公路隧道塌方段治理方法

第一篇：公路隧道塌方段治理方法

论公路隧道塌方段治理方法

摘 要:文章根据处理某隧道坍方的工程实践,论述了公路软弱围岩段隧道施工应尽早封闭成环、重视监控量测工作、加强施工管理的重要性,对同类围岩隧道施工具有一定的借鉴意义。关键词:隧道塌方;软弱围岩;处理 1 工程概况

某隧道为分离式隧道,设计净空断面为14.0 m×5.0 m,曲墙复合式衬砌结构。按新奥法施工,进出口段采用大管棚、超前小导管、型钢支撑或超前锚杆、钢格栅拱架成洞。

隧道特点:①隧道地处丘陵地貌,山坡坡度约为10°～30°,植被较发育。中部山脊走向接近南北向,未见崩塌、滑坡等地质灾害。②隧道岩层走向与隧道轴线大角度相交,间有断裂及向斜构造分布,岩层层理、裂隙发育较全,易产生坍塌和掉块。③隧道进出口段处见风化凹槽,地层岩性为砂土状及碎块状强风化熔结凝灰岩层,厚度大、地层渗透系数大,属强过水通道,水量丰富。洞室埋深浅,大部分处于埋深小于40 m的浅埋地段。侧壁易失稳,拱部无支护时易产生坍塌。④隧道地下水主要风化层孔隙裂隙水和基岩裂隙水,受大气降水及地下水侧向补给,水量贫乏,但隧道中部的构造断裂带位于小山谷旁,富水性较好。勘察期间对钻孔进行稳定水位恢复观测,未见涌水等地下水发育迹象,但隧道大部分穿行于粉砂岩、泥岩区,层理裂隙发育,且本隧道发育有多条断裂带,为潜在的良好透水带。2 塌方产生原因 2.1 地质因素

隧道工程属地下工程,地质情况千变万化,施工过程中受各种不可预见的地质现象及地质构造的影响巨大。公路隧道工程受多变的地质条件影响,如遇到地下水、岩溶、断层破碎带、高地应力、岩爆、瓦斯、偏压浅埋、膨胀土等条件,使施工难度大,安全性差;而且公路隧道开挖跨度大,单洞三车道隧道开挖跨度达16 m,形状扁平,且防水要求高,加之受勘查水平及其他很多相关因素的制约,这些无疑加大了公路隧道的施工难度和塌方事故产生。

此隧道中地层岩性为砂土状及碎块状强风化熔结凝灰岩层,厚度大、地层渗透系数大,属强过水通道,水量丰富。水渗入围岩使软化系数大的岩石强度降低,结构面的抗剪强度减小,导致塌方。洞室埋深浅,大部分处于埋深小于40 m的浅埋地段。塌方处地表人工采土开挖范围较大,未采取防护措施。2.2 设计因素

公路隧道工程设计方法当前主要有工程类比法、理论计算法及现场监控法等,这些方法又以工程类比法运用得最为广泛。在设计过程中若对围岩判断不准或情况不明,从而设计的支护类型与实际要求不相适应,也是导致施工中产生松驰坍塌等异常现象的原因,而且设计中的地质勘查周密详尽与否也是造成施工塌方事故产生的诱发甚至主导因素。2.3 施工因素 施工中的不规范施工也是导致塌方的重要因素之一。目前,中国公路隧道施工队伍的技术、管理及施工水平参差不齐,加之一些建设环节的操作不规范,有的施工企业及人员对新奥法原理缺乏深入学习、认识、研究和应用,导致不规范施工现象较为普遍。2.4 认识因素

不可否认的是,“不塌方、不赚钱”的观念目前还在一定范围内存在。有些施工单位及施工人员甚至期盼着塌方,从而增加工程量或者设计变更以带来更大的施工利润。另一方面,“地质工作是设计人员的任务,而不是施工人员的事”这一传统观念致使减弱甚至忽略了施工过程中的地质勘测及预报工作,从而也加大了施工塌方事故产生的可能性。隧道塌方处理方法

塌方事故发生后,及时对塌方体进行处理,对塌方体表面喷一层20 cm厚的c25早强混凝土并挂网将塌方体封闭,然后进行超前小导管注浆预支护加固、稳定围岩。针对现场塌方的实际情况,对受塌方影响的初期衬砌裂缝地段进行加固,并及时施作二次衬砌,对塌方体进行加固处理,对地表进行封闭。3.1 开裂、侵限段落的加固处理

塌方事故直接影响初期支护拱体长达7 m～19 m,拱顶初期支护下沉变形较大,出现多条较大裂缝。为了防止塌方范围继续扩大,以及防止前端的初期衬砌支护下沉变形加大,对初期衬砌裂缝地段采取了如下加固措施:

(1)对桩号初期衬砌裂缝地段的初期支护,拱部增设径向φ50 mm×5 mm小导管,呈梅花型布臵,间距为100 cm×100 cm。施工后及时注浆以加固围岩,防止洞室周围围岩塑性区进一步扩展。通过监控量测结果可以看出小导管注浆后围岩变形减少,达到了预期的效果。(2)先对每榀型钢拱脚底部每侧各施打向下为45°的两根3.5 m长注浆小导管锁脚,然后用工字钢做临时支撑,工字钢(或槽钢)做底梁。待钢支撑施工完毕后,设水平横向支撑形成环,工字钢用φ25钢筋纵向连接,环向间距为100 cm。工字钢按70 cm间距安装,加设楔形砼垫于喷射混凝土与型钢之间塞缝。

(3)未塌方段由于受到塌方体的影响,紧邻塌方体10 m范围内的周壁围岩发生较大变形,严重侵占了二次衬砌规定的5 cm～10 cm,最薄处只有40 cm。为了确保二衬尺寸,对侵限地段已经施工完毕的工字钢支撑进行了抽换。抽换采取间隔抽换,型钢更换后,对侵入二衬范围的喷射砼进行凿除,满足设计初支厚度后进行重新补喷,然后再进行二衬的正常施工。3.2 塌方整治总体方案

塌方体围岩结构属v级围岩,塌方体厚度为8 m～17 m,高度为36 m,塌方空腔较大。在处理、加固好未塌方段后,在做好隧道地表排水和保证安全的前提条件下,按照下列方案和工艺过程进行塌方体处理。3.2.1 加强对塌方体的监控量测 对洞周塌方范围进行定时、定位的观测,随时掌握塌方体动向,并将现场数据进行回归分析,以便对围岩稳定进行分析,修正和完善抢险方案。

3.2.2 洞内塌方影响段处理

(1)对塌方体表面喷一层20 cm厚的c25早强混凝土并挂网将塌方体封闭,保持塌方体稳定。应在塌方体下部打入φ50 mm×5 mm钢花管,以利塌方体内排水工作。

(2)在塌方影响段内采用φ89 mm×6 mm 超前注浆钢花管,环向、纵向间距分别为50 cm、100 cm,扇形布臵,外插角为15°、30°、45°,长度为18 m。

