1大跨軟巖隧道存在的問題

由于地層地質的復雜性，大跨軟巖隧道工程仍然面臨著以下幾個急需解決的關鍵問題:

1)對圍巖變形的判斷與控制。

對于軟巖隧道圍巖變形的研究主要集中在三個方面:a．從理論方面對變形機理進行研究;b．選擇合理的施工工法對圍巖變形進行控制;c．運用有限元或其他數值模擬的手段對圍巖的變形量和變形趨勢進行預測。從眾多的學術論文和科研成果中不難發現，對于圍巖變形的機理多是采用連續性介質理論進行分析，而實際工程中的圍巖是非連續的，它是巖塊和結構面在三維空間的一種非定向關系。尤其是對于地質狀況比較復雜的軟弱圍巖，都是由多種物理成分組成的，且各物理成分的大小、多少及分布具有很大的隨機性。但是，在實際的研究和應用中，例如采用數值模擬的方法對軟巖隧道圍巖變形進行分析時，又必須運用巖體的本構關系，這本身就是存在問題的，更不要說計算結果的準確性了。不論是理論分析還是數值模擬都沒有辦法對圍巖的變形量進行準確的判斷。這將引起另外一個問題，就是在采取控制變形措施時，通常采用的是依據相似工程經驗制定施工方案，并沒有針對不同的變形量采取相應的控制措施，因此變形控制措施也具有一定的盲目性。另外，隧道施工中變形可以達到1．0m甚至更大，軟弱圍巖變形本質上屬于大變形問題，然而巖體力學中使用的彈塑性變形理論雖然對材料的非線性進行了考慮，但是嚴格意義上仍屬小變形理論。

2)對合理支護時機的探討。

隧道二次襯砌施作時機始終是隧道界討論的熱點問題，二次襯砌的支護時機是保證二次襯砌長期穩定的關鍵。特別是對于軟巖大變形隧道，如果二次襯砌施作過晚，則可能造成初期支護變形過大而無法控制，以致隧道失穩;但如果施作過早，則不利于地應力的釋放和充分發揮圍巖的自穩能力，從而使二襯受力過大而導致開裂，降低了隧道結構穩定性。因此，合理確定二次襯砌施作時機是保證隧道施工階段和長期運營階段安全性的關鍵。但是現階段，對于隧道二次襯砌支護時機的研究仍然沒有形成系統的體系。研究者多根據具體的工程背景選擇不同的巖石彈塑性模型，采用的確定合理支護時機的判定方法也各有不同。對于二襯支護時機的影響因素的分析也多是針對單一影響因素，并沒有綜合考慮。

2軟巖隧道的發展與展望

一、畢業設計目的與要求

畢業設計是培養學生綜合運用學過的各種理論知識來分析和解決實際問題的能力，是本科教學過程中不可或缺的一環。畢業設計的目的應該著眼于提高學生的能力，例如培養分析問題和解決問題的思路，擴展所學專業的知識面，加強鞏固所學的理論知識等。隧道工程專業畢業設計的主要目的有：

1.通過畢業設計可以讓學生把所學的理論基礎如結構設計原理、結構力學等和專業知識有機的融會貫通，并在指導老師的幫助下，進一步完善自身的專業素養，彌補自身的不足，鞏固所學知識；

2.畢業設計是學生畢業前的最后一次完成的綜合性作業，它能夠讓學生重溫本科階段的各科內容，對隧道工程及相關專業知識有一個整體的把握，為畢業后的工作和深造提供更加扎實的理論基礎和專業知識；

3.學生獨立完成畢業設計，可以培養獨立自主的意識，提高獨立分析問題和解決問題的能力，通過獨立完成文獻的查閱和資料的搜集培養學生親力親為、敢為人先的精神；

4.隧道工程的實際工程中，仍然有很多需要創新的地方，畢業設計可以培養學生求真務實，勇于創新的精神；

5.檢驗學校在本科四年的教學成果，從中發現教學過程中的不足。土木工程涉及廣泛、內容龐大，畢業設計是學生所學知識的大綜合大貫通，畢業設計的好壞直接關系到學校教學質量的好壞和學生本身專業素養的好壞。提高學生的畢業設計質量對于提高高校的教學品質和學生的就業競爭力具有十分重要的意義。

1常見隧道工程事故隱患及原因分析

1.1施工單位安全生產主體責任不落實

對培訓工作重要性認識不足，安全培訓走過場，員工缺乏應有的操作技能和應急能力，安全防范意識不足。特種作業不能做到持證上崗。施工組織不當，現場管理存在較大隱患。安全措施不到位，盲目搶施工進度，忽視了安全管理和施工質量。物資采購環節存在漏洞，材料以次充好、進場把關不嚴，設備缺乏有效維護。安全檢查和隱患排查流于形式，不能及時發現和整改事故隱患。甚至個別單位非法轉包，以包代管。

