至-11m以下，才能够满足施工的要求。若水位线过高，通常会出出现涌水现象以及涌沙现象，所以降水施工是隧道工程施工的首要步骤。
（二）铁路加固
为了保障铁路运行的顺利和安全，还应对陆上铁路进行加固，防止铁路受到施工的影响而出现故障。首先进行桩基施工，在铁路施工隧道之外先预设6根赶紧钻孔桩，需要距离虽大3m左右，钢筋钻孔桩的直径为1m，桩身深度为25-30m，在施工时保障钻孔的精度，并严密地控制钢筋钻孔桩的布置位置。其次，是便梁加固，采取D24定形便梁，对陆上的铁路实施加固措施，在暗挖隧道之外3m出设置钢筋桩，而在两条暗挖隧道的内部只使用条形桩来进行加固。最后是条形扩大基础施工。在两条隧道之内都需要设置长30m左右、高2m左右、宽3米左右的条形桩，条形桩共设置四根，将其设置在施工隧道的上方，左右各一个。然后便开始进行条基基坑的开挖，并采用自动锚杆注浆的方式对隧道内部进行注浆。
（三）夯管支护
在开挖隧道的过程中需要使用的是大管径的超前支护，大管的管径应在10mm以上，并且在暗挖隧道明显的拱部区域内设置，超贱支护需要以环状的形式密排，平均每一环需要62根超前支护桩。两条暗挖隧道总计需要124根超前支护桩。为防止夯管四周的砂土液化，造成砂土的流失，在管口用橡胶进行止水，将所有管口密封，防止漏水。
（四）隧道开挖
由于隧道的开挖通常都为地下作业，在安装铁路时要注意铁路各个线路之间的间距以及铁路上的停车线位置的设置，而在这种情况之下，就应该使用双连拱隧道技术进行工程施工。利用双连拱隧道技术首先要对隧道进行开挖，然后进行两次衬砌，保障土质的坚固之后，才能够开始施工作业。在作业过程之中，要遵循先开挖小拱隧道再开挖大拱隧道的原则，在开挖的同时，也要注意不断增加内撑，增加内撑E能够在一定程度上平衡受力，降低隧道的坍塌率。
四、结语
综上所述，市政隧道是我国基础设施建设中的重点内容，因此，在市政隧道性价铁路的施工过程中，暗挖施工技术显得尤为重要。为了能够提高我国铁路暗挖施工技术的水平，应不断进行探索，在原有技术的基础上挖掘更多的新型技术，在实践中不断寻找更加高效、先进的施工技术，为我国的基础设施建设提供更多的动力。
参考文献：
[1]白纪军.复杂地质情况下暗挖隧道零距离下穿运营地铁车站施工技术[J].铁道建筑.2013（08）.
【关键词】地铁隧道变形既有线监测深基坑施工周边环境监测
1、工程概况
1.1某区间概况
某区间平面线路由直线段、两个R=2000m和R=1000m的圆曲线及缓和曲线组成。区间隧道内径为5.5m，外径6.2m，衬砌圆环共有直线、左曲、右曲三种类型。纵断面上采用动力坡，左线下坡坡度为25‰、3‰，上坡坡度为3‰、25‰。右线下坡坡度为21.5‰、3‰，上坡坡度为3‰、21.5‰。地铁隧道顶部埋深9.3m～13.3m，隧道底部埋深15.5m～19.5m。
1.2某地块项目概况
某地块项目地块紧邻某区间。场地整体设3～4层地下室，基坑开挖深度为15.8m～18.7m，基坑东西方向（近乎平行地铁隧道走向）总长度约245m，其中基坑东侧约165m长度范围距离地铁1号线某区间下行线仅7m左右。
某地块项目与地铁隧道剖面关系图
二、某地块项目施工情况
（1）A、B区块：9月15日～10月21日第四层土开挖完成，10月30日完成底板砼浇捣；
（2）C区块：6月20日～8月8日第四层土开挖完成，9月2日底板砼浇捣完成，坑中坑西10月30日完成底板砼浇捣；
（3）D区块：5月20日～6月15日第四层土开挖完成，7月6日结构底板砼浇捣完成，坑中坑东底板砼浇捣完成时间为9月23日；
（4）E区块：5月30日～7月20日第四层土开挖完成，7月28日底板砼浇捣完成；
（5）F区块：6月27日～7月25日第四层土开挖完成，8月8日底板砼浇捣完成。
各施工区块底板均于2013.10.30前完成。
三、地铁1号线某区间长期结构变形监测数据情况
3.1某区间长期结构变形监测时间
3.2监测数据情况
3.2.1某区间下行线隧道道床沉降
某区间下行线隧道道床沉降沿里程分布图某区间下行线隧道道床沉降时间曲线图
3.2.2某区间下行线隧道收敛
某区间下行线隧道收敛沿里程分部曲线图
某区间下行线隧道收敛时间曲线图
四、结论及建议
4.1结论
