关键词：地铁隧道；高压铁塔；重叠隧道；数值计算；侧穿
引言
随着城市化发展，地下轨道交通建设日新月异。不少城市在地铁建设期间遇到了一些非常复杂的地质条件，给建设施工带来很大的困难。成都地区的富水砂卵石地层，具有以下几个特点：在成都地铁隧道中，部分区间隧道穿越市区繁华商业区、高层建筑物、居民区以及地下管线工程，地质情况异常复杂，施工难度大。
1工程概况
在成都地铁2号线修建中，有4座高压铁塔电杆基础与区间盾构隧道距离较近，对此4座高压铁塔从小里程方向编号，依次为3#～6#，其中4#、5#距离盾构隧道较远，其它2座均位于区间隧道不同程度影响范围之内。高压铁塔主管材质为Q235钢管，塔身采用法兰连接，塔身高约37.5m，下部采用不同类型基础，其中3#铁塔基础为桩基础，其它基础为钢筋砼独立基础。根据高压铁塔于隧道的位置关系，3#、6#高压铁塔需要进行加固，文章针对3#高压铁塔加固进行施工分析。
23#高压铁塔加固方案
2.1施工方案
对3#号电杆进行隔断桩保护，桩体采用人工挖孔桩，桩深为19.7m，桩径1.2m护壁厚0.15m桩间距为2.5m或3m，桩间打入钢花管进行注浆加固。钢花管根据现场情况及加固效果布置。
图1隧道与3#电杆基础剖面关系图
施工前对电杆基础与隧道邻接一侧地层进行注浆加固，以防隔断桩开挖对高压铁塔基础造成不利影响，注浆深度至稍密卵石层，采用梅花形布置，间距2米。范围从砂卵石层始，至右线隧道顶止，实际位置根据试现场情况及注浆效果进行调整。隔断桩施工过程中应注意对电杆进行临时保护。
2.2数值模拟
按照工程概况，由于3#高压铁塔相距较远且近接盾构情况不同，故分别建立三维模型，模型纵向均取60m，横向均为80m（约12D），地层视为理想弹塑性材料，服从Mohr-Coulomb屈服准则；注浆层按弹性材料考虑，地层和注浆层均采用实体单元模拟；铁塔、加固桩均用弹性实体单元模拟，铁塔高度均为30m。
2.3施工监测
左线开挖过程中3#高压铁塔有小幅上浮，但上浮位移较小，均在毫米级以下，且在左线开挖完成后上浮量最大为0.6mm，而右线开挖对铁塔影响较大，特别是当掌子面开挖至3#铁塔时，铁塔开始下沉，掌子面开挖越过铁塔后，竖向沉降开始少量增加，最大竖向沉降为3.3mm。即右线开挖至3#高压铁塔处开始对铁塔沉降产生较大影响，直至超过掌子面16m处，不过最大沉降完全满足建构筑物沉降标准。
3#高压铁塔断面处的地表横向沉降如图2所示。
可以看出，地表沉降主要由右线开挖引起，最大地表沉降为10.2mm，且沉降槽在隔断桩处迅速上升，使铁塔位置与隔断桩位置处的地表沉降相差达2mm，即说明隔断桩在盾构穿越高压铁塔是沉降控制效果较好，有效减少了3#高压铁塔的沉降量。
3结束语
（1）经过隔断桩和注浆加固措施，盾构在穿越高压铁塔过程中沉降控制效果好，距离隧道越近的高压铁塔沉降值越大，但均控制的2mm以内，完全满足建构筑物沉降标准。具体沉降值见表1：
（2）由此可见，盾构穿越前须对沿线建构筑物进行调查，有针对性地制定施工应对措施及应急预案；对重要的建构筑物宜采取预先加固的措施，并采取数值模拟手段对相应工况和工程措施进行充分分析，以确定设计和施工措施的有效性；在盾构机穿越建构筑物过程中，必须做好信息化施工，根据监测数据及时调整掘进参数。另一方面正是由于对富水砂卵石地层邻近建构筑物施工缺少工程经验，目前仅是借鉴以往的其它工程经验和近接划分标准，以及针对性的数值模拟，预计隧道施工对建构筑物的影响。建议对该地层近接影响划分标准开展更大范围更大深度的研究，本工程案例可为该标准提供支撑。
参考文献
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[3]杨书江，孙谋，洪荣.富水砂卵石地层盾构施工技术[M].人民交通出版社，2011.
[4]赵光.盾构近距离穿越既有重叠隧道工程安全控制研究[D].北京：北京交通大学土木建筑工程学院，2011.
关键词：隧道地铁；工程建设；实践；风险控制；管理
Abstract:withthedevelopmentofsocietyandeconomy,tunnelandsubwayengineeringmoreandmore,occupiesanimportantpositioninthenationaleconomy.Inthisregard,tunnelandsubwayengineeringriskcontrolandmanagementhasbecomethefocusofthesociety.ThetunnelandriskregulationandmanagementofmetroconstructionandseveraladvancesinChinaisdiscussed,themainriskfactorsareelaborated,andsomeofthetunnelandsubwayengineeringriskinconstructionstageandusingstagewereevaluated,hopetoprovidesomeusefulreferencetotherelatedpersonnel.
Keywords:subwaytunnel;construction;practice;riskcontrol;management.
中图分类号：TU7文献标识码：A
一、前言
就目前中国的隧道以及地铁工程建设来说，在世界上都属于工程建设大国，特别是近些年来，我国经济的快速发展，交通网络日益完善，我国隧道以及地铁工程规模逐渐扩大，比如乌鞘岭隧道、终南山公路隧道以及秦岭铁路隧道等，都已经顺利的实现通车，平均下来每条隧道的长度能够达到19km—21km。对于隧道以及地铁工程风险的控制，主要是经由风险识别、评估以及分析去了解工程风险，并且在这个基础上合理的运用各种经济和技术手段去应对不同类型的风险，从而实现对隧道以及地铁工程风险的有效控制，及时有效的消除风险事件所带来的负面影响，对此不难看出隧道以及地铁工程的风险控制是工程整体管理项目当中一个非常重要的部分。
近些年来，我国在对具有复杂性的大型隧道以及地铁工程可行性分析研究的时候，就已经将风险的管理与分析当做热点来研究，比如同济大学就曾经对“崇明越江通道”工程进行过研究，并且针对其工程方案、线位以及建设施工做了专门的风险研究。这项工作研究涉及的面很广，牵涉到长江口河势的演变、工程方案建造期以及营运期风险控制、工程对于这一片区生态环境的影响、恐怖活动对其的风险、交通运输量的增加等。从而有针对性的提出相关的风险防范措施以及对策。
二、地铁工程现场施工的规范管理
（一）地铁施工现场控制的相关内容
1、将工程项目当中对象，签订和企业项目经济承包的合同，严格遵守合同的条款以及内容
2、做好施工准备工作，进行图纸的会审，最终确定施工方案，进行施工组织设计的编制，确保工程能够顺利开工，并且提供材料、人员以及设备的优化配置方案，分阶段进入施工现场。
3、根据施工方案，在施工的时候经常性准备工作，借此来满足工程需要。
4、做过施工阶段各项工作项目的控制与组织工作，对于施工信息以及指标的处理和传递要进行及时有效的跟踪。
5、根据施工计划以及设计要求，使用施工任务单的方式，做好工程每个阶段分项工程的施工管理。
6、组织工程验收准备工作，做好交工验收以及保修回访工作。
（二）确保地铁工程施工质量和安全
1、抓开挖，重视基坑开挖以及测量放线工作，完善测量监测系统。在具体的施工过程中应当挑选一位测量人员进行跟班作业，借此来保证中线、水平的精准度。
2、抓防水，防水的关键工作是做好防水层，一般来说，第一层都是刚性防水找平层，第二层则是柔性防水。在做第一层防水前，尤其要注意漏水情况。在柔性防水完成以后，应该坚持“三检”制度。做到车站二衬后不漏不渗。
3、抓衬砌，在地铁工程中衬砌通常是使用商砼，侧重衬砌厚度以及捣固监控。给机电安装单位架设电缆支架提供条件，保障施工人员的施工行为规范，保证砼的外观质量以及密实度，使用二衬砼设计自身防水能力，从而堵住由初衬与柔性防水等薄弱环节渗入的水。
三、隧道以及地铁工程风险分析以及控制
具体可以将隧道以及地铁工程风险的分析以及控制归纳总结为以下几个方面：造价风险和工程投资、建设工期延误风险、社会与经济效益风险、施工期间以及运营期间的安全风险、交通运输量预算风险、环境保护风险等。
（一）隧道以及地铁工程资金投入和造价风险
由于我国的隧道以及地铁工程越来越多，如何有效节省工程造价成为了当下学术界所探讨的热门话题之一。就隧道以及地铁工程项目来说，工程的前期规划、施工、设计等各个方面的经济性与合理性都对于工程造价有着非常重要的影响。我国对于工程造价降低的完整概念是在上个世纪八十年代提出来的，有针对性的解决了当时施工与营运脱节问题，把工程规划、实施、科研等各种因素都结合在一起进行综合考虑，让隧道这一具有特殊性的“商品”面向市场，经由用户来对其进行检验，并且充分发挥运营部门监督职能，让施工单位在保证工程施工质量与安全的基础上实现自身经济效益，从而达到减少工程造价的目的。本世纪初我国学者赵晓旭对隧道以及地铁工程造价的一些状况与控制原则进行了分析，依据工程项目建设的重点流程，对每个阶段的工程造价管理进行了论证，并且结合经济与技术等各个层面对隧道以及地铁工程造价进行了合理定位与分析研究。
对此，我们不难看出对工程造价产生影响的因素众多，包括工程项目的规划、施工、营运以及科研等各个方面，若要有效的控制工程造价，就必须做好各个项目的决策以及控制好施工建设中每个阶段的不确定风险因素。
（二）社会与经济效益的风险
因隧道以及地铁工程往往施工量较大，所以需要的资金投入也相对较大，然而隧道以及地铁作为我国的基础设施，不仅方便了交通运输，更是我国的经济增长点。所以一旦隧道以及地铁工程的经济效益与社会效益预算出现错误，那么就很有可能致使整个工程的宏观战略决策出现错误，这将会给国家以及社会带来不可估量的损失。
在国外曾经有公司做过调查，认为英法隧道是可行的。就90年代初隧道运营收入预计从5亿英镑增长到2002年的6亿英镑，再到今年的7.515亿英镑。但是欧洲隧道工程仍然要面对两个残酷的现实：
1、预算失误，在进行欧洲隧道工程建设的时候，最初的预算成本仅仅是50亿英镑左右，但是实际建成大约花费了105亿英镑左右。
2、对于工程项目风险控制能力不足，没有进行详细的市场分析，对于市场价格、竞争以及需求等风险评估不够精准，低估了航空以及海运的竞争力，没有全面了解竞争对手。这就使得空运公司以及轮渡降低价格对其隧道收入造成了极大的影响。
2006年，我国解志刚等人结合四川省成都的地铁工程，使用定量和定性的方法对于城市轨道在国民经济当中的贡献进行了相应的核算。其中就城市经济效益进行了定量计算，包括：乘客出行时间的节省、公交车辆减少、降低交通事故发生几率、能源节约等。
由此，可以看出隧道以及地铁工程经济与社会效益的评估直接影响着整个工程项目的宏观决策。
（三）隧道以及地铁工程延期风险
因隧道以及地铁工程项目的实施具有一定的复杂性与综合性，存在很多不确定因素，实施中会遇到很多障碍，让工期不能在预期的目标内完成。如果隧道以及地铁工程不能按时完工，就容易带来负面影响。如：我国上海轨道4号线“南浦大桥”隧道东段，使用的是冻结法进行施工，由于方法不当，导致防汛墙开裂与大楼下沉的重大事故发生，让其工期延迟了两年，这就给国家以及社会造成了非常巨大的损失。
2005年，我国学者张夏就对延误工期的技术因素进行了分析，采用了事故树法进行了延误工期的技术研究。得出如下导致因素：盾构刀盘磨损严重，地基不够稳固，管片就位不准，并且盾构液压的推进系统有漏油的情况，注浆压力控制不正确、混凝土质量差等。
四、隧道以及地铁工程风险整治和控制
隧道以及地铁工程风险控制可以归纳为以下几点
（一）隧道以及地铁工程隧道防塌、治水风险评估
1、遇到灾害性地质，不能够造成灾害性水患事故。
2、对于不可预知的施工风险处理，应该想到超前预报当中危机预测到的突涌水风险。
3、实施信息化施工动态技术管理：严柱浆、弱爆破、多量测、管超前、快衬砌。
4、超前探水孔与注浆堵塞来进行工程治理。这样的施工防水技术仍然是靠堵为主，将疏通排放作为辅助，两者结合，来进行治理。
（二）全断面帷幕灌浆风险治理
1、对水文地质预报信息进行分析，科学合理的确定出需要止水的水压以及水量。
2、由幅向深入围岩注浆范围，从隧洞纵向要求完成注浆的距离。
3、选择科学合理的地质条件注浆工程技术参数。
4、严格把控注浆材料以及浆液的配置。
5、对注浆工艺流程以及地质钻机钻孔进行控制。
6、在现场进行注浆实验，确保工程质量。
7、严格检查注浆注浆质量。
参考文献：
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[2]王彪.浅议地铁工程建设中安全风险分析及管理[J].城市建设理论研究（电子版）,2012,(8).
