中国公路隧道技术的现状与发展

中国公路隧道技术的现状与发展第1页/共141页劈山开道，破坏环境，边坡失稳——渐成历史逢山穿隧，保护环境，减少征地——已成共识遇水架桥——未必定义水下隧道——多种选择咱们共同讨论第2页/共141页我国公路隧道建设基本情况2

环保型隧道建设技术研究与实践3

隧道监控量测及围岩分级技术创新第3页/共141页11、我国公路隧道建设基本情况第4页/共141页

二十多年来，中国公路建设蓬勃发展。截至2007年底，我国公路及隧道建设规模如下表所示：1我国公路隧道建设基本情况总里程同比增长公路358.37万公里3.67%等级公路253.54万公里11.06%高速公路5.39万公里18.06%隧道2555.5公里38.75%4673座23.36%隧道同比≫公路同比公路，向大山延伸环保，正深入人心用地，将更加节约表明:第5页/共141页我国大陆特长公路隧道No.隧道名长度(m)位置车道通风方式1秦岭终南山隧道

18020陝西2×23竖井分段纵向式

2大坪里隧道

12290甘肃2×22竖井分段纵向式

3包家山隧道11500陝西2×23斜井分段纵向式4宝塔山隧道10391山西2x2竖斜井送排式纵向通风5泥巴山隧道9985四川2x2斜井+竖井分段纵向式6麻崖子隧道9000甘肃2x2斜竖井送排+射流风机纵向7龙潭隧道8700湖北2×2立坑送排+射流风机纵向式8米溪梁隧道7923陕西2×2左(右)洞单井送排式通风9括苍山隧道7930浙江2×2纵向式+半横流式(排煙)10方斗山隧道7581重庆2×22座斜井送排式纵向通风1我国公路山岭隧道建设情况第6页/共141页No.隧道名长度(m)位置车道通风方式1厦门海底隧道(钻爆)5960福建3×2竖井送排+射流风机纵向式2上海长江隧道(盾构）8955上海3×2横向式3

武汉长江隧道(盾构)3630湖北2×2横向式4

上中路隧道（盾构）2800上海2×2横向式（双层双向

）5

复兴东路隧道

盾构）2785上海3×2横向式（双层双向

）6

南京玄武湖隧道(盾构)2660南京3×2

7

大连路隧道(盾构)2566上海2×2横向式8

外环越江隧道(沉管)2882上海4×2纵向式9

珠江隧道(沉管)1238广东3+3纵向式（道路、铁道并用）10

宁波常洪隧道(沉管)1053浙江2×1纵向式我国主要水下公路隧道1我国公路隧道建设基本情况第7页/共141页No.隧道名长度(m)位置车道数x隧道洞数1白鹤嘴隧道1240重庆4x22龙头山隧道1020广东4×23万石山隧道1170福建

最宽处25.89m的地下立交4大阁山隧道496贵州4×15金州隧道521辽宁4×16雅宝隧道260广东4×27金鸡山隧道200福建4×2(连拱)8罗汉山隧道300福建4×2(连拱)9魁岐隧道1596.1福建最宽处27.42m的地下立交我国大跨径公路隧道1我国公路隧道建设基本情况第8页/共141页公路隧道标准断面1我国公路隧道建设基本情况2车道

A=65m2高宽比=0.673车道

A=96m2高宽比=0.54

4车道

A=136m2高宽比=0.48连拱隧道

小净距隧道

第9页/共141页1我国公路隧道建设基本情况3车道隧道（深圳大梅沙）连拱隧道(南峰)小净距隧道（福建联南）双洞8车道隧道（深圳雅宝）第10页/共141页秦岭北口1我国公路隧道建设基本情况▇

