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1、提高隧道工厂化施工技术和施工管理的水平在中铁十二局科技工作会议上的 发言一概述1地下施工的基本特性地下结构物是多种多样的，构筑地下结构物的施工技术也是多种多样的。这些施工技术的形成和发展是与地下结构物的施工特性有关。因此，首先要充分了解地下施工的特性。概括地说，地下施工具有以下特性。隐蔽性大；作业的循环性强；作业空间有限；作业的综合性；施工是动态的，施工过程的力学动态的变化的，围岩的物理力学性质也是变化的；作业环境恶劣；作业的风险性大。各种施工技术必须考虑这些特性，才能够发挥其作用。地下结构物竣工后，我们只能看到外观的面貌，而其内部及结构物背后的状态是隐蔽的。严格意上说，地下工程就是一个隐蔽工

2、程。我们要求结构物作到“内实外美”，就是说，要把隐蔽的工程作到实处。不留后患。一般的地下结构物都是纵长的，施工是严格地按照一定的顺序循环作业的。如开挖就是按照钻孔装药爆破通风出碴的循环，一步一步地循环开挖，直到最后隧道贯通。这种循环性是地下施工最具特色的一点。也是我们组织施工的基本原则。地下结构物通常都是在地下一定深度修筑的。因此，结构物的尺寸就受到极大限制。这也就决定了施工空间的尺寸和形状。在有限的空间内进行施工，投入的人力和机械力，都不能够“畅所欲为”，都要考虑有限空间这个特点。因此象地面工程那种大型机械是很难在地下工程中发挥其作用的，必须采用适合地下工程有限空间的施工机械和施工方法。地下

3、施工是由多种作业构成的。如开挖、支护、出碴运输、通风及除尘、防水及排水、供电、供风、供水等等作业，缺一不可。每一项作业搞得不好都会影响全局。因此，地下施工的综合性是很强的。这要求我们必须有良好的施工管理和施工组织的经验，才能使工程有序地快速进展。地下结构的力学动态是极为复杂的，其复杂程度直到目前，还有许多不清楚的地方。我们只能在修筑地下结构物的整个过程中，逐渐地去认识和理解它的力学状态的变化并通过各种手段极力控制和调整结构的力学状态变化。施工过程，从力学角度看，就是控制和调整这个力学变化的过程。施工技术也就是控制和调整这个力学状态的手段和方法。理解这一点是极为重要的。地下施工的作业环境是比较差

4、的，黑暗、潮湿、粉尘多、在恶劣的地质条件下，还有安全的问题。因此，如何创造一个安全、舒适和工厂化的作业环境，就成为地下施工技术要解决的重要课题。最后，风险性与隐蔽性是关联的，施工人员必须经常关注隧道施工的风险性。特别是在不良地质条件下，更要有风险意识。目前，在地下工程，也包括隧道施工中出现的问题，许多是由于对上述的地下施工特性认识不充分或没有认识所造成的。因此，提高对地下施工特性的认识是十分必要的。12目前隧道施工的现状与问题从改革、开放以来，我国铁路、公路、水电站等山岭隧道工程的发展又进入了一个新的时期。到2000年我国已有公路隧道1684座，总长达628km，铁路隧道到1998年底运营隧道

5、约5336座，总长达2565km。这不仅表现在隧道数量的增加，也表现在隧道长度上的突破，如长度超过12km的长梁山隧道、西安安康线上的长186km的秦岭隧道、正在修建的长达18km的终南山公路隧道以及小浪底水电工程中的地下群体的修建上，还突出地表现在施工技术上，如秦岭的1线隧道是采用直径88m的全断面掘进机（TBM）修建的，这标志着我国铁路隧道施工技术的进步和成熟。在铁路隧道中，也已不再单纯地依靠钻爆法修建隧道，也采用非钻爆的机械开挖法进行隧道的修建。正在修建和预计修建的长度超过4km以上的公路隧道，包括大断面（3车道或4车道、双联拱隧道等）的公路隧道也不断出现。特别是，在加强铁路、公路建设的