[3]吴群慧.软土地层地铁区间隧道工程建设风险分析对策[J].中国工程咨询,2012,(1):38-41.
关键词:地铁隧道;纵向变形;措施
Abstract:Thedevelopmentofcityconstructionandcitylandtensions,thenearbysubwaytunneloftennewconstruction,theadverseimpactonadjacentMetroTunnelBasedonthedevelopmentofMetroandthecityconstruction,theinfluencefactorsofthelongitudinaldeformationofsubwaytunnel.
Keywords:tunnellongitudinaldeformation;measures;
中图分类号：U45
1引言
随着我国城市现代化水平的不断提高,发展快速轨道系统成为了城市公共交通建设的必然选择。因为了减少隧道施工对城市地面环境的影响,盾构掘进、预制钢筋混凝土管片拼装衬砌成为了地铁隧道的首选施工方法,并且随着盾构制造工艺和施工掘进技术的不断完善,在城市环境或其他特定条件下,盾构法隧道在市政设施的建设方面具有其独特的优越性和经济性,在诸如地下铁道、越江公路隧道、城市输水管道及共同沟等城市公共设施的建设中被广泛地采用。
然而,沿线地区的开发建设也给地铁隧道的安全构成了一定的威胁,并且,由于软土地下结构和隧道衬砌自身的特点,使得地铁隧道结构上固有的缺点在投入运营后也逐渐暴露。
2隧道纵向变形性能
地铁隧道在宏观上主要是横向受荷的细长结构,砌完成后在管片间存在径向接缝,隧道衬衬砌各环之间存在联结接头,接缝采用螺栓联结。隧道是复杂的三维地下结构,其纵轴线根据功能的需要和地下环境的条件不断地发生变化,横向常采用承载性能优良的圆形结构,为充分调动土层自身的承载和稳定能力,隧道衬砌常被设计成半柔性的地下结构,隧道和土体之间存在着复杂的共同作用。对隧道变形的认识目前主要在其横向结构特性上,在抗压强度足够时,由于管片采取了合理的柔性设计思想,衬砌周围的土压力和抗力总是趋于将管片环压紧的,只要管片不首先破坏,衬砌的稳定性是完全有保证的,一定的位移值和收敛值对隧道防水是有利的。相反,隧道在纵向变形特性要脆弱得多,隧道纵向变形通常对隧道结构不利,在纵向变形或曲率达到一定的量值后,隧道即可能出现环缝张开过大而漏水或管片纵向受拉破坏,当然,隧道的纵向受力变形和其横向结构性能是密不可分的,将不可避免地引起隧道衬砌在横向性能发生一定变化,但这种变化由于隧道结构的良好横向变形适应能力显得并不突出,隧道变形的薄弱环节仍然在其纵向特性上,这一事实也被大量的工程监测所证明。
引起隧道纵向变形的因素众多,既有隧道施工期的,又有地铁运行期的,有系统本身的,也有周边环境变化引起的。隧道施工期的纵向变形,在联结螺栓二次预紧前已基本完成,对隧道长期结构性能影响不大；对于地铁隧道运行期的纵向变形,除了施工期扰动土体的次固结变形外,尚有多种因素会引起隧道的纵向不均匀变形,会直接影响地铁隧道的安全。
3隧道纵向沉降影响因素
3.1施工期影响
施工期隧道变形的原因,主要是盾构推进对周围土层的扰动所引起,其中包括①开挖面底下的土体扰动;②盾尾后压浆不及时不充分;③盾构在曲线推进或纠偏推进过程中造成超挖;④盾壳对周围土体的摩察和剪切造成隧道周围土体的扰动;⑤盾构挤压推进对土体的扰动。从变形的历时过程看,衬砌与周围土体变形相协调,可分为初始变形、土体超孔隙水压力消散引起的固结变形和土体骨架蠕变产生的次固结变形。隧道一般要在盾构推进完成后半年至一年才投入使用,隧道的初始变形和固结变形在施工期已基本完成,在以后的长期运行阶段仅有次固结变形在缓慢进行;由于隧道在铺设轨道(路面)之前,一般要进行接缝螺栓的二次预紧,除非隧道施工方法突然改变(如改变盾构掘进方法)或在隧道与竖井的衔接段,加之采用土压平衡盾构及先进的施工方法减小了对隧道周围土体的扰动,隧道施工期的变形相对均匀,并且量值有限,对投入运行后的纵向变形影响不大。
3.2底层土体的不均匀沉降
在相同埋深和盾构施工扰动条件下,各种不同性质的下卧土层所发生的扰动、回弹量、沉降速率和总沉降时间,有不同程度的差异。因此当隧道沿线的下卧层土体特性及分层不均匀时,将导致隧道的不均匀沉降。压缩模量较低、灵敏度较高的饱和粘土下卧层,经过盾构施工扰动后的沉降量较大,而且沉降延续时间较长。压缩模量较高、灵敏度较低的砂性土下卧层,经过盾构施工扰动后的沉降量较小,且沉降稳定快。当隧道下卧层为密实的砂性土时,次固结量很小,次固结时间短,即使空隙比较大的砂性土中,次固结沉降在施工期也基本结束。上海打浦路越江公路隧道(盾构挤压推进施工)江中段和浦东段,其下卧层为粘质粉土或粉砂与淤泥质粘土互层(接近砂性土)的土层,投入运行后的16年中,沉降增量为40～50mm,平均沉降速率只有0.008mm/天;而浦西段隧道下卧层为松软的淤泥质粉质粘土,最大沉降增量达120mm,出现严重的纵向不均匀沉降。
3.3隧道附近基坑开挖
地铁的建设带动了沿线地区房地产开发的高潮,在隧道附近形成了寸土寸金的建设局面,随之而来的地下空间利用和深基坑开挖直接导致了临近地铁隧道的纵向变形,有些基坑更是直接骑跨隧道之上或紧邻隧道施工,由此可能带来的隧道不均匀变形严重威胁隧道安全。根据严峻的地铁保护形势,上海地铁制定了地铁隧道两侧的临近3m范围内不得进行任何工程施工的基本规定；广州也规定了，在地质情况良好情况下，隧道周边5m范围内不得进行基坑开挖，地质情况较差时，基坑与隧道距离增大至10m左右，并对各种典型地层的基坑避让距离开展了相关研究。基坑开挖对开挖面以下土体具有显著的垂直向卸荷作用,不可避免地引起坑底土体的回弹,并且,基坑围护结构在背后土体压力作用下迫使基坑开挖面以下结构向坑内位移,挤压坑内土体,加大了坑底土体的水平向应力,也使得坑底土体向上隆起,此外,随着基坑开挖深度的增加,基坑内外的土面高差不断增大,该高差所形成的加载作用和地表的各种超载,会使围护结构外侧土体产生向基坑内的移动,使基坑底产生向上塑性隆起。当基坑下方土层中有地铁隧道通过时,坑底土体的隆起必然带动基坑下方的隧道产生局部纵向变形,该变形值随着坑底土体的隆起量的增加而增大。基坑开挖卸去了内侧部分原作用于围护结构上的土压力,结构外侧则受到主动土压力,由于土体开挖总是早于支撑力的施加,围护结构总是向坑内产生一定的水平位移。随着基坑开挖的继续,基坑内外土面高差的增大,围护结构外侧土体有向坑内移动的趋势,基坑周围出现塑性区并不断扩大,引起坑外地面沉降。因此,基坑周围的土体有向下及坑内的位移,在临近地铁隧道有超深基坑的情况下,将引起隧道产生向斜下方的纵向变形。
3.4隧道近距离穿越
地下空间的开发利用逐渐向多元化、立体化方向发展,如多条地铁线路的同站台换乘、地下商业街和地铁车站的联合开发等,都会遇到不同线路的隧道空间近距离交叉穿越的问题。在建隧道施工将对周围土体产生扰动,沿施工隧道横向在地层中形成一个近似正态分布的沉降曲线,当穿越已建地铁隧道时,将导致已建隧道在纵向产生不均匀降沉。
4结语
本文从城市建设过程中可能对地铁造成的不利影响出发,论述了引起地铁隧道纵向变形的各种因素。某一区段地铁隧道的实际纵向变形往往是以上多种因素的综合,需要根据工程的实际加以判断,甄别出主要的影响因素,采取相应的综合治理措施,确保地铁隧道的安全,以使工程顺利实施。影响地铁隧道纵向变形的因素是多方面的,相应的预防治理工作也必须多管齐下,在城市和地铁线路规划时就需要避开不利因素,在地铁投入运营后加大沿线地区的城市建设管理力度,研究开发出相应的成套地铁隧道保护技术,制定全面的地铁保护法规,是防治地铁隧道纵向不均匀变形和保护其安全运营的根本所在。由于地铁工程规模大,跨越区域广,涉及面多,与一般单体建筑相比,对城市的政治、经济生活、群众出行影响要大得多,因此,做好地铁隧道的保护工作具有特殊的意义。
参考文献
[1]刘建航,侯学渊.盾构法隧道[M].中国铁道出版社,2010.