根据监测数据分析可以看到，2012年7月15日左右完成了某区间的初始值采集工作，直至2014年7月17日，对该区间进行了多次加密监测工作，从近期的加密监测数据分析看，在某基坑底板浇筑完成（2013.10.30）之后，该区间的道床沉降速率逐渐趋于缓和，隧道道床沉降速率达到了-0.02mm/d，隧道水平收敛变化速率达到0.013mm/d，该区间的变形情况基本趋于稳定。
4.2建议
根据近期的监测数据可以看出，地铁隧道在某基坑底板施工完成后，其沉降和收敛趋势都得到了有效的缓解。目前受基坑开挖影响区域的隧道变形趋于稳定，但是其管片裂缝也发展到一定的程度，建议尽快完成隧道的结构补强工作，以保障地铁的安全运营。
五、结束语
深基坑的开挖对周边环境有一定的影响。如果周边环境有重要的建构筑物时，深基坑施工对周边环境的影响尤其重要。合理调整深基坑土方的开挖次序，分层分段开挖，及时假设支撑，及时施做底板，对周边环境的影响降到最小。
参考文献：
[1]刘国彬、王卫东《基坑工程手册（第二版）》2009年11月
【关键词】特长隧道；复杂结构通风
1.工程概况
大秦岭隧道位于西安市户县涝峪乡和安康市宁陕县新场乡，XCZQ-3标段施工长度为该隧道总长的2/3，起讫里程为DgK90+457～DgK100+378.99，长度9921.99m，最大埋深约1185m。DgK97+468.487～DgK98+859.779段位于R-8000的曲线上，其他地段均位于直线上。DgK90+457～DgK99+450段采用25.00‰上坡，DgK99+450～DgK100+378.99段采用1.00‰下坡出洞。隧道最大埋深为550m。成都端洞门采用单压明洞门，接长明洞4.99m。
本隧道（2/3）采用出口及2座辅助坑道平行施工；2#斜井位于桃园沟线路右侧DgK91+360处，长1746.59m，为双车道，施工完成后作为避难所；出口平导位于线路右侧DgK100+364处，长5959.7m，为单车道，施工中作为临时施工面，施工完成后作为紧急出口。
2.施工概况
大秦岭隧道属于特长隧道，为单洞双线，风险评估为一级风险隧道。大秦岭隧道3个工点划分为2个施工区段进行施工管理，根据工程分布和施工组织，共安排3个隧道架子队进行施工。大秦岭隧道2#斜井由隧道架子一队负责，承担大秦岭隧道斜井（1746.5m）及3220m隧道正洞施工。大秦岭出口平导作业段由隧道架子二队负责，承担大秦岭隧道出口平导（5959.7m）及平导进入正洞（3561m）施工。大秦岭出口作业段由隧道架子三队负责，承担大秦岭隧道正洞（3140.99m）施工。
3.通风设计研究
3.1隧道通风方案研究
选择施工通风设备的程序是：确定通风方式；计算通风量；选择风管；计算通风阻力；选择通风机。
确定通风方式是与确定施工方案一起进行的。在确定了施工方案以后，才能确定独头掘进的长度和通风长度，然后才能计算工作面风量。
3.2隧道施工通风方式
机械通风的布置根据坑道的长度、断面大小、施工方法、设备条件等综合考虑。大秦岭隧道施工可分为两个工区，出口平导工区和二号斜井工区。
出口平导工区施工前期正洞与平导分别采用压入式通风，待平导掘进约2000m后，正洞与1#横通道也已贯通，可利用横通道形成巷道式通风系统，以新鲜风从正洞流入，两台风机分别将经过横通道分别向正洞和平导工作面送风，另一台风机直接向正洞工作面送风，以保持两个正洞工作面和一个平导工作面同时施工。直至平导工区与二号斜井工区贯通为止。由于风机随工作面推进也不断前移，巷道式通风期间，平导风机的送风长度均不超过2000m，正洞工作面风机送风长度不超过1500m，在平导洞口段安装射流风机4～6台，以形成从正洞流入，经横通道进入平导，由平导口流出的主风流。控制射流风机运行台数可调节总风流的大小。
2号斜井工区前期采用压入式通风，待风机送风长度超过2000m后，利用斜井底部续风房实现风机接力，直至两向2317m和903m掘进任务完成。
3.3平导工区通风计算
通风系统的供风能力应能满足工作面对风量的最大需求。隧道施工中，掘进工作面所需的风量与施工方法、施工作业的机械配套条件关系很大，且在一个作业循环中，不同作业工序对风量的要求也有较大差别。因此，特长隧道施工通风量的计算应结合施工特点，在实践和试验的基础上，利用一些国内比较成熟且有效的经验公式进行计算。
3.3.1平导工作面所需风量
参考文献：
[1]铁路隧道工程技术施工手册（上下册）。北京：中国铁道出版社，2007.8