(3)待塌方体注浆固结强度及超前支护强度达到设计要求后,方可对塌方段进行开挖。严格采用双侧壁导坑,必要时加上下台阶法进行掘进,逐段清理塌方体并开挖到设计轮廓线后,随即喷射5 cm混凝土,架设22 a工字钢支撑(间距为50 cm)。并用注浆小导管锁脚(每处施做两根3.5 m长,φ50 mm×5 mm小导管),必要时可施工临时仰拱(现浇20 cm厚c20砼),钢支撑架设后应立即复喷到位。

(4)初期支护采用φ50 mm×5 mm小导管(长为5 m,外插角为60°),小导管纵、环向间距皆为1 m和挂网喷c25砼(厚30 cm),22 a工字钢支撑(间距为50 cm)。

(5)二次衬砌比原设计有较大加强,厚度按60 cm,混凝土标号采用c30钢筋混凝土,钢筋直径采用φ25 mm,间距为10 cm。(6)注浆:为了保证水泥浆液在土体中一定范围内扩散,注浆材料采用c30细粒水泥浆,注浆压力为3.0 mpa。施工时注浆量根据现场试验进行确定。注浆时先拱墙、后拱部,并采用隔孔注浆方式。注浆结束标准,注浆压力逐步升高,达到设计终压并继续注浆15 min以上,注浆量一般为20 l/min～30 l/min。

(7)初期支护完成后,仰拱紧跟施作,尽快形成初支闭合环,并要求二衬衬砌紧跟,使塌方体变形小并保证塌方体稳定。侧壁临时支护拆卸前必须对注浆过的围岩钻孔取芯,检测注浆效果,若注浆效果达不到要求,须重新补注加固。3.2.3洞顶地表处理

(1)修筑洞顶塌陷坑周边的截排水沟,以阻止地表水继续向塌方区汇集。

(2)在山体周边表面裂缝填灌c20水泥浆(上边大裂缝可用黏土填筑,表面再用水泥砂浆隔水),回填地表凹陷处并进行夯实,在其上喷一层厚20 cm的c20早强混凝土将塌方体封闭,保持地表塌方体的稳定。塌方处理的施工要求

(1)监控量测要求,先期监控频率每班监控1次,待变形基本控制住后可改为每天1次,及时向设计代表和总监办汇报监控结果。(2)遇到突发事件,立即采取应急处理措施。在施工过程中,应确保施工安全,采用3班工作制,安全员应随时注意观察围岩变化。若有突变,所有人员必须立即撤离。同时要加快处理速度,以尽量减少裂缝发展。5 结论

在处理此隧道的塌方中,我们遇到了困难,进行了反思,总结得到以下几点经验:(1)加强在隧道施工实践中对新奥法原理的理解和实施,“设计、施工、量测、设计”是新奥法的根本所在,属动态信息管理。加强监控量测工作,按规定进行量测、科学分析、信息及时反馈,指导工程施工。尤其在?、?级的围岩施工中,该项工作显得更为重要。(2)在?、?级软弱围岩含水地段开挖施工中,应严格遵循“短进尺,弱爆破,紧支护,勤量测”的指导方针。实践证明,及时支护并初喷4 cm厚砼封闭的施工工序至关重要,可避免隧道开挖后围岩暴露过久产生风化作用而降低其强度和稳定性,使支护和围岩作为一个统一的整体共同工作,降低塌方事故发生的可能性。

(3)公路软弱围岩段隧道施工必须早封闭成环及紧跟二次衬砌,使其与初期衬砌共同参与受力。避免初期支护被压垮,导致隧道塌方。(4)隧道塌方后,必须迅速、及时地处理现场,科学合理的制定塌方处理方案。塌方事故发生后,各方负责人和技术人员应迅速到达塌方地点,详细勘察塌穴尺寸及塌穴稳定情况,研究工程地质、水文地质,检查塌方对初期支护的损坏情况和影响区域,分析塌方的主要原因和可能继续发展的趋势。在现场掌握情况的基础上,认真制定处理的步骤、方法及预防对策。(5)隧道塌方后,应先待塌方体相对稳定后,对塌方体表面进行喷混凝土封闭,防止塌方体滑移,然后再加固未塌方地段,防止塌方范围扩大,最后向塌方体注浆加固为后序开挖做好准备。

第二篇：隧道塌方整治

宝兰二线新玉石咀1号隧道塌方整治对策探讨

摘 要 宝兰二线新玉石咀1号隧道施工中曾多次发生塌方、掉块，其中进口端较大的一次塌方5600m3，并有11人困于洞中，抢险及整治施工十分危险，随时有发生更大规模塌方的可能，形势险迫，经过及时勘察，合理整治，成功通过了塌方段。本文分析了隧道的工程地质条件、影响隧道施工的地质因素及病害产生原因，针对塌方整治的难点，总结了处理和预防塌方的对策措施。关键词 隧道塌方 整治 对策

1.概况

宝兰二线新玉石咀1号隧道为双线曲线隧道，位于陇西土店子站东渭河北岸，隧道进口里程为DK1536+125，出口里程为DK1536+688，隧道全长为563m。隧道开挖由进口端开始，通过黄土进入岩层后掉块，塌方事故不断。在掌子面掘进至SK1536+270、护拱打至DK1536+260~+270，隧道衬砌到DK1536+

216、仰拱做到DK1536+230时，发生在DK1536+270段的5600m3塌方为最大，洞顶形成一直径10余米、高10余米的穹窿，造成施工人员11人困于洞中，生死不明（后经全力抢救脱险）。由于塌方段穹窿顶与洞外冲沟沟底对应，顶板薄，且均为土体，随时有塌通天甚至引发洞外高陡山坡塌滑的可能，加之围岩松动，掉块不断，给抢险施工带来极大的风险，因而，抢险措施和塌方整治对策成为隧道继续施工掘进的焦点和重点。

2.隧道工程地质特征

2.1 地形地貌

隧道位于渭河峡谷区，两岸地形起伏较大，相对高差大于100m，北岸自然山坡高陡，坡度一般在40º以上，地表植被贫乏，黄土地貌景观，冲沟、陷穴等现象发育。2.2 地层岩性

勘察与施工揭示，工点范围内地层有第四系上更新统风积砂质黄土，有由接触变质、动力变质及区域变质作用形成的压碎岩、板岩、片岩和燕山期花岗岩。

1）砂质黄土淡黄色，土质均匀，粉粒为主，具孔隙及垂直节理，半干硬，II级普通土，σ0=150kpa，II类围岩；具IV级自重湿陷性，湿陷土层厚12m。主要分布于隧道进口及洞身段山体表层，厚10~30m。出口处为坡积成因，夹杂碎、块石，工程地质相对较差。