秦岭终南山隧道——位于国家高速公路网包-茂线陕西境内，是世界建设规模最大的高速公路隧道(长2×18.02km)，最大埋深超过1700m。于2007年1月试通车第11页/共141页为通风与防灾，采取竖井送排式纵向通风方式，设置三座换风竖井及地下机房，竖井直径为11.5m，井深661m。通风主要按照正常运营和火灾工况下需风量设计。交通量按2025年交通量N=25849辆/日，2035交通量N=45000辆/日；第12页/共141页

为了降低驾驶员长时间在隧道内行驶的疲劳，每座隧道洞内共设三处特殊照明带，每处特殊照明区段长150m，宽20.9m(隧道标准宽:10.5m)，高11.9m(隧道标准高:7.6m)。1我国公路隧道建设基本情况第13页/共141页1我国公路隧道建设基本情况

秦岭，是黄河与长江两大水系的分水岭；终南山隧道，打通了这一天然屏障，实现了南北交通，其意义重大，令国人骄傲。其工程浩大、技术复杂，令国际注目。2007年10月，出席全国公路隧道学术大会的220多位隧道工作者在考察该隧道后，称它为“人类文明的伟大作品世界交通的重大工程”。第14页/共141页南侧业主单位：陕西秦岭终南山公路隧道有限公司主要设计单位：中铁第一勘察设计院重庆交通科研设计院主要施工单位：中铁一局、五局、十二局、十八局等主要科研单位：陕西省公路局重庆交通科研设计院长安大学西南交通大学等秦岭终南山隧道采用了当今山岭隧道建设的最新技术,是全世界工程技术人员智慧的结晶第15页/共141页厦门翔安隧道地质纵剖面图1我国公路隧道建设基本情况▇

厦门翔安隧道——我国第一座钻爆法开挖的六车道海底公路隧道，工程中遇到大量软弱地层和风化槽(囊)，采取了超前预注浆加固、CRD、双侧壁导坑等多种工法，目前工程进展较为顺利。隧道长5960m。为通风与防灾，采取竖井送排式纵向通风方式，在浅海区域设置二座换风竖井。第16页/共141页主隧道换风竖井避难通道服务隧道排风道排烟道1我国公路隧道建设基本情况厦门翔安隧道主要构成示意图第17页/共141页第18页/共141页1我国公路隧道建设基本情况进口——隧道由地表软弱地层逐步进入海底主隧道服务隧道第19页/共141页隧道进口——采用CRD工法控制围岩变形1我国公路隧道建设基本情况第20页/共141页1我国公路隧道建设基本情况主隧道洞身——采用双侧壁导坑法开挖和支护业主单位：厦门路桥有限公司设计单位：中交第二公路勘察设计院重庆交通科研设计院施工单位：中铁隧道局、十八局、中铁一局、二十二局等科研单位：北京交通大学等第21页/共141页▇

厦门万石山地下立交隧道——为目前我国第一座大型暗挖地下互通式立交，既有平面分岔结构，又有上下交叉结构。1我国公路隧道建设基本情况大跨结构段宽25.8m连拱段为不对称结构小净距段中夹岩1.42m第22页/共141页

匝道汇合处的大跨隧道的断面没有采用常规的喇叭口式渐变结构，而是以一侧边墙为基准，采用单侧分段扩大的结构型式，并逐渐过渡至连拱隧道和小净距隧道，最后过渡至正常的分离式隧道。1我国公路隧道建设基本情况第23页/共141页隧道立交处施工方法——先开挖上行隧道至设计开挖线，施作完成初期支护，再开挖隧道下穿段，浇注下穿隧道二次衬砌，设防水板并回填后，最后浇注上行隧道边梁及二次衬砌。1我国公路隧道建设基本情况业主单位：厦门路桥有限公司设计单位：重庆交通科研设计院施工单位：中铁隧道局等第24页/共141页▇

上海崇明长江隧道——上海长江隧桥工程全长25.5km，为六车道高速公路，采用“南隧北桥”方案，是世界上最大的隧桥结合工程之一，南侧长江隧道长2×8955m。长江大桥1我国公路隧道建设基本情况第25页/共141页第26页/共141页

