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现代隧道技术
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现代隧道技术
2012年 49卷 1期
刊出日期：2012-02-25
研究与探讨
分析与计算
规划与设计
施工技术
施工设备
研究与探讨
1
王明慧, 蒋树平
山区高速铁路深路堑与隧道方案的比较研究
在山区高速铁路建设中，不可避免地会出现深路堑，如果方案选择不合理，则会造成当地环境的破坏，导致地质灾害频发，直接威胁到高铁运营的安全。因此，正确、合理地选用深路堑和隧道方案，显得非常重要。文章主要从地质条件、环境影响、施工难度、综合经济成本、运营安全等五个方面,比较研究了深路堑与隧道选用的适用性，并提出了方案选择的建议。
2012 Vol. 49 (1): 1-6 [
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7
田志宇, 林国进
四川小净距隧道的发展与技术要点总结
文章详细介绍了四川公路小净距隧道的发展过程、现状与方向，同时根据现阶段的研究成果与工程经验对小净距隧道的技术要点进行了总结，提出了小净距隧道结构支护参数加强方法、中岩墙加固方法、施工控制措施、监控量测措施。
2012 Vol. 49 (1): 7-11 [
摘要
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1901
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12
张志强, 何本国, 关宝树
节理岩体隧道围岩稳定性判定指标合理性研究
隧道围岩失稳模式和稳定性判据一直是工程界争论的焦点，迄今没有科学合理的标准，常以洞周位移或塑性区经验值作为稳定性判定指标。洞周位移受围岩弹模、隧道形状等因素影响，而且不同部位变形值差异很大，很难找到统一标准；以塑性区作为稳定性判据优于以位移作为判据，围岩塑性化反映连续介质宏观塑性流动力学动态，而不能用于量化判定由优势结构面控制节理岩体破坏的隧道稳定性。文章结合细观节理形态和变化，通过UDEC离散元程序，研究节理岩体隧道失稳模式及量化的稳定性判定指标，探讨了细观结构机制和宏观力学行为关系。结果表明：(1) 结构面极大地削弱岩体力学性质及其稳定性，结构面变形与强度性质对于隧道稳定性起着关键控制性作用；(2) 节理岩体隧道扰动区可划分为脱落区、张开区和剪切滑移区，其中脱落区表征围岩失稳模式，张开区围岩处于脱落临界状态，即塌方潜在区域；(3) 剪切滑移区是诱发围岩发生渐进性破坏主因，提出将剪切滑移区作为节理岩体隧道稳定性判定指标具有严格力学依据，可以定量化评价围岩稳定程度。最后，以在建兰渝铁路木寨岭隧道为例，对比了锚杆支护前后力学效应，验证了以剪切滑移区作为节理岩体隧道稳定性判定指标的可靠性、合理性和现实性。
2012 Vol. 49 (1): 12-19 [
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20
肖晓春
新加坡地铁C855标盾构隧道开挖面稳定性分析及泥水压力设定
复合地层中盾构隧道开挖面稳定性一直是盾构隧道工程技术难点之一。新加坡地铁环线属于典型的复合地层，并首次大规模采用泥水平衡盾构施工。文章结合地铁环线C855标段，对复合地层泥水平衡盾构施工中开挖面的稳定性分析与泥水压力设定等问题进行了探讨，基于Anagnostou和Kovari提出的楔形体模型，引进稳定数Ns概念，对沿线开挖面的泥水压力进行了分析计算，综合考虑设备性能、周边环境条件、现场组织与实施等因素给出了泥水压力设定表；并针对工程实施过程中遇到的问题，如开挖面坍塌、泥水逃逸以及降水等情况进行了分析，成果可为其它类似工程提供借鉴与参考。
2012 Vol. 49 (1): 20-26 [
摘要
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1994
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27
孟陆波, 李天斌, 曾知法, 方兴, 唐林
隧道震裂岩体围岩分级方法初探