关键词:地下铁道;地基勘察;探地雷达;瑞雷波法
在广州某地铁段建设中前期的钻探勘察证实，地铁沿线的地层中分布有厚度不等的不良地质体(主要以土洞、软弱夹层为主)，为此须对隧道基底进行勘察，查明这些地质隐患在基底以下5m范围内的空间分布，以便施工时做特殊处理。特殊的空间位置、勘察的时效性及对勘察结果高精度的要求对传统的勘察方法提出了挑战。根据以往在该地区的勘察经验并结合现场情况，我们研究采用探地雷达和瑞雷波法交互探测技术进行探测，并结合原位测试，准确、及时、高效率地提供了勘察成果，共查出土洞及软弱夹层多处，从而为消除地质隐患、确保工程质量提供了依据。
1测试方法及其原理
探地雷达和瑞雷波探测都是基于波的反射特征来反映地下介质结构的变化[1～6]。本次探测所选用的仪器是加拿大SSI公司生产的PulseEKKOⅣ型和PulseEKKO100探地雷达仪。
瑞雷波法(瞬态法)是以一定偏移距在测线一端通过使用重锤在地面激振而产生瑞雷波，在被检测地段以等间距布设检波器，利用仪器记录从检波器上拾取的瑞雷波，经专门软件的处理，计算得出频散曲线，通过对该频散曲线的分析，来解决浅层工程地质问题的一种方法。当地下存在土洞或软弱夹层等不均匀体时，就会影响瑞雷波的传播速度，使频散曲线产生畸变异常，分析此异常在曲线的部位即可确定土洞埋深及范围[7～9]。
动力触探技术在国内外应用极为广泛，是一种主要的原位测试方法，其优点是快速、经济，能连续测试土层，且操作简单，适应性较强。本次勘察使用动力触探的目的是对探地雷达和瑞雷波初步确定的异常地带进行土的性质测定，甄别真假异常，测试并估算软弱土层地段的承载力，供设计部门参考。
2数据处理及解释技术
2.1雷达探测干扰异常的识别
现场周围各种电磁性干扰在时间剖面上形成的异常波组较明显，其主要特征是呈比较规则的弧形状，强振幅，常伴有多次反射。干扰异常，一是由分段探测时相邻施工段竖起的钢管、钢筋墙等铁器引起的，这一类最常见;二是由送料槽、抽水泵及其供电电缆、高压线等电磁性物质引起的。如图1所示为横过探测现场的高压线引起的弧型异常。
图1雷达图像拱形异常及干扰特征
2.2雷达探测物探异常的拾取就本工区而言，主要有2种类型:
拱形低能量异常，该异常在探地雷达时间剖面上呈凹陷状，反射波能量显著降低，电磁波频率相应下降，有明显的续至波显示。推断该异常为浅部软弱土层的综合反映(图1)。
(2)双曲线形异常，该异常与干扰引起的弧形异常不同(图2)，其主要图像特征是在异常中心反射波能量明显降低，有明显的多次反射，反映地层的同相轴在异常中心处错断，而异常中心两侧反射波的能量强，同相轴连续，异常分布范围较窄。后经动力触探验证，推断该异常是由土洞引起。
图2双曲线形异常雷达图像
转贴于2.3瑞雷波法数据处理流程及异常特征
瑞雷波法的数据处理主要经过如下流程:切除干扰波拾取面波谱分析频散曲线计算频散曲线打印正、反演计算层位划分动参数计算计算机成图成果解释。从各频散曲线上看，同一剖面的相邻点曲线形态具有较好的相似性，瑞雷波速度vR一般在170～250m/s范围内。频散曲线存在多个分层拐点，相邻测点之间拐点对应深度可水平方向追溯。部分测点出现了分层波速显著下降的拐点，单支频散曲线在拐点处明显的错断、不连续，如图3所示。
图3瑞雷波法曲线异常
2.4轻型动力触探试验(DPT)
先用轻便钻具钻至试验土层，然后对所需试验土层(探地雷达与瑞雷波法初步确定的异常部位)连续进行触探。穿芯锤落距为50cm，使其自由下落，将探头竖直打入土层中，每打入土层30cm的锤击数即为N10。据广东省建筑设计研究院大量的统计资料研究表明，广州地区一般粘性土和新近沉积粘性土轻型动力触探N10与粘性土承载力标准值fk的关系式为[10]fk=24+4.5N10
据验证证实，应用探地雷达与瑞雷波法初步确定的13个异常地段，有10个地段在相应的部位承载力介于65～114kPa，承载力明显偏低于正常地段，需做工程处理。另据开挖等方式验证，其余3个异常地段在相应深度部位为夹砂的不均匀体。
3勘察方法综合评价
在本次探测中探地雷达与瑞雷波法探测技术很好地发挥了优势互补。在地表有浅积水或水泥板的地方，检波器较难插入地表，与地表的耦合性较差，或者当附近施工机械的振动干扰较强时，瑞雷波探测的施测难度都较大，而探地雷达探测受地表普通介质或振动的影响较小。另一方面，地表及周围的电磁性物质对探地雷达探测时的影响较大，对瑞雷波法却几乎没有影响。
关键词：隧道工程；地裂缝；灾害特征；设防长度
中图分类号：U452.27文献标志码：B
Abstract：Basedonthefieldinvestigationanddatacollection，thedevelopmentanddisastercharacteristicsofthegroundfissureattheintersectionwiththemetrolineanditsannualactivityratewereanalyzedindetailbystudyingthetunnelofXianMetroLine6crossinggroundfissure.Usingthespatialgeometricalrelationship，itwasproposedthatthethreewaydisplacementbetweentheadjacentsegmentaltunnelswillbegenerated，whichwillcausethedecreaseininternalclearance.AndthemathematicalformulawasusedtocalculatethelongitudinalinfluencelengthoftheXianMetroLine6crossinggroundfissure.Itissuggestedthatthemetrolineshouldbedesignedtointersectthegroundfissureatalargeangle.
Keywords：tunnelengineering；groundfissure；disastercharacteristic；fortificationlength
0引言
地裂缝作为现代城市地质灾害的重要类型之一，它的活动与强度加剧是内外地质营力及人类工程活动等因素共同作用的结果，可造成各类建筑工程（如基础建设、生命线工程、交通及水利设施等）的直接破坏，一般表现为道路拉张错位、地下设施变形以及建筑物的基础或墙体开裂，尤其对地铁的建设构成了严重的威胁，也引起一系列的地质环境问题。西安地裂缝在中国城市地裂缝灾害中尤为严重和典型，彭建兵等提出了在盆地伸展背景下断层构成西安地裂缝原型，以及水的作用加剧其活动发展的耦合成因模式[1]。西安继地铁1～5号线建设后，6号线现已全线开工建设。由于地铁线路多为线性分布，不可能完全避让地裂缝，因此地裂缝对地铁的影响不可忽视，加上国内外无相关工程经验可借鉴，西安地铁面临的地裂缝问题可谓是世界性工程技术难题。
以往的相关研究大多集中在西安地裂缝的整体分布及成因机制等方面，且主要为活动特征描述与灾害危险性评价，而在地裂缝对地铁隧道的影响机制方面的研究稍显不足，同时对隧道结构防护措施的研究相对较少，这种现象不利于地铁隧道的施工、运营[25]。
综上所述，从西安地铁隧道适应地裂缝活动变形的结构防治研究程度来看：目前开展的系统分析及防治对策研究仍处于逐步完善阶段，同时现有的地铁隧道穿越地裂缝的结构措施仍需要时间的验证，有必要开展进一步研究；针对地铁6号线沿线涉及的地裂缝的具体分布及发育特征、活动趋势、结构设防还没有开展专门的研究；此外在地铁隧道与地裂缝交汇区域，对地裂缝上下盘隧道需设防的长度也成为必须解决的技术问题。基于此，本文以西安地铁6号线涉及到的地裂缝灾害为例，在对沿线主要属于二类勘察场地的地裂缝进行详细调查的基础上，就其发育特征及灾害特点进行分析，并定量计算地铁隧道穿越地裂缝的纵向设防长度。
1研究背景
1.1沿线工程地质概况
西安市区地貌受基底临潼―L安断裂的控制，从南往北变现为黄土台塬、冲洪积平原及河流阶地，在黄土台塬前的冲洪积台地区域，依次间隔分布了数十条狭长的黄土梁和槽形洼地。地铁6号线位于西安市西南至东北方向的主要通道上，线路先后通过了长安区、雁塔区、碑林区、莲湖区、新城区以及灞桥区等6个行政区，长约39.82km，分两期建
设。根据野外调查，并结合钻孔及其他资料得出，沿线出露的地层从新到老依次有：全新统人工堆积层（Qml4），主要由杂填土和素填土组成，厚2～4m；全新统冲洪积层（Qal+pl4），分布在皂河一级阶地和古河道上，上部为黄土状土，下部为粉质黏土与砂土互层，砂层多呈透镜状，为细、中、粗砂，层厚15～30m；上更新统风积层（Qeol3），上部为马兰黄土，厚8～17m，底部为红褐色古土壤，该层广泛分布在二、三级阶地等地貌单元上。
1.2西安地裂缝基本特征
自20世纪50年代以来，西安市先后出现了10余条定向性强、连续性好、破坏性大的地裂缝，总体呈北东走向，与临潼-长安断裂近似平行，由南而北有规律地在黄土梁洼间发育（图1）。实地勘察发现：地裂缝在地表出露的总长度逾70km，一般以主裂缝及其次级裂缝组成的地裂缝带的形式出现，带宽3～8m，局部达20～30m。地裂缝的活动特点为：在剖面上，南（上）盘相对北（下）盘下降错动；平面上两盘表现为背向拉伸运动；空间上伴有相对扭动[614]。
2沿线地裂缝发育与灾害特征
根据地铁6号线线路分布，结合现场调查与实际勘探成果，查明与线路相交的地裂缝有f4、f5、f6、f7、f8。
2.1f4地裂缝
f4地裂缝呈NE70°走向，与地铁线路相交于劳动南路大唐西市V场东侧（图2），地裂缝活动造成路面变形隆起，新铺地砖开裂等，表现为带状破裂，影响带宽度约2.2m，裂缝水平张开量为0.5cm（图3）。
2.2f5地裂缝
f5地裂缝的西段走向为NE70°，与地铁线路交于高新路枫叶高层小区门口，附近没有明显的变形迹象，为隐伏状态，该段地裂缝活动性弱；f5地裂缝东段走向为NE60°，与地铁线路交于兴庆公园北门，造成墙面开裂，裂缝贯穿整个墙体（图4）。
2.3f6地裂缝
f6地裂缝西段走向为NE80°，与地铁路线交于高新路与科技四路路口，该处路面有多处开裂现象，影响带宽约18m，该段地裂缝活动性强（图5）；f6地裂缝中段走向为NE56°，与地铁路线交于咸宁中路与复聪路路口东28.6m处，造成路面地形起伏明显，最大错距达17cm；f6地裂缝东北段走向为NE45°，与地铁路线交于纺北路，路面有裂缝，且交汇处西侧的围墙及住宅楼墙面开裂，裂缝一直贯通至楼顶。
2.4f7地裂缝
f7地裂缝西段走向为NE70°，与地铁路线交于唐延路陕西妇女儿童活动中心西门以北216m处，裂缝延伸长度为6m；f7地裂缝东段走向为NE59°，与地铁路线交于咸宁东路，在交汇区域附近未见裂缝出露迹象，判断f7地裂缝在该段的活动性弱。
2.5f8地裂缝
f8地裂缝西段偏西的区段走向为NE76°，与地铁路线交于亚迪路与锦业二路路口，路面发现多条裂纹，该段裂缝活动性相对较强；f8西段偏东段走向为NE75°，与地铁路线交于唐延路，路面发育有1条长4m、宽1cm的裂纹，另外在省体育训练中心院内还发现多条走向一致的地裂缝，地表多处开裂。
2.6地裂缝年活动速率