1.2監理單位履職不到位

施工組織設計審查不嚴，日常監管不夠，關鍵工序監理不到位，不能及時發現和督促整改事故隱患。

1.3勘察設計周期、方案不合理

勘察設計的前期研究時間緊、任務重。設計單位為了在短期內完成勘察設計任務，往往勘察工作和設計工作同時進行，綜合地質勘探手段不足，造成地質情況認識不清、繞避不良地質方案研究不足。

1臺灣地區地形、地質和水文地質條件

臺灣地區位于福建省東南沿海約150km，相隔臺灣海峽，與福建省隔海相望。臺灣海峽的最狹窄處130km，最寬處達到250km以上，平均寬度200km;臺灣地區由86個大小島嶼所組成，包括臺灣本島、散布在四周海域的21座離島以及澎湖列島，其中，澎湖列島就包括了64座大小面積不等的小島，這些小島分布在亞洲大陸的大陸架邊緣扼守著中國東南邊緣的東海和南海海域，地理位置十分重要。臺灣地區大陸本島的縱向長度從南至北長約385km，最大寬度為143km，占地面積約36000km2。

1.1地形地質條件

臺灣地區位于歐亞大陸的大陸板塊和菲律賓海板塊的縫合帶，由其西部和北部的揚子克拉通、東北部的沖繩板塊以及東部和南部的菲律賓移動板塊撞擊形成的復雜結構，是受到歐亞大陸板塊與菲律賓板塊碰撞影響形成的一系列地體隆起島弧之一。因為地殼變動與造山運動發達造成臺灣地區復雜多樣的地形，絕大部分地質構造是由歐亞大陸板塊組成、菲律賓板塊則往下發展成為隱沒帶。東部和南部地區則受到呂宋火山島弧等板塊影響形成復雜地質，包括與花東縱谷地質不同但與之平行的海岸山脈。由于構造活動強烈，島上主要地貌單元為高山峽谷，存在相對較少的平原地區，其地質條件十分復雜。中央山脈從北到南的縱向延伸長度385～397km，山脈約350km處形成了臺灣省山脈的支柱脊。在該區域范圍內，有超過25座海拔超過3000m的高山。支柱脊范圍以西分布有大范圍雪山地質地貌。支柱脊中央斜坡向西延伸到山腳，主要地貌單元為高原和沿海平原，該區域屬于屬于沿海范圍，長140km。寬約10km，山高1000～1500m。1)澎湖列島。澎湖列島主要出露地層為第四系下更新統玄武巖，部分地區出露凝灰巖夾松散砂層，地層巖性單一。含魁蛤(Arca)、蠑螺(Turbo)等化石;2)沿海平原。沿海平原大部分地區由第四系沉積作用形成，主要組成部分有泥巖、粉砂巖、砂巖、頁巖和礫巖;3)西部山麓。該區域是由第四系漸新統至更新統碎屑沉積物構成。巖層主要由砂巖和頁巖交替沉積形成，局部夾雜有灰巖、凝灰巖透鏡體;4)中西部地帶。該區域屬于較大范圍的第三系變質帶，可以進一步細分成兩個巖性帶，即西部雪山范圍帶(Ⅳa)和東部主干山脊帶(Ⅳb);5)東部中央范圍帶。該條帶狀區域屬于第三系復雜變質作用在中央山脈出露形成。這個區域被分為西部太魯閣帶(Va)和東部玉立砂帶(Vb);6)臺東縱谷。這個山谷被認為是歐亞大陸板塊與菲律賓海板塊之間的縫合帶，它分隔中央山脈和海岸山脈;7)沿海范圍。該地區地層位于第三系沉積層之下。主要巖性特點是火山衍生物巖，包括分選性較火山碎屑沉積巖、濁流碎屑巖以及其他雜質充填。

1.2氣候和水文

1.2.1氣候條件

臺灣地區地屬亞熱帶海洋性氣候。該地區年平均降雨量達2500mm。降雨在空間和時間上具有很大變異性。平原地區降雨較為均勻，海拔越高降雨量越豐富，高山地區強降雨發生次數明顯增多;夏秋季節，降雨量豐富，強降水往往會導致洪水、滑坡等地質災害，秋冬季節降雨量顯著減少。因此，在隧道開挖過程中，必須考慮不良的水文地質條件可能帶來的潛在危險事故。

1影響隧道工程造價的主要因素

1．1設備和材料

由于公路隧道具有難度大的特點，其相應的設備和材料使用的也非常多，對于其中一些技術含量較高的設備，不管是租賃或是購買，費用都比較高。而且現在建材市場比較混亂，賣家更是魚龍混雜，良莠不齊，這就要求工作人員要對市場的行情有一個全面的把控，在使用設備和材料的過程中，不至于超出正常的價位，否則，很容易造成工程造價的增加，給企業造成不必要的負擔。