上海长江盾构隧道直径为15m，内径13.7m，盾构隧道段长7.47Km，是世界上最大直径的盾构隧道，也是世界上最长的水底隧道之一。隧道内上部为公路，下部为轨道和避难通道。1我国公路隧道建设基本情况第27页/共141页1我国公路隧道建设基本情况上海长江盾构隧道进口第28页/共141页1我国公路隧道建设基本情况养生中的盾构管片第29页/共141页施工中的上海长江隧道第30页/共141页22、环保型隧道建设技术研究与实践第31页/共141页前置式洞口工法的开发与应用Advancedtunnelentranceconstructionmethodandtheapplication蒋树屏重庆交通科研设计院常务副院长兼总工程师交通部专家委员会委员、博士、博士生导师中国公路学会隧道工程分会理事长中国土木工程学会隧道与地下分会副理事长第32页/共141页1问题的提出《规范》：7.1.2隧道应遵循“早进洞、晚出洞”的原则，不得大挖大刷，确保边坡及仰坡的稳定。7.1.4洞门设计应与自然环境相协调。保证隧道洞口山体稳定保护隧道洞口自然环境2前置式洞口工法的开发与应用第33页/共141页7.2.1洞口的边坡及仰坡必须保证稳定。有条件时，应贴壁进洞；条件限制时，边坡及仰坡的设计开挖最大高度可按表7.2.1控制。

表7.2.1洞口边、仰坡控制高度注：设计开挖高度系从路基边缘算起。围岩分级I～ⅡⅢⅣV～Ⅵ边、仰坡率贴壁1:0.31:0.51:0.51:0.751:0.751:11:1.251:1.25L:1.5高度(m)15202520251518201518普通の施工法では、坑口付けにあたっては土被りとして最小2～3メートル程度を確保するものとします。日本道路公团《隧道设计要领》：

2前置式洞口工法的开发与应用第34页/共141页两洞间的土埂被挖切“土埂”部壁2采用传统施工方法的设计与施工2前置式洞口工法的开发与应用第35页/共141页20m以上采用传统施工方法的设计与施工实例2前置式洞口工法的开发与应用第36页/共141页2前置式洞口工法的开发与应用第37页/共141页2前置式洞口工法的开发与应用第38页/共141页两洞间的土埂被挖切2前置式洞口工法的开发与应用第39页/共141页普通の施工法では、坑口付けにあたっては土被りとして最小2～3メートル程度を確保するものとします。传统拉槽2前置式洞口工法的开发与应用第40页/共141页喷射混凝土１２m实际工程情况2前置式洞口工法的开发与应用第41页/共141页保留两洞间的土埂3采用“前置式洞口工法”的设计与施工2前置式洞口工法的开发与应用第42页/共141页前置式洞口工法原理图2前置式洞口工法的开发与应用第43页/共141页右洞施工槽开挖前置式洞口工法原理第44页/共141页右洞施工槽喷锚支护第45页/共141页右洞前置支护钢拱架架立第46页/共141页右洞前置支护砼浇注第47页/共141页右洞回填第48页/共141页第49页/共141页左洞施工槽开挖第50页/共141页左洞施工槽喷锚支护第51页/共141页左洞前置支护钢拱架架立第52页/共141页左洞前置支护砼浇注第53页/共141页左洞回填第54页/共141页左洞前置支护内开挖第55页/共141页右洞衬砌第56页/共141页左洞衬砌第57页/共141页▣力学模型建立及有限元网格划分

