大断面复杂地质条件隧道施工与信息化技术的应用[5篇]

第一篇：大断面复杂地质条件隧道施工与信息化技术的应用

大断面复杂地质条件隧道施工与信息化技术的应用

【作者】

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【学位授予单位】

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【中文摘要】 于跟社 李亚东 邹振华 西南交通大学建筑与土木工程 硕士 2005-3-1 交通运输论文,工学论文 本文针对大断面铁路隧道在浅埋偏压及软弱膨胀性围岩条件下的施工特点，系统地归纳和总结了对应的各种施工措施和方法，详细介绍了双线双层集装箱限界黑松驿隧道的洞口浅埋偏压段和软弱膨胀性围岩的施工方案及对策、监控量

测、信息化设计与施工技术的应用及结果等。本文最后总结了大断面复杂地

质条件隧道施工与信息化技术的应用效果。

第二篇：大断面隧道穿越水塘施工技术

大断面隧道穿越水塘施工技术

1.工程概况

武广客运专线新广州站金沙洲隧道，进口位于佛山市南海区里水镇洲村，出口位于黄岐镇沙溪村，南侧紧临广州西环高速公路的沙贝站及浔峰洲站。在隧道沿线地面，有高速公路及二、三级公路通过，交通便利。

金沙洲隧道位于剥蚀残丘与冲积平原地貌单元及剥蚀残丘陵地貌单元；地表主要为农田、鱼塘、果园及苗圃，小河渠、小涌较发育，部分地段分布农村低层房屋，山顶最大标高67.626m，相对高程67.626~1.303m。渠涌水位因季节而变化，区内河道因地表平坦，高差小，标高1.02~3.03，故水流平缓。

场区处于南亚热带海洋性季风气候区。2.穿越水塘区段的地表概况

DK2193+470横断面图DK2193+380DK2193+400DK2193+420DK2193+460DK2193+360DK2193+340DK2193+440隧道轮廓线猪圈DK2193+480DK2193+340~+510段共穿越水塘两个，DK2193+337~+398鱼塘经过征地，已排尽塘水，隧道穿越时候已干枯一个月余； DK2193+400~+448鱼塘征地滞后，造成鱼塘基本未排水，其中DK2193+440附近埋深仅3.56m，其中淤泥层厚度1m。猪圈位置如图所示，埋深10m，基础为回填土。DK2193+500以后，鱼塘鱼塘左 边 线隧道中线右 边 线-4.39DK2193+365横断面图金沙洲隧道DK2193+340~+500段线路平面图

DK2193+500-2.29 隧道穿越一座小山。3.施工方案及方法 3.1施工工序安排

DK2193+337~+398鱼塘在按照设计文件施工，安全通过。根据局指挥部的统一安排，要求我们安全快速通过DK2193+400~+448鱼塘。考虑到隧道仰拱滞后，施工危险系数加大，因此施工工序安排如下：

3.1.1 为了保证施工的顺利进行，在穿DK2193+400~+448鱼塘前，暂时停止上台阶掘进，封闭掌子面，缩短上台阶与仰拱、衬砌的距离，以增加安全通过鱼塘的安全系数；同时保证在上台阶掘进过程中，仰拱及衬砌施工紧跟，严格按照设计及规范施工。

3.1.2 加快每道施工工序的施工进度，缩短工序交接班时间。成立工作组，对工序循环时间进行跟踪，并分析工序滞后原因，确保安全快速通过鱼塘。

3.1.3 开挖支护安全通过后，仰拱施工、衬砌施工必须在15天内施工完毕。3.2 主要工序施工方法

3.2.1 超前预报

金沙洲隧道施工采取地质法（掌子面地质描述法）、物探法（TSP、红外线法）及钻探法（超前深孔钻探、炮眼孔加深钻探）等综合方法进行超前地质预测预报工作。通过地质法缝隙前方地质构造，通过物探法预报前方不良地质，通过对预测预报方法相互印证，不断总结提高预测预报的水平和标准性。隧道穿越鱼塘后，证明预报准确性较高：隧道左侧以灰岩、强风化为主，右侧及拱顶以砂岩、全风化为主，局部有渗水，渗水为黑色，带有猪圈排水异味。