6、新高潮中，不同长度、不同类型的山岭隧道将大量涌现。地下铁道的建设势头也是可喜的,许多城市都认识到地下铁道要想充分发挥其效能,就必须迅速成网.因此，都加速了地下铁道网的建设规模和速度.总之,隧道技术的发展，面临一个新的机遇和挑战。从目前的工程实际出发，在今后很长一段时期内，矿山法仍然是修建隧道的主流。因此，改造和完善矿山法及其相关施工技术，仍然是刻不容缓的，必需及时总结经验、适应形势发和要求、不断提高矿山法的施工技术和施工管理的水平。从我国近3000km的铁路隧道、近700km的公路隧道和近的地下铁道看，我们的经验和教训都是非常丰富的。问题也是不少的。如衬砌背后充填不密实，甚至留有空洞；衬砌厚度

7、不足，有的严重不足；衬砌初期开裂普遍存在；防水质量欠佳，渗水、漏水现象时有发生；基底处理不彻底，运营不久出现翻浆冒泥现象屡屡发生；以及软岩施工的机械化水平不高等。出现这些问题主要与施工技术和施工管理有关。当然隧道工程中存在的问题是多方面的，有设计、施工方面的、也有业主、监理方面的。有深层次上的问题，也有面上的问题。但总的来看，施工技术和严格的施工管理是关键。因此，这里以施工技术为对象，来阐述施工上的问题和解决途径。从目前隧道施工技术的现状和出现的问题出发，为了适应我国隧道工程发展的需要并结合隧道工程技术的发展趋势，目前在矿山法施工中，必需予以关注的问题是：大力提高施工阶段地质判释技术的水平；要

8、大力提高软弱围岩施工的机械化水平和施工工厂化的水平；重视工程质量，特别是隐蔽工程的质量，加强施工阶段的监理和质量检测；接近施工的影响控制技术水平不断提高施工管理水平， 从多种角度降低工程成本，提高地下工程可持续发展的效应，使之适应技术发展的需求。实质上，这几点也就是衡量我们隧道施工水平的重要标志。我们与一些发达国家相比，在技术上的差距，也就在此。1施工要点根据作者的体会，隧道施工的要点，归纳起来就是5句话：“爱护围岩”、“内实外美”、“重视环境”、“堵排结合”和“动态施工”。所谓爱护围岩有2层含义，一层含义是不损伤或少损伤遗留围岩的固有支护能力，这可以通过采用机械开挖技术和控制爆破技术予以解决

9、。一层含义是通过各种手段和方法增强围岩的支护能力，如采用支护技术、加固或予加固技术以及各种辅助施工技术等。这些技术形成了隧道施工的核心技术。爱护围岩的前提是认识和了解围岩。因此如何认识和了解围岩的技术，也就成为隧道施工成败的关键技术。所谓“内实外美”，关键是内实。就是要作到四密实即：混凝土密实、喷混凝土密实、喷混凝土与围岩密实、二次衬砌与初期支护密实。这牵涉到混凝土、喷混凝土、回填、支护接触等技术。所谓“重视环境”，有2层含义，一层含义是指内部环境，即施工作业环境，一层是对外部环境，即对周边环境的影响。重视环境是时代的要求，许多环境技术都是因时代的变迁而得到发展，许多基准都是因环境的要求而制定

10、。所谓“堵排结合”是指对水的认识和处理。隧道施工的成败，在很大程度上决定于“与水斗”的结果。这又牵涉到排水和防水技术，包括止水技术。在隧道施工中必须贯彻“给水以出路”的原则。打开来看，根据暴露出来的围岩状态，采取对策，是隧道施工的基本原则。因此这里所谓“动态施工”是指隧道施工过程是力学动态不断变化的过程，而采用的各种施工方法和技术都是为了控制这个动态变化的过程“随我所欲”的。因此，隧道施工的各种决策都要在施工阶段的地质技术、施工阶段的量测技术和施工阶段的质量控制技术的基础上进行管理。归根结底，一句话，就是必须不断地提高隧道施工的工厂化技术和施工管理的水平。二大力提高施工阶段地质判释技术的水平我