横向范围（X方向）：分别以左、右隧道中心轴线向左、右延伸42m，总的水平计算范围为122m；

隧道纵向范围（Y方向）：以面向隧道洞内方向为正向，自前置式支护起点向洞内延伸70m；

竖向（Z方向）：上取至原地面线顶部，按地表标高资料布线，向下取至隧道中心水平轴以下40m。

地表土层厚约2.3m，以下为强风化灰岩厚约5.5m，再以下为弱风化灰岩。前置式洞口支护结构为钢拱架浇注混凝土厚度30cm，施工槽侧面、正面（10~15cm）及洞内支护结构（20cm）为喷锚支护。4洞口岩体力学状态三维数值模拟与比较分析2前置式洞口工法的开发与应用第58页/共141页▣荷载：自重。▣单元划分：岩土采用三角锥四节点实体单元模拟、锚杆采用植入式桁架单元、工字钢采用梁单元、喷射混凝土采用板单元分别进行模拟，岩土体采用弹塑性分析，选用D-P模型，屈服面采用摩尔-库仑等面积圆。▣边界条件：计算模型的左、右边界只有横向约束（X方向），隧道前后边界只纵向约束（Y方向），上部为自由面，下部只有竖直方向约束（Z方向）。▣传统工法洞口模型共划分154740个单元，前置式洞口工法模型共划分160349个单元。

2前置式洞口工法的开发与应用第59页/共141页弹性模量E泊松比μ厚度容重γ粘结力c内摩擦角φ土层10MPa0.352.3m1700KG/m310KPa19.86°强风化灰岩0.5GPa0.35.5m2200KG/m350KPa30°弱风化灰岩5GPa0.252500KG/m31.2MPa38°锚杆弹性模量E长度半径r210GPa3.5m11mm洞内喷射砼弹性模量E泊松比μ厚度20GPa0.1670.3m钢拱架喷射砼折算弹性模量E泊松比μ厚度35.6GPa0.1670.3m边仰坡喷砼弹性模量E泊松比μ厚度20GPa0.1670.15m2前置式洞口工法的开发与应用第60页/共141页传统施工方法的模型“前置式洞口工法”的模型2前置式洞口工法的开发与应用第61页/共141页传统施工方法的位移▣

Y方向位移比较

“前置式洞口工法”的位移2前置式洞口工法的开发与应用第62页/共141页采用不同工法进行洞口开挖施工引起的位移值施工方法Y方向位移（DYmm）Z方向位移（DZmm）DY≥6mm的单元占有率（%）DZ≥3mm的单元占有率（%）传统工法-8.7~0.18-3.6~2.325.4%3.7%前置式洞口工法单洞开挖-7.7~0-3.5~1.75.6%0.8%前置式洞口工法双洞开挖-7.8~0-3.5~1.99%0.8%2前置式洞口工法的开发与应用第63页/共141页▣应力场的比较传统工法仰坡面处出现的拉应力区域，在前置式洞口工法保留的中间土埂的支撑作用下，显然已经消失了，因此在施工过程中为防止仰坡失稳，前置式洞口工法所需要的支护参数也远小于传统工法。施工方法最大拉应力（KPa）最大压应力（KPa）拉应力≥10KPa的单元占有率（%）传统工法481.63.7%前置式洞口工法371.30.2~0.3%2前置式洞口工法的开发与应用第64页/共141页5前置式洞口工法的施工过程三维数值模拟

主要包括洞口段27个施工步骤：第1步，进行自重应力场计算；第2步，左隧道施工槽开挖；第3步，左隧道边仰坡锚喷支护；第4步，左隧道前置支护施工；第5步，左隧道洞口回填；第6步，左隧道前置支护内开挖；第7~11步，右隧道洞口施工（同左隧道第2~6步）；第12~19步，左隧道暗洞内开挖、支护，共施工暗洞8m