根据相关监测资料，得到与地铁6号线相交的主要地裂缝的年平均活动速率变化情况（图6）。由图6可知，在现有的地质环境条件下，与线路相交的大部分地裂缝均处于稳定阶段，活动速率一般均小于5mm・a-1，整体活动趋缓，相比而言f6地裂缝较为活跃，应加以关注[15]。
3地铁隧道设防
3.1分段隧道结构的变形破坏
在地铁隧道与地裂缝相交的情况下，地裂缝活动会导致土体发生位移和变形，从而引起地铁分段隧道结构之间的净空发生变化。由于受地裂缝倾角和线路夹角的影响，相邻分段隧道结构之间的预留空间将随地裂缝的活动产生三维位移，即在竖向、轴向和横向上发生错位、拉伸与扭动等变形破坏，也就是说，斜交条件下分段隧道结构之间将产生明显的三向位移，从而引起其内部净空减小，严重影响列车行车安全。地裂缝活动作用下相邻分段隧道变形位错的横断面投影见图7，设o'为o的轴向投影，b'为b的轴向投影，则ab（即Δz）为相邻分段隧道的垂直位错量，ac（即Δx）为横向位移量，ab'为平面上的轴向拉伸位移量。由于地铁整体式衬砌隧道和盾构隧道均无法适应地裂缝的大变形，地铁隧道穿越地裂缝带时必须采取分段设变形缝加柔性接头进行处理，才能保证工程安全。
3.2隧道纵向设防长度
课题组通过大型物理模拟试验和数值分析等，得出地铁隧道设计时地裂缝的影响范围为60m，其中上盘35m，下盘25m。在地铁隧道分段设特殊变形缝，而分段隧道设防区域长度，即在隧道纵向上需要进行设防的总长度（L），将随隧道轴线与地裂缝之间的夹角θ的变化而变化，分段隧道与地裂缝斜交平面如图8所示。
假定地裂缝呈理想线性延伸，根据几何关系可确定在纵向上地铁隧道受地裂缝影响的长度，即隧道沿纵向需设防的长度，计算公式为
L=L1+L2=D1sinθ+D2sinθ=D/sinθ（1）
式中：L为隧道纵向设防总长度；L1为上盘设防长度；L2为下盘设防长度；D为地裂缝影响区域范围；D1为上盘影响区宽度；D2为下盘影响区宽度；θ为地铁隧道与地裂缝的夹角。
将相交夹角和地裂缝上下盘的影响区宽度代入式（1），可得到地铁6号线隧道在与各地裂缝相交位置的纵向设防长度的理论计算值（表1）。
并且地铁隧道与地裂缝相交的夹角越小，隧道纵向设防的长度就越大，所以在设计线路走向时应尽量与地裂缝正交或呈大角度相交，避免与之小角度相交。
4结语
（1）分析了与西安地铁6号线相交的地裂缝的灾害特征，以及其年活动速率，认为沿线地裂缝活动总体处于稳定阶段。
（2）根据几何关系得出，分段隧道将随地裂缝的活动产生三维空间位移，从而引起相邻分段隧道结构在竖向、轴向和横向上发生错位、拉伸与扭动等变形破坏，严重影响行车安全。
（3）通过数学公式定量计算了地铁隧道的纵向设防长度，并提出在设计地铁线路时应尽可能与地裂缝呈大角度相交。
（4）地铁穿越地裂缝产生的震动会影响地层的稳定性或引发地表沉陷，从而加剧地裂缝的发展，应长期观测沿线地裂缝活动速率的动态变化。
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【关键词】地铁；盾构隧道；加固技术
中图分类号：U45文献标识码：A文章编号：1006-0278（2016）01-191-01
进入21世纪以来，我国社会经济呈现了高速的发展势态。在这样的势态下，城市建设规模也越来越大。而城市地铁工程的建设，有助于改善城市交通，并促进城市经济发展。在地铁工程建设中盾构隧道施工过程中，会采取到一些先进的科学技术，其目标是使地铁盾构隧道的稳定性及安全性得到有效提高，例如：地铁盾构隧道加固技术的应用，便能够实现上述目标。鉴于此，本文对“地铁盾构隧道加固技术”进行分析意义重大。
一、地铁盾构隧道施工分析
在地铁工程建设过程中，大多数使用基于盾构法施工的盾构管片结构作为交通隧道结构。但是，在实际施工过程中，会受到很多因素的影响，例如受到周围土体、地下水位等外力作用的影响，会使地铁盾构隧道的安全性难以得到保障，进而加大安全事故的发生。与此同时，对于城市环境来说，存在复杂化的特点，基于盾构法施工期间，易引发较多的施工问题，例如出现地铁下穿地铁股道以及带来较为严重的地层沉降状况等。针对上述问题，便需要在地铁盾构隧道施工中加以重视。在掘进过程中，需控制地铁盾构隧道施工对附近建筑物与结构物产生的影响。并且，针对地下水丰富地段以及大埋深区等部位的施工，需认真分析施工参数，确保开挖面的稳定性，进一步使盾构施工的安全性得到有效保障。
二、地铁盾构隧道加固关键技术分析
在上述分析过程中，认识到地铁盾构隧道施工需注意各种问题，在确保安全施工的基础上，才能够使地铁工程施工质量得到有效提高。由于钢管加固技术是盾构通车后的加固技术，而隧底注浆加固是盾构掘进过程的技术，这两项技术均非常重要，因此笔者认为，在地铁盾构隧道施工过程中，需掌握两大方面的关键技术：
（一）钢环加固技术
在地铁隧道钢环加固技术应用过程中，首先需保证管片的干燥与清洁，进一步在环状裂缝中将一定数量的泡沫条塞进去，并在与管片有一定距离的地方将>2mm的胶条贴上，然后做好弹性环氧胶泥的填充工作，并且需要保证胶泥的平稳、整齐。基于钢环安装过程中，需对管片上的污泥进行清洗，并保证清洗完全，进而完成相应的打磨处理工作，使钢板和混凝土之间的粘结强度得到有效保证。
除上述钢环基本安装技术以外，隧道管片的加固工艺还体现在诸多方面：1.在管片粘贴芳纶布。以隧道在运行过程中的具体情况为依据，首先需对混凝土表面进行打磨，然后完成相应的基层处理工作。并在隧道顶部裂缝比较大的管片将纤维芳纶补粘贴上，以此起到补强的作用。此外，需注意粘接剂的优化选取，并进一步做好固化养护方面的工作。2.道床的切割及凿除。基于加固期间，需保证轨枕以及轨道不发生移动，进而对道床进行切割。需对与道床中心两侧距离1150mm以外的道床及水沟进行切割与凿除，并确保切割深度能够到达盾构管片。切割工序完成之后，需针对道床侧面完成相应的凿毛处理工作，增加钢环横断面，对由于施工影响线路设备设施出现损坏的状况需尽最大限度避免。3.钢板防腐垂。基于钢板以及拉条进入施工现场前，需针对SPUR涂层进行相应的防腐处理工作，确保涂层的均匀性，并实施分层喷涂措施，喷涂厚度需>1.2mm；并且，其焊缝位置需进行防腐处理工作，同时其背部需进行除锈方面的处理。4.管片优化处理。在盾构隧道运行期间，在管片部位容易有裂纹发生，为使裂纹增大，需在地铁隧道内及时采取加固应急处理措施。若管片出现了变形的情况，需采取有效的修复措施，主要针对管片结构进行修复。基于修复过程中，需以管片结构变形实际状况，选择合理科学的修复手段，一般的修复手段有刚度修复与耐久性修复等。此外，还可以使用钢圈进行加固，使管片结构的刚度得到有效增强，进一步使盾构隧道在运行过程中的稳定性及安全性得到有效保证。
（二）隧道底部注浆加固技术
在隧道底部注浆加固过程中，也需要注重技术应用的合理性及科学性，主要包括的技术有：1.基于盾构隧道底部加固过程中，需处理好喷涌显效，同时合理布置注浆孔。倘若隧道底部为淤泥层，则需使用纯水泥浆单液进行注浆；若为液化砂层，则需使用双液注浆（水玻璃+水泥浆）进行注浆。2.在加固期间，需以实际情况为依据，进而对单液注浆与双液注浆方式交替应用，以此起到增强加固效果的作用。加固期间，对于隧道沉降、变形状况的发生需充分避免，进而使隧道处于正常运行状态。3.在加固期间，需应用到4%溶度的硅酸钠溶液以及42.5R普通硅酸盐水泥，避免所使用材料的单一化；此外，还需要确保所使用材料参数设置的合理性及科学性。4.在刚换管片外侧加固过程中，需在隧道两侧完成相应的压渗透注浆处理工作，以此使地铁隧道结构得到有效保护。
三、结语
通过本文的探究，认识到地铁盾构隧道加固技术的应用，能够使地铁盾构隧道结构的稳定性及安全性得到有效保证。但是，在实际施工过程中，还潜在一些较为明显的问题，比如容易受到周围土体、地下水位等外力作用的影响，进而使地铁盾构隧道的安全性难以得到保障，进而加大安全事故的发生。为此，地铁工程在采取盾构隧道加固施工过程中，便有必要注意一些基本事项，这样才能够确保技术应用效果得到有效体现。总结起来，主要需要做好钢环加固方面的技术工作以及隧道底部注浆加固方面的技术工作。相信从以上两大关键技术环节做好，地铁盾构隧道加固技术的效果将能够有效体现出来，进一步为地铁工程整体质量的提升奠定夯实的基础。
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关键词：铁路隧道，施工，技术，应用
中图分类号：TU74文献标识码：A
前言
现代铁路隧道建设必须注意强化资源配置，坚决贯彻统筹规划，统一建设的施工原则。重视铁路隧道设计，注重加强支护和施工通风，注重地质分析和监测工作，应用新的施工方法进行正确的选择。创造一个安全、快速的施工条件。众所周知，铁路隧道的质量取决于钻孔和爆破质量，所以首先要确定爆破钻孔和爆破面，在掌握爆破技术及其特点的前提下在进行爆破施工。
1铁路隧道工程施工中的技术要求
1.1铁路隧道工程的难点
首先，铁路隧道施工距离长，地质条件复杂，地质断面较大。据调查很多铁路隧道的施工距离都超过了千米，断面的净空有效面积相对较小。这也使得隧道和断面呈现出不同的角度，不能直接进行施工修建，这样在施工挖掘过程中发生冒顶和岩层松动的可能性就会增大。其次，铁路隧道工程技术含量较高，高标准严要求。很多铁路隧道工程的基础设施目标值较高，并且预留出进一步提升的空间和环境，同时随着国家对铁路隧道工程的要求提高，主体结构的使用寿命规定为100年。同时由于我国地形地质环境多样化，铁路隧道穿过的山地岩层环境复杂，对于岩层中的水层要严密监控，一旦发生透水事故将十分严重。然后，水文地质环境复杂，环境因素较多，隧道的排水功能要求过高。很多铁路隧道穿过含有水层的山体，常年出现透水现象，这就要求铁路隧道要建有十分完善的排水系统。最后，隧道围岩复杂，存在潜在的危险。由于隧道的开通将会导致原本紧密在一起的岩层分离，开始受到风化腐蚀的影响，这就会造成隧道内会出现一定的冒顶片帮的事故。
1.2铁路隧道的施工原则
对于施工过程中的质量控制要深入考虑铁路行业的规范，充分考虑工程的经济性，控制材料的用量及设计经费，对隧道的设计工作要进行优化，要改变过去的只注重于加固的治理观念，应该从基础开始进行综合治理，从设计开始，多个部门协同工作，从工程质量的根源抓起，切断问题的途径，同时要全面考虑设计过程中的设计原则，充分利用国内外先进的设计生产理念，并采用计算机辅助设计技术，优化设计程序，及时应用于生产实践中。
2铁路隧道施工中的问题
2.1地下水渗漏
地下水渗漏是铁路隧道施工中的一个比较常见的问题，出现渗透问题将会大大缩短隧道的使用期。隧道渗漏的主要原因主要由以下几点：首先，很多不合格的防水材料在市场上时常出现，很多防水材料生产单位不符合要求，仅仅追求高额利润，同时铁路施工部门在检查过程中没有注意，这就造成了铁路隧道的漏水隐患。其次，隧道内岩石和岩石表面的排水处理不当，出现局部凹陷的现象，同时地表水没有进行处理，隧道表面未经处理直接进行防水板的铺设，这就容易造成防水板的破裂，导致渗水隐患。
2.2衬砌开裂
损坏衬砌是隧道的主要设施。衬砌不仅要承受地层压力，而且要防止岩层变形和塌陷。如果衬砌发生破坏将直接影响隧道的稳定，大大降低可靠性，同时将会严重危害交通安全。衬砌破坏将会降低隧道结构应力，容易变形。在外力作用下，将会降低隧道间隙，使隧道结构倾斜。同时还会发生脱落现象，影响行车。