3.2.2 超前支护

设计为45根长10mφ89超前管棚（搭接3m）及47根长4.5mφ42超前小导管，环向间距皆为40cm。经现场以往经验确认，按设计施工管棚角度过大，实际效果较差。更改为在覆盖层较厚处扩50cm的管棚工作室，施工30~35m长超前管棚，搭接5m。并且加密超前小导管间距及搭接，小导管间距调整至35cm，并调整至进尺1.5m施工循环3.5小导管，搭接2m。效果同双排小导管。

3.2.3开挖及支护

经过前期监控量测数据分析讨论，将开挖预留量由设计8cm调整至28cm，并加大监控量测点布置。每循环开挖进尺0.5m~0.75m，开挖完成后立即进行初喷4cm混凝土并封闭掌子面后进行支护。

支护参数严格按照设计施工，上台阶φ42锁脚锚管由设计每侧1排（2根）增加至2排（4根），保证钢架的固定，并严格注浆饱满。

3.2.3 仰拱及拱墙衬砌施工

仰拱及拱墙衬砌及时跟进，与掌子面距离分别小于40、90m。3.2.4 监控量测

监控量测是金沙洲隧道穿越鱼塘施工安全的一项重要措施，施工过程中我们加强了洞内外观察，进行掌子面地质描述，对围岩变形及支护结果应力、应变检测，及时地反馈检测信息，检测信息化施工，确保工程安全。4.结语

每一项基础工程在施工过程中都会遇到各种技术难题。在大断面隧道施工中，穿越水塘问题也是不容忽视的。隧道是动态施工的，施工处理中有很大程度的变更设计的内容，一味参照设计的施工方法或施工组织设计，往往也会使施工存在很大的难度。综上所述，通过采取优化施工组织、科学攻关、加大投入等特殊措施，克服了施工地质情况复杂、埋深浅、水塘未及时排水等困难，安全快速完成了DK2193+400~+448鱼塘的穿越，取得了良好的经济效益，为公司在浅埋施工积累了宝贵的施工经验。

第三篇：隧道不良地质与塌方处理技术

2009论文（技术总结）隧道塌方处理

羊角脑隧道不良地质与塌方处理技术

摘要：隧道塌方是一种不容回避的现象，除了加强预防外，更重要的是如何整治处理、减小损失和挽回进度。在隧道出现塌方的情况下，塌方处理分2步进行：首先对受塌方影响的初期衬砌裂缝地段进行加固，及时施作二次衬砌；其次是对塌方体进行抢险处理。在现场把握情况的基础上认真研究处理塌方对策，认真制定处理塌方的步骤、方法及预防塌方的施工措施。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。关键词：羊角脑隧道、塌方处理、小导管加固

1、工程概况

郴宁高速公路是厦门至成都高速公路在湖南省境内重要路段之一，也是湖南等内陆省份通往东南沿海地区前线的一条重要的国防军事快要通道，同时也是构成湖南省五纵七横高速公路网络主骨架组成部分，是连接我国东、中南部及西南地区的主要运输通道。本合同段起讫里程K151+134～K154+100，起点位于桂阳县保和乡上张家村，终点位于桂阳县方元镇周家水村。

其中主要工程为羊角脑隧道（双线），右洞起讫桩号为YK151+155～YK154+025，长2870m，左洞起讫桩号为ZK151+160～ZK154+090，长2930m，属长隧道，其余路基工程178m。隧道左、右洞线型为大半径C型曲线，郴州端为直线，宁远端左、右洞曲线半径分别为2350m、2450m，超高为2%。右洞纵断面郴州端约1960m的范围内位于2.5%的上坡段内，其余位于0.5%下坡段内；左洞纵断面郴州端约1965m的范围内位于2.5%的上坡段内，其余位于0.5%下坡段内。隧道段内地形较为平坦，局部坡陡，冲沟发育，冲沟走向以被动走向为主，呈“U”字型沟谷。隧道区内地层由上至下为 2009论文（技术总结）隧道塌方处理

2.3.3施工方面原因。施工时对地质复杂程度认识不足，对岩石受到裂隙及溶槽切割后对隧道结构的不利影响认识不足、不清晰，重视程度不够，同时参加施工的人员经验不足，没有对不良地质灾害很好的进行预测。