；第20~27步，右隧道施工（同左隧道第12~19步施工）。2前置式洞口工法的开发与应用第65页/共141页

前置式洞口工法施工过程有限元，共分202391个单元。2前置式洞口工法的开发与应用第66页/共141页▣位移场①拱顶沉降（竖向位移DZ）从计算结果中可以看出，拱顶沉降值不大，暗洞拱顶最大值不超过6mm，前置支护最外端拱顶最大值1.94cm。拱顶位置沉降量最大，而拱顶两侧沉降量相对较小。前置支护最外端拱顶沉降约2cm，自前置支护施作完成时就已发生，说明该沉降主要由结构自重引起，受暗洞施工影响很小；前置支护与暗洞交界处拱顶沉降值不超过6mm，远小于外端拱顶沉降，说明洞口暗洞段竖向荷载很小，水平荷载对前置支护结构的约束作用明显，因此前置支护结构施作后应尽快进行回填。2前置式洞口工法的开发与应用第67页/共141页拱顶沉降位移分布及其随施工过程变化2前置式洞口工法的开发与应用第68页/共141页②纵向（Y方向）位移前置支护施工槽开挖仰坡顶面处纵向位移最大约9mm，洞口前置支护施工槽两侧处及两洞之间纵向位移均不超过5mm，说明前置支护结构及两洞间土体对洞口山体起到了非常明显的支撑作用。前置支护最外端拱顶纵向位移随施工过程逐步减小，但位移量变化不大，说明仰坡面山体的纵向下推力很小，处于稳定状态。2前置式洞口工法的开发与应用第69页/共141页▣

岩体应力场

隧道明、暗洞交界处（Y=-8m）断面应力随施工过程变化情况模拟结果表明，洞口前置式支护回填后未进行支护内开挖时，在支护拱腰部位回填土体较大范围内出现拉应力区，且最大拉应力值超过10KPa；自前置支护内土体开挖后，最大拉应力值降至10KPa以内，直至暗洞施工支护4m，拱腰部回填土拉应力值及拉应力区域均逐步减小为0；进入暗洞4m后，后续施工对该断面的应力及位移几乎没有影响。同时，在前置支护拱部回填土边缘始终处于0~10KPa的拉应力状态，其余部位均处于压应力状态（图a~i）。2前置式洞口工法的开发与应用第70页/共141页第4步，左隧道前置支护施工第5步，左隧道前置支护回填第6步，左隧道前置支护内开挖第12步，左隧道暗洞开挖2m第13步，左隧道暗洞支护2m第14步，左隧道暗洞开挖4m第15步，左隧道暗洞支护4m第16步，左隧道暗洞开挖6m第18步，左隧道暗洞开挖8m第71页/共141页▣

前置支护与暗洞支护应力前置支护最外端拱顶内侧出现最大拉应力约3.0MPa，其余大部分拱部位置拉应力值在1.4~2.2MPa之间；压应力最大值为4.8MPa，出现在起拱线部位内侧；待前置支护回填后，最大支护拉、压应力均有所降低，分别为2.7MPa和4.3MPa；此后的暗洞施工对支护应力影响很小，其最大拉、压应力分别稳定在2.7MPa和4.4MPa。2前置式洞口工法的开发与应用第72页/共141页前置式支护施工后前支护应力分布图回填后支护应力分布图暗洞开挖支护2m时支护应力分布图暗洞开挖支护8m时支护应力分布图第73页/共141页6隧道洞口稳定监控量测

在老山1号隧道出口前置洞口施工中，在洞口边仰坡开挖时及前置支护施工时埋设测桩、应力计、钢筋计、锚杆轴力计、多点位移计等传感器，通过监测两侧边坡及仰坡相对变形，锚杆轴力，混凝土内应力和型钢拱轴力，了解边坡的稳定性和前置支护的安全性。测点布置形式如下图。第74页/共141页量测点布置情况現場計測によって前置き坑口の安定性を調べます（1号トンネルの出口）。その計測の結果は次の通りです。地中変位0.8mm以下ロックボルト軸力10KNコン基礎の内力1MPa以下アーチ工沈下量10mm以下内空変位2mm以下鋼アーチの内力60KN第75页/共141页▣