2.3隧道结构腐蚀
隧道腐蚀主要体现在衬砌的腐蚀。衬砌与土壤直接接触，土壤中含有大量的水，尤其是一些含水层，水将会通过毛细变形缝渗入衬砌内部从而造成腐蚀。一旦发生腐蚀，将会使隧道的性能大大降低，产生变形，缩短隧道使用寿命，也会对交通安全造成巨大威胁。隧道结构腐蚀主要因为存在一些腐蚀介质，同时存在容易受到腐蚀的材料。
2.4其他问题
隧道顶板支护不稳定也是重要的安全隐患。如果支护是不稳定的，会使隧道顶板支撑失去一定的稳定性，因此会导致隧道变形，引发一系列的问题。塌陷是隧道施工中的最严重的问题，隧道壁周围岩石坍塌将会使隧道失去稳定性，尤其是隧道入口的地方如果岩石长期，受到风化就会呈现粒状，从而失去自稳能力，容易导致塌陷。
3铁路隧道施工技术措施
3.1选用性能优良的材料防水材料的好坏直接影响隧道工程的防水性能，所以必须在材料选择上严格控制。要通过比较不同的材料规格，结合施工的具体需要，选用最好的防水材料，以确保工程质量。在防水材料施工过程中要打下一个良好的防水板铺设环境，使防水板上下得到控制，以确保防水板所有区域都能抵抗围岩。
3.2做好防腐处理在铁路隧道施工中要关注岩层的腐蚀问题，只有解决好铁路隧道的防腐问题才能延长铁路隧道的使用寿命，让其更加安全的发挥其作用。如何做好铁路隧道的防腐处理有以下几点：首先，要注意隧道口岩层的防腐处理，因为隧道口的岩层长期于空气中，更容易受到风化、雨水的影响，一旦隧道口岩层发生腐蚀将会形成恶性循环，影响到隧道内部的岩层的稳定。针对隧道口的岩层要建设防腐层，通过砌砖和涂抹防腐材料来进行防腐处理。其次，要注意隧道壁岩层的防腐问题，采用高性能的防腐混凝土进行施工建设，使用不和水发生化学反应的材料进行施工建设。最后，在选用材料时要选用耐腐蚀的材料，在施工时在材料中添加防腐剂。
3.3做好项目预评价根据不同的施工环境，使用具有针对性的探测方法进行设计，特别是复杂地带，在施工前，要进行地质钻探和地震波的预测，提出辅助施工措施。地质隧道施工技术是隧道施工的关键工艺，要配备地质专业技术人员，认真做好现场调查工作，在隧道施工中，要认真针对预评价文件进行施工准备。施工过程要进行必要的补充测量和验证。根据围岩的地质条件，进行联合检测，根据地质预报，通过对地质变化的地质素描，来反应不同的地质环境，进而来发展和适应野外施工方案和安全技术措施，防止事故的发生。
3.4加强监督管理在施工监测过程中，要运用专业的测量仪器和工具对围岩和支护结构的工作状态变化及时进行监测。为施工部门及时提供围岩的安全信息。保证支护结构的稳定性，施工部门及时对施工进行调整和修改。监管部门要了解地质环境条件。及时监测围岩内部的位移和两层围岩的压力与支护力。及时对隧道壁表面应力和裂纹进行测量，施工部门针对监测结果及时修正施工步骤。监测部门及时绘制各种图形和图表，对施工中的有关测量数据进行分析和处理。
4结束语
铁路是交通运输的主体，也是经济发展的基础。因此，铁路建设是经济发展的关键，在铁路建设施工中铁路隧道的安全稳定一直是一个难点。因为在隧道施工中存在空间小，工程量大的特点，易受周围土壤和天气的影响。因此在铁路隧道施工中要针对施工特点进行施工规划。以确保铁路隧道施工的安全稳定。
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关键词：铁路客运；专线隧道；施工质量；管理策略
Abstract:Chinarailwayareconstantlyconstructionandimprovementin,andintherailwaypassengertransporthasmadeoutstandingprogress,especiallytheestablishmentoftherailwaypassengerspecialline,becomeChina'srailwayconstructiontosignofmoderndevelopment.Speciallinetunnelconstructionasanimportantprojectoftheconstructionoftherailwaypassengertransport,oneoftheeffectiveoperationofrailwaypassengertransporthasimportantinfluence.Therefore,intheconstructionofrailwaypassengerspecialline,moreshouldpayattentiontoimprovespeciallinetunnelconstructiontechnology,effectivemanagementofconstructionquality,inordertoimprovethehigh-speedpassengerrailwaytunnelconstructionqualityforrailwaypassengernormaloperationprovidedprotection.Thisarticlemainlyaimsathigh-speedpassengerrailwaytunnelconstructionisdiscussed,putsforwardsomeconstructionqualitymanagementstrategy.
Keywords:railwaypassenger;Speciallinetunnel;Constructionquality;Managementstrategy
中图分类号：TU71文献标识码：A文章编号：
我国在社会建设与城市发展过程中，将铁路客运建设作为重点工作对待，提高铁路客运专线的施工技术，规范施工质量，从而达到提高铁路客运专线运行质量的目的。在铁路客运专线施工中，隧道施工的要求更为严格，需要施工人员提高重视，以专业的态度、饱满的热情、高水平的施工技术、高效率的管理手段，有效控制铁路客运专线隧道的施工质量，进而保证铁路客运专线的高效、高质运行。
一、铁路客运专线隧道工程施工特点以及施工原则
铁路客运专线隧道工程是我国建设铁路客运的重点工程，因此，专线隧道的施工成为相关部门重点关注的对象，对其施工的要求也比较严格，需要施工人员提高重视，从铁路客运专线隧道工程施工特点入手，探寻铁路客运专线隧道工程的施工原则。
铁路客运专线隧道工程施工特点：隧道是铁路客运专线施工中所遇到的最大障碍，因为隧道工程在施工中具有如下特点。隧道本身具有空间狭小、环境恶劣、通风与采光困难等特点，因此，隧道工程施工也受到这些客观因素影响；对隧道工程进行施工，需要有高水平的技术人员凭借专业理论知识与实践经验设计工程施工图纸，有效地分析隧道工程施工中的不确定因素，并针对各种问题提出预防解决方案，以期能够保证施工的有序进行，有效地控制施工质量。
铁路客运专线隧道工程施工原则：由于隧道工程施工环境恶劣、施工难度大等特点，所以相关施工人员必须严格遵循施工原则，以在保证个人人身财产安全的前提下，控制与管理隧道工程的施工质量。在施工前期，必须对隧道的地质状况进行分析，建立综合地质预报系统，以降低施工危险性；根据实际需要合理选择施工机械设备，避免振动性较大的机械设备造成隧道坍塌情况；按工程图纸进行施工，遇到需要变更的地方必须与技术人员协商解决；工程施工所产生的废物等必须及时清理，保证隧道周边生态环境的稳定性与平衡性。另外，在施工过程中，施工人员必须严格按照施工时间进行施工，以保证施工有序进行，为施工质量提供保障。
二、铁路客运专线隧道工程施工质量管理策略
我国对铁路客运专线隧道工程施工的要求不断提高，不仅明确规定施工工艺中混凝土搅拌的温度、强度、含气量以及模板安装的尺寸等，而且对施工材料、工程结构质量等也提出了更高的要求。因此，在铁路客运专线隧道工程施工中，不仅要保证隧道工程施工的质量，还要保证工作人员的人身财产安全。相关管理人员必须对铁路客运专线隧道工程施工进行严格的管理，以在保证工作人员安全的前提下，促进工程高效、保质、按时完工。
第一，增强工程施工质量控制监督力度。隧道工程施工单位对隧道工程质量具有不可推卸的责任，因此，施工单位必须提高对工程施工质量的认识，积极完善工程施工质量控制与监督机制，增强监督力度，能够在第一时间发现施工中存在的质量问题、安全隐患等，进而提出有效的解决方法，使工程能够顺利进行，控制工程施工质量。
第二，加强对新型施工工艺的研究与实践。铁路客运专线隧道工程的施工难度较大，运用普通的施工工艺很难提高施工质量，达到理想的效果。因此，要想有效控制施工质量，就必须加强对新型施工工艺的研究与实践。相关工作人员可以根据国家最新的施工要求，从工程施工材料、施工方法、质量控制要求等方面入手，从精细的方面改进施工工艺，以提高施工质量，促进工程施工质量管理水平的提高。
第三，规范工程质量检测流程，提高质检效率。任何工程施工都需要进行质量检测，铁路客运专线隧道工程也不例外。受到新材料、新工艺、新技术、新标准等的影响，隧道工程质量检测方法与流程也应该做出相应的改变。质检工作人员必须积极完善质检制度，创新质检方法，规范质检流程，将隧道工程质量的真实情况呈现出来，为施工单位改进施工工艺、提高施工质量提供参考，同时也为有关部门的决策提供依据。
第四，改革质量控制手段，提高质量管理水平。铁路客运专线隧道工程施工质量的管理，需要所有工作人员共同努力才能达到理想的效果。因此，在隧道工程施工中，施工人员必须提高质量管理认识，积极配合质量管理人员的工作，听从技术人员的指导，针对不同的质量问题，实施科学、合理的解决措施，以提高铁路客运专线隧道工程的施工质量。
重视隧道工程的耐久性问题：隧道工程的耐久性是施工人员必须考虑的问题，它受到各种因素的影响，尤其是混凝土裂缝、隧道渗滤水、使用环境等因素，对隧道的耐久性影响最大。因此在施工中，施工人员必须对这些问题进行充分地思考，详细规划施工流程、运用创新工艺，最大化地避免这些问题，增强隧道的耐久性，提高隧道工程的质量。
施工技术创新问题：目前，我国隧道工程施工中较为有效的施工技术是全断面光面爆破技术与全过程防排水施工技术。这两种施工技术将施工流程更加细化，从小的方面进行施工设计，并将防排水作为施工重点工作之一，提高隧道的耐久性，进而为工程质量提供保障。
结语：
总而言之，我国铁路客运专线的施工受到社会各界的重视，尤其是铁路客运专线隧道的施工，因其施工要求高、所需技术复杂、质量控制难度大等特点，更是需要施工人员提高重视，积极探索创新而有效的施工技术，并加强质量控制与管理力度，进而提高铁路客运专线隧道的施工质量，为铁路客运专线的有效、有序运行提供保障。随着我国对铁路客运专线隧道施工要求的不断提高，质量控制手段的不断更新，铁路客运专线将最大化地发挥其作用，为我国建设社会主义国家做出重要贡献。
参考文献：
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[2]谭太昌．客运专线隧道衬砌施工质量常见问题分析及处理措施[J].铁道标准设计，2007，（04）.
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[4]王大民．铁路客运专线无碴轨道隧道渗漏水的预防与整治[J].国防交通工程与技术，2010，（01）.