11、们的工程技术人员，由于学校教育的局限性和现场管理体制的不同，最感到欠缺的是地质知识和经验。而隧道和地下工程又正是天天与地质环境打交道的工程。因此，对工程技术人员来说，必须加强这方面的锻炼，在实际工作中，不断地积累和获取这方面的知识，不断地提高对各种地质现象的判释水平。在施工中，因围岩级别的变动而变更设计（支护结构参数、施工方法等）的情况是屡见不鲜的。有的隧道，在施工过程中，变更设计达原设计的20%50%，不仅延误了工期，也提高了施工成本，同时给工程质量也造成一定的影响。造成这种现象的原因是多方面的，但主要是施工前的地质工作不到位、缺乏有效的围岩级别判定的方法，而更为重要的是：我们对施工中的地质

12、工作缺乏足够地认识，也缺乏有效的判释方法和手段。 由于隧道的特性，在最近几年，各国都非常重视施工阶段的地质工作。因为大家认识到：只有开挖暴露出来的地质状态，才能使我们比较客观的、可靠的了解在施工过程中出现的一些现象和问题。才能使我们采取最符合地质状态的施工和支护措施。但如何根据暴露出来的地质状态，来评价围岩的动态，又成为我们最为关心的问题。在隧道施工中，根据施工前阶段的调查进行的设计，都是属于预设计的性质。其正确性、与实际的符合程度，都有待施工中的检验。因此，在施工过程中，要进行地质调查、掌子面观察及量测、对暴露的围岩进行评价，并将其结果有效地反馈到设计施工中去。这就是施工地质的任务和要求。目

13、前关键的问题是：如何根据施工中的调查、观察及量测等对围岩进行评价？、采用什么样的方法？、根据什么样的准则来进行评价。21解决方法与途径1 “武装”自己，解决工程技术人员，地质知识欠缺的问题；首先要解决隧道技术人员必须通过各种途径，获取地质知识的问题。因为，我们是天天与各种地质现象打交道。隧道施工，从严格的意义上说，就是“与山斗”、“与水斗”、“与地质斗”。因此，了解山与水，认识地质，就成为隧道技术人员的“基本功”。在施工过程中，不可能完全依靠地质人员，来解决地质问题，要把解决问题的“主动权”控制在自己手中。因此，大力提高施工人员的地质素质是极为重要的。2 采取有效手段和方法，对暴露出来的地质现

14、象，及时进行判释；目前，国内外在隧道及地下工程施工中进行围岩评价，主要是根据掌子面的观察来进行的。这是比较简便而现实的方法。量测方法也是判定围岩状态的好方法，但量测结果的处理要很长的时间，因而当地质条件变化激烈时很难适应。此外量测也需要投入大量的仪器，对施工作业有一定的干扰。地质超前预报的方法是在必要时采取的方法，没有普遍性。因此，利用掌子面观察的方法，就成为进行围岩评价的主要方法。作为工程技术人员应该掌握这种方法的实质和内涵。 洞内观察是为掌握地质状况，确认支护效果及决定支护参数等而实施的。掌子面观察是当新的掌子面出现后首先进行的观察。要绘制掌子面观察（素描）图，进行摄影等。在施工中应充分地

15、利用观察到的资料，及时判释，来完善支护体系和施工方案。这种观察主要是通过目视，也可以采用摄影的方法观察掌子面的地质状态和地质的变化状况。1）掌子面观察方法观察中应具体地记录以下各项并描绘掌子面地质素描图。 地质状况及其分布、性质和掌子面自稳性； 围岩的软硬、裂隙间距及方向等围岩状态； 断层的分布、走向、粘土化程度等； 涌水地点、涌水量及其状态； 软弱层的分布； 其他。 应该说，工程技术人员，通过掌子面地质观察技术的积累，会不断地丰富自身的地质知识和经验，从而提高自身的地质工作的素质。在掌子面观察的方法中，一个关键的问题，就是对观察到的地质素材进行分类和分级。例如表21是铁路隧道施工阶段的掌子面

