1、英文：http:/ 中文 4330 字， 3200 单词， 1.7 万英文字符 出处： Tunnelling and Underground Space Technology 18 (2003) 115126 译文 日本山岭隧道的设计和施工 KatsushiMiura 摘要 这篇文章介绍了日本山岭隧道目前施工工艺的状况。在技术上不断发展的今天，除了评论隧道设计和施工技术，着重探讨了隧道大断面施工技术的 发展和城市隧道在非固结土地上的施工，还有大型机械 TBM 的使用。 1. 目前山岭隧道的设计和施工的状况 1.
2、1 引言 自从十九世纪末以来，日本的山岭隧道的施工方法很普遍。许多复杂地质条件下的隧道包括 Secikan tunnel,已经成功的运用了先进的施工方法。 大约在 20 年前，当砂浆锚杆和钢拱架用于隧道施工后，日本山岭隧道的施工发法也发生了改变。从那以后隧道的施工和设计方法工艺有了很大的进步。先进的施工工艺用于大断面隧道和城市复杂地质条件下的隧道，同样可以有加快施工速度。这些成果已经成功的促进了隧道设计和施工的发展。 1.2 初步设计和改进设计 一般情况下，对于一个负责人会首先采用一个标准的断面，作为一个初步设计的截面。
3、一般情况下可以根据围岩分级进行初步设计。 初步设计的确定有以下几种方法： A： 2(2， 6， 1) 标准设计的应用 在日本，铁路和公路等的负责人，会根据以前的经验制定一些对于不同的围岩级别的标准设计。隧道在正常的条件下进行施工，可以采用这些标准的设计。 b.在相似的条件下可以应用这些设计。 c.应用数值分析方法。 当隧道遇到特殊的断面复杂的地质条件时，可以采用数值分析方法。大多数的数值分析方法是有限单元法。 1.3 观察，测量和修改设计 施工阶段进行设计修改时，就要判断地质
4、情况是否和最初设计时设想的一致。 当设计必须进行修改时，以下的几个问题必须先解决： (1)如何确定支护的数量和进行支护的最佳时间； (2)如果施工仍在继续，就应考虑掌子面是否稳定；(3)如果不稳定的话，如何使用合理的方法。 1.3.1 地层的评价 通过观察掌子面，来评价地层的条件很重要。尽管如此，有许多因素都必须有系统地考虑进去。人们尝试着把每种因素占整个记录的百分比表示出来，通过它来评价当前的地质情况。 1.3.2 探索方法 为了加快施工的速度，合理的评价地层的条件显得特别的重要。为了达到这个目的，在掌子面之前就应对地层进行调查，并
5、应作出评价。应用超前钻孔，通过钻孔的能量或弹性波进行估算。 1.3.3 测量方法的应用 用测量的方法来评价现在情况下的地层，以下的几个方法都可以： 评定地层的稳定性；樱井和樱井等人通过极限应变和单轴抗压强度之间的关系，提出允许的位移值； 保持极限设计支护的稳定性； 这种设计的支护不会影响到周围的地层。 1.4 支护设计 1.4.1 喷射混凝土 强度为 18MP 的衬砌混凝土经常被作为初步设计的强度。当 有些地方需要增加混凝土的厚度，可以通过使用钢纤维或提高标准设计的强度，就象名古物和神户
6、的高速公路深埋隧道。 有时采用钢筋网喷射混凝土以增强它的强度。钢纤维混凝土经常被用于有复杂压力和大变形的地质条件下。随着新的施工方法如喷射早强混凝土和挤压式混凝土衬砌的应用，人门发明了新的支护方法。 1.4.2 锚杆 锚杆被用来作为初级的支撑材料就像喷浆。锚杆的主要锚固方法是进行全面锚固。在任何情况下锚杆孔不能是独自存在，自钻式锚杆可以被采用。当锚杆被锚在地层中时，锚固力将增加。锚杆被安装后不仅可以立即发挥他的作用，即使当遇 到有水的情况，它仍可以发挥作用 。 1.4.3 钢拱架 在日本当遇到不好的地质情况时，可以用钢拱架进行初期支护
7、，再加上早强混凝土和超前锚杆的运用，就可以保障掌子面和仰拱的稳定。 1.5 设计衬砌 在一般的场地和一般的地质条件下，衬砌设计的的目的是增加支撑的安全度的。因此，对它的功能没有特殊的要求。传统的做法采用的是标准设计。 在一些情况下衬砌可以用力学分析进行设计，比如：隧道完工后，土压力和水压力的作用。一些工程师采用了过去的经验公式，然后进行结构分析或进行有限元分析。 1.6 辅助工法 在山岭隧道中，辅助 工法经常被用于稳定一个不稳定的掌子面，控制掌子面前端的位移，还可以改善地面的状况从而得到一个稳定的掌子面。 1.6.1 稳定拱顶 早强混凝土的快速硬化，可以维护拱顶的稳定防止其坍塌。在开挖面打入超前锚杆，这种方式不影响施工的安排，施工机械在原有的地方让可以进行施工。 保持拱顶的稳定也可以用管棚支护 (图 1)、水平旋喷注浆 (图 2)和大跨度的钢管前列桩。当地质条件十分恶劣时且工作面有限可采用特殊的施工设备。