3、处理措施 3.1不良地质：

在不良地质区段进行施工时，就实际情况增加不稳量测断面，并就重点断面进行重点跟踪量测，作好地质报告。

选择最合理的辅助施工措施，包括大管棚支护、超前导管、钢支撑加密等，并在施工中掌握以下几个要点：“勤量测、管超前、严注浆，短开挖、弱爆破、强支护、早封闭、快衬砌”。3.2塌方：

3.2.1在塌方体表面喷1层30cm厚的C20早强混凝土将塌方体封闭，保持塌方体稳定，防止塌方体继续扩大。

3.2.2后方围岩补强：

a、在后方未稳定区域，确定了不能立即衬砌的段落，环向打入Φ42小导管作为注浆管，（小导管采用φ42mm（壁厚3.5mm）的热轧无缝钢管，）注浆管长度以5米为宜，间距为100㎝×100㎝，主要针对围岩裂隙及受塌方影响变形扰动的松散体。

b、对于上台阶已经施工完的工字钢（ZK151+228.75～ZK151+256左右侧）段锁脚位置打设三层Φ42小导管，每层间距40cm。

c、注浆采用水泥---水玻璃浆液，水泥浆与水玻璃体积比1：0.5，水泥浆水灰比1：1，水玻璃浓度35波美度，模数：2.4，注浆压力：初压0.5～1MPa，终压2Mpa，注浆后，根据监控量测数据来看，后方围岩已趋于稳定，可以进行下一步施工方案的实施。

3.2.3仰拱施工：掌子面暂停施工，立即采取下台阶仰拱紧跟掌子面封闭成环的原则措施，保证安全，从ZK151+228.75开始在仰拱底部工字钢与边墙工字钢连接封闭成环，直至跟到掌子面位置，仰拱必须采用短跨度开挖，最大不得超过3m。

3.2.4超前支护：

为防止前导开挖继续塌方的发生，同时能够保证施工质量及运营安全，根据实际情况对掌子面前方进行探孔，探孔深度20米，查看前方地质情况，探孔时分别对每米进尺做好地质描述，用以指导下一步施工。根据以上地质描述，经专家、公司、总监办、工作站、设计院、监理处等单位现场仔细勘查后，确定掌子面采取直径108mm的大管棚进行超前支护。根据地质情况，掌子面围岩为全风化泥质砂岩夹黄粘土，结构面发育无序，稳定性较差，对于难于成孔的部位采用跟管施工，一次成型，在桩号ZK151+256处，沿渣堆顶部初支出露的轮廓线施工大管棚，Φ108mm大管棚的环向间距为30cm、外插角为8°、长度为15m，在每2根大管棚间打入外插角为25°、长为7m的Φ42mm的小导管，小导管纵向间距为2.5m，并压浆固结塌方体和周边围岩，注浆压力为0.5～1.0MPa。

2009论文（技术总结）隧道塌方处理

大管棚—跟管示意图

a、大管棚——跟管制作方法

跟管分为：管靴、跟管和管丝三部分组成。其中此工程中跟管制作所用数据如下：管靴长度为30cm，一端内侧做10cm反丝扣，另一端做成10cm长、壁厚8mm，中间段采用直径108mm，壁厚为4mm。跟管采用长度为1.5m，直径108mm，壁厚为4mm，两端内侧做成反丝扣，长度为10cm，一部分要求在管壁钻孔，孔间距15cm，梅花形布置，用于跟管中前部，为了注浆时使浆液外流，一部分不钻孔，主要用于跟管尾部，防止漏浆。管丝长30cm，直径108mm，壁厚为4mm，两端外侧做成反丝扣10cm。

钻头采用直径80mm偏心钻头（偏心后成孔108mm），直径100mm连接头和直径80mm冲击器，钻杆采用直径73mm，长度1.5m。

b、大管棚——跟管施工放样

本次工程中大管棚——跟管环向间距为30cm，为了保证大管棚不侵入开挖轮廓线，顶部的大管棚的导向管应符合隧道纵向坡度、线路曲线要求以及根据管棚机性能以及考虑塌方处围岩情况，本工程技术人员初步定为8度。施工人员用钢筋把定向管按照8度焊接于钢拱架上，使定向管在大管棚——跟管施工中不移动，其中定向管规格直径130mm，壁厚为4mm，长度为1.5m。

c、大管棚——跟管的钻孔

首先在管棚机上安装带有钻头的钻杆，同时在钻杆上套一个管丝和一个有孔跟管，并将管丝与跟管丝扣连接及焊接牢固，将管靴从钻头前端套入与管丝丝扣连接并焊接牢固。管棚机开始钻孔，当 2009论文（技术总结）隧道塌方处理