2）压碎岩以花岗岩为主，局部矿物呈定向排列为花片麻岩，颜色渑杂，青灰、灰黑色为主，压碎或鳞片变晶结构，带状及片麻状构造，节理、裂隙发育，风化严重，局部呈砂、土状，IV级软石为主，σ0=500~1000kpa，III~IV类围岩，多见于花岗岩与板岩、片岩接触带附近。

3）板岩、片岩灰色、灰褐色为主，变晶结构，板状、片状构造，受接触蚀变及构造影响，板理、片理及小的断层构造发育，岩层破碎，风化严重，IV级软石为主，σ0=600~800kpa，III~IV类围岩。一般见于花岗岩之上，局部呈捕虏体于花岗岩之中。4）花岗岩青灰、灰白色，矿物成分以石英、长石、云母为主，中、粗粒结构，块状构造，岩体受构造影响严重，节理、裂隙发育，石质坚硬，风化严重或极严重，风化层一般2~5m，局部厚达10m，为10m, 级软石，σ0=500~800kpa，以下V级次坚石，σ0=1200kpa，IV类围岩。2.3 水文地质

隧道在勘测及施工期间未遇到较大地下水，仅在雨季施工时偶见少量下渗的基岩裂隙水，对隧道围岩及施工不构成影响。

3.影响隧道施工的地质因素

3.1 地形地貌因素

本隧位于渭河峡谷区北岸既有线靠山一侧，线间距20~50m，既有线在此以填方或半填半挖形式通过山坡坡脚，高陡的山坡，发育的冲沟、陷穴，对隧道进、出口的塌方往往直接影响，由于塌方，引起洞顶地表开裂变形，对坡角的既有铁路构成重大安全隐患，处理不当，变形进一步发展势必直接威胁既有线行车安全，给II线隧道施工造成极大困难。故而，必须严控和妥善处理好隧道进、出口段的塌方。3.2 地层岩性因素

隧道原设计图系根据进口一个钻孔和现场调查资料填绘，与工程有关只显示上更新统砂质黄土和燕山期花岗岩两种较单一地层。然在隧道施工开挖中实际还遇到压碎花岗岩（部分为花岗片麻岩）及板岩、片岩等较软弱岩层。而且，在隧道施工中，开挖掌子面较多在侵入的花岗岩与板岩、片岩等的蚀变接触带附近。岩相的复杂与变化，严重制约了隧道的掘进，带来了许多意想不到的麻烦。3.3 地质构造因素

勘察及开挖显示，本隧未穿越大的断层构造，但从隧道掘进中所遇岩性、岩相变化大，较多为动力变质、区域变质作用形成的岩层；围岩节理、裂隙发育，局部有断层破碎带宽度1~2m的小的断层切割，岩层破碎等情况仍可认定：隧道围岩受构造影响严重，岩层风化破碎，而原资料勘测人员显然对此认识不足，很大程度上影响了隧道设计和施工掘进。

3.4 不良地质因素

主要为高自重湿陷性黄土问题。隧道范围广布的"级自重湿陷性黄土及衍生的黄土冲沟、陷穴等，是隧道尤其是进、出口段施工的隐患，往往给隧道施工带来意想不到的不利影响，本隧道施工中几次较大的坍方变形，与其不无关系。

4.塌方原因分析

纵观本隧施工所遇几次较大塌方，除前述地质因素外，分析原因无外乎以下几点：（1）对隧道地质条件的变化及复杂性认识不足，工程措施不到位或针对性不强。这其中有勘测设计存在的问题，更有监理、施工的因素，出现问题及时反映，及时有针对性采取变更加强措施，即可避免事故或减少损失。

（2）施工单位急功近利，为赶工期、抢进度，往往忽视设计文件中要求或设计、配合施工人员屡次强调的“做好超前支护、控制台阶的开挖长度，做到先棚后挖，支护衬砌紧跟”的施工原则，在进、出口段及软弱岩层开挖中，台阶过长、二次衬砌与掌子面距离过大，以至出现坍方，影响了隧道的正常施工。（3）部分工程施工措施不到位，如对进口端洞顶冲沟内黄土陷穴的调查、回填不及时，对塌方的产生起到了一定的促进作用。（4）由于在一定段落内隧道位于侵入岩与片岩的蚀变接触带及部分断层与风化破碎带中，蚀变接触带等出现在隧道开挖面的里程段落不定，没有规律，而且片岩捕虏体在开挖断面上的位置也毫无规律，给制定隧道的施工方案及支护参数带来了一定的困难，在遇到地质条件变化时，不能及时的改变施工方法，是造成塌方的一个因素。

5.塌方整治的难点及对策措施

5.1 进口端5600m3 塌方整治难点及对策措施 本塌方发生在进口端DK1536+227~+247 长20m段，向前距开挖掌子面23m.，往后距隧道衬砌终点11m。塌方处初期支护垮塌，洞顶已塌至黄土层中，形成高十余米的穹窿，距其外对应的冲沟沟底仅约10m。鉴于塌方后围岩松动，掉块不断，洞顶土体薄，随时有塌通天甚至引发洞外高陡山坡的塌滑变形，给清坍抢险带来更大风险，因而，安全施工，避免变形扩大至难以控制，成为塌方整治的难点。

针对塌方整治的难点，经多方共商，集思广益，制定施工抢险措施如下：

（1）对DK1536+216（二衬终点）~+227长11m段既有施工支护进行加强，采用Φ42焊管（4m长）梅花形布置，注浆锚固；加喷C20混凝土10cm厚，确保塌方段两端不再继续产生塌方。（2）从DK1536+224开始在拱部用Φ100钢管按环向间距0.5m做棚架（拦挡大块落石）并挂网（拦挡小块落石），同时按1榀/m架立型钢做为棚架支撑，并用Φ200钢管做竖向支撑至塌方顶，至DK1536+247止，长23m。

（3）在已完成棚架保护下清理塌落堆积物，同时用焊接方法按每次1m向前延伸棚架和型钢支撑，并做竖向支撑、清坍，循环作业一直到未塌方支护地段（DK1536+247）。（4）在塌方段支护稳定后，塌方顶部喷射C20混凝土15cm防护层；在该段起拱线以上部分做排架和模板，泵送混凝土浇筑1m厚护拱（拱顶）。

（5）在拱部护拱混凝土强度达到70%以后，拆除排架、模板，切割竖向支撑钢管进行下部施工———采用马口形式开挖，架立钢架支撑、浇筑混凝土，在护拱强度达到要求后，紧跟进行衬砌混凝土施工，在DK1536+216~+260长44m段采用钢筋混凝土衬砌予以加强。

