一.本课题的目的及意义，国内外研究现状分析
目的及意义： 随着世界经济和科技的发展，隧道工程将会越来越多。在今后的隧道施工中，在消化吸收国内外先进隧道施工技术基础上不断进行技术创新，探索并形成具有中国特色的隧道设计、施工理论和先进适用的隧道施工方法、工艺是我国隧道施工发展的必然趋势。 监控检测是隧道施工的重要组成部分，是确保隧道施工安全的信息化手段。掌握围岩和支护的动态信息并及时反馈到施工作业，通过对围岩和支护的变位，应力量测，通过回归分析，及时提供准确数据和可靠预测，修改支护系统设计。在有险情时，及时采取必要措施。
国内外现状： 隧道是一种修建在地下，两端有出入口，供车辆、行人、水流及管线等通行的工程建筑物。OECD（国际经济合作与发展组织）1970年隧道会议综合各种因素对隧道所下的定义：“以某种用途、在地面下用任何方法按规定形状和尺寸修筑的断面积大于2m2的洞室。”均称之为隧道。 近代隧道兴起于十七世纪的运河时代，从这一时期起，欧洲陆续修建了许多运河隧道。1820年前后，随着铁路运输的兴起，英国、法国等欧洲，然后是美国和明治维新后的日本先后开始修建铁路隧道。在19世纪60年代以前，修建的隧道都用人工凿孔和黑火药爆破方法施工。1861年修建穿越阿尔卑斯山脉的仙尼斯峰铁路隧道时，首次应用风动凿岩机代替人工凿孔。1867年修建美国胡萨克铁路隧道时，开始采用硝化甘油炸药代替黑火药，使隧道施工技术及速度得到进一步发展。在20世纪初期，欧洲和北美洲一些国家铁路形成铁路网，建成的5公里以上长隧道有 20座。20世纪60年代以来，隧道机械化施工水平有很大提高，全断面液压凿岩台车和其他大型施工机具相继用于隧道施工。其后，喷锚技术的发展和新奥法的应用更是为隧道工程开辟了新的途径，而隧道掘进机的采用则彻底改变了隧道开挖的钻爆方式。 据2000年的统计数据，世界隧道主要分布在中国、日本、意大利、法国、美国、英国、挪威、瑞士、德国、奥地利和加拿大等国，其中，有超过总长 1/3的隧道是本世纪五十年代后在中国和日本的；、。‘铁路线上建成的。日本在20世纪70年代末之前共建成5公里以上的长隧道达60座，为当时世界上铁路长隧道最多的国家，1981年建成的长22228米的大清水双线隧道，为当时世界最长的山岭铁路隧道；其后建成的长53850米的青函海底隧道为当今世界最长的海底铁路隧道。 中国大陆山岭隧道施工大致经历了上个世纪五十年代以前的以钢钎、铁锤和人力斗车为代表的“人力开挖时代”；六、七十年代以手持风钻、风动装岩机和电瓶机车、斗式矿车为代表的“小型机械化施工时代”。1956前后建设的2km长的宝成铁路秦岭隧道施工中首次使用风动凿岩机和轨行式矿车，是中国大陆隧道施工由“人力开挖”过渡到“机械开挖”时代的标志。1970年前后成昆铁路大于6km的关村坝等长隧道施工中采用轻型“小型机械化”，创造了“百米成洞”，标志着中国大陆隧道建设进入了“机械化时代”。八十年代修建长14.295 km的大瑶山双线隧道，采用了进口液压凿岩台车、履带或轮式装载机、轨行式扒装机和大型运输汽车、组合列车等型机具综合机械化施工，标志着中国隧道“大型机械化作业时代”的开端。大瑶山隧道的修建缩短了中国隧道同国际隧道先进施工水平的差距。在此以后修建的长大隧道基本上都按照“大瑶山模式”进行施工，且在南昆铁路长9 388 m米的花岭隧道施工中创造了单口月成洞502.2 m的山岭隧道施工记录。以九十年代西康铁路秦岭1号线隧道采用大型全断面隧道掘进机(TBM)为代表，我国隧道建设步入了现代隧道修建技术阶段。秦岭隧道1号线采用8.8 m直径的全断面掘进机创造了单口平均月进度312m，最高月进尺528m，单口最高日进尺40.5m的掘进记录。秦岭1号隧道的成功改变了中国大陆长大山岭隧道施工中采用钻爆法为唯一手段的施工现状，标志着我国隧道建设进入了“现代隧道修建技术时代”。 山岭隧道的常规施工方法又称为矿山法，因最早应用于采矿坑道而得名。在矿山法中，多数情况下都需要采用钻眼爆破进行开挖，故又称为钻爆法。从隧道工程的发展趋势来看，钻爆法仍将是今后山岭隧道最常用的开挖方法。在矿山法中，坑道开挖后的支护方法，大致可以分为钢木构件支撑（传统矿山法）和锚杆喷射混凝土支护（新奥法）两类。作为施工方法，人们习惯上 将采用钻爆开挖加钢木构件支撑的施工方法称为“传统的矿山法”；而将采用钻爆开挖加锚喷支护的施工方法称之为“新奥法”。