否运行正常，将运行正常的机械，水泥、水玻璃运至工地。机械就位后，进行浆液的调配，浆液一般为水泥砂浆和水玻璃双液浆按一定的比例参配。严格进行大管棚注浆，注浆采取水泥-水玻璃浆液，水泥浆与水玻璃体积比1：0.5，水泥浆水灰比1：1，水玻璃浓度：35波美度，水玻璃模数：2.4，注浆压力：初压0.5～1.0MPa，终压2.0MPa。施工时由2名工人配制水泥浆，水玻璃浆液是用买好的35波美度浆液，1名工人开注浆机，2名工人连接注浆管。注浆从下往上对称注入双桨液，至从导气孔内流出浆液，关闭导气管的阀门，继续注浆直至压力达到设计要求。注浆时所有跟管的注浆阀门应全部打开，如果发生串浆，应将串浆跟管及其导气管的阀门关闭后再继续注浆，直至注浆压力达到设计要求后方可停止。每一根跟管一定要连续注浆，不间断。

3.2.5坍塌体开挖：

坍塌碴体下部开挖时，从ZK151+256开始初期支护工字钢纵向间距调整为40cm，并施作系统锚杆及铺挂双层φ8钢筋网。钢筋网安设时应注意：施作前，初喷3cm厚混凝土形成钢筋保护层；钢筋横纵相交处焊接或绑扎牢固；钢筋网搭接长度不得小于一个网格，焊接或绑扎牢固；施作前钢筋要进行校直、除锈及油污。塌方空腔采用C20喷射混凝土填满，大里程方向预留钢管到塌方顶部，作为二次填充用。3.3塌方处理的施工要求

本着保安全、保质量的原则，特别事情特别对待，项目部一定要由领导亲自领头带班、技术人员和安全员轮流值班，遇到突发事件，能立即采取应急处理措施。初期支护量测要及时，先期每4小时一测，待围岩收敛量及下沉量稳定后每8小时一测，并及时向值班人员、业主及监理汇报监控结果。对于每步工序都要高标准高质量来施工，杜绝施工队偷工省料等事情的发生。洞外的护栏要拦好，禁止无关人员进入洞内，值班人员要随时注意观察围岩变化。若有突变，所有人员必须立即撤离。加快处理速度，尽量减少围岩变化。

4、经验与体会

隧道塌方不但是由自然因素引起的，而且还有人为因素引起的，更重要的时地质勘测、施工工序与治理对隧道塌方起决定性作用。塌方事故发生后，业主、设计、监理和施工单位应派出相关领导、隧道地质专家、工程技术人员等迅速到塌方点，具体勘察塌穴高度、宽度、纵向长度及塌穴稳定情况；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塌方可能继续发展的趋势等。前方封堵，后方加固，对塌方区形成合围，是防止塌方恶化的有效方法。而且必须认真制定处理塌方的施工措施，现场下达抢险口头指令，明确各自任务和要求。

隧道塌方后，不要急着去清除塌方渣体，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预备。

为此在隧道的施工过程中要加强管理，重视地质超前预报及监控量测工作，围岩自稳不稳定地段要多打超前支护，并且不断培养工程技术人员在现场对围岩不稳定段施工的应变能力和处理能力。

参考文献：公路隧道施工技术规范

第四篇：复杂地质条件下的人工挖孔桩施工技术

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复杂地质条件下的人工挖孔桩施工技术 作者：黄 坚

来源：《沿海企业与科技》2005年第08期

[摘要]在人工挖孔桩施工中，遇到较厚淤泥、流砂层，很容易涌砂坍塌无法咸孔；通过坚硬致密微风化岩层施工进度缓慢。文章主要介绍了在复杂地质条件下的人工挖孔桩施工技术成功经验，可供类似工程借鉴。