1．2設計和施工因素

設計環節是工程項目進展的關鍵一步，它關系到工程項目的整體狀況，并對工程造價產生重要影響。設計中的一些細節更是不容忽視，比如隧道選線，再比如隧道斷面的判斷。尤其是隧道斷面的大小的判斷，它對于隧道項目工程造價的影響是比較大的，因此，應該合理利用隧道斷面，既要考慮到相關的技術參數，使其達到合理的范圍，又要在此基礎上盡量縮小斷面。除此之外，隧道的選線也是控制造價的一大要點，選線要結合周圍地質的實際情況和經濟效益。如果在設計環節能夠結合實周邊的地形和項目實際情況，能夠在很大程度上避免造價偏高，相反的話，則會造成工程造價偏離正常預估值很多，得不償失。在實際的施工項目中，公路隧道工程項目的費用很大一部分是在施工階段產生的，因為設備材料的使用和人工的使用都是在這個環節進行的，所以這幾項支出占了整個工程造價的一大部分，如果對施工環節把控得好，就可有效的管理和控制工程造價。同時不要忽略施工方法對工程造價的影響，施工過程中如果組織不到位、施工的順序或方法錯誤，由此而造成的施工重建等問題，直接影響了工程的的進度造價。

1．3工程造價人員素質

工程造價是一門專業性很強的學問，因此對從業人員的要求也就較高，不僅要求從業人員具備相應的理論知識功底，還必須兼具相關的專業內容。由于工程項目牽涉方較多，責任重大，相關從業人員承擔的責任也相當重，這就要求從業人員必須具備一定的專業資格。工程造價的工作人員具備了專業的技術和能力，在實際項目的造價和預算中，才能合理控制項目的投資限額，為企業節省成本，爭取效益最大化。

1地下水對隧道運營階段的影響

運營階段地下水對隧道的影響主要表現為對隧道襯砌的侵蝕，常見的有溶解作用，凍融作用和潛蝕作用。地下水的侵蝕會對隧道結構穩定、洞內設施、行車安全、地面建筑產生諸多不良影響甚至威脅。襯砌周圍的地下水長期對襯砌混凝土有溶解作用。由于地下水的侵蝕作用，隧道圍巖和襯砌逐漸被軟化，襯砌結構的可靠性、耐久性降低，對隧道整體的穩定影響很大。如果地下水通過襯砌混凝土損傷部位，工縫變形縫等穿透隧道防排水體系，造成隧道內部環境潮濕，使洞內供電、照明及通信設備等發生銹蝕，降低這些設備的使用效率和使用壽命，嚴重惡化隧道運營環境，降低服務質量，增加隧道的維護運營費用。隧道內的滲透水還會形成路面積水，造成車輛打滑，危及行車安全。

2隧道建設對地下水環境的影響

地下水滲流系統給隧道的建設和運營造成了嚴重影響，同時隧道建設也會給地下水環境帶來嚴重影響。隧道工程對于地下水的疏干和改造作用顯得尤其突出，目前一些竣工的隧道工程已經表現出對隧址區的嚴重影響。

（1）隧道對地下水的疏干作用

隧道開挖后，由于集水和匯水作用，地下水不斷進入隧道中，地下水動力場因此發生改變，引起地下水的運動通道發生轉移，形成新的勢匯。隨著隧道排水過程的延續，整個隧址區的地下水系統發育形成了新的地下水轉移通道，隧道開始大量排出地下水，從而形成一個降位漏斗，漏斗不斷擴展，疏干其影響范圍內的地面水源，引起地下水與地表水徑流發生改變，直接造成隧址區地表泉水流量減少甚至溶泉消失，井水水位下降，水量減少甚至干涸，直接影響當地工農業生產及人民的生活。隧道的建設造成地下水位降低，當地下水位到一定程度時，會使當地土壤含水量減少，植物生長受到抑制，甚至萎蔫、停止生長，給當地的環境帶來負面影響和經濟損失，尤其是水稻種植區域影響更為嚴重，原有作物無法繼續種植，給正常農業生產造成極大危害。

（2）隧道排水導致巖土應力變化

1道路橋梁隧道工程施工中容易出現的問題

1.1裂縫。道路橋梁隧道施工中一個重要的施工材料是混凝土，混凝土結構中裂縫是非常常見的，這個現象會對施工的質量產生不良的影響。如果混凝土質量不達標或者是施工人員沒有嚴格按照施工規范進行操作都會使混凝土出現裂縫。當然，混凝土出現裂縫的原因也有很多，例如：施工人員對混凝土施工強度沒有清晰的認識，這樣會造成混凝土在空氣中暴露的時間過長，在對混凝土進行配料時沒有按照相關的標準進行配制，澆灌時用力不合理，后期的管理和養護不是很到位等都是造成混凝土裂縫的主要原因。