我国从20世纪60年代开始引用锚杆和喷射混凝土技术，近几十年来，通过工程实践积累了丰富的在不良地质等困难条件下用新奥法修建隧道工程的成功经验。 国内外隧道施工中, 常用的方法有钻爆法, 盾构法和掘进机法等。 “新奥地利隧道修建方法”(NATM)简称“新奥法”的概念是奥地利学者腊布希维兹（L.V. Rabcewicz）教授于 20世纪50 年代首先提出的。它是以既有隧道工程经验和岩体力学理论为基础，将锚杆和喷射混凝土组合在一起作为主要支护手段，通过监测控制围岩的变形，便于充分发挥围岩的自承能力的施工方法。经过奥地利、瑞典、意大利等国的许多隧道与地下工程实践和理论研究及科学论证，于 20 世纪 60 年代取得专利权并正式命名为新奥法（NATM）。新奥法应该理解为新奥法原则而不能将其片面理解为施工的一种方法。基于以上的理解，可归纳新奥法的原则为充分保护、利用围岩自身的承载能力；其施工要点为控制爆破、锚喷支护和施工监测，其实施方法为设计、施工和监测三位一体的动态模式。 中国在20世纪70年代末开始了解和接受新奥法的概念，从20世纪80年代开始在一些隧道的设计中贯彻了新奥法基本原理，采用了信息化设计方法，例如大瑶山隧道、南岭隧道、军都山隧道等。1988年中国批准发布了《铁路隧道新奥法指南》，并编写了“喷锚技术法规则”等作业标准。随着新奥法基本原理在隧道工程实践中的应用，以及开挖方法、辅助工法、锚喷技术、现场监测技术等的不断完善和提高，逐步形成了具有中国特色的隧道修建方法，如“浅埋暗挖法”，即“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”十八字决”和“复合式衬砌”等技术，丰富和发展了新奥法原理。
主要参考文献： 黄成光.公路隧道施工[M].北京:科学出版社, 2002 王梦恕.隧道工程近期需要研究的问题[J].隧道建设.2000. (2): 1-5 于学馥,郑颖人,刘怀恒等.地下工程围岩稳定分析[M].北京.煤炭工业出版社, 1983 蔡美峰. 岩石力学与工程[M]. 北京：科学出版社,2002 徐干成,白洪才,郑颖人等.地下工程支护结构[M].北京: 中国水利水电出版社,2001 黄成光.公路隧道施工[M].北京: 科学出版社, 2002 黄培元.隧道施工容易产生的一些问题及质量控制[J].东北公路. 2002. 5.(4): 85-90 陈建平.新奥法的实质与存在的问题[J].河港工程. 2002. (1):76-80 牟瑞芳.论隧道工程围岩稳定性及其可控制性[J].铁道学报.1996.18.(4): 82-88 李术才,王渭明.大型洞室群不同开挖顺序围岩稳定效果分析[J].山东矿业学院学报.1997.16.(2):128-132 陈万业,董兰凤. 地下洞室施工理论与技术进展[J].西北水电.2002.(2):47-50 朱永全.隧道稳定性位移判别准则[J]. 中国铁道科学. 2001.22.(6):80-83 杨会军,王梦恕.隧道围岩变形影响因素分析[J]. 铁道学报.2006.28.(3):92-96 万明富,海洪等.大跨度隧道开挖围岩变形稳定监测与主动控制[J]. 重庆大学学报.2006.29.(7):149-151 于宁,朱合华.公路隧道建设中安全监测预报的应用[J].现代隧道技术.2003.40.(5):59-65
二.本课题的任务、重点内容、实现途径
（1 任务 结合矿山安全工程知识模块、要点的回顾和总结，重点通过对隧道施工围岩失稳破坏的影响因素准确识别，掌握隧道施工安全监测技术及安全规程。 （2 重点内容 能够对隧道施工围岩失稳破坏的影响因素准确识别；掌握隧道施工安全技术管理规程；能够对隧道施工监测方案进行科学选择和监测数据正确判定。 （3 实现途径 1、借阅图书，查阅资料； 2、听从指导教师安排，按时完成任务； 3、现场调研，搜集资料； 4、组员相互交流心得体会。
三.完成本课题所需工作条件（如工具书、计算机、实验、调研等）及解决办法
1、计算机： 主要是CAD制图工具和计算机编程程序的英勇 2、实验调研： 当论文写作过程中，遇到需要使用实验设备，在条件允许的情况下，可以预约借用学校实验室的实验设备。安排适当的时间，进行现场调研，勘察，搜集资料。 |