[关键词]复杂；挖孔桩；施工

[中图分类号]TU744

[文献标识码]A

第五篇：地下工程与隧道施工技术模拟试题1

地隧施工员培训课程—《地下工程与隧道施工技术》试卷A

一、名词解释（每小题2分 10分）

1、围岩失稳

2、斜眼掏槽

班

3、矿山法 级

4、曲线隧道 学 号

5、隧道预支护

姓

名

二、填空：（每空1分，共计30分）

1.在地下水发育地段，隧道结构的施工缝应该采用防止漏水。2.混凝土衬砌截面的最小厚度是m。

3.当遇到不良地质时，隧道选线应尽可能的。4.铁路曲线隧道不同加宽断面的衔接是采用。5.预裂爆破的特征是。

6.温克尔假定认为，某点的与该点的变形成正比。7.隧道围岩分级共分为级，级别越小，则围岩越。

8．公路隧道的运营通风要求比较高，是否设置通风机械的因素是和。

9.在直刚法计算中，衬砌结构的边界条件是

10.在隧道的设计中，是否布置辅助坑道，主要考虑 11．隧道施工循环中的关键工序是占的时间比例最大。

12．隧道与地面建筑物的根本区别是。13.在新奥法施工中，控制爆破、重要手段。

14.在确定隧道纵坡时，如果是紧坡地段，应该设计成 15．洞口地形图的主要作用是用。

16．在山岭隧道施工方法中，适应性最强的是法，它可以通过调节的长度来适应不同的地质条件。

17.隧道建筑限界是确定的主要依据。

18.当隧道翻越分水岭时，为了尽量减少隧道的长度，建议从穿越。

19.当隧道的走向与地质结构面时，可以最大限度地减少因结构面的滑动而产生的。

20．对于水平成层的岩层，锚杆的作用体现为。21.新奥法和传统矿山法都属于 22.在干喷法中，拌和料与是分开的。

23.当隧道的埋深超过一定值之后，围岩压力就与 24.削竹式洞门的适应条件是。25.洞口边仰坡的开挖高度是控制 不利影响。

26.喷锚支护既是支护，同时也是 27．棚洞是。28.“撑靴”是指的支撑千斤顶。

29.定程度的在新奥法施工中，为了充分调动围岩的自承能力，需要允许围岩有一。

30.支护结构与围岩之间如果有空隙，必须回填密实，目的是。

三、单项选择题（每小题1分，共30分）

1． 小避车洞的设置间距是：

A．每侧30m，交错设置B．每侧60mC．每侧60m,交错设置D.每侧30m

2．隧道成洞地段使用的照明电压是：

A.．380VB．220VC．24～36VD.110V 3．用于施工的辅助坑道，在竣工后应该：

A．保留，用于通风、采光B．保留，用于通风C．除了通风需要外，应予封闭D．封闭4．当受洞口地形限制，难以设置翼墙时，可以换成：

A．柱式洞门B．端墙式洞门C．削竹式洞门D.台阶式洞门

5．“被动荷载”的“被动”是指：

A．衬砌受到围岩压迫B．围岩松动形成的压力C．围岩变形形成的压力D．衬砌压迫围岩

6.公式

q0.452S1

w 中的w是：A．隧道高度影响系数B．隧道洞形影响系数C．隧道宽度影响系数D.隧道地质影响系数 7.对于浅埋隧道，围岩自然拱：

A．能形成B．支护及时则能形成C．让围岩充分变形则能形成D.不能形成8.对于隧道开挖时形成的欠挖，应该：

A.岩石强度较高时，可保留，以节省建材。B.只要不侵限，就可保留

C.去除D.在一定条件下可以保留

9.爆轰波是爆破的一种敏感源，对它敏感的爆破材料是：

A．塑料导爆管B．导爆索C火雷管D.电雷管

10.为了避免形成洞口范围的高大边仰坡，应该：A．使隧道短一点B．使隧道长一点C．不刷坡D．将边仰坡的坡率放缓 11.应该将钢筋网设置于：

A．喷层之中B．二次衬砌之中C.焊接于格栅钢拱架上D.喷层与岩壁之间

