信息化施工文件綜述

1、主要工作：在監(jiān)控測量之后獲得資料，通過資料建立巖土物理模型用來反算去力學參數，再正算出會發(fā)生的變形，受力來對施工和設計進行調整。要做的主要工作就是建立某一危害的物理模型用來反算力學參數。超前地質預報和監(jiān)控量測是進行隧道信息化施工，動態(tài)設計和動態(tài)管理的重要手段。常用的地質預報方法分為兩大類：地質分析法和地球物理法。綜合超前地質預報方法，就是在由地質分析進行風險等級劃分的基礎上，在不同等級的地段，結合地質情況，運用隧道綜合超前地質預報“三結

2、合”原則(洞內勘察與洞外勘察相結合，地質分析與物探分析相結合，長距離預報與短距離預報相結合，多種方法相互配合)，合理的采用不同的物探手段對工作面前方的地質情況進行預報的方法。信息反饋方法可以歸納為兩大類：理論反饋法和經驗反饋法。根據對隧道現(xiàn)場量測數據的分析，預測出最終位移。并由此反分析物理力學參數。將物理力學參數帶入有限元模型進行正分析，以預測未開挖斷面的施工信息這就是信息化反饋過程。灰色系統(tǒng)理論：是一種研究少數據、貧信息不確定性問題的

3、新方法?；疑到y(tǒng)理論以“部分信息已知，部分信息未知”的“小樣本”、“貧信息”不確定性系統(tǒng)為研究對象，主要通過對“部分”已知信息的生成、開發(fā)，提取有價值的信息，實現(xiàn)對系統(tǒng)運行行為、演化規(guī)律的正確描述和有效監(jiān)控。地下工程和隧道工程就是一個灰色系統(tǒng)，由于物理力學參數，應力分布無法準確確定。短期預測模型所含的信息量不能過多，不然影響精度。和短期預測一樣長期預測模型也不宜含過多的信息量。原始信息數據量對模型精度有影響，并非采用的數據越多模型就越精

4、確，應該采用合理的數據量和數據信息。位移反分析法可以直接利用實地測量的位移值，根據選擇的力學模型，求出巖體性質參數及原始地應力?，F(xiàn)場數據的獲得通常有三種途徑：地質勘探資料、監(jiān)控量測資料和超前地質預報資料。將由反演分析得到的圍巖力學參數，用于有限元正分析計算，評價隧道圍巖的穩(wěn)定性，這實質上就是分析洞室圍巖在工作過程中的應力和變形。對埋深大、圍巖完好的隧道，研究重點放在對囤巖承載能力的研究上，以圍巖實際的應力水平來作為圍巖穩(wěn)定的判據；對埋深

5、淺、圍巖較破碎的隧道，研究重點應放在對圍巖能允許多大位移的研究上，以圍巖實際的位移多少來作為圍巖穩(wěn)定的判據。目前常用的超前地質預報方法較多，主要有：地面地質調查、掌子面地質調查法、斷層參數法、超前水平鉆孔法、超前導坑法、地質雷達(GPR)、TSP地震波反射法、瞬變電磁法(TEM)等。掌子面地質調查主要根據隧道洞內外地質調查結果和隧道施工期掌子面地質條件調查結果，如巖體結構面產狀及發(fā)育情況、巖體破碎程度、巖石變質程度等的變化特征，通過地質

6、作圖及構造相關性分析，由地面構造產狀推測其在地下隧道穿越深度位置的出露位置(相關關系法)，由掌子面巖體結構面產狀及發(fā)育情況、巖體破碎程度、巖石的變質程度等變化特征推測掌子面前方可能出現(xiàn)的構造及其性質(趨勢外推法)。它有可靠的理論基礎，適用性強，成本低，但預報的范圍有限，特別是在地層巖性變化極為復雜(如強烈褶皺地層)的隧道中預報的難度很大。斷層參數法的理論基礎是前蘇聯(lián)著名地質學家格爾比爾的斷層影響帶理論，是由劉志剛結合地質力學理論總結出來

7、的一套超前預報隧洞隧道斷層的預報方法。該方法是在確定了斷層破碎帶的厚度(寬度)與兩個異常帶展布厚度(寬度)關系的經驗公式以后，應用經驗公式預報掌子面前方隱伏斷層的位置和破碎帶厚度(寬度)，并且通過斷層產狀與隧道走向和隧道斷面的高寬來預測其影響隧洞的長度。這種方法在長梁山隧道和新倮隧道的應用中取得了良好的效果。超前水平鉆孔法是在隧道掌子面進行超前水平鉆探，通過鉆進速度測試、巖芯采取率統(tǒng)計、鉆孔巖芯鑒定等手段來確定掌子面前方地層的展布、地層

8、巖石的軟硬程度、巖體完整性及可能存在的斷層、孔洞的分布位置。該方法屬于直接探測法，得到的結果直觀可靠，可以作為其它間接預測方法的驗證。不足之處在于速度慢，影響施工，遇到水體或瓦斯突出等災害時會造成危害，而且其探測結果只是一孔之見，難以形成面的概念。超前導坑可以增加工作面，加快施工速度，還可以起到排水、減壓放水、改善通風條件和探明地質構造的作用。在大秦線上12座15km以上的隧道有9座采用了平行導坑。在地質條件復雜的長大隧道中，平行導坑所

9、起的作用是明顯的。正洞超前導坑用來預報地質條件比平行導坑更好，但目前國內采用并不多。國外在這方面要做得好一些，在特殊地段為了探明地質情況往往不惜花費高昂代價。如德國歐倫堡隧道長3303m，為了弄清地質開挖了259m深的豎井和1647m長的導坑；浮可林隧道長6019m，為了查明膨脹土的分布情況，幾乎全隧道挖通勘探導坑。這種方法的缺點是成本太高，在地質構造復雜地區(qū)準確度不高。地質雷達是短距離超前地質預報方法。它分辨高、無損傷、探測和數據處理