汶川地震产生了大量的震裂松动山体，为合理评价在这些震裂山体中新建隧道的围岩级别，通过极震区在建隧道现场震裂岩体调查，对震裂岩体特征及其对围岩稳定性的影响进行了分析。震裂岩体是一种受强烈地震波作用后，岩体结构面更加发育，层间结合更差的一种岩体；并且硬质岩和软质岩的震裂特征不同，硬质震裂岩体易产生集中式张裂缝和松动，软质震裂岩体易产生体积式松弛变形。在此基础上，提出了岩体震裂等级，划分为轻微、中等、强烈三种级别，并建立了震裂岩体围岩分级的修正方案，即：轻微震裂岩体对围岩稳定性影响不大，可不考虑降低围岩级别，或者降低0.5级；中等震裂岩体对围岩稳定性有不利影响，围岩级别降低0.5～1级；强烈震裂岩体对围岩稳定性影响极为不利，围岩级别降低1～1.5级。
2012 Vol. 49 (1): 27-32 [
摘要
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33
吕康成, 吉哲, 马超超, 许鹏
寒冷地区隧道温度、渗流规律与冻害预防
根据试验隧道的温度和水流量测试成果，得出了寒冷季节隧道水流量和隧道衬砌后浅层围岩温度随时间的变化规律。预防隧道冻害应有系统观念，一味提高隧道内温度或衬砌壁后温度未必有利于问题的解决。在试验隧道中采用了冻害综合防治措施，即：（1）加强拱顶围岩注浆；（2）选用低温柔性好的防水板；（3）喷射混凝土表面降糙；（4）采用LV法铺设防水层；（5）施工缝设置可排水止水带；（6）采用直接通至中央排水管的环向排水管并进行局部保温；（7）在衬砌下隅角背后设置保温层；（8）在衬砌壁后预埋电热带穿线管等，取得了良好的综合防冻效果。
2012 Vol. 49 (1): 33-38 [
摘要
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39
郝飞, 孙全胜
寒区公路隧道温度场及保温层的研究
随着寒区公路隧道的不断增多，寒区隧道的保温问题也受到广泛重视。为了分析计算此类隧道施工过程中的温度场，验证寒区隧道保温设计的必要性，确定保温设计的经济性和有效性，文章以某市西山隧道为背景，结合东北冻土的热力性质特点，利用大型有限元计算程序Ansys，对寒区隧道进行了模拟分析，并且将计算的理论数据与实际测定的数据进行对比，分析隧道开挖后围岩温度场的分布、初期支护以及二次衬砌的温度变化过程，对隧道保温效果进行评定。数据对比表明，将保温层设置在二次衬砌外侧是比较合理的，但在东北寒区，对于断面半径达7 m的大断面隧道，仅使用40 mm厚的PU硬质聚氨酯泡沫板作为保温材料是不合理的。为使设计经济合理，保温材料在径向上可以采用不同的厚度。
2012 Vol. 49 (1): 39-43 [
摘要
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44
任朝军1, 2, 吕黄1, 2, 苏林王1, 2, 应宗权1, 2
沉管隧道管节沉放实时定位测量技术现状分析
文章在调研国内外沉管隧道工程实例的基础上对管节沉放实时定位测量方法进行了分析研究，重点介绍了应用较为广泛的几种测量方法，如全站仪法、GPS法、声纳法和机械法的特点、原理及现场应用，并对4种定位测量方法的优缺点进行了比较，给出了每种定位测量方法的适用范围，为以后类似工程定位测量方法的选取提供了参考依据。
2012 Vol. 49 (1): 44-49 [
摘要
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50
赵录学
关于新意法隧道设计的几点建议
在引进国外先进的隧道修建技术（新意法）时,不应生硬地照抄、照搬，而应在引进和消化吸收的基础上，结合我国的实际情况，不断改进、创新，逐步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，以进一步提高我国隧道修建技术水平。 文章针对新意法特点，就复杂地质条件下隧道选线、衬砌支护参数的选定及施工方案提出了具体的建议，可为新意法在我国的推广应用提供参考。
2012 Vol. 49 (1): 50-52 [
摘要
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分析与计算
53
刘海1, 2, 沈军辉1, 陈华1, 王旭东2, 邴国林1
穿越古滑坡川主寺隧道围岩破坏特征及稳定性研究
文章以川主寺隧道所处的工程地质条件为基础，通过现场调研分析了隧道围岩变形破坏形式主要为坍塌、掉块以及剥落。围岩稳定性三维有限元数值模拟结果显示，碎裂围岩自稳能力差，围岩变形以弹塑性变形、松弛变形为主；H型钢拱架支护结构对碎裂围岩稳定性起到积极的作用，并通过典型洞段现场位移监测数据分析结果得以证实。