（6）塌方段拱部衬砌背后穹窿空洞采用黄土水泥浆（水泥掺量10%）注浆回填。5.2 出口端1000m3塌方整治难点及对策措施

塌方发生在DK1536+625~635段，拱部以上覆盖层约20m, 已塌通，山体表面形成一直径约10m，深12m左右的井状陷坑，坑壁陡直，靠山侧表层坡积碎石厚8~10m，中密状，下伏向河陡倾的片岩、板岩。陷坑所在山坡高陡，坡度近45º；洞内进口端衬砌至DK1536+599，出口端衬砌至DK1536+640，相距41m；进口端施工掌子面在DK1536+627，出口端施工掌子面在DK1536+630，相距仅3m，已为塌落物覆盖，塌方尤其陷坑的进一步发展，势必造成上方山体的失稳，危及位于坡脚的既有线行车安全，形势险迫。为此，现场提出的治理原则是，迅速先治理洞外塌落的陷坑，避免其进一步发展，引起山坡变形，危及行车安全，后进行洞内塌方整治施工。采报措施以下。1）陷坑的处理

（1）查明陷坑外山坡变形情况，观测变形发展，增设观测、预警岗哨；准备防水布，雨天及时封盖坑口，防止表水流入，恶化坡体条件。

（2）根据现场实际情况（地形条件、材料及机具设备等资源），在确保坑壁及坡体稳定和行车安全的前提下，灵活采取包括坑内挂网、锚喷、支护；坑外截、排水，夯填地表裂缝等措施。2）隧道内的处理

（1）鉴于隧道上半断面曾以导坑贯通，坍塌后地表陷落，塌方体以松散碎、块石土为主，同意DK1536+627~630长3m, 段围岩类别由IV类变更为1类。（2）施工支护予以加强，设1榀/m的格栅钢梁，拱部设超前小导管。

（3）DK1536+620~+640长20m 段衬砌类型采用“专隧（93）0030~23”，衬砌拱墙采用C20钢筋混凝土。

（4）DK1536+627~+630长3m 段以2榀/m钢筋格栅加强支护，并模筑C20混凝土50cm厚护拱。（5）塌方段衬砌完成后，及时对陷坑进行恢复原地表回填夯实，并在表面设粘土隔水层，厚50cm。

6.结束语

本隧道在各方关注和施工单位努力下业已掘通，各种塌方事故依照所制定整治措施也已顺利治理完成，回顾和反思隧道施工所遇塌方问题，有以下经验教训值得汲取。（1）隧道与其它工程的不同之处是对施工安全的要求更高，任何疏漏、谬误，在隧道施工中都有可能造成无法挽回的人员伤亡和经济损失；而隧道工程地质勘察又不能做到像其他工程那样慎密，从而导致隧道工程施工地质条件变数较大，本隧道及本线其他一些隧道事故多发，变更频繁的事例再次证实了这一点。控制这个变数，靠得是一线地质人员深入细致的地质工作，靠的是广大地质工作者的责任心和事业心。

（2）纵观本线多个隧道施工中出现的塌方掉块问题，绝大部分与隧道初期支护不及时或二次衬砌距施工掌子面距离过远密切相关，各方尤其是施工单位对此应充分加以重视，急功近利，往往因小失大，得不偿失。魏家磨1号、琥珀等岩质隧道，二衬距掌子面最远时达230m、190m，在基岩裂隙水及风化作用下，初期支护无力抵抗变形发展，以至隧道多次发生塌方、掉块、变形、开裂，教训可谓深重。

（3）隧道施工工程地质条件的变化固然无法精准地预料，然施工单位对不同地质条件的施工应变能力应是可以调整的，至少做到遇地质条件变化及时向设计单位反馈、及时采取调整变更措施是容易的。而现在较多的施工单位不知何故，遇事或遇地质条件变化不反映或不听从设计单位意见，自行解决，处理措施不当时，往往恶化了施工地质条件，给后续工作带来许多无谓的困难和麻烦，问题的症结有待查找、总结。最后要强调的是，隧道施工，安全与质量并重，工期与进度从属，无论是建设单位、施工单位还是监理单位都应遵从这一点。

第三篇：隧道塌方总结1

隧道围岩大变形研究分析

due to the influence of natural geological conditions, collapse accident often bring enormous damage to the tunnel construction in the large section tunnel excavation of road(or railroad)construction.engineering equipment and the safety of personnel are seriously threatened by the collapse of tunnel which has the character of high incidence and high risk.1、primary influence factors and types of tunnel collapse 1.1 The main factors of tunnel collapse There are many influence factors in tunnel collapse, generally can be divided into external and internal factors, internal factors are mainly refer to the engineering geological and hydrogeological conditions, external factors are mainly refer to improper design and construction.1)unfavorable geological conditions unfavorable geological mainly includes the weathered metamorphic rock, fractured rock mass and rock pile area, fault, karst cave, landslide, mudslide, swelling strata, etc.when the tunnel encountered to those geological condition,some slight negligence may lead to the collapse of tunnel.2)underground water Groundwater is one of the important factors influencing the stability of surrounding rock.it not only reduces the strength of rock which has high softening coefficient, and also reduces the shear strength of structure plane.3)geostress geostress mainly includes the bias, plasticity, landslides and high ground stress area, etc.,there are many instances of collapse happened in the entrance zone of the tunnel were caused by bias and landslide,extrusion destruction of tunnel is often caused by plastic pressure,and rock burst often occured in high ground stress area, etc.4)improper design and construction.At present, “New Austrian Tunnelling Method” is used to design and construction in most of the tunnel, However, the deviation understanding of the concept and connotation of the principle led to many failure in engineering.collapse of tunnel is induced by many factors and the mechanism is of more complex, therefore, improper treatment measures for the complex geological during the construction will easily cause the occurrence of collapse disasters.1.2 analysis of collapse types there are many types of partitioning method, generally based on the cause of collapse, form, scale, mechanism, etc.it mainly divides into the following five kinds of forms.1）Partial collapse：Mainly happened in large blocky rock mass, the rock mass is cutted by structure surface and formed into different shapes of unstable structure.After cavern excavation, the friction direction of unstable structure surface slide and collapse occured.2）Arch collapse：Typically occur in layered rock mass or broken rock mass, it has two kinds, one kind is in the range of the pit, only occur in the arch department;Another kind is expanding arch collapse, including wall collapse.3）Deformed collapse：collapse induced by special geological conditions(caves, sinkhole, etc.), shallow buried and bias.4）swelling rock tunnel collapse：Due to high inflation pressure acts on the shotcrete support;The expansion of the rock body reduces the friction and shear strength;High water pressure accumulation。

