公路隧道施工中的动态设计（2）

施工中反分析

钢塑土工格栅以高强钢丝（或其他纤维），经特殊处理，与聚乙烯（PE）或聚丙烯（PP），并添加其他助剂，通过挤出使之成为复合型高强抗拉条带，且表面有粗糙压纹，则为高强加筋土工带。由此单带，经纵、横按一定间距编制或夹合排列，采用特殊强化粘接的熔焊技术（超声波焊接技术）焊接其交接点而成型。应用领域： 公路、铁路、桥台、引道、码头、水坝、渣场等的软土地基加固、挡墙和路面抗裂工程等领域。

法分为：a）增量位移法，是将模拟开挖的有限元模型与优化反分析方法相结合，利用某一开挖步前后监测所得增量位移，对某隧道开挖土体参数进行反演，并根据反演结果预测后续施工对土体及支护的影响．b）根据隧道开挖过程中围岩破坏信息进行的反分析法。

　　3.动态反馈设计

　　动态反馈设计是根据开挖面揭示的地质条件、监控测量获得的数据以及地质超前预报结果，对隧道支护结构的设计、施工方案及时进行修改的设计模式。旨在使隧道支护结构的形式能随时适应实际的围岩地质条件，从而使工程建设既能经济合理，又能确保安全。下列情况需进行动态反馈设计：

　　a）开挖面揭示的围岩级别与工程地质勘查报告提供的资料有较大差别。

　　b）隧道开挖后围岩地层的变形量持续增长，且总变形量已接近设计估计值。

　　C）隧道开挖后，围岩地层的变形量明显大于设计估计值。

　　d）超前地质预报揭示开挖面前方岩层存在不利地质构造时。

　　3.1设计要点

　　a）隧道穿越地层的实际围岩级别与原有地质资料对围岩级别的判断相差较大时，应按修正后的围岩级别重新确定合理的支护结构类型、尺寸和开挖施工方法。

　　b）监测数据增长速度异常，或总位移量接近临界值时，应采取措施加强支护结构，同时优化施工方案。反之则可减弱支护结构，以节约投资。

　　c）反馈设计中如有必要对支护结构进行设计计算时，宜通过反分析方法确定围岩地层的初始应力，以及本构模型及其特性参数的估计值。

　　d）应重视超前地质预报信息的作用，可能遭遇险情时应预先提出设计对策预案。

　　3.2设计内容

　　动态反馈设计的内容包括施工方法变更的建议、施工工序的变更、预留变形量的修正、设计参数的修改或确认等4个方面。

　　3.2.1施工方法变更的建议

　　由于采用的施工方法与断面形式不同，围岩——支护体系的应力状态也不一样，当某种方法不能满足该围岩稳定性要求时，应及时变更施工方法及选择对隧道稳定有利的断面形式或辅助施工措施。

　　3.2.2施工工序的变更

　　当施工信息反映出不稳定征兆时，应检查是否由于工序不当所造成。改变施工工序，如暂停开挖、及时喷锚、二次喷混凝土紧跟或提前施作仰拱等，都可能促使围岩支护体系趋向稳定。

　　3.2.3预留变形量的修正

　　施工前预设计的预留变形量，是采用工程类比或理论计算确定的，因此，预留变形量不可能和实际变形完全一致。当预留变形量与现场量测结果不符时，应及时修正未开挖地段的预留变形量，以满足设计净空和二次衬砌的厚度要求，或减少开挖量及二次衬砌的回填量，以节省投资。

　　3.2.4设计参数的修改或确认

　　同预留变形量一样，施工前预设计的设计参数，也是采用工程类比或理论计算确定的，也不可能和实际情况完全一致。在施工过程中，根据超前地质预报和监控量测信息，对未开挖地段或已开挖地段设计参数进行修改或确认，使之满足结构受力要求并减少不必要的工程浪费。

　　4.结束语

　　由于隧道工程地质条件的复杂性、多样性，通过一般的地质勘察及室内岩土力学试验，很难在设计阶段全面准确地对隧道的围岩情况做出判断，因此在隧道施工过程中，通过对围岩及支护系统进行超前预报及监控量测，及时把获得的信息数据反馈于设计中是非常必要的一项措施。隧道动态设计作为隧道工程新奥法设计、施工的重要手段，保证了隧道施工的安全并取得了良好的经济效益，收到了良好的效果。随着隧道工程实践和施工技术的发展，隧道动态设计将会得到更加广泛的应用。

　　隧道动态设计工作是一项具体而又复杂的工作‘在实际过程中尚需不断积累经验和完善相关理论。