现场监测结果与数值模拟结果对比监测项目监测值数值模拟值拱顶沉降（mm）106周边收敛（mm）41混凝土内部应力（MPa）-0.8-1.3钢支撑内力（KN）60—支护基底应力（MPa）0.10.55锚杆轴力（KN）8.58边坡围岩内部位移（mm）0.80.82现场监测结果与数值模拟结果对比列表第76页/共141页7.設計2前置式洞口工法的开发与应用第77页/共141页8前置式洞口工法的实施效果第78页/共141页第79页/共141页20~60cm第80页/共141页完成第81页/共141页完成第82页/共141页第83页/共141页喷射混凝土１２m实际工程情况第84页/共141页完成第85页/共141页

减少边仰坡开挖面积2362m2，减少洞口土石方工程数量6480m3，少砍伐老山树木1575棵

，原生灌木7086株。第86页/共141页▣

首次开发了公路隧道前置式洞口工法，并对传统施工方法与前置式洞口工法进行了数值模拟分析，通过对两种施工方法所产生的位移场、应力场与稳定性等的综合比较，为前置式洞口工法在环保及洞口仰坡稳定方面的优越性提供了理论依据。▣

通过前置式洞口工法施工过程三维数值模拟与现场量测，提出了前置式洞口工法的合理施工步序、施工关键点及工程措施，并在依托工程中实施，获得成功。9归纳与创新第87页/共141页33、隧道监控量测及围岩分级技术创新第88页/共141页隧道围岩坍塌具有随机性模糊性不可预见性隧道开挖围岩松动围岩坍塌加固处治怎样预测，合理开挖，防止坍塌？现场量测与量测数据管理系统第89页/共141页经验判断隧道围岩稳定分析及处治的技术路线隧道支护、衬砌设计隧道开挖施工围岩支护变形监测内空收敛量拱顶下沉量锚杆轴力锚杆拉拔力衬砌应力地表下沉量钢支撑应力

非确定性反分析基于扩张卡尔曼滤波器与有限元法耦合算法（Ｆ-FEM）的反分析最终初始应力参数的预测方法隧道围岩塑性区估计历时变化预测围岩体坍塌修正开挖方案修正支护结构参数现场量测与量测数据管理系统第90页/共141页2.量测方法与工具问题2345671现场量测与量测数据管理系统第91页/共141页监测的项目、频率选择项目、采集数据频率现场量测与量测数据管理系统第92页/共141页A型量测断面测点位置（选测项目）现场量测与量测数据管理系统第93页/共141页第94页/共141页第95页/共141页隧道边墙部收敛量测围岩内部位移的量测现场量测与量测数据管理系统第96页/共141页围岩与喷射混凝土间接触压力压力盒、应力计、钢支撑应力计、埋设锚杆轴力计埋设现场量测与量测数据管理系统第97页/共141页现场数据采集课题组科研人员在施工现场现场量测与量测数据管理系统第98页/共141页３.量测数据管理

监控量测过程中，采集到大量数据，需要对这些数据进行管理和分析。平台基于VB和VC语言进行开发。特点能够方便地输入现场监控量测数据以及时掌子面距离等工程情况数据。能查询、添加、修改、删除数据，能生成应力、变形的时间、空间效应曲线，帮助围岩分析。现场量测与量测数据管理系统第99页/共141页数据管理界面现场量测与量测数据管理系统第100页/共141页现场量测与量测数据管理系统４.量测结果的分析问题第101页/共141页现场量测与量测数据管理系统第102页/共141页现场量测与量测数据管理系统第103页/共141页现场量测与量测数据管理系统第104页/共141页现场量测与量测数据管理系统第105页/共141页现场量测与量测数据管理系统第106页/共141页现场量测与量测数据管理系统第107页/共141页现场量测与量测数据管理系统第108页/共141页现场量测与量测数据管理系统第109页/共141页现场量测与量测数据管理系统第110页/共141页现场量测与量测数据管理系统第111页/共141页现场量测与量测数据管理系统第112页/共141页LK77+866断面围岩变形图现场量测与量测数据管理系统第113页/共141页隧道开挖５.反分析数值计算问题