16、观察记录表。表21 掌子面地质观察记录表工程名称位置里 程评 定距洞口距离(m)岩性 指标岩石类型(名称)粘结力c= MPa； = 硬 岩中硬岩软 岩极软岩土单轴抗压极限强度Rb MPa点荷载强度是 MPa变形模量E Gpa泊松比=天然重度 kNm3其他 岩 体 完 整 状 态地质构造影响程度轻 微较 重严 重很严重完 整较完整较破碎破 碎松 散地质结构面间距(m)1.50.61.50.20.60.060.2 0.06延伸性 极差 差 中等 好 极好粗糙度明显、 台阶状粗糙、 波纹状 平整光滑平整光滑、 有擦痕张开性(mm) 密闭 1.0粘土充填风化程度未风化微风化弱风化强风化剧风化简要说明地

17、下水渗水量 (Lmin10m)1000210002003200504102100230200541002100503502042055E裂隙形态1几乎无裂隙2随机的3有方向性（层状、片状等）4土砂状、细片状F 裂隙状态1密闭2部分张开3全部张开4开口处有油迹5夹有大规模粘土G涌水1无2渗出3整体湿润4涌出或喷出5特别大也可以针对隧道的特点来拟定表格。总之，这种方法几乎在所有的隧道中都可采用。如果与后面的定量评价方法结合起来，就会形成一个非常有效的评价法。在掌子面观察方法中，第2个问题，就是如何根据观察到的素材，对观察素材进行评价。在实际工作中，形成了各种各样的观察评价方法（表24）。 表24

18、掌子面观察评价方法的概要方法名称方法内容备注定性评价定性评价定性评价以岩种、弹性波速度为基本条件，加上掌子面的观察项目（地质状态、裂隙间距、掌子面自稳性及净空位移等）进行定性评价的方法，是最一般的方法。但评定基准不明确，主观影响较大。是一般的评价方法，要求评价具有客观性。定量的评价评点法单纯平均法给出掌子面观察项目的点数，综合评价围岩的方法。方法比较简便。方法单纯，易于实施，可作为评定的参考。加全平均法不是单纯的平均，而是给出个项目的权值，进行掌子面的评价。问题是权值的给定，需积累一定的数据。把地质特性标准化后，可使评价方法更为有效。Q值法根据RQD、节理组数、节理粗糙度、节理变质程度、水的影

19、响及应力影响等指标进行评定的方法。主要应用于硬岩。评价需一些特有的参数，比较困难。RMR法根据单轴抗压强度、RQD、裂隙间距、裂隙状态、地下水、节理方向等评价围岩的方法。与Q值法同为国际上通用的方法。以中硬岩为对象，比Q值法简便。RSR法评价主要根据一次构造、节理影响及地下水影响等进行。实际应用较少。多变量分析法数量化理论1类方法根据掌子面观察要素，用数量化理论1类方法求出各项目的系数，进行围岩评价的方法。能够分析掌子面观察项目的相关关系。数量化理论2类方法同上的方法，但采用数量化理论2类方法进行分析。同上。 利用掌子面观察的评价方法是很多的，而且在实际工作中，都得到了一定的应用。但从整体上看

20、，掌子面观察方法仍然是一种经验的解决方法。其可操作性、实用性、适应性都很强，因此，获得了各国的厚爱。采用掌子面观察方法应该注意以下几个问题， 1）要进行综合的评价 在评价时，不仅要根据掌子面暴露处理的地质状态进行评价，还要结合，施工前的地质素材和施工中围岩的动态等，特别是量测数据，进行综合评价是极为重要的。 2）要与地质变化相对应 根据施工阶段掌子面观察和量测几个进行评价，选择支护结构时，常常是迟后于地质条件的变化，因此掌握地质变化的大致规律是很重要的。 众所周知,施工前的围岩分级主要是根据勘测阶段的地质素材进行的。由于受地质勘测手段的限制,常常不能获得充分可靠的判定围岩类别的数据,这是正常的

