日本山岭隧道的设计和施工.docxVIP

附录C 外文翻译外文翻译原文外文翻译中文日本山岭隧道的设计和施工摘要这篇文章介绍了日本山岭隧道目前施工工艺的状况。在技术上不断发展的今天，除了评论隧道设计和施工技术，着重探讨了隧道大断面施工技术的的发展和城市隧道在非固结土地上的施工，还有大型机械TBM的使用。1. 目前山岭隧道的设计和施工的状况1.1 引言自从十九世纪末以来，日本的山岭隧道的施工方法很普遍。许多复杂地质条件下的隧道包括Secikan tunnel,已经成功的运用了先进的施工方法。大约在20年前，当砂浆锚杆和钢拱架用于隧道施工后，日本山岭隧道的施工发法也发生了改变。从那以后隧道的施工和设计方法工艺有了很大的进步。先进的施工工艺用于大断面隧道和城市复杂地质条件下的隧道，同样可以有加快施工速度。这些成果已经成功的促进了隧道设计和施工的发展。1.2 初步设计和改进设计一般情况下，对于一个负责人会首先采用一个标准的断面，作为一个初步设计的截面。一般情况下可以根据围岩分级进行初步设计。初步设计的确定有以下几种方法：A：2(2，6，1) 标准设计的应用在日本，铁路和公路等的负责人，会根据以前的经验制定一些对于不同的围岩级别的标准设计。隧道在正常的条件下进行施工，可以采用这些标准的设计。b.在相似的条件下可以应用这些设计。c.应用数值分析方法。当隧道遇到特殊的断面复杂的地质条件时，可以采用数值分析方法。大多数的数值分析方法是有限单元法。1.3 观察，测量和修改设计施工阶段进行设计修改时，就要判断地质情况是否和最初设计时设想的一致。当设计必须进行修改时，以下的几个问题必须先解决：(1)如何确定支护的数量和进行支护的最佳时间；(2)如果施工仍在继续，就应考虑掌子面是否稳定；(3)如果不稳定的话，如何使用合理的方法。1.3.1 地层的评价通过观察掌子面，来评价地层的条件很重要。尽管如此，有许多因素都必须有系统地考虑进去。人们尝试着把每种因素占整个记录的百分比表示出来，通过它来评价当前的地质情况。1.3.2 探索方法为了加快施工的速度，合理的评价地层的条件显得特别的重要。为了达到这个目的，在掌子面之前就应对地层进行调查，并应作出评价。应用超前钻孔，通过钻孔的能量或弹性波进行估算。1.3.3 测量方法的应用用测量的方法来评价现在情况下的地层，以下的几个方法都可以：·评定地层的稳定性；樱井和樱井等人通过极限应变和单轴抗压强度之间的关系，提出允许的位移值；·保持极限设计支护的稳定性；·这种设计的支护不会影响到周围的地层。1.4 支护设计1.4.1 喷射混凝土强度为18MP的衬砌混凝土经常被作为初步设计的强度。当有些地方需要增加混凝土的厚度，可以通过使用钢纤维或提高标准设计的强度，就象名古物和神户的高速公路深埋隧道。有时采用钢筋网喷射混凝土以增强它的强度。钢纤维混凝土经常被用于有复杂压力和大变形的地质条件下。随着新的施工方法如喷射早强混凝土和挤压式混凝土衬砌的应用，人门发明了新的支护方法。1.4.2 锚杆锚杆被用来作为初级的支撑材料就像喷浆。锚杆的主要锚固方法是进行全面锚固。在任何情况下锚杆孔不能是独自存在，自钻式锚杆可以被采用。当锚杆被锚在地层中时，锚固力将增加。锚杆被安装后不仅可以立即发挥他的作用，即使当遇到有水的情况，它仍可以发挥作用。1.4.3 钢拱架在日本当遇到不好的地质情况时，可以用钢拱架进行初期支护，再加上早强混凝土和超前锚杆的运用，就可以保障掌子面和仰拱的稳定。1.5 设计衬砌在一般的场地和一般的地质条件下，衬砌设计的的目的是增加支撑的安全度的。因此，对它的功能没有特殊的要求。传统的做法采用的是标准设计。在一些情况下衬砌可以用力学分析进行设计，比如：隧道完工后，土压力和水压力的作用。一些工程师采用了过去的经验公式，然后进行结构分析或进行有限元分析。1.6 辅助工法在山岭隧道中，辅助工法经常被用于稳定一个不稳定的掌子面，控制掌子面前端的位移，还可以改善地面的状况从而得到一个稳定的掌子面。1.6.1 稳定拱顶早强混凝土的快速硬化，可以维护拱顶的稳定防止其坍塌。在开挖面打入超前锚杆，这种方式不影响施工的安排，施工机械在原有的地方让可以进行施工。保持拱顶的稳定也可以用管棚支护(图1)、水平旋喷注浆(图2)和大跨度的钢管前列桩。当地质条件十分恶劣时且工作面有限可采用特殊的施工设备。在大跨度的钢管前列桩施工中，用常规的大钻头进行打孔。由于这种方法比较简单经常用于洞口和断层带的施工(图3)。1.6.2 稳定掌子面有一种方法是将掌子面分成几个独立的块进行分步开挖。然而，有时在不良的地质条件也需要较大的掌子面，这就要求有大跨度的锚杆和尽早封闭断面。因此，在最近几年通过辅助方法来达到稳定很普遍。在一个传统的工作周期，初衬和锚杆很容易被应用。经常用灌浆的方法来改变地层的性质。现在