2012 Vol. 49 (1): 53-59 [
摘要
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60
郑波, 王建宇, 吴剑
轴对称解对隧道衬砌水压力计算的适用性研究
文章根据渗流理论推导了隧道衬砌水压力的轴对称解，并利用数值分析方法研究了轴对称解对不同形状隧道断面与浅埋隧道的适用性。研究结果表明：轴对称解适用于非圆形隧道断面衬砌水压力的估算；隧道断面形状对衬砌水压力折减系数的影响较小，可以忽略不计，其影响大小主要由衬砌与围岩的渗透系数比值决定。对于浅埋低水头隧道，用轴对称解计算的毛洞流量Qm与数值解比较，其误差较大，最大误差为36.5%；但用来计算衬砌水压力pl以及衬砌后水流量Ql时，误差相对较小，最大误差为6.3%，特别是利用轴对称解得出的衬砌水压力值与利用数值解得出的衬砌水压力特征值最大误差仅为3.4%。
2012 Vol. 49 (1): 60-65 [
摘要
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1854
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66
杨灵1, 2, 韩立军1, 2, 蔚立元1, 2
基于虚拟支撑力的隧道合理支护时机探讨分析
以连云港北固山隧道为工程背景，利用有限元分析软件，分析了隧道开挖后在不同荷载释放系数下施加支护的作用效果；同时，结合超前注浆加固机理，对施作超前支护与不施作超前支护两种工况在不同支护时机下施作初期支护的围岩及支护结构的力学特征进行了对比分析，并根据两种工况下支护时机对隧道开挖后围岩及支护结构力学特征的影响，初步确定了较理想的初期支护时机。
2012 Vol. 49 (1): 66-71 [
摘要
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72
刘建, 刘丹
基于Bayes判别分析方法的叙岭关隧道溶洞水源识别
基于Bayes判别方法，选取水化学常量组分作为判别指标，利用叙岭关隧道地区9个动态监测点的53个水样样本建立了该地区的水源判别模型。模型检验结果表明，其回判准确率为96.23%，具有较高的识别精度和工程推广能力。利用建立的判别模型，对叙岭关隧道1号溶洞内两个出水点RQ1和RQ2的水源进行了识别，并结合其流量动态变化特征、同位素分析结果，以及1号溶洞发育位置，推断1号溶洞内两个出水点的水源为P1m+q含水层中的岩溶地下水。根据判别结果，建议1号溶洞采取“以排为主”的原则加以处治，并尽量保留溶洞水的过水通道。
2012 Vol. 49 (1): 72-77 [
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78
王宁1, 张立胜2
双连拱隧道施工阶段衬砌裂损状态成因的研究
文章针对双连拱隧道施工期间衬砌裂损出现的过程、状态、分布特点及现场处置，综合现场勘查、施工过程分析、地形地质等因素，定性研究了衬砌致裂成因，建立了隧道进口衬砌裂损区段施工过程数值分析模型；考虑隧道所处位置实际地形条件、围岩构造参数、实际施工工序等，重点研究了衬砌结构内主应力的分布规律。研究结果表明，衬砌裂损的主要成因是偏压荷载作用造成局部应力大于正常设计承载力；由于地质构造复杂，施工中考虑不周、对塌方区处理固结不充分，加之施工中多次扰动、左右线相互影响等，使围岩松动软化。文章从理论上解释了该隧道衬砌裂损产生的机理，其结果与现场实际相吻合。
2012 Vol. 49 (1): 78-83 [
摘要
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84
陈贵红
偏压连拱隧道施工方法研究
文章采用三维有限元数值模拟研究了偏压连拱隧道不同施工顺序下拱顶下沉、中墙稳定性及初期支护受力特征。研究结果表明，先开挖浅埋侧时，拱顶沉降较小，中墙在施工中的稳定安全系数较大、弯矩较小，初期支护受力较大；对于浅埋偏压连拱隧道，围岩变形及中墙在施工中的稳定性控制更为重要。所以，从有利于围岩变形、中墙稳定性控制以及中墙受力的角度出发，宜采用先开挖浅埋侧的施工方法。
2012 Vol. 49 (1): 84-88 [
摘要
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1917
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89