21、。 因此,施工后修改围岩类别的情况,是屡见不鲜的。而施工阶段,由于开挖,围岩暴露,有可能根据暴露的围岩状况,直接地对围岩的性态和动态进行判定。并以此来修正设计和施工的方案,因此,各国都加强了隧道的施工地质工作, 并提出了许多围岩分级的评定建议。 3）掌握围岩的特性 评价时要充分考虑围岩的特性，例如，位移值是因围岩级别、岩种、等而有所不同；在裂隙发育的围岩中，隧道的稳定性是受裂隙的发育程度控制的；涌水会使围岩软化等。其次,围岩类别的判定在多数情况下是通过定性描述的指标进行的,如: 地质构造影响严重与否,裂隙发育如何,围岩是否稳定等等,也就是说,是通过一些属性指标来判定的。这就避免不了判定上的人为

22、因素的影响。如何避免人为因素的影响, 或是提高判定数据的可靠性,而又考虑目前采用的属性指标的实际情况,一些与属性指标量化有关的数学方法,如模糊聚类分析,数量化理论等,被引进到分级中来。这也是围岩分级评定方法的重要发展。本文就是采用数量 化理论进行施工阶段围岩类别判定的一个尝试。 4）判断基准的修正 为使掌子面观察的评价更合理，在根据已经获得的数据和基准进行评价时，应不断地修正判断基准，并将其反映到未施工的地段中，这也是很重要的。5）由于地质勘查技术的发展，目前已有可能通过掌子面摄影的方法对围岩进行评价。这完全可以消除人为观察的失误。利用掌子面的照片的画象处理技术，获得掌子面的地质信息，从而为

23、围岩分级提供可靠的信息。同时，此一信息还可为支护结构的选择提供依据。22数值相机摄影及画象处理方法在掌子面地质判释中的应用。目前一些国家在隧道及地下工程中，采用数值相机摄取有关掌子面及隧道断面的有关数据，如地质数据、变形数据，就可以比较方便、可靠地推定围岩的级别、进行3维的地质分析以及进行隧道净空变形的观测等。这是一项具有高科技含量的和发展前景的技术信息技术在地下工程中的具体应用。该方法设备简单，仅仅需要数台较高分辨率的数值相机及相应的附属配件。例如，在隧道围岩分级中，重点是如何在施工阶段的掌子面上获取分级所需的基本要素（地质要素）， 因此，如何可靠地、快速地、客观地取得掌子面地质数据是至关重

24、要的。目前在多数情况下是通过地质技术人员，根据既定的记录格式，进行实录填写。如填写人员无实际经验，往往造成填写漏项或失误，而导致围岩分级的判断不正确或失误。 日本从90年代开始，就采用地质画象处理技术对掌子面的地质条件进行画象处理，提炼出与围岩分级有关的参数，对围岩分级进行修正。此方法不仅适用于围岩分级的修正，也可用来进行掌子面前方的地质预测，以及对衬砌开裂的观察、隧道断面形状、变形的测试等等。地质素描及掌子面前方地质预测画象系统是由画象测定、画象处理及地质解析3部分构成的。利用数值相机和画象处理技术，把画象中丰富的数据、素材提炼出来，进行有关问题的解决。此技术可利用掌子面超前钻孔或超前导坑坑

25、壁的画象情报，或利用主洞和衬砌的画象处理情报，用计算机数值处理等方法进行（图21）。采用的主要仪器概况列于表25。表25 主要仪器一览表画像量测小直径岩孔画像量测装置超小型CCD相机、IK-M32、30万画素、水平解像度360TV线以上、垂直解像度350TV线以上导坑画像量测装置TMC-574S、有效画素570（水平）485（垂直）、水平解像度320TV线以上、垂直解像度310TV线以上、球面镜掌子面画像量测装置TMC-574S、有效画素570（水平）485（垂直）、水平解像度320TV线以上、垂直解像度310TV线以上、记录仪画像处理画像收录及展开处理BIPS-C25、16bit CPU、彩