5）Large deformation of tunnel the rock burst：surrounding rock large deformation problem of deep buried,long-large tunnels and underground engineering under high geostress condition has become a problem in underground engineering and become a major issue to be solved.2、deformation analysis for surrounding rock of tunnels With the rapid development of tunnel and underground engineering, the characteristic of its long-scale-deep are increasingly obvious, and it is prone to geological disasters，such as large deformation of surrounding rock in certain geological and environmental geological conditions.Based on a lot of literature retrieval, it is obviously that surrounding rock large deformation is a kind of great hazardous geology casualty of tunnel and underground engineering.2.1 current research of large deformation of Tunnel surrounding rock though a lot of domestic and foreign scholars have done a lot of exploration efforts, due to the large deformation theory research is not mature, as well as the complexity of on-site geological rock mass condition, the current research work is mainly manifested in the following aspects.1）The concept for large deformation there is no form a consistent and clear definition About the large deformation of surrounding rock, Some scholars according to whether the deformation of surrounding rock is within the reserved deformation of primary support to define it.Also some scholars think it shouldn't be defined by the absolute value of the deformation which is the external performance of large deformation problem.It should be defined by the essence that the surrounding rock occurs shear deformation，deflection，rupture and failure under the shear stress, and causes the rock mass squash the underground cavity.2)analysis of the soft rock so far，Rock engineering community has been unable toreach a consensus on the concept of soft rock, the definition of soft rock is more than a dozen.the definition of soft rock of ISRM(international society for rock mechanics, 1990，1993)is refers to the uniaxial compressive strength of rock was 0.5 ~ 25 mpa;In 1984 coal mine term discussion(kunming)，soft rock is defined as “low strength, high porosity ,poor cementation and affected by structural plane cutting and weathering or contains a lot of expansive clay minerals and loose, soft rock(body)”;And some scholars also divide it into geological soft rock and engineering soft rock and so on.3)

People generally divide it into two types base on the formation mechanism of the surrounding rock large deformation.The first type is caused when redistribution stress exceeds surrounding rock's strength after tunnel excavation, which makes the surrounding rock be plasticity.the other type is caused when certain minerals in the rock react with water and inflation.swelling mineral and water are significant for the expansion deformation.2.2 type and mechanism of Large deformation of tunnel surrounding rock Tunnel surrounding rock large deformation can be defined as: a kind of plastic deformation and failure with progressive and obvious time effect of tunnel and underground engineering surrounding rock, it is different from brittle failure of rock burst and distinguish it from collapse and slide, etc, which are caused by the rock's structure plane of surrounding rock loose zone.1)the type of Large deformation of tunnel surrounding rock According to the analysis of typical examples and the research on mechanism of large deformation, classification on the large deformation was carried out base on different controlled conditions: controlled by lithology of surrounding rock , controlled by the structure of surrounding rock and affected by artificial excavation disturbance.在公路(或铁路)隧道大断面开挖施工中,由于自然地质条件、施工等的影响,常会发生塌方事故,给隧道施工带来极大危害。塌方以其高发性、高危性严重威胁着工程设备和人员安全。本报告从塌方的类型、塌方的影响因素进行了总结，并对隧道中的大变形进行了一定的介绍。

1、隧道塌方类型及塌方主要影响因素 1.1隧道塌方主要影响因素 影响隧道塌方的因素很多，大体上可分为内因和外因，内因主要是指工程地质和水文地质条件,外因主要是指设计和施工不当。

1）不良地质条件

不良地质主要包括风化变质岩体、裂隙发育岩体、崩塌岩堆地区、断层带、溶洞、滑坡、泥石流、膨胀性地层等,当隧道从这些岩体中通过时,如稍有疏忽,就可能发生大塌方。

2）地下水

地下水是影响围岩稳定的重要因素之一。这不但能使岩石强度降低，特别是软化系数较大的岩石,而且使结构面的抗剪强度减小。对于断层,地下水影响更大,一般张性断层是储水结构,压性断层带中断层糜棱岩是隔水的,而另一侧的破碎带为含水的,当揭穿断层后,便时常发生突发性涌水导致塌方。

3）地压

地压主要包括偏压、塑性地压、滑坡及高地应力区等,偏压和滑坡在隧道洞口段造成的塌方实例很多,塑性地压引起隧道挤出性破坏也时有发生,高地应力区的完整坚硬岩体常发生岩爆等。

4）设计和施工不当

目前,大多数隧道都号称采用“新奥法”设计和施工,由于对“新奥法”概念和原则的内涵理解有偏差,所以在许多工程中遭到失败。

由于塌方诱发因素多、机理复杂，因此，在施工中针对复杂地质时若处理措施不当，将极易造成塌方灾害的发生。

1.2塌方类型分析

塌方类型的划分方法有多种，一般根据塌方的原因、形式、规模、机理、发生的部位等进行划分，主要分为以下五种形态：

1）局部塌方：主要发生在大块状岩体中，由于岩体被结构面切割后构成不同形状的不稳定结构体。洞室开挖后，不稳定结构面的摩擦力向洞内滑移而发生塌方。

2）拱形塌方：一般发生在层状岩体或破碎块岩体中，它有两类，一类是在坑跨范围内，仅出现在拱部；另一类是包括侧壁崩塌在内的扩大的拱形塌方。

3）异形塌方：由于特殊地质条件（溶洞、陷穴等），浅埋、偏压隧道等原因产生的塌方。4）膨胀岩隧道塌方：由于高膨胀压力作用在喷混凝土支护上；岩土体的膨胀原因使摩擦和剪切强度损失，造成很大的岩石材料重力荷载；高水压力积聚等造成隧道塌方。

5）大变形的隧道和岩爆：高地应力状态下的深埋、长大隧道及地下工程的围岩大变形问题已经成为困扰地下工程界的难题和尚待进行深人研究的重大课题之一。

2、隧道围岩大变形分析

随着隧道工程以及地下工程的迅猛发展,其长、大、深的特点日趋明显,而在一定的围岩地质和环境地质条件下则往往易于发生围岩大变形等地质灾害。根据大量文献检索结果显示,隧道工程围岩大变形已是困扰地下工程界的一个重大问题。

2.1隧道围岩大变形研究现状

国内外学者已经做过不少的探索工作,但由于大变形理论的研究不尽成熟,加之现场地质岩体状况复杂性,目前的研究工作主要表现在以下方面。

1）大变形的定义

关于围岩大变形,目前还没有形成一致的和明确的定义。有的学者提出根据围岩变形是否超出初期支护的预留变形量来定义大变形。也有的学者认为,不能从变形量的绝对值大小来定义大变形问题,具有显著的变形值是大变形问题的外在表现,其本质是由剪应力产生的岩体的剪切变形发生错动、断裂分离破坏,岩体将向地下空洞方向产生压挤推变形来定义大变形。

2）关于软岩的分析

至今岩石工程学界仍未就软岩的概念达成共识，软岩的定义有十几种之多。ISRM(国际岩石力学学会1990,1993)定义的软岩是指单轴抗压强度为0.5～25MPa的一类岩石；1984年煤矿矿压名词讨论会(昆明)将软岩定义为“强度低、空隙大、胶结程度差、受结构面切割及风化影响或含有大量易膨胀粘土矿物的松、散、软、弱岩层(体)”；还有的学者将软岩划分为地质软岩和工程软岩两类等等。

3）大变形机制

人们一般按形成机制将围岩大变形分为两类:一是开挖形成的应力重分布超过围岩强度而发生塑性化。二是岩石中的某些矿物和水反应而发生膨胀。水及某些(膨胀性)矿物的存在,对于膨胀变形是必须的。