1.2安全風險。施工人員對施工安全的概念認識不清，施工安全知識掌握程度較差，因此在施工過程中經常會出現違規操作的現象。安全管理制度的建設仍然存在著很多需要完善的部分。對材料的管理工作不能嚴格按照相關的規定去執行，施工人員的管理力度和機器設備的正確使用等都存在著一些需要改進的問題。因此施工管理的安全性很難得到保障。

2問題應對策略

2.1采取有效措施避免發生鋪裝層脫落現象。施工人員在進行施工的過程中一定要準確掌握鋪裝層的厚度，然后依據具體的施工情況選擇材質比較好的材料，這樣可以避免鋪裝層發生斷裂現象，在對鋪裝層施工的過程中一定要對防水材料進行合理地使用，這樣才能更好地防止滲水現象的發生，這樣做不但可以提高鋪裝層的質量，還能夠延長鋪裝層的使用年限，另外，地理位置也會對鋪裝層的質量產生非常大的影響，在整個施工過程中一定要根據所處的地理位置的地形、地勢、地貌對其進行相應的處理，這樣可以大大減少鋪裝層裂縫情況的產生。

2.2采取有效的鋼筋銹蝕防御措施。在施工過程中對鋼筋進行涂層處理能夠非常有效的避免鋼筋腐蝕狀況的發生，在涂層操作結束后還要采取相應的保護措施，盡量防止鋼筋在儲存和運輸時因發生碰撞而出現掉層的現象。如果鋼筋已經出現了銹蝕現象可以采取措施對銹蝕的部分進行處理，也可以直接取出生銹部分的混凝土。

2.3嚴格控制隧道裂縫。進行混凝土的配合比設計和施工時必須嚴格按照相應標準，施工人員必須在施工過程中驗算裂縫情況，不同位置的混凝土構件需要配合不同的強度等級。在進行混凝土配筋率計算時必須保證計算公式的準確性和計算結果的精確性，同時還需要嚴格控制水泥用量和水灰比，根據混凝土的強度適當添加摻和料和外加劑。企業還需要重視施工人員的施工方面的培訓，使混凝土裂縫得到有效控制，從而使施工質量獲得有效提高。

1施工組織設計編制的幾個要點

（1）本標段的主要工程內容為隧道基坑井點降水、隧道基坑開挖、隧道抗拔樁地基加固、隧道主體混凝土工程、隧道防排水、變電站、泵站、K1+839～K2+940區域內地面道路和有關的污水處理、雨水管線工程。根據業主的總體工期要求，本標段工程定于2012年6月1日正式開工，2013年3月27日竣工，工程施工工期為300天。參建單位為中鐵十五局集團第六工程有限公司。

（2）本標段工程的施工組織機構有項目經理、項目副經理、項目總工程師、工程技術部、計劃財務部、安全質量部、環保辦公室、物資設備部、工地實驗室、綜合辦公室以及各個施工隊伍。

（3）依照本標段的具體施工情況，將本工程分成了3個區段。K1+839～K2+290施工區段的任務是該區段的基坑井點降水、基坑的開挖、邊坡的防護、抗拔樁的施工、隧道底板、主體混凝土的施工、隧道防水的施工和隧道變電所、泵房站、隧道頂的覆土回填。K2+290～K2+610施工區段的任務是該區段的基坑井點的降水、基坑的開挖、邊坡的防護、隧道底板、主體混凝土的施工、隧道防水的施工和隧道覆土的回填。K2+610～K2+940施工區段的任務是該區段的基坑井點降水、基坑的開挖、邊坡的防護、隧道底板、主體混凝土的施工、隧道防水的施工以及泵房站、隧道覆土的回填。

（4）把安全施工當成頭等大事來抓，嚴防重傷或死亡事故的發生。爭創省級安全文明施工工地和文明施工樣板工地，在施工的過程中，嚴格的遵守相關的法律法規，出臺具體的文明施工管理辦法，并且在環保、綠化等方面都要達到國家相關的標準。

2協調工作的幾個要點

（1）做好該標段工程的平面布置調配工作，該標段工程施工場地可以分成3個區域，場內生活區和辦公區設施有：工程管理人員和施工人員的住房、管理人員辦公室及會議室、食堂、洗浴間、衛生間等。生產設施區有：材料堆放區、砂子堆放區，砂漿拌合站、鋼筋加工場、臨時棄土場、配電室、消防庫、門衛、洗車場等。