关键字：长大隧道，隧道通风，新通风技术
中图分类号：U45文献标识码：A
近年来，我国铁路交通事业发展迅猛。隧道建设中，通风方案的好坏及运营效果的优劣都将直接影响到隧道的施工及救灾。我国也逐渐重视铁路隧道的通风设计问题。
工程概况
北天山隧道全长13.6公里，是精伊霍铁路的头号控制工程，也是我国目前在建的铁路特长隧道之一。隧道地处天山深处，地势险峻，地质复杂，埋层深。由于受客观地理条件的限制，建设者在隧道内无法设置斜井或竖井辅助施工，只能分别从两头掘进。担负隧道出口施工任务的中铁十七局集团克服困难，独头掘进达6805米，这在铁路长大隧道施工中是少见的。
石太铁路客运专线是我国第一批开工建设的客运专线，是一条集新技术、新工艺、新设备于一体的跨世纪高新技术系统工程，修建石太客运专线，与既有铁路实现客货分线，新线输送旅客设计时速每小时达250公里，太原至石家庄间的旅行时间缩短至一小时以内，将大大提高与高速公路竞争的能力。客货分线后，可充分释放石太既有线的货运能力，对提高交通运输质量、满足社会发展对运输的需求、推动沿线区域经济以及区域国土开发起到十分重要的作用。
石太客运专线专线将建隧道32座，隧道延展长度74.58公里，占新建铁路长度的45.9%。其中，太行山、南梁隧道是该线的重点工程项目。
太行山隧道长约27.84公里，设计为双洞两条单线隧道，左线隧道长27.839公里，右线隧道长27.848公里，是目前我国在建高速铁路最长的山岭隧道之一，隧道穿过太行山山脉主峰越宵山。
南梁隧道长约11.53公里，其中包括双线隧道长5.315公里；喇叭口过渡段隧道长0.48公里；左单线隧道长5.731公里，右单线隧道长5.743公里。
铁路隧道运营通风方式
机械通风
利用风机通风，一般采用纵向通风方式。机械通风设备主要包括风机、动力设备、通风机房、通风道和帘幕等。帘幕一般用于长大隧道通风，用信号控制其启闭装置，如采用与车站闭塞信号相联锁，确保行车安全。
特别长的铁路隧道通风，由于受到机械通风风速以及列车通风隧道的间隔时间的限制，要在行车间隔时间内排除隧道内聚集的污浊空气，一般采用分段式通风。
自然通风
铁路隧道由于洞内和洞外的气温不同，空气密度因此有差别，另外隧道两端洞口海拔高度不同，会产生气压差，从而引起隧道内空气的流动。尤其在列车通过长大铁路隧道时，会产生同列车运行方向相同的气流，即活塞风等。这些因素都会引起隧道内空气流动，通常称为自然通风。一些略短的隧道利用自然通风，一般有可能达到隧道运营通风的要求。
三、良好通风的重要性
1、稀释氮氧化物，以保证环境标准
铁路隧道通风的基本任务是采用安全、经济、有效的通风方法，供给隧道足够的新鲜空气，稀释和排除有毒有害气体和矿物尘埃，调节隧道内气候条件，以防止各种伤害和爆炸事故的发生。而为了保证通风按设计的线路流动，使各个通风地点得到所需要的风量，就必须在某些巷道中设置相应的通风设施，对风流、风量进行控制。
2、排除烟雾，用于火灾防排烟
铁路隧道通风技术可以有效预防灾害的发生，灾害一旦发生，通风技术又是控制、缩小、消除灾害必不可少的方式方法。因此，铁路隧道通风系统应该具有较强的防灾、抗灾能力，在灾变时应有利于控制和缩小施工的危害程度与范围，有利于救灾，救人，符合我国以人为本的国策。
太行山、南梁隧道地质情况复杂，不但要通过4478双延米的膏溶角砾岩及岩溶、岩爆和富水构造带及黏土、新老黄土等特殊地层，而且还相互毗连，两座隧道累计长度接近40公里，需在隧道内进行防灾救援模式、运营通风与防灾通风、火灾预警系统和控制系统等特殊设计。
铁三院工程技术人员为保证太行山、南梁隧道工程质量的百年大计，结合工程实际和设计需要，先后对《膏溶角砾岩工程特征及隧道结构与施工安全对策研究》、《客运专线单双线隧道渐变段结构型式研究》、《特长隧道防灾救援、安全疏散及通风技术研究》等课题进行研发，并获准作为2006年铁道部重大科技开发计划项目。
铁三院在《特长隧道防灾救援、安全疏散及通风技术研究》课题中，提出了“以防为主，防消结合，方便自救，快速疏散”的防灾救援原则，率先在铁路特长隧道内引入“紧急救援站”的设计理念。当列车意外发生火灾事故后不能及时驶出隧道时，列车可停靠在一个疏散条件完善的救援站。“紧急救援站”设有防灾通风设施，满足旅客在隧道内需要的新鲜空气，达到保护旅客、降低事故损失的目的。铁三院开发的《特长隧道防灾救援及安全疏散模式标准》、《特长隧道运营通风及防灾通风技术标准》阶段技术成果，已通过铁道部专家评审，填补了我国铁路特长隧道防灾救援、安全疏散、运营通风及防灾通风等技术领域的空白，为特长隧道的安全设计、运营管理、防灾救援、通风组织等，提供强有力的技术和理论支持。
长大铁路隧道通风设计分析
射流风机喷射角度对隧道轴线风速的影响
射流风机是一种特殊设计的轴流风机，风机出口的气流平均速度30m/s左右。
由于烟尘的密度大于空气的密度，集中在隧道横断面中下部。为了改善隧道内空气的空气质量，应尽量提高隧道路面空气的流动速度，这就是需要射流风机出风口与隧道轴向呈一定夹角。
检测通风效果
通风效果的检测是对竣工运营后的隧道通风状况进行实地检测。其最大困难在于设计交通工程的组织以及灭火排烟时效果的检验。成功的通风效果检测，不仅仅是对通风方案有一个实际的考察和评估，而且会为通风控制方案的完善提供有用的帮助。
通风管理措施
4.3.1成立以项目经理为中心，由安全员、通风管理员、通风检测员参加的通风管理机构，负责通风系统各种设备的管理和检修，督促严格按既定的通风方案实施、操作，不得走捷径，不得图省事。
4.3.2通风检测员应定期测试洞内风速、风量、气温、气压、瓦斯浓度等，并做出详细记录，及时反馈到现场主管人员并采取相应必要的措施。
4.3.3通风机应装有保险装置，当发生故障时应能自动停机，且通风机应有适当的备用数量。
4.3.4如通风设备出现事故或洞内通风受阻，作业条件太差，所有人员应撤离现场，在通风系统未恢复正常工作和经全面检查确认洞内已无有害气体之前，不得进入洞内。
长大铁路通风新技术
中铁十七局集团在精（河）伊（宁）霍（尔果斯）铁路北天山隧道掘进中，总结开发出的“超长距离通风技术”，实现了多公里独头掘进无障碍通风，创铁路隧道长距离通风之最，被专家们称为“长大隧道通风技术的重大突破，在全国同行业处于领先水平”。
由于隧道独头掘进距离长，给施工通风带来很大的困难，施工中，如果隧道里的粉尘和烟雾，不能及时排出，将严重威胁到职工的身体健康和工程的进度，针对这些问题，该集团指挥长张秋生率领有关人员钻入大山深处，进行隧道施工长距离通风试验。
经过多次艰难的技术攻关，他们总结开发出“超长距离通风技术”。这种通风技术的最大特点就是采用改变风向和风速的原理，迅速将隧道里的污浊空气排出洞外。
专家们称，此项技术的发明，是对长大隧道施工通风技术的一大贡献，开创了铁路长大隧道施工长距离通风的新纪元。
结束语
随着隧道施工技术和井巷工程技术的不断发展，其施工通风技术也在不断提高并向着综合通风技术的方向发展。其不断发展还涉及相关技术的提高和完善，涉及设备专业去进一步研究开发更好的通风设备和配套设备，使通风技术在理论上通俗易懂，在实际操作中简捷方便，并且能够合理使用和配备资源与设备，使隧道与地下工程出现更多的绿色环保工程。
参考文献：
[1]杨冠雄.铁路隧道运营时防灾系统设计分析，台湾中山大学研究报告，2001.07
[2]陆懋成.华釜山瓦斯隧道施工通风新模式介绍C.中铁隧道工程科学研究所第一届学术交流会论文集/洛阳：中隧科研所，2000.12
[3]苏立勇.铁路隧道通风设计问题分析[J]，现代隧道技术，2005.05
关键词：盾构隧道上方铁路数值分析沉降影响
Theresearchofaffectionontheshiledtunnelconstructiontotopoftherailwayembankmentsettlement
LiFengshengShenzhenHighwayEngineeringConsultantsLimited
Whenthesubwaypassesthroughexistingrailways，thegroundmovementcausedbytunnelconstructionmaymakethedifferentialsedimentationoftherailwayabove.Ifthedifferenceexceedsthelimitation,itwillmaketherailwaybedsubsideandtherailbendandoutofshape.Atthesametime,itwillmakethepositionoftherailchangeanddoharmtotheoperationofexistingrailways.Therefore,itisnecessarytoanalyzetheinfluenceoftheconstructionofthetunneltotherailwaybedabovesubside.Thisdocumenttakethebackgroundoftheaffectcausedbyshieldtunnelsoftheextendlineofshanghailine2passingthroughtheHu-kunline.ShieldtunnelontopoftherailwayNumericalanalysisSettlementinfluence
一、工程简介
上海市轨道交通2号线的西延伸工程位于青浦区、闵行区、长宁区境内。共包含3站3区间，均为地下线路，线路终点与2号线淞虹路站相接。隧道覆土厚度最小为8.789m，最大为17.814m。拟采用单圆盾构法施工，盾构隧道外径约为6.2m。该区间隧道在里程SK1+140处下穿沪昆铁路线，穿越点距离始发井诸光路站约341m，距离旁通道约44.5m，铁路与隧道间的夹角为88°，隧道顶部覆土厚度约15.2m。经勘察揭露，地基土勘察范围内均为第四纪松散沉积物，属第四系河口、滨海、浅海、湖泽相沉积层，主要由饱和粘性土、粉性土以及砂土组成，一般具有成层分布特点。
二、根据以上条件建立了三维有限元模型，模型长48.4m，宽41.2m，高40m隧道埋深为15.2m，具体尺寸及结构间相对位置关系如下图所示。
图1.1整体模型图图1.2隧道与铁路线位置关系图
隧道施工过程为先施工隧道下行线，挖通后，再施工隧道上行线，其具体过程如下图所示。
1.3隧道施工过程图
模拟两条盾构隧道施工引起的地表变形时，如图1.4所示，选取了3个典型断面，即横断面1（铁路单线中心线）、纵断面1（下行线隧道中心线）、纵断面2（上行线隧道中心线）以及2个关键点（a点、b点）进行详细分析。
图1.4模型平面示意图
三、盾构施工对国铁沪昆线的影响
（1）横向地表沉降
下图分别为下行线推进完成时和两隧道全部挖通时，既有铁路路基的变形云图。
a)下行线推进完成
b）上行线推进完成
图3.1铁路变形云图
Ⅰ.施工下行线隧道
施工下行线隧道引起的地表横向（即横断面1所对应地表）沉降见图3.2所示。
图3.2横断面1地表沉降曲线（施工下行线隧道）
Ⅱ.施工上行线隧道
施工上行线隧道引起的地表横向（即横断面1所对应地表）沉降见图3.3所示。
由图3.2、3.3可知，下行线隧道施工引起横断面1地表最大沉降为21mm，且位于下行线隧道中心对应地表处，沉降随着盾构机的推进逐渐增大，但增大的速率随盾构机的远离而逐渐减小，并且沉降趋于稳定；上行线隧道施工后，下行线隧道中心线对应地表沉降增大为24mm，而上行线隧道中心对应地表沉降值为23mm，说明上行线隧道的施工对下行线隧道对应地表变形影响不明显。
图3.3横断面1地表沉降曲线（施工上行线隧道）
（3）纵向地表沉降
Ⅰ.施工下行线隧道
施工下行线隧道引起的地表纵向（纵断面1所对应地表）沉降见图3.4所示。
图3.4纵断面1地表沉降曲线（施工下行线隧道）
Ⅱ.施工上行线隧道
施工上行线隧道引起的地表纵向（纵断面2所对应地表）沉降见图3.5所示。从图可以看出，在盾构推进过程中，在盾构前方一定距离（本次模拟为20m左右）几乎不受盾构推进的影响，而在盾构正上方地表沉降最大（10mm左右），随着盾构不断的推进，地表的沉降不断向前方推移，待隧道挖通以后，盾构推进方向上方的沉降几乎一样（在本次模拟中，下行线隧道推进完成时地表总沉降量为20mm左右，上行线推进完成时为25mm左右）。
图3.5纵断面2地表沉降曲线（施工上行线隧道）
Ⅲ.关键点随隧道施工过程时程曲线
下图分别为关键点a和关键b的沉降随盾构推进过程的变化曲线。
图3.6a点沉降时程曲线
从图3.6和3.7可以看出，关键点a和关键点b随着盾构的推进始终表现为沉降，a点的沉降变化过程为：开始沉降较快（下行线施工时），以后就趋于平缓（上行线施工），并且最大沉降量为25mm，这主要是由于隧道开挖是先开挖下行线然后再开挖上行线的缘故；b点的沉降变化过程为：开始沉降比较平缓（下行线施工），以后沉降较快（上行线施工），最大沉降量为20mm。已经超过了列车运行的限速标准。说明线路的变形已影响了车辆的正常运行安全性，需要采取相应措施。
图3.7b点沉降时程曲线
四、小结
铁路下方盾构隧道施工会不同程度地影响上方铁路路基的沉降，主要表现在纵断面上，本文认为盾构下穿铁路前需对地基采取加固措施。
参考文献
[1]施仲衡,等.地下铁道设计与施工.陕西科学技术出版社,2007.[2]徐祯祥.锚固技术在岩土工程中的应用.岩土锚固技术.