2.2、隧道围岩大变形的类型与机制

隧道围岩大变形可以定义为:隧道及地下工程围岩的一种具有累进性和明显时间效应的塑性变形破坏,它既区别于岩爆运动脆性破坏,又区别于围岩松动圈中受限于一定结构面控制的坍塌、滑动等破坏。

1）隧道围岩大变形的类型分析

根据对围岩大变形典型实例的分析和对大变形机制研究,可以按照不同的受控条件对大变形进行类型划分:受围岩岩性控制的大变形,受围岩结构构造控制的大变形和受人工采掘扰动影响的大变形三大类型

2）large deformation mechanism of Tunnel surrounding rock 2）隧道围岩大变形机制研究

围岩的变形破坏首先取决于围岩性质,其中包括围岩体的岩性、结构条件,其次受到围岩的环境条件即地应力的大小、地下水的发育分布状况的影响,同时也与围岩的支护条件密切相关。

一般而言，隧道变形将经历初始变形、等速变形及加速变形3个阶段。在隧道开挖初期，由于围岩变形刚开始，岩体内应力场和位移场处于线性变化阶段，处于力学平衡状态，这时围岩处于初始变形阶段。随着开挖过程的进行、围岩地应力释放、应力状态重新分布，引起某些区域局部变形、微裂隙产生、应力增加，使得岩体内部微裂隙不断增加和扩展。这时围岩处于等速变形阶段。随着围岩变形的增长，裂隙进一步扩展、连通、丛集，甚至局部贯通，围岩发生较大的变形，变形速率持续增加，直至整体失稳坍塌，这时围岩处于加速变形阶段。若局部变形发展过程中，围岩系统受到外界干扰（如：降雨、人工影响、振动等），则将促使其变形和破坏过程的加速发展。

3、隧道围岩大变形的预测

在大变形的预测方面,目前国内外尚无实用的预测大变形的方法、日本学者viladkar(1995)提出利用地层Q值的“临界埋深法”,当实际埋深大于临界埋深时,围岩应视之为挤压性围岩,具有发生大变形的条件。但此种方法与开挖断面及支护不发生关系,与支护变形量的大小也无内在联系,当实际埋深大于临界埋深时可能发生的支护变形值有多大难以确定。

大变形的预测另一方法是,对于一个具有锚喷支护的洞室,采用弹塑性理论解析公式计算其在地应力作用下的最终洞壁位移,然后确定位移与地应力及岩体强度三者的关系(绘出曲线图形),如已知地应力及岩体强度支护位移值及大变形的等级可从图中查得。

4、隧道围岩大变形的支护对策

交通隧道的支护包括初期支护和二次衬砌。对于软岩隧道,支护的首要任务是如何遏制初期支护的大变形。随着人们对大变形现象认识不断深化,提出了各种各样的支护措施和手段,这些支护措施基本可以分为以下三大类

1）刚性支护

这种支护措施的核心是通过加大支护结构的强度和刚度来抵抗巨大的围岩压力，这种支护措施无论从技术上还是从经济上,都是欠合理的,现在已经较少采用。

2)可缩支护

这种支护的理论依据是允许围岩发生适度的变形,以降低作用于结构的支护压力,从而减少超挖量并降低支护强度。

可缩支护系统在国内外煤矿巷道支护方面已经取得一些成功的经验,但该方法只允许适度变形，若超出支护体系的允许变形范围，这类支护结构一般很难抵挡围岩的巨大压力，该方法在交通隧道支护中的应用效果并不理想。

3）锚、注一体化围岩加固--支护系统

锚喷衬砌作为隧道初期支护的主要手段,也构成了永久衬砌的重要组成部分。喷锚衬砌是一种加固围岩、充分利用围岩自承能力的一种支护衬砌形式,并且快速及时,可以节约劳动力及成本,作为复合式衬砌的初期支护在工程实际应用中日益受到重视。

5、隧道工程围岩大变形实例

首例严重的交通隧道软弱围岩大变形应该是1906年竣工的长19.8km的辛普伦Ⅰ线隧道。此后,日本的惠那山(Enasan)公路隧道、奥地利的陶恩(Tauern)隧道、阿尔贝格(Arlberg)隧道等都是典型的隧道围岩大变形灾害工程事例。中国的青藏线4.0km长的关角隧道、宝中线3.136km长的木寨岭隧道及1.904km长的堡子梁隧道、南昆线上的穿越煤系地层的家竹箐铁路隧道、在建的国道317线鹧鸪山公路隧道(4.442km),以及铁山隧道(2.099km)等工程均出现了不同形式和程度的围岩大变形情况，给工程建设造成极大的困难。

木寨岭隧道是国道212线连接西南和西北的重要通道之一，长1710m，东西引线总长9010m。隧道位于高海拔地区，不仅埋深较大(272.28m)，而且工程地质条件极为复杂。自开工以来，隧道发生强烈变形和破坏，严重困扰着施工安全并影响工期。5.1木寨岭隧道工程地质环境

木寨岭隧道为深埋大跨度公路隧道，由于其罕见的复杂地质条件，断层发育，岩体破碎软弱、地下水丰富，地应力高，隧道成洞条件及自稳能力极差，围岩变形和隧道破坏严重。5.2木寨岭隧道变形破坏特征 1）围岩变形特征

隧道开挖后，围岩变形非常强烈，其表现为变形量大、初期变形快且变形速率大、变形持续时间长、空间分布不均匀和不对称、隧道某些地段重复性变形等特征。2）隧道破坏特征 木寨岭隧道洞身主要为含炭页岩，岩体软弱破碎，褶皱发育，围岩自稳能力差。开挖过程中局部经常出现掉块和塌方现象。变形破坏最严重的区域为各断层破碎带。其主要的破坏特征有初期支护变形破坏、掌子面变形破坏、仰拱变形破坏和二次衬砌的变形破坏。5.3木寨岭隧道围岩大变形机理分析

木寨岭隧道围岩大变形是在岩性（(膨胀性岩石）、地下水和地应力场综合作用下，因开挖卸荷，围岩发生塑性流动和膨胀所致。隧道围岩压力同时包括形变围岩压力和膨胀围岩压力，此即为该隧道大变形和严重破坏的原因和本质。5.4大变形处治实践

通过正确认识围岩变形破坏机制，根据围岩动态演化规律，从塑性变形和围岩膨胀两方面，通过封闭工作面、锚注支护与自进式锚杆和联合支护体系，快速“强行”支护，确保了大变形软岩段返修成功，同时可为后续段的施工提供参考。

6、结语

进入21世纪,地下空间的开发利用将以新的深度和广度发展,交通隧道、水工隧道及其它地下工程“长、大、深、群”的特点将更加显著。深埋长大隧道工程软岩大变形问题的进一步深人研究将是今后地下工程界的一个重大课题。对大变形机理的正确认识和合理描述、围岩大变形预测、锚、注、喷一体化(锚、注为核心)围岩加固--支护技术的进一步完善、优化,是今后隧道围岩大变形问题讨论和研究的重点。