苏江
铁路隧道下穿既有公路地层变形特性研究
文章结合张唐铁路工程燕山隧道下穿公路出口段，采用三维有限差分程序，研究分析了其施工过程中的地层变形特性、力学响应、能量积聚及塑性区分布特征。研究结果表明：公路最大沉降量小于规范要求，围岩竖向最大变形为20 mm，水平变形为16 mm；掌子面前方挤出变形明显，最大值为38 mm；边墙能量密度集中现象较显著，位于距洞壁5 m深部围岩处；掌子面前方6 m左右围岩处出现能量积聚，为掌子面稳定关键部位；塑性区主要集中在掌子面前方、拱肩、边墙及墙脚。为此，建议对掌子面进行预加固，保证墙脚和拱肩部位配筋，提高结构整体稳定性。
2012 Vol. 49 (1): 89-95 [
摘要
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1732
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96
肖锋1, 仝浩2
七里坪隧道浅埋偏压段支护措施优化研究
文章以改建铁路湘桂线永州至柳州段扩能改造工程七里坪隧道工程实例为依托，考虑了浅埋偏压隧道的地质特性以及围岩受力特征，结合七里坪隧道的支护措施，运用三维离散元软件3DEC对七里坪隧道的锚杆支护方案进行了优化。
2012 Vol. 49 (1): 96-99 [
摘要
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1697
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100
阮顺良1, 胡士兵2, 楼永良
基坑工程对邻近地铁隧道影响及控制措施研究
随着经济和城市建设的快速发展，城市地铁附近的地下空间开发越来越受到青睐，基坑卸土及降水对邻近地铁隧道有一定的影响。文章从力学原理上分析了影响机理，从设计和施工两方面提出了减小基坑工程对邻近地铁影响的控制措施，并结合具体工程采用三维有限元法验证了文中提出的控制措施的有效性。
2012 Vol. 49 (1): 100-104 [
摘要
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1952
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规划与设计
105
肖明清, 邓朝辉, 鲁志鹏
武汉长江隧道盾构段结构型式研究
武汉长江隧道是我国在高水压、强透水地层中修建的第一条大直径盾构隧道，且左侧河床历年冲淤变化幅度较大，如何选择合理的隧道结构型式是工程设计必须考虑的关键问题。为此，在国内外现有单层管片衬砌和全环双层衬砌的基础上，研究提出了一种新型的“管片衬砌＋非封闭内衬”的双层衬砌结构。该结构在不增加隧道开挖直径的前提下，充分利用圆形隧道底部和两侧的富余空间现浇钢筋混凝土，并与车道板结构共同组成非封闭二次衬砌结构，可以大幅度地减少河床冲淤变化时的结构横向变形，并确保隧道底部与两侧这些重点部位的防水性能及结构长期稳定性，是一种值得推荐的创新结构方案。
2012 Vol. 49 (1): 105-110 [
摘要
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2093
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111
程崇国1, 2, 郭军1, 2, 胡居义1, 2
大型地下车站洞室结构设计施工技术
红旗河沟车站是重庆轻轨3号线与地铁6号线的地下换乘车站，也是当前全亚洲建设规模最大的地下暗挖车站。依托该工程，介绍了大型浅埋暗挖洞室主体结构设计方法、支护衬砌设计与施工技术，包括洞群组成、主洞与附属洞的衔接方式、埋置深度确定、主洞断面设计、高边墙式大断面主洞开挖工法、支护类型等；着重研究了十字交叉节点的结构设计方法，并采用有限元方法进行了结构受力特征分析与开挖过程施工力学计算。通过施工过程的力学分析与精细化设计，红旗河沟车站成功建成，相关设计施工方法对今后类似超大型地下洞室工程具有一定参考价值。
2012 Vol. 49 (1): 111-118 [
摘要
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1847
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119
余晶, 程勇, 贾瑞华