隧道地层中存在大量的不确定性地质信息：

材料性质的不确定性

本构模型的不确定性第114页/共141页总体思路思想基础

围岩变形是必然的，但变形多少则是随机的；

围岩变形过程是一种随机过程；

围岩初始应力和材料弹模等参数（发射信号）与围岩变形观测量（接受信号）之间关系是一个随机系统。捕获围岩非确定性动态过程，就能揭示地下工程开挖中围岩体动态的真实。基本手法现代最优控制估计理论之一的卡尔曼滤波器，具有修正-预测，吐故纳新，不断产生待估参数滤波新息之功能；有限元分析具有迭代计算功能，并能反映整个围岩场域问题。采用卡尔曼滤波器与有限元分析相结合，建立扩张卡尔曼滤波器有限元法设计模型可以解决非确定性动态问题。非确定性反分析第115页/共141页卡尔曼滤波器卡尔曼滤波器是现代控制理论的重要内容。

滤波的类型

Wiener—恒定时序列、无限时间观测

Kalman，Bucy—采用状态空间法、正交投影理论，提出新的滤波算法、有限时间观测

卡尔曼滤波器的理论基础

马尔科夫型随机过程

马尔科夫-高斯联合概率分布

贝叶斯最优估计非确定性反分析第116页/共141页

卡尔曼滤波器的类型

连续时间滤波器

离散时间滤波器

卡尔曼滤波器的特点

修正—推优—预测

卡尔曼滤波器的应用

宇宙工程、控制工程、通讯工程、土木工程、

...理论曲线实际飞行曲线非确定性反分析第117页/共141页围岩初期位移量测结果非确定性反演计算临时初始应力及材料弹性模量预测计算分析围岩最终初始应力及材料弹性模量正演计算最终位移状态最大剪应变分布围岩稳定分析、坍塌预测工程预防措施(支护形式与开挖步骤等)非确定性反分析第118页/共141页初始条件：1.输入T0时刻的观测位移量Zj

2.确定性反分析计算(考虑初始应变ε0作用)3.设定初始估计误差协方差P0(t0)、观测次数KAI滤波次ITT=1序贯数J=1FEM计算状态量的向量函数

影响系数法计算观测矩阵计算卡尔曼滤波增益矩阵计算增益预测残差、围岩状态新息量计算估计误差协方差矩阵J≥IRTFEM顺解析隧道围岩全域(u、ε、γmax)ITT及塑性区估计输入序贯数J=J+1的观测分量ITT≥KAI结束输入滤波次ITT+1的观测量z(ITT+1)设计观测噪音协方差矩阵RITT(j×j)U-D协方差分解算法非确定性反分析第119页/共141页开挖后第2天第120页/共141页第4天第121页/共141页第5天第122页/共141页第10天第123页/共141页第15天第124页/共141页第20天第125页/共141页第25天第126页/共141页第30天第127页/共141页第35天第128页/共141页第40天第129页/共141页第50天第130页/共141页第60天第131页/共141页监控量测与反分析和施工现场动态围岩分级第132页/共141页隧道支护、衬砌设计隧道开挖施工围岩支护变形监测内空收敛量拱顶下沉量锚杆轴力锚杆拉拔力衬砌应力地表下沉量钢支撑应力

非确定性反分析预测围岩体坍塌修正开挖方案修正支护结构参数围岩动态分级动态隧道围岩稳定分析及处治的技术路线第133页/共141页基于监控量测与反分析的隧道动态围岩分级流程图隧道围岩的初步分级:BQ=90+3RC+250KVRC:岩石饱和抗压强度,应采用实测值,也可实测的岩石点荷载指数的换算值

KV

:岩体完整性系数,可用岩体体积节理（Jv）,按规范表1确定围岩的详细定级:［BQ