第四篇：隧道塌方变更方案 -

关于隧道进口段大管棚塌孔变更方案

210国道 项目部：

依据由贵部邀请相关专家、设计、监理、施工单位相关人员等参加的“就隧道进口段初支变形、侵界等问题处理方案研讨会”会议纪要决定，遵照公路管理局 “指示精神，结合施工图纸及有关设计规范，经计算论证：确定隧道进口段初支变形、侵界等问题加固处理具体方案如下：

一、洞口仰坡裂缝部分

（1）对地表及仰坡裂缝处采用掺水泥土封堵密实，做好防排水措施，避免雨季来临雨水下渗，造成仰坡失稳；

（2）明洞由25m增长至35m，洞门形式改为端墙式，明洞施工完毕后及时进行回填，对仰坡形成反压，防止仰坡滑塌；

（3）原设计明洞两侧边坡底部（明洞回填）浆砌片石改为C15素混凝土；

（4）洞顶截水沟由浆砌片石改为C20素混凝土，沟底、沟壁混凝土厚10cm，沟底、沟壁混凝土内设φ6单层钢筋网，网格尺寸15×15cm，具体尺寸见“洞顶截水沟尺寸图”；

洞顶截水沟尺寸图

（5）施工期间加强地表裂缝的观察及地表沉降、位移观测，如有异常，及时联系设计单位并反馈数据。

二、进口变形段部分

（1）停止掌子面的掘进，对掌子面附近的支护结构进行加强，减缓隧道变形速率。隧道二衬施工以先明后暗的施工顺序，待明洞施工完成反压使仰坡山体相对稳定后，再行洞内二衬施工。

（2）洞口（K48+437.8）至掌子面（K48+523）上台阶底部未增设临时仰拱处全部增设I20a工字钢临时仰拱，喷射混凝土厚度26cm。

（3）K48+491.5～K48+523段在隧道全环设置φ50注浆小导管，导管纵向间距同初支拱架，环向间距1.0m，导管长4.0m，采用1：0.8水泥水玻璃双液浆，注浆压力为0.8～1.2Mpa。

（4）K48+491.5～K48+523段对应钢拱架隔榀安装门形钢架支撑，钢架采用与拱架相同的I20a工字钢，与拱架连接处凿除拱架混凝土保护层，与拱架焊接牢固，门架支撑见“I20a临时门架支撑图”。

（5）采用全站仪扫描断面，获得精确断面量测数据，根据数据确定需换拱段落、范围。

（6）根据断面量测数据对需换拱段落既有支护结构及围岩进行

加强，以0.6×0.8m（纵向×环向）的间距设置φ50注浆小导管，导管长4.0m，采用1：0.8水泥水玻璃双液浆，注浆压力为0.8～1.2Mpa。

（7）同一部位换拱凿除砼不超过2榀，并间隔2榀进行。混凝土凿除采用人工风镐进行，不得采用大型设备振动冲击凿除，新旧工字钢采用钢板帮焊连接。

（8）换拱段初支混凝土强度等级C25；

（9）换拱段二次衬砌钢筋主筋（N1、N2、N3、N4）型号由φ22改为φ25，N5钢筋由φ10改为φ12，钢筋间距20×30cm（箍筋环向间距30cm）。

三、掌子面恢复施工后施工措施

（1）在仰拱施做至掌子面20米后再行掌子面开挖，洞内相似围岩段开挖采取单侧壁导坑加临时仰拱法施工；上台阶拱脚每侧打设6根锁脚锚管，下台阶拱脚每侧打设4根锁脚锚管，锚管与钢拱架使用钢板进行连接固定。

（2）开挖下导时，应先施做两侧矮边墙（墙角扩大基础），后再进行下导开挖。矮边墙应及时跟进。

（3）钢拱架间距由75cm调整为50cm；

（4）超前措施改为φ50双层超前注浆小导管，导管每根长4.5m，纵向每榀打设，环向间距30cm，拱顶135°范围内布设，小导管第一层打入角度7°，第二层打入角度30～35°；径向全环设置φ50注浆小导管，全断面注浆，导管与钢拱架焊接牢固，其余参数同原设计；

（5）临时支护参数钢拱架采用I20a型钢，纵向间距0.5m，采用

φ50超前小导管，长度4.5m，环向间距0.4m，径向采用φ22早强砂浆锚杆，长度4.0m，环向间距1.0m，纵向每榀打设，锚杆需与钢拱架焊接牢靠。

（6）该段二衬施做时，每50m设置一道沉降缝；

（7）在存在承压水的围岩处，贯通初支与围岩打向上倾角30度的泄水孔，泄水孔直径50mm，深4m；

（8）二次衬砌钢筋主筋（N1、N2、N3、N4）型号由φ22改为φ25，N5钢筋由φ10改为φ12，钢筋间距20×30cm（箍筋环向间距30cm）。

四、特别注意事项

（1）在雨季来临之前，必须完成对仰坡坡脚的反压处理及洞顶截水沟施工作业。

（2）施工时，务必加强监控量测工作，提供真实、可靠、准确的监控量测数据，通过现场量测掌握围岩和支护的变化参数，加强动态管理，以指导施工作业。

（3）增设专职安全人员，随时做好洞内外沉降及变形观察工作，并做好观察记录，发现安全隐患，立即汇报，采取应急措施，确保整个施工阶段安全生产。

二O一二年三月八日

6002.176022766.R***80.8注：2.a.b.c.d节点处设置纵向连接I20工字钢，两榀钢架支撑长度根据实际情况来定；3.I20工字钢之间连接方式为焊接。5

1.图中支护钢架尺寸以厘米为单位；

第五篇：隧道灾害治理方法(国外)

(1)隧道防冻研究

主要针对寒区隧道冻害的特点和发生机制，开发新绝热保温材料、新工艺、新技术等。目前，国内外在寒区隧道防冻技术方面取得成功的措施较多，如:铺设隔热保温层、设置防寒门、隧道供暖、深埋渗水沟、保温出水口、防寒排(泄)水洞等。归纳起来，其方法主要有:

1)保温法

2)供热法

3)防水法

其中，日本、美国、欧洲各国采用隔热保温材料防治冻害;俄罗斯采用供暖方式防 治冻害;我国采用防排水系统与隔热保温相结合的方法防治冻害。

日本提出的绝热处理的冻害防治方法，是根据气象统计资料，计算隧道内年平均温度、年气温变化幅度、日气温变化幅度，并将其代入隧道—地层的非稳态热对 流/热传导绝热处理分析模型中，在气象条件周期性和隧道—地层热状况结合的基础 上，选择绝热防冻设施的材料。该方法需要的基础资料多，计算公式较为复杂，使用时 有一定难度。

欧洲各国大多采用防水防冻棚和隔离墙板的防治冻害方法，是以隧道面积、长度和 坡度及冷冻指数为参数，在设计时查表选用绝热层厚度。该方法适用于围岩比较稳定的 地质情况，使用比较方便，具有一定的工程推广价值。