港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道方案论证
文章介绍了港珠澳大桥珠海连接线工程中控制性工程——拱北隧道下穿口岸段隧道结构形式及施工方案论证的比选过程。根据实际工程调研及设计经验，提出了封闭管幕保护下的浅埋暗挖方案；并研究和分析了管幕工法的设计施工要点和难点，以及应采取的对策和措施。
2012 Vol. 49 (1): 119-125 [
摘要
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2291
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施工技术
126
刘广钧
狮子洋隧道过小虎沥水道施工技术
文章以广深港铁路客运专线狮子洋隧道盾构法穿越小虎沥水道工程为例，重点介绍了过江施工过程中的风险点及重难点，并提出了盾构刀具配置、开挖面泥水压力控制及处理系统管理、背后注浆、盾尾漏浆防治等针对性技术及措施。
2012 Vol. 49 (1): 126-131 [
摘要
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1829
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132
王新东
郑西客专高桥隧道下穿既有铁路设计与施工
郑西客专高桥隧道出口下穿既有南同蒲铁路段集成了特浅埋、大断面、新黄土、小角度下穿等技术难点，由于浅埋、新黄土隧道施工易发生较大变形甚至突然性塌方，为确保下穿段施工安全和既有线运营安全、同时保证隧道建设工期，通过技术经济比选，最终确定采用超前管棚+双层支护+台阶法方案。现场通过地表对既有线进行加固、洞内100 m长管棚超前支护和双层喷锚支护，以及仰拱快速封闭等技术手段，实现了采用台阶法安全、快速下穿通过既有铁路段的目的。文章介绍了方案比选情况和现场施工情况，对试验测试情况进行了总结分析，对大断面黄土隧道下穿既有铁路段采用双层支护台阶法的适用性进行了评价，并提出了其技术关键和相关注意事项，为类似工程提供了一种新的建设思路。
2012 Vol. 49 (1): 132-137 [
摘要
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1969
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138
石舒
盾构隧道下穿铁路工程风险及对策
结合杭州地铁一号线下穿铁路艮山门辅助编组站盾构隧道工程，对其可能出现的风险进行了研究分析，提出了相应对策，并对盾构下穿施工参数提出了建议；针对可能出现的轨道过大变形，提出了对盾构穿越区采用分块加固的措施，并对加固后的效果进行了分析。
2012 Vol. 49 (1): 138-142 [
摘要
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1914
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143
宋建, 樊赟赟
复杂条件下地铁车站施工关键技术
在复杂条件下为使地铁车站项目的施工质量、工期、造价和安全目标得以实现，关键施工技术的正确采用至关重要。文章以沈阳中街地铁站为例，针对工程施工所面临的复杂条件，对施工技术路线的确定和施工方案涉及的关键技术进行了分析和探讨。工程实践及良好的施工效果表明，项目施工中采取的注浆加固、大跨度扣拱、超前地质预报以及施工防水等关键技术，对近接建筑物、不稳定地层下开挖大跨度隧道施工中有效控制地表沉降、保护周边建筑物及管线安全起到了关键作用。
2012 Vol. 49 (1): 143-147 [
摘要
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2012
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148
孙飞, 李金奎
人工素填土下浅埋暗挖横通道CRD法施工的地表沉降监测分析
浅埋暗挖隧道距离地表近，施工工序繁多，开挖和支护相互交错，施工过程中地表变形复杂。文章介绍了大连地铁2号线春光街站的工程概况和施工监测方案，并对其横通道地表沉降数据进行了分析研究。分析结果表明，在人工素填土下隧道开挖引起了地表整体下沉呈扁漏斗状，沉降槽特征较为明显；隧道掌子面施工对地表有明显影响，横向影响范围为30 m，纵向影响范围为15 m。由此提出建议，监测布点在掌子面前方15 m、监测有效期限为70 d，即可满足隧道围岩稳定性要求。