26、色RGB、8bit、分解能256像素、记录媒体MT及VTR通用画像处理装置彩色RGP 8bit、分解能512像素480像素、画像解析处理装置YHP318、32bit、主存储容量 4MB、3.5英寸磁盘、20MB MT画像输入输出处理装置激光复印机 解像度400dpi、彩色RGP 地质解析解析用计算机PC-H98 CPU 486SX 主存储容量 5MB 1）画像量测小直径岩孔画像量测是采用凿岩机向掌子面前方钻孔，将摄影装置插入，观察孔壁的状况。摄影装置的大小是直径25mm、长度460mm，是很小的，岩孔直径是30mm以上。适用深度约在30m以内。掌子面画像量测是用能够走行、回转的相机摄取带状的分

27、割画像，来掌握掌子面和周边的地质情报而进行的。导坑画像量测是把小直径岩孔的量测技术扩展到数m直径的坑道，来观察洞壁的状况的。其机器的构成示于图。图22是 坑道画像量测的机器构成 图22 坑道画像量测仪器构成2）画像处理画像处理系统是经过模拟/数值变换、过滤处理等前处理，变换成展开画像。基本的画像的展开处理方法如图所示，把CCD的画像信号经过A/D变换存储在原画像用的框架中。在此原画像上从隧道中心以任意的半径R为圆周位置上的化学数据，从始点P顺时针方向回转读出，并把它存储到展开化学用的框架中。3）地质解析根据这些展开化学和分割画像就可以提炼出能够表征解析断层、节理和岩类等所需要的画像数据。地质解

28、析系统对龟裂的各种统计量（龟裂间距、龟裂密度、单位面积的龟裂的总延长等）、断层、节理的走向倾角、孔壁和围岩的RQD、岩质、风化度等地质变量等用画像解析进行量化评价。基于这些解析结果，就可以预测掌子面前方的地质构造、断层、节理和开挖面的交差状态，同时也可以根据液压凿岩机的钻孔数据（钻孔深度、钻孔声等）评价围岩的健全度，预测围岩等级。 下面介绍几个得到实际应用的事例，供研究中参考。（1）隧道掌子面画像处理系统本系统是由清水、东亚计测等会社于1993年开发的。系统由用于摄影的数值相机、进行化学处理及编制掌子面观察日报和数据库的计算机、保存数据的光盘、输出高质量掌子面观察日报的彩色打印机等构成（图23

29、）。图23硬件配置 编制掌子面观察日报，是工作人员用数值相机大掌子面摄影，用工地的计算机把有关掌子面的自稳状况和地质、涌水等情报书写在彩色画像上，并加上日期、距离等情报编制而成。配合隧道开挖形状，从画像上切出必要部分，进行处理。所有的操作都用鼠标进行。包括切出画像的掌子面观察日报保存在数据库中，可自由地检索。数据保存采用大容量的光盘（600MB）。其工作步骤参见图24。 图24 作业流程本系统的特点是：处理非常容易。可以作为现场日常施工管理的手段；从摄影到数据库保存都是采用数值数据进行的，情报的追加、修正、保存都可不损伤画质来进行；可以提高情报的质和量。能够客观地理解地质状况，消除人为的误差；

30、编制效率高、省力、省时，大幅度地缩短作业时间；地质情报可以数据库化，可以用掌子面观察日报的记载项目，表示隧道纵向地质展开的变化（图25）及各种表示功能（图26）。 图26 各种表示功能（2）掌子面观察系统这是日本佐藤工业会社开发的。本系统以掌子面观察围岩的评价方法系统化为目的，有效率地、合理地进行掌子面的围岩情报的收集、记录、分析、评价而开发的。目前可编制掌子面观察记录和绘制地质纵断面图及掌子面地质展开图。本系统是在Windows95上运作，用Visnal Basic编制的掌子面编制系统和利用数据库系统 Microsoft Access的日报管理系统构成的。图25地质状况变化的图形表示掌子面编