12.当用直刚法计算隧道衬砌结构时，参与运算的单元类型有：A.3种B.4种C.2种D.1种 13.设置格栅钢架的理由是：

A．支护强度大B．能配合其它预支护C．便于施工D.(A、B、C)三条都有

14.隧道与地面结构最主要的差别是：

A.建筑材料不同B.施工方法不同C.结构形式不同D.结构受围岩约束

15.隧道的工程因素是指：

A．工程的重要性B．地质条件C．人为因素D.施工水平

16.当地质条件较好，且地形等高线与线路中线正交时，应该采用：

A．斜交洞门B．台阶式洞门C．端墙式洞门D.25.目前来看，在隧道工程中效果最好的锚杆是：

翼墙式洞门

17.超前小导管注浆：

A.属于喷锚支护B.属于预支护C.属于预加固D.既是预支护，又是预加固

18.当隧道长度大于3km时，为了加快施工进度，最有效的辅助坑道是：A.横洞B.竖井C.平行导坑D.斜井 19.大、小避车洞在设置时，应：

A.分别考虑间距，有大避车洞的地点，不再设小避车洞；B.统一考虑间距，有小避车洞的地点，不再设大避车洞； C.统一考虑间距，有大避车洞的地点，不再设小避车洞； D.分别考虑间距，二者无关。

20.隧道施工量测最常用而又准确的方式是：

A.锚杆拉拔试验B.位移量测C.应力量测D.肉眼观察岩面变化

21.非电毫秒爆破的段位是指：

A.雷管的猛度B.雷管的延迟爆破时间C.药卷的殉爆距离D.导爆索的延迟时间22.复合式衬砌用于：

A.掘进机法B.新奥法C.传统矿山法D.都可以

23.隧道施工组织网络图的优点是：

A.便于工序优化B.直观C.形象D.方便了解工序进度

24.直眼少循环的概念是：

A.少打眼、少循环B.打浅眼、少循环C.打深眼、少循环D.多打眼、少循环

A.自进式中空锚杆B.预应力锚杆C.砂浆锚杆D.树脂粘结剂锚杆

26.为了减少回弹和防止堵管，喷射混凝土材料的粗骨料粒径不宜大于：A.10mmB.25mmC.15mmD.20mm 27.SEC法喷射混凝土工艺的关键是：

A.干式喷射 B.水分为两次添加C.加了专门的添加剂D.形成砂子表面的水泥造壳

28.当支护结构具有足够的柔性时：

A.围岩成为惟一的承载结构B.围岩对支护的压力增大C.围岩与支护共同组成承载结构D.围岩对支护的压力减小 29.影响台阶法的台阶长度的因素有：A.地质条件B.施工机械

C.进度要求D.地质条件和施工机械 30.横洞是一种辅助施工效果很好的辅助坑道，应该：

A.尽量采用B.长度3km以上的隧道才采用C.长度1km以上的隧道才采用D.地质条件好时不采用

四、改错题(指出并改正)（每题2分，共计20分）

1.某隧道位于软弱破碎地层中，采用长台阶法施工。施工过程中发现隧道周边位移加速度等于零，因而断定围岩变形已经稳定。

2.必须施作锚喷支护才能在洞室周围形成承载圈。

3.喷射混凝土的粗骨料粒径应不得大于15mm，这是为了让混凝土具有良好的级配。

4.由于在隧道狭小的空间内不方便布置钢筋，故采用格栅钢拱架来代替钢筋混凝土衬砌中的钢筋。

5.隧道位于不良地质地层中时，应格外注意初期支护的稳定信息，不能提前施作二次衬砌。

6.护盾式掘进机主要用于坚硬完整的地层中。

7.隧道建筑限界是由结构受力要求以及经济性要求所决定的。

8.只要控制好了周边眼间距，光面爆破就可获得好的效果。

9.某三车道浅埋公路隧道，工期要求很紧，为加快进度，采用全断面法施工。

10.在新奥法施工中，为了安全，应该开挖后先行施作拱圈衬砌，在拱圈的保护下再开挖下简答题

五、论述题（每题5分，共计10分）

1.请论述隧道位移量测在掘进机法、新奥法、传统矿山法施工中的作用。请阐述怎样通过位移量测信息来分析隧道的稳定状态。

2.请论述新奥法与传统矿山法的主要区别。