俄罗斯水电资源丰富，提出了隧道运营时采暖的防治冻害方法，其计算方法是求解 根据岩层和机车车辆之间气流热交换的能量方程得到的热平衡方程，这种方法不仅可以 计算沿整条隧道长度的年、月、日的平均温度分布，还可以计算隧道中列车运行时的瞬 时温度分布。该方法计算公式复杂，不便掌握。

参考：

苏林军.寒区隧道冻害预测与对策研究[D].西南交通大学硕士学位论文，2007 方梁正.公路隧道渗漏与冻害防治研[D].长安大学硕士学位论文，2001 马建新.高寒地区特长公路隧道温度场及保温隔热层方案研究[D].西南交通大学硕

士学位论文，2006 王勇.寒冷地区公路隧道病害处治技术研究[D].长安大学硕士学位论文，2009

(2)国外防排水技术发展

随着隧道新奥法(NATM)设计施工技术的逐步推广和应用，在隧道初期支护与二次 衬砌之间敷设防水隔层材料成为一种效果良好的防水形式。原西德在1967年至 1976年间的铁路与公路隧道修建中，防水采用装配式衬砌的合成树脂垫片、防水混 凝土结构接头处止水以及合成树脂和多层沥青的防水膜等技术。之后，瑞士、奥地利、西德等国家相继采用聚氯乙烯和聚乙烯防水材料，在世界各地普遍得到推广。上世纪 90年代以来，国外在隧道防排水技术上采用了:

(1)渗透灌浆—给钻孔中灌浆形成一个地下帷幕从而拦 截地下水。

(2)喷射灌浆—往孔内高压喷射水泥浆或水泥浆混合物阻隔地 下水并具有支撑土层作用。

(3)冷冻截水等一些新方法。

防水等级上，英国CIRIA(建筑工业研究和情报协会)的隧道防水等级标准是率先 提出的防水等级标准，也是公认为比较科学、合理的分级指标，它将防水分为7个等 级，0级代表无可见的渗水，A级最大渗水量为1 L/d.㎡。此外，国际上权威的防水技 术研究机构一德国地下交通设施研究协会(STUVA)的标准也很有意义:不仅规定整条 隧道的平均漏水量，更注重单位长度内每昼夜、每㎡的平均渗漏量。日本专家提出 日本城市道路隧道防水等级为第3级，与我国的相当。

法国于1992年1月出版实施的《法国公路工程技术手册》，汇集了地下结构防水 工程标准。标准主要包括四类产品:(1)工地结构物内侧使用的涂刷或喷射掺聚合物 材料;(2)填土结构物外侧使用的聚合物沥青防水土工膜;(3)外防水合成材料板;(4)结构内侧使用的防水水泥。1998年法国对该《地下工程防水技术标准》进行了修订，将20世纪70年代以来运用的膨润土与膨推土板、硅段压缩缝与水膨胀缝两种施工缝 和双层防水系统(在二次衬砌之间设无纺布保护层与防水土工膜，并在外面再设一层 防水保护层)的技术产品作了改进。

日本的防水设计考虑的因素十分周到，对不同类型的隧道往往采用不同的方 法。如山岭隧道的防水采用以排为主，堵排结合的原则;对海底隧道和城市地铁等则 是以堵为主，堵排结合原则，但在防水设计、施工的指导思想上都是要求把防水一次 做好，不留后患，严格要求施工质量，隧道及地下工程的防水皆由专业公司承担设计、施工，每道工序都有人检查把关，严格做到按图施工。日本的防水材料先进，有专门 的研究单位从事材料的开发和生产，如为解决混凝土施工缝的防水问题，日本开发生 产了异丁基橡胶止水板，这种材料中夹钢片，易于施工，效果可靠，我国目前尚 未有类似产品。当前，日本随着都市地下工程不断深层化，对高水压下的防水材料的 性能要求也不断提高，在隧道防水方面，已经不再局限于防水措施之类的就事论事的 方法，而是从地下工程的结构与整体设施的全局考虑。

日本隧道施工技术的发展现状是:电脑技术己经普遍用于隧道及地下工程，对作 业面实施自动记录、监理、绘图;应用激光导向和光电传感器，与微机联网，自动采 集数据，分析、绘图。当前，国外隧道防排水技术发展出现了某些趋势

①由多道设防向一道设防方向发展。多道设防效果好、费用高，一道设防可以 胜任较高防水要求、造价较低、施工方便，如新加坡地铁东北线的防水设计施工就是 采用一道设防的。

②防水材料开发与施工工艺要求相结合。防水材料要便于施工、经济可靠、质量 控制。如国外近儿年研发的新型土工合成防水材料一膨润土防水毯，原材料成本低;防水性能好，在同比条件下，膨润土防水效能可达传统的五层防水，且耐久性能优良;自我愈合能力强;安装、施工方便。目前在世界上许多重要工程中使用，并证明具有 很好的防水防渗效果。

③结构自防水是防排水效果的基础，难题在于衬砌结构施工缝的防水，水一般不 会通过喷射混凝土本身，而是通过施工缝或钢筋嵌入处渗出。有资料显示：在衬砌 施工缝处采用聚氨醋基喷涂防水膜是最具潜在动向的优势之一，特别是对于是对于永 久性喷射混凝土衬砌，虽然这种产品目前仅在在矿井的岩石支护上得到成功运用。

④复合式防排水材料的发展。国外的橡胶止水条多采用氯丁橡胶和水膨胀材料的 复合型。发挥两种材料各自的作用，取得了良好的经济效益和工程效益。

参考：

袁勇，姜孝漠，周家明等.我国隧道防水技术的现状[J].世界隧道，1999.(4):40-44

西德隧道防水系统的最新发展，隧道译从，1980(10)

熊有言译.国内外公路隧道工程中使用土工合成材料防水综述[J].国外公路，1996, 12(4):46-50

熊有言译.欧美国家在隧道工程中使用土工合成材料作防水密封层[J].国外公路，1999，17(4):51一54

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(3)隧道衬砌病害防治

目前国外在铁路隧道维修养护管理中，应用了人工智能的技术，开发了诊断 隧道病害的专家系统软件，使铁路维修养护管理工作达到提高到了一个新的水平。

日木从上个世纪八十年代起，在铁路隧道、公路隧道、水工隧洞中引入健全 度的概念，对结构物的剩余寿命进行评估，取得实质性的进展。特别是将专家系 统手法引入结构物健全度的评定，效果很好。日本隧道界已隧道协会为中心，由铁路、公路、电力、地下铁路等行业组成的隧道维修管理委员会，进行有关隧 道维修管理的技术研究。对本国的公路隧道衬砌结构进行了大量调查，并根据变 异、变形速度、开裂、错动、掉快。材料劣化、腐蚀等影响因素建立模型，并利 用这些模型开发了有效的专家系软件。美国则以结构损伤度的概念，进行结构物 损伤评估方法的研究，也取得了一定的进展。

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