31、制系统有以下功能：编制掌子面素描图；编制掌子面地质展开图及地质纵断面图；编制隧道纵断面。日报管理系统有以下功能：编制掌子面观察记录；输出掌子面观察记录。系统按以下流程实施：进行掌子面状况的观察急掌子面摄影；用画像存储把掌子面照片村在计算机上；在计算机上进行画像处理，描出掌子面素描图；在掌子面素描图上，设定展开图和纵断面图的目前位置的掌子面和前面文章掌子面的联系；输入掌子面观察结果；把掌子面素描图和掌子面照片与掌子面观察记录连接在一起，输出结果。 作为输出结果例，图27为掌子面观察记录的输出例 图27 掌子面记录簿图28 画像的3维显示三要大力提高软弱围岩施工的机械化水平；四重视工程质量，特别是

32、隐蔽工程的质量，加强施工阶段的监理和质量检测 从既有隧道的使用情况看，目前修建的隧道质量不容乐观。衬砌厚度不足、衬砌背后空洞的存在、混凝土和喷混凝土质量离散性较大、隧道底部处理不彻底、先拱后墙形成的衬砌隐患等等现象时有发生。造成现象的原因是多种多样的。解决这个问题，要从设计、施工几方面共同努力。但最主要的是要加强施工阶段的工程质量的经常监视与控制。从隧道建成后的状态看，存在的主要问题有：衬砌背后存在一定规模的空洞，或空洞回填不密实；例如有的隧道衬砌背后的空洞的大小可以达到人可以爬行的地步；衬砌厚度不足；这个现象是比较普遍的。有的衬砌实际厚度不到设计厚度的1/2，严重地削弱了衬砌的承载能力；衬砌

33、存在施工中产生的开裂；混凝土强度离散性大，有的强度不足；基底处理不当，在列车振动的作用下，出现翻浆冒泥。这也是我们目前在施工阶段进行质量监控的重点领域。目前，施工质量监控，除了施工单位自行检查外，主要是由施工监理按常规的方法进行的，大都是“马后炮”的方法。即使出现问题也难于处理。因为施工监理缺乏在施工过程中检测施工质量的有效的监控手段和方法，使得许多工程的质量得不到有效的控制，这也是目前的一个不可否认的实际情况。在施工过程中，缺少有效的施工质量的检测，不能及时发现问题，是我们当前存在的一个重要问题。因此，要加强施工阶段质量控制，就必须要有有效的施工阶段质量检测的方法。针对隧道施工中存在的问题，

34、施工阶段的检查，不是指在施工完成后，而是在施工过程中的检查。例如，目前评定混凝土衬砌强度的方法，是常规的留取试件而在28天后进行强度测试的方法。这种方法的弊病，就是不能及时发现混凝土强度的问题，也就不可能及时地改进混凝土强度中的问题。因此，必须强调施工过程中的“及时检查、及时发现、及时改进”的“三及时”的原则。只有这样才能把混凝土质量及其离散性控制在要求的水准之内。这也是一些国家在质量控制上所采用的基本方法。针对隧道施工中存在的问题，施工阶段的检测技术上应该重点解决以下几个关键技术问题。31 隧道表面状态检测方法隧道表面状态指：衬砌开裂状态及衬砌内轮廓的变形状态。在隧道施工过程中，常常出现一些

35、开裂，这些开裂有的是致命性的，有的是可以忽视的。因此，对衬砌的开裂必须进行测定，以便判断对衬砌的承载能力是否有影响？，影响到什么程度？等。1衬砌表面开裂的检测方法 衬砌开裂是隧道的最一般的变异现象。观察开裂的形态、规模、模式等对推定荷载、变异状况、变异程度等是很重要的。开裂的调查从前主要是通过目视，来观察衬砌表面出现的开裂、剥离、剥落或漏水的状况、描述开裂的位置、长度、宽度、错台等。 开裂的简易调查是使用简易的计量器具进行的。调查方法如图41所示，可在开裂的前端设标志，在开裂处设砂浆饼进行观察。图41 开裂的调查方法 开裂的发展是随季节的温度变化而变的，因此，测定开裂的同时，要测定温度的变化。