2012 Vol. 49 (1): 148-151 [
摘要
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2039
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152
苑俊廷, 林丽芳, 席继红, 骆文学
某大断面双线隧道围岩量测分析研究
围岩量测的目的旨在收集可反映施工过程中围岩动态的信息，据此判定隧道围岩的稳定状态，以及所定支护结构参数和施工的合理性。文章通过对某特长大断面双线隧道的拱顶下沉、水平收敛等监测数据的收集整理,并利用图表进行分析研究。结果表明：隧道开挖后围岩的变形具有时间相关性和空间相关性。基本变形规律为急剧变形—缓慢增长—基本稳定三个阶段，并且具有变形较均匀、收敛速度快、变形小、拱顶下沉较水平收敛变形大的特征，这是地质条件、施工技术、周围环境综合作用的结果。监控量测结果表明，隧道围岩自稳能力和支护结构较强。围岩变形分析动态反馈于施工中，取得了令人满意的结果。
2012 Vol. 49 (1): 152-155 [
摘要
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1703
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156
林 辉1, 颜波2, 3, 杨国龙2, 谭伟源2, 汪清1
富水软弱地层盾尾单双液多序注浆及效果研究
在富水易坍塌的软弱地层中，盾尾注浆施工存在一定的技术难度。文章针对该技术难题，从浆液配比及施工工艺改进两个方面进行了深入研究，分析了水泥、膨润土、粉煤灰及水玻璃4种常用注浆材料的7种浆液配比性能和适用性，提出了富水软弱砂层中的单双液壁后多序注浆工艺。该注浆工艺既控制了双液的快速凝结又保证了有效充填，是一套适用于富水易坍塌地层、有利于地面沉降控制的盾尾注浆技术。
2012 Vol. 49 (1): 156-159 [
摘要
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1629
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160
王刚, 杨朝帅
超前地质预报综合技术在公路隧道中的应用
文章介绍了地震波反射法、高密度电法（三电极法）和超前钻孔法三种探测技术的原理及现场测试，并对广乐高速公路长基岭隧道应用这三种探测手段进行的综合超前地质预报结果进行了分析研究。结果表明，间接预报和直接预报综合技术有一定的实用性；另外，单一预报方法都有一定的局限性，而综合地质预报方法能够实现优缺点互补，大大提升预报的针对性和可靠性。
2012 Vol. 49 (1): 160-165 [
摘要
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1899
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施工设备
166
陈雁冰1, 张闵庆2, 陈晓阳1, 徐晓磊2
多功能长平移管片拼装机的设计
管片拼装机是盾构掘进过程中，将开挖好的隧道表面用预制混凝土管片拼装成圆形隧道的机构。基于长距离隧道掘进中盾尾刷失效不易更换的问题，文章在分析其工作原理及功能结构的基础上，提出了一种具有长平移、360°回转，以及能实现管片六自由度运动功能的拼装机，并用有限元法校核了关键部件的强度。
2012 Vol. 49 (1): 166-170 [
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1568
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171
雷坚强
测微器水准仪在隧道拱顶下沉量测中的应用
文章介绍了水准仪测微器的基本工作原理、读数方法及在隧道拱顶下沉量测中的应用，指出需掌握其正确的读数方法，以免进入测微器水准仪读数的误区，使其获得结构的真正变形数据，达到隧道施工监控的目的。
2012 Vol. 49 (1): 171-174 [
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