中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預警與評價、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復合型高新技術集團企業(yè)。
我國是一個多山的國家，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)定與支護技術，總結(jié) 山嶺隧道設計與施工方法是生產(chǎn)實踐的必然要求。本書圍繞隧道工程開挖支護的 基本理念進行全面分析，針對當前隧道工程建設中面臨的破碎巖體、連拱隧道、 地下水作用、山體穩(wěn)定和偏壓等幾個關鍵技術問題展開系統(tǒng)的分析研究，以期為 隧道工程安全、快速、經(jīng)濟地建設提供技術指導。
隧道工程設計和施工面向的對象是巖土體，其性質(zhì)不同于一般工程材料，巖 土體的工程地質(zhì)環(huán)境也具有復雜性，這導致隧道工程具有不同于一般地面工程的 特點和規(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)化為松動壓力，反之亦 然。支護結(jié)構(gòu)對圍巖位移起約束作用，形成對圍巖的支護力，其反作用則是圍巖 作用于支護結(jié)構(gòu)上的壓力，稱為形變壓力。如果支護強度不足，圍巖位移過大進 入松弛變形階段，則形成了松弛壓力，其實質(zhì)是部分圍巖脫離母體后作用于支護 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)面剪切強度遠低于巖石塊 體，且不能承受拉伸作用，受此影響，巖體力學性質(zhì)往往表現(xiàn)為各向異性，在特 定方向上的強度遠低于巖石塊體。當結(jié)構(gòu)面與隧道臨空面形成不利組合時，失去 支撐的圍巖塊體脫離母體，其重力作用于支護結(jié)構(gòu)形成松弛壓力。如果采用強預 支護方法或隧道開挖后能夠及時施加合理支護，結(jié)構(gòu)面得到強化，巖體強度得到 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，圍巖整體強度低，自穩(wěn)能力差，隧道 開挖后自穩(wěn)時間短，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，支護技術一直是研究的重點問題。實踐表明，預支護是此類巖體中隧道 開挖的有效技術手段。
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、便于運營管理等優(yōu)點，同時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80 年代末才開始建設連拱隧道，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，缺乏可借鑒的設計施工經(jīng)驗。連拱隧道設計理論、開挖 技術和支護技術是目前研究的熱點問題。
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。大量的工程實踐也表明了 相當部分的隧道塌方事故與地下水作用相關。
山體穩(wěn)定是越嶺隧道穩(wěn)定的基礎，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)定性應進行全面的評價。當潛在滑移面或穩(wěn)定性安全余度較低時，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問題。目前在偏壓連 拱隧道有關問題上，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)和同時開挖等方案的選擇。合理的開挖方案有利 于加快工程進度、縮短總工期和節(jié)約費用。
山嶺隧道設計與施工方法發(fā)展至今，世界各國推出許多理論和方法。作者在 多條鐵路、公路隧道建造實踐中潛心研究并總結(jié)其成功經(jīng)驗和失敗教訓，完成了 專著《公路隧道設計和施工新法》后又進行了系統(tǒng)理論、試驗、實際工程的比較 研究，總結(jié)提升山嶺隧道建造技術為：
(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)，達到造價經(jīng)濟。
(2)手段：滿足上述目的適應當前生產(chǎn)力水平的各種理論和工法，且它們是 發(fā)展的、與時俱進的。
(3)檢驗標準：建造過程必須遵循能量最小原理，達到對圍巖擾動最小。
(4)全壽命理念：建造和維護全過程應綜合考慮，遵循節(jié)約原則，否則就會 造成極大浪費。
文章來源;中交路橋工程檢測