36、为判定有无发展，通常要进行一年以上的观测。 详细地调查开裂的发展性的方法，需设置开裂位移计或三向应变计，准确地量测开裂的宽度及错台。开裂的方向和深度的调查，对判定变异的原因是很重要的。 开裂深度和方向的测定方法可采用钻孔观察法、其例见图42。 图42 开裂位移计 图43岩心观察 开裂的历时变化的测定可采用开裂位移计(图42)。对检测的开裂要及时进行判定，判断其影响程度，以决定是否采取相应的措施。开裂有的是继续发展的，有的是停止发展的，这对判断开裂的影响是致关重要的。开裂有发展性的其判定基准列于表41。无发展性的列于表42。 表中的开裂是以水平方向或剪切开裂为主要对象的。横断方向的开裂,可按降1

37、级进行判定。同时，0.30.5mm以上的开裂密度，超过200cm/m2 时,要提高1级进行判定或采用分级中较高的级别判定。表41 开裂有发展性的判定基准地点 位置 开裂 判定分级宽度 长度3mm 5m 5mm35mm 10m510m5m衬砌断面内 3A2A洞门 2AA 2AA 2A 2AA A AB 最近开始采用全方位的数码相机、激光摄影系统等等方法,编制展开图,取得了一定的效果。对显著的变异，在进行目视观察、素描的同时，可辅以摄影观察，作为客观地掌握变异状况的资料。在摄影时，要记录摄影地点的里程、摄影部位(拱、墙等)、摄影方向(左右、上下等)，同时最好能把判断对象物大小的比较物(人物、折尺等

38、)摄入画面。此外，可采用360度旋转的照象机进行全方位摄的影记录，对掌握全体状况是很有效的。作为补充目视观察、素描记录的技术，近年对衬砌表面连续摄影的方法，并对其结果进行画像处理的技术已经确立。该技术不仅记录了画像数据，也可以用来进行健全度的判定。从方法上看，主要有2种方法。一种是用激光画像的方法，一种是用CCD相机摄影的方法。2种方法的概况几特征列于表43。表43 2种方法的概况和特征摄影方法激光CCD摄影概况用激光照射衬砌表面，用光检测器检测反射光的浓淡，一边移动一边记录变异的浓淡画像。用光源照射衬砌表面，用CCD一边移动一边记录变异的浓淡画像。特征光传感器的感度高；不需要焦点配合；用各自

39、的光传感器，可取得重合的画像，不需要画像的配合；摄影时，需要衬砌表面具有50Lux照度的环境。摄影时需有均匀的照明；不需要焦点配合；各自取得的画像范围，需要重合；摄影速度高速化比较容易；不影响隧道内其他作业。图44是利用能够检测0.1C温度差的红外线摄象机，检测衬砌的温度差，判断衬砌剥离状态和开裂状态。比锤击检查精度高，对深度10cm左右的剥离可以判断出来。图44是在某一隧道检测的情况和结果。 图44 红外线相机的测定结果例2衬砌变形的检测方法隧道断面形状的检测目前普遍采用激光断面测试仪。它同时可以测定净空断面的位移，是精度可以满足要求的测试方法。净空位移的测定方法很多,但多采用收敛计量测。这些方法大家比较熟悉，可参阅有关文献资料。下面仅就近几年发展起来的采用数码相机进行净空位移和形状的量测技术加以说明。 目前一些国家在隧道及地下工程中，采用数值相机摄取有关隧道断面的有关数据，如变形数据等，就可以比较方便、可靠地进行隧道净空变形的观测等。这是一项具有高科技含量的和发展前景的技术信息技术在地下工程中的具体应用。 图45 CCD数码相机+全站仪该方法设备简单，仅仅需要一台或数台较高分辨率的数码相机及