[3]杨旭旭等.地铁与岩土锚固技术.2010.
作者简介：
中图分类号：U25文献标识码：A文章编号：1672-3791(2011)04(a)-0000-00
铁路隧道主要是指在地下或者水下修建铺设铁路以备车辆通行的一种建筑物。铁路隧道根据所在的位置可以大致分为三大类：水下隧道：为了穿越海峡或者河流从海底或者河底穿过的隧道；山岭隧道：在修建铁路的时候为了缩短距离，同时避免出现比较大的坡道从丘陵或者山岭中穿越的隧道；城市隧道：有些铁路的修建的时候不可避免的要通过一些大城市，为了不影响城市整体建设并节省空间，而从城市的地下穿越的隧道。以上三类隧道中比较常见的就是山岭隧道，本文也主要针对山岭隧道展开分析。
铁路隧道在穿越山岭的时候施工难度相对比较大，所以存在很多问题，接下来，笔者就针对一些常见问题作简单说明。
1铁路隧道施工常见问题
近些年，我国在铁路隧道建设方面得到了很大的提升，但是铁路隧道工程具有开挖面积大，施工难度高，技术复杂等特点，所以在施工过程中或者在建成之后仍然存在很多问题，这些问题严重影响了铁路的通行能力。
1.1隧道渗漏水问题
隧道渗漏水是铁路隧道施工中比较常见的一种问题，它会使隧道衬砌混凝土加快碳化，大大缩短了隧道的使用期限。隧道渗漏的主要原因有以下几个方面：
（1）防水材料不合格
由于铁路建设工程数量的急剧增加，对于隧道防水材料的需求也越来越大，于是很多防水材料的生产企业应运而生，在这个庞大的市场当中，难免会有一些单位的产品质量不合乎要求，很多厂家为了追求高额的利润将一些废弃的材料再生制造，铁路施工单位采购人员由于疏忽购进了这些不合格的产品，直接导致隧道渗漏水问题。
（2）排水处理不当
①基岩和围岩基面不平整，局部位置出现凹陷现象；表面渗水点没有处理，渗水随意蔓延；基面上的一些尖锐物没有经过处理直接把防水板和无纺布挂上去，导致防水板破裂；
②防水板铺设不够规范；
③没有对变形缝和施工缝做仔细的处理，使缝隙出现渗漏；
④隧道的基线没有得到妥善处理，留下渗水隐患；
1.2衬砌开裂破损
隧道衬砌是隧道的主体建筑物，也是受力的关键，不仅承受地层的压力，还能够防止围岩出现变形以及塌落。一旦隧道衬砌出现开裂破损，就会直接破坏隧道整体结构的稳定性，大大降低了衬砌的可靠性和安全性，影响隧道的使用，严重的还会危害到行车的安全。
衬砌开裂破损的主要危害是：
（1）降低了衬砌结构的受力能力，容易出现变形；
（2）在外力的作用下，衬砌会出现变形以及轻微的塌陷，减少了隧道的净空空间，使衬砌结构向隧道内倾斜，影响车辆通行；
（3）拱形衬砌可能会出现掉块现象，影响火车通行；
（4）由于衬砌破损，导致裂缝漏水，腐蚀隧道内设施；
1.3隧道结构被腐蚀
隧道结构腐蚀主要体现为衬砌腐蚀，因为衬砌结构直接接触土壤，土壤中含有大量水分，尤其是一些特殊地质还会含有腐蚀性环境水，这些水会通过衬砌的工作缝、毛细孔或者变形缝渗透到衬砌的内部，腐蚀构件。被腐蚀的衬砌在受力性能方面会大大降低，还会出现变形，这样不仅缩短了使用寿命，对行车安全也会造成巨大的威胁。
隧道结构被腐蚀的原因主要有四个方面：
（1）存在一些腐蚀介质；
（2）存在比较容易腐蚀的物质；
（3）土质中含有大量地下水并且具有流动性；
（4）结构的缝隙没有处理好。
1.4隧道中有瓦斯或者其他可燃性气体
我们都知道瓦斯爆炸的后果是多么严重，在隧道施工的过程中，遇到瓦斯或者其他可燃性气体属于最为严重的一种问题。此种问题一般出现在隧道施工的沿线有很多煤矿的情况，由于特殊的地质结构，地层中含有大量的瓦斯以及其他可燃性气体，在隧道开挖的过程中，这些气体和土壤分离，弥漫到空气中，不仅气体本身有毒，而且遇到明火立即爆炸，后果极为严重。
1.5隧道出现冰冻
隧道的冰冻问题一般集中在比较寒冷的地区，由于气温比较低，隧道内部的水以及围岩中的的积水就会结冰，导致衬砌冻裂或者剥落，使衬砌失去稳定性，降低受力能力，影响隧道的质量。
1.6初期支护不稳定
隧道的初期支护是施工继续的基础，也是保证安全施工的关键，如果初期支护不稳定，就会使支护失去一定的稳定性，这样就可能导致衬砌变形，导致一系列的问题产生。
1.7塌方现象
塌方是隧道施工中比较严重的问题之一，一般出现塌方的隧道围岩的完整性比较差，特别是隧道进口的地方暴露围岩部分是完全风化或者强风化的强烈岩体，呈破碎状或者散体状结构，没有自稳能力，在施工中受到爆破震动的干扰，导致塌方。
2铁路隧道施工技术措施
2.1把好材料关
如上所述，防水材料的好坏直接影响隧道工程的防水性能，所以在选择材料上一定要严格控制。最好以招标的形式，对不同规格的材料进行比较，结合具体施工需要，选择最佳的材料，以保证隧道质量。
2.2做好防水排水措施
首先，要铺设好防水板，铺设的时候遵循先拱后墙的顺序，下面的防水板要压住上面的，控制松紧程度，保证防水板的所有面积都能抵到围岩上，两个防水板之间的搭接宽度要大于150毫米。
其次，要处理好施工缝和变形缝等防水比较薄弱的地方。
2.3做好衬砌工作
对于衬砌结构出现的裂缝要及时进行修正，在衬砌的背后如果有空洞可以采用注浆的方式增加其强度，加大底板的稳定性能，还可以采用二次衬砌的方式对衬砌进行加固。
二次衬砌在隧道施工中，可以有效的提高隧道的使用寿命以及外观质量，衬砌主要分为两个部分：二次衬砌和仰拱衬砌。二次衬砌的时间要根据施工现场监控测量的结果确定，通常在初期支护已经基本稳定，整体的收敛值达到规范要求，围岩和初期支护变形率都比较稳定的时候再进行二次衬砌。
2.4防止腐蚀
（1）在选择材料的时候，最好采用耐腐蚀性的水泥；
（2）在混合料中加一些有效防止腐蚀的添加剂；
（3）提高衬砌结构的整体性和密实度，防止水及腐蚀性液体渗入；
（4）加强衬砌结构的排水能力；
（5）在衬砌的外层设置一层隔离层，防止和水接触；
（6）采用防腐蚀性能高的混凝土；
（7）使用和侵蚀性水不发生化学反应的石料做衬砌。
2.5施工隧道保持通风，及时勘测
在施工之前要对施工地点的地质情况做详细的勘察，如果施工所在地的土质中含有瓦斯或者其他可燃性气体，在施工的过程中要注意保持通风，并且随时监测隧道内的空气含量，一旦发现问题及时停止施工，撤离施工人员，加大通风，禁止隧道内使用明火。
2.6加大管理力度
首先，要从施工人员入手，强化他们的质量意识。施工人员是决定施工质量的第一因素，所以要培养施工人员自我检查的习惯，不能单纯的靠监督来保证工程质量。尤其是针对隐蔽工程等细微的操作，更需要施工人员有很强的责任心，才能确保质量。
其次，要加大监管力度，对施工过程制定严密的管理体系，清楚施工中的质量控制要点，做定期检查的同时对一些关键环节要全程监测，一旦发现问题及时上报并勒令修改，不能留下质量隐患。对施工进展做详细的记录，有规范的验收报告，按照相应的规章制度，确定合格之后才可以进入下一个施工环节。
3结语
铁路是交通事业的主体，也是经济发展的基础，是人们生活的必需品。所以铁路的建设是至关重要的，而隧道施工在铁路建设中一直是一个难点、重点。因为隧道施工存在很大的难度，施工空间小，工程量大，受到周围土质、天气、环境等多方面因素的影响，所以铁路的隧道施工中经常出现各种各样的问题，要保证铁路更好的服务于经济，就要解决这些问题。本文笔者结合多年的工作经验，针对一些常见问题作了分析，并提出了相应的解决措施，但是这只是众多问题中的一部分，更多的还需要专业人士去研究，以保证铁路建设事业的发展。
参考文献
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[2]梅志荣，张军伟，李传富，铁路长大隧道建设中地下水防治有关问题研究进展，铁道工程学报，2009年09期.
[3]徐晋蓉，浅析铁路隧道施工中的工程质量管理，山西建筑，2008年12期.
[4]方乐，试析复杂地质条件下铁路隧道施工技术，黑龙江科技信息，2009年20期.
安徽省第三测绘院安徽合肥230031
摘要随着城市地下轨道交通网的建设和发展，建设运营中的隧道可能会在多种因素的影响下发生不同程度的变形，传统的人工变形监测技术无法满足工程的实际需求，利用测量机器人对隧道工程进行实时的自动监测可为隧道工程的建设和后期维护提供可靠的数据参考。本文主要以地铁隧道的变形监测为核心，围绕变形发生的原因、监测内容、监测技术、自动监测的应用、数据处理等内容展开相关讨论。
关键词隧道工程；变形监测；三维监测技术；数据处理
1概述
经济的发展，社会的进步，离不开交通运输行业的支持，随着我国城市化进程的不断加快，社会对交通运输行业的要求越来越高，而在人均占地面积不断减小的情况下，发展交通运输业，只能依靠地下隧道交通运输的发展。地铁隧道工程在建设中和建设后，可能会由于自身结构、地质、水体、临近地区施工等因素的影响，发生隧道裂缝、变形等危及隧道安全的病害，因此对地铁隧道进行实时的、长期的变形监测以便及时发现险情，保障隧道运营的安全性是十分必要的；地铁隧道的变形监测不仅可为地铁的安全运营提供可靠保障，还能为今后地铁工程的修建及周边工程的施工提供重要的参考价值。
2地铁隧道变形监测
2.1地铁隧道变形原因
2.1.1轨道结构变形
地铁隧道变形包括轨道结构变形和隧道结构变形两种形式。其中轨道结构变形的主要原因是列车荷载长期对轨道产生反复作用，使轨道发生几何偏差，进而影响轨道的平整性和顺畅性；除列车荷载作用外，隧道周边建设施工的卸载、负荷、加载也会引起道床的不均匀沉降，这种沉降同样会影响轨道的平整度及顺畅性。对于铁路来说，地铁运行车辆重量较轻、速度低，轨道和车辆行走部分的变形一般不会引起地铁事故，但轨道变形造成的不平顺可能会导致列车发生不正常振动，这会降低列车运行的稳定性，减少用户的舒适度，更重要的是会加快轨道结构部件的损坏速度，从而间接影响列车的行车安全。
2.1.2隧道结构变形
地铁隧道结构变形发生在施工阶段和运营阶段，在施工阶段，地铁暗挖隧道工程是在岩土体内部进行的，在开挖过程中对地下岩土的扰动是不可避免的，这就破坏了地下岩土体原有的平衡条件。隧道开挖时，地层初期受到的影响较小，发生的形变也是微型形变，随着开挖的不断深入，变形会极具增大，然后又趋于缓慢。因此，在隧道开挖过程中应对隧道的拱顶下沉量和地表的下沉量进行检测，以便于对隧道结构的稳定性和开挖工程的安全性提供分析依据。地铁隧道开挖引起的地层变形是一个漫长而缓慢的过程，无论是浅埋暗挖法，还是盾构法，在工程完工投入使用后，都会不同程度的发生整体下沉的现象，尤其是工程处于软土层中时下沉现象更加明显。交通对于经济发展具有促进作用，地铁隧道的建设同样也会促进周边地区建筑行业的发展，地铁隧道附近和隧道上方基坑施工逐渐增多，大规模的交通线网也不断得以建设。在交通网线相互交叉穿越时，新工程的开挖会对既有地铁隧道的受力状况产生影响，原有的受力平衡被破坏，地应力不得不重新分布，由此也引发了地铁隧道的变形。
2.2地铁隧道变形监测内容
地铁隧道变形不仅会影响列车运行的稳定性，还可能对整个工程及其临近工程的结构造成影响，因此做好地铁隧道变形的监测工作，对于维护地铁隧道工程的安全具有实际意义。在实际的监测过程中，不同阶段的监测任务不同，施工阶段主要监测的内容包括工程支护结构、结构自身的稳定性、变形区的地表情况、建筑物情况、管线及其他相关环境；隧道投入使用后监测的主要内容则为隧道运营情况和周边建设情况对隧道轨道、道床和建筑工程结构，同时还应对运营地区附近的地表、建筑、管线等相关情况进行实时监督。对工程施工阶段和投入使用后阶段的变形情况进行分析后，可知施工、使用后期间的隧道结构变形情况、施工阶段的支护结构变形情况、投入使用后轨道、道床的变形情况都属于被监测对象。
2.3地铁隧道变形监测技术
2.3.1传统监测技术
传统监测技术是利用水准测量仪的检测功能对隧道结构的变形情况进行监测，主要对隧道变形区域的断面进行监测。该法在实际使用过程中存在一系列不足：
首先，该法无法使用先进的远程测量技术，在监测过程中不得不打断监测区内的列车运行；
其次，地铁隧道内可视性差，空间受到限制，运行环境复杂，给监测的安全性和监测质量造成了不利影响；
最后，监测点数量受限，若设置监测点过多，不仅会增大工作量，还会延长监测周期的长度，无法准确的反映出变形的真实情况；
若设置监测点过少，无法根据有限的数据得到较为精准的变形趋势，这对后期的隧道结构的变形负荷分析是极为不利的。传统的监测技术已经无法适应现代社会的需求，新型的监测技术急需被研发使用。
2.3.2三维变形监测技术
三维变形监测技术也被称为激光雷达技术，该技术在实际测量时可完全摆脱人工操作，被监测物体的几何图像的排列情况由扫描棱镜中放射的激光点云中获得，通过激光的快速测距功能，建立物体的三维空间模型。当三维变形检测技术在没有发射棱镜的情况下，能以最低10万个点每秒的速度获得某个监测点的三维坐标。检测方法如下：
首先在被监测区域内沿着轨道中心线设置环形闭合测量控制网；
然后在隧道中心后设横断面，间距为3m，将反射标靶分别设置在墙壁垂线、穹拱、地铁路基上，以便于三维激光扫描收集点云；
最后，隧道的三维模型的确定则需要通过数据、连接、存储等数据处理方式实现，这一系列的操作是建立在曲线曲面的非均匀有理B样条曲线表面函数基础上的。
对于地铁隧道的变形监测来说，24h不间断监测是保障隧道结构和地铁安全原型的有效手段；但地铁运行的密度较为密集，若能在不打断地铁运行的情况下，保障测量人员的安全，同时还能保障测量结果的有效性则需要通过测量机器人的协助才能实现以上目标。测量机器人利用远程自动检测系统可对地铁隧道的结构、墙壁垂线、隧道路基等实施不间断监控，监控周期段，可在短时间内为工作人员提供地铁隧道运行的安全状态。
3地铁隧道变形监测分析及预报方法
3.1测量机器人的布设
利用自动电子全站仪(ETS)进行隧道变形监测，该检测设备也被称为测量机器人，是一种可自动对目标进行搜索、辨认、追踪和校准的三维坐标的智能型监测设备，观测点采用全站仪自由设站的原则对隧道变形观测点进行全程监测。在观测点上放反射片，增加感光率，提高观测数据的准确性，其余观测任务则由测量机器人在软件的控制下自动完成。通过对观测周期的调节设定，可观测不同时期的数据，然后利用计算软件对不同周期的三维坐标值进行处理，最终获得观测点的三维坐标异动情况，并以吟x，吟y，吟z表示。在对隧道变形进行监测时，测量机器人的设站方法如下：将观测墩放在第一个铁轨的外面，测量机器人被用底座固定在观测墩上，外侧用玻璃罩保护，观测站安装反射片的数目控制在6-16片，安装区域分布在墙壁垂线、穹拱、轨道固定点和轨道排水渠各处，在监测过程中，所有的坐标数据均由测量机器人自动采集，然后通过数据线传输到控制服务器上。
3.2基准点及工作基点的设置
对隧道工程进行变形监测时，通常将监测基准点放在车站内，如带有强制归心装置的观测墩处，左侧出入段和左线各设置3个阶段点，定期对基准点进行检测，确保监测结果的可靠性。工作几点布设时，可在监测范围内中部的隧道侧墙上设置托架，长度为400mm，左出入线段和左线分别设置1个工作基点；变形监测点可按要求的断面进行布设，每个断面在轨道附近的道床上布设两个监测点，共设置六个观测断面，对每个观测点配备反射棱镜，棱镜反射面指向工作基点。
3.3数据处理
3.3.1变形数据处理方法发展现状
地铁隧道变形监测的主要目的是通过采集隧道结构的变形数据，了解隧道和轨道的运行情况，以便于及时发现问题，防止重大安全事故的发生，同时为后期的工程提供参考价值。因此，对监测数据的处理，并根据数据得出变形规律，进而做出科学的预报是监测工程的关键所在。由于现在的监测手段不断发生变化，已经由传统的单一监测模式发展至点、线、面结合的立体交叉多元监测模式，采集的数据也由离散型转向连续性，因此对数据的分析预报也应该由静态分析转向动态分析。在时间序列、回归分析、人工神经网络、灰色系统、卡尔曼滤波和小波分析等多种智能分析方法的应用，极大的推动了变形动态模型的发展和应用。
3.3.2卡尔曼滤波算法
卡尔曼滤波算法是Kalman在滤波理论的基础上提出的一种时域上的状态空间分析方法，在该算法中，动态系统的描述通过状态方程实现，状态观测信息通过观测方法进行分析，结合空间摄影理论，提出的状态估计理论。离散线形系统的卡尔曼滤波模型的状态方程和观测方程可用下式表达：
3.3.3时间序列分析算法
在分析随机数据序列时，时间序列分析法是一种有效的处理方法，该法通过分析一组时序相关的数据序列，找到时间对数据的影响规律，然后在此基础上对数据的变化趋势做出分析和预报。时间序列分析算法已经广泛应用于经济、气象、天文和测绘等多个领域。若时间序列｛xi｝为平稳、正态、零均值，其取值受到前面时间序列和对应噪声值的影响，按照多元线形回归思想即可得到该时间序列的模型，对模型进行不同条件设定时，可分别获得自回归模型和滑动平均模型的表达形式。
3.3.4数据处理系统
数据处理系统的主要功能是绘制变形过程的曲线、数据的后处理、数据报表、预报警等。实施绘制曲线的功能可使工作人员能够直观、实时的查看工程结构变形情况；数据分析系统则通过有效的处理措施后对测量误差进行减弱或消除；预警系统则对超过参数设定值的数据进行报警，确保工程的施工安全；报警方式可通过声、光方式和短信预警方式，其中短信预警既可以手动操作，也可以自动完成。
3.4工程应用
对某地铁隧道工程采用三维激光扫描方法进行变形监测，该隧道1号线处有热力管道工程横穿而过，在工程施工过程中对隧道结构造成了一定的影响，变形区域由K3+770至K3+810，在对该区段进行监测时，所得结果如下：隧道结构最大变形点累积变形量得到+1.90mm，轨道最大变形量累积达到+1.86mm，轨道沉降最大值为-0.29mm。根据以上监测结果可知，工程施工对隧道结构和轨道结构的累积变形未超出2mm（变形范围），热力管道工程的施工对该段地铁隧道的结构和轨道没有影响。通过对监测点连续性监测，发现与人工监测方式相比，该监测技术采集数据稳定，其监测精度准确可靠。
4结语
城市化进程的不断加快导致以人口超饱和、城市绿化减少、建筑空间拥挤、交通阻塞严重为代表的城市综合症越来越严重，尤其是交通阻塞问题，已经严重影响了各大中小型城市的发展。交通阻塞问题的主要原因是城市交通总容量不足，扩建道路是解决交通阻塞问题的有效途径，在城市建筑面积逐渐减少的今天，利用地下轨道扩展交通空间，可有效缓解交通阻塞问题。在地下隧道工程施工过程中和投入使用后，工程结构变形问题不可避免，利用先进的三维监测技术，对地下隧道工程实施快速、高效、准确的变形监测，不仅可为地铁的运营提供安全保障，还可为后期的工程建设提供科学参考。
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