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1動態設計
1.1隧道支護結構
隧道支護結構調整是修正設計最為常見的內容，一般基于安全適用和經濟合理性原則，施工中應根據地質圍巖等實際情況給予適當的支護。支護調整大致分為3種情況：
1）地質圍巖發生變化，如原勘察設計文件顯示隧道圍巖為IV級，通過現場判別可能為Ⅴ或Ⅲ級，支護結構相應調整。
2）地質圍巖沒有改變，但監測信息顯示支護變形較大或支護變形很小,甚至沒有變形，支護也應該予以調整。變形較大應增強支護，變形很小甚至沒有變形可以減弱支護。
3）因施工等原因無法按圖施工，需要通過調整支護結構以滿足受力要求。如二次襯砌厚度不足，通過計算可以采用增加配筋和提高混凝土強度等支護措施加以實現。對前兩種情況一般沒有異議，第三種情況往往設計方不太認可，認為系施工不當造成，但這也是施工中出現的變異現象，可以根據實際情況進行修正。支護結構調整通過主要改變支護結構強度、厚度，調整格柵鋼架尺寸、類型、間距，調整錨桿設置，還可以采取增減鋼筋等措施改變支護強度和剛度。對于特殊地質地段，除采用特殊設計外，尤其需要加強信息反饋，及時修正設計和指導施工。
1.2隧道長度、斷面尺寸
預設計一般根據地形、地質等情況確定隧道長度，根據限界、結構受力等因素確定隧道斷面尺寸。隧道長度調整相對較少，一般當地形、地質條件與設計不符或洞門邊仰坡開挖已經不適合繼續刷坡等情況下，可考慮調整隧道或明洞長度，甚至可以調整洞門型式。斷面尺寸調整情況較多，但一般不調整內輪廓尺寸，大多調整開挖和初期支護尺寸，如調整預留變形量、施工方基于施工誤差因素調整施工預留量等；也有施工方進場后提出調整斷面尺寸的，如根據施工組織需要，為了洞內運輸會車方便，在特定地段設加寬段；從有利于隧道工程實施且不影響功能等的角度，也可以予以修正或調整。
1.3施工方法
施工方法的選擇是隧道設計、施工最為重要的環節，施工方法是否得當，直接影響到隧道工程的安全。目前，隧道施工有全斷面法、臺階法、中洞法、CD法、CRD法、眼鏡法等。一般根據隧道斷面、地質等情況確定施工方法，施工方法與支護密切相關。施工方法的選用首先應考慮安全，其次還要考慮便于施工。一些施工單位出于成本或便于施工的角度考慮施工方法，如將眼鏡法改為CD法，將CD法改為臺階法，將臺階法改為全斷面法等。工法的改變應符合工程實際情況，否則容易增加風險造成安全隱患。如為加快施工建設，許多大跨度的隧道都采用臺階法，并推廣到Ⅴ級圍巖中。臺階法雖有利于機械化施工，可大大提高施工效率，但是否適用于所有的隧道還值得探討。對于斷面較大、地質情況較差、淺埋隧道不宜采用該法。不少隧道因采用該法而產生大變形甚至坍塌。當圍巖好轉、監測變形不大時可以改變為加大斷面的施工方法。施工方法的改變應有序進行，不可突變，如眼鏡法不可直接變為臺階法，可先通過CD法驗證，在可行的情況下再逐步過渡到臺階法。當圍巖不穩定甚至變差，變形較大時應改為縮小斷面、分部施工的施工方法，如將臺階法改為CD法，將CD法改為眼鏡法等。
1.4輔助工程措施
輔助工程措施主要指地層穩定措施和涌水處理措施，是隧道施工的必要措施。地層穩定措施主要有管棚、小導管注漿、錨桿等超前支護以及地表加固等；涌水處理措施主要有注漿止水和超前排水、降水等。一般應根據工程地質環境特點選用。施工中根據圍巖變化情況予以補充或改變輔助工程措施。例如進入較破碎圍巖時，應適當增加錨桿支護；對于松散地層和破碎巖體設置超前小導管支護注漿支護，小導管長度及注漿類型根據地質情況予以改變。
1.5臨時工程
臨時工程主要指豎井、斜井、平行導坑及施工通道等。在工程建設中，往往因為趕工期、改善通風環境或采用施工措施等需要進行設置。盡管為臨時工程，但涉及到隧道結構安全以及臨時工程處理，可以根據實際情況，將其納入到修正設計中。
2信息反饋內容
信息化施工就是施工單位按照設計要求制訂并實施施工和監測方案，根據監測信息結果及時調整和優化施工方案和工藝，或及時采取安全措施，并將監測信息及需要采取的相關措施反饋設計單位，進行修正和變更設計。
2.1地質狀況
地質狀況是隧道設計施工最不確定的因素，是工程最大的風險源，必須在施工中進行監測，根據地質的變化采取對應的措施。例如掌子面塌方前會有先兆：超前探孔顯示前方或拱頂以上圍巖突然變得軟弱破碎、掌子面出水量劇增、掌子面出水由清變渾等。地質信息是隧道動態設計和信息化施工最為重要的信息，是修正設計的依據和隧道施工安全的重要保障，對特殊地質地段尤其重要。地質信息主要包括超前預報信息和實時記錄信息：超前地質預報可采用地質調查法、超前鉆探法、物探法和超前導坑預報法；實時記錄指隨隧道開挖進行的掌子面地質觀察和記錄。設計時依據地質信息確定是修正設計還是維持設計。
2.2變形監測
變形監測是隧道施工安全的重要保證，也是設計文件要求必測項目之一。一般變形監測項目有地表沉降或建筑物沉降、支護沉降、收斂等。地下工程發生坍塌的先兆有圍巖開裂或錯動、沉降或收斂變形突然加劇、初期支護變形開裂且不斷發展，這些都可以通過監測來發現并發出預警。變形監測不能全依賴儀器，人的因素也起到相當大的作用。如開挖支護觀察記錄，儀器可以顯示微小變化，肉眼目測則更加直觀和直接，一旦看到有異常情況可立即采取避險措施。另外，施工單位需對沉降、收斂變形數據進行分析，找出變形的趨勢，以極早采取應對措施。
2.3地形環境
在工程設計階段，有時提供的勘察報告未能充分體現地形、環境情況，如地下管線資料及需要開挖探槽才能發現的地形、環境等。在施工階段，應首先調查環境，復測地形，及時反饋，再根據實際情況作出修正或調整。
2.4其他監測
一些設計文件要求對環境安全進行監測，如爆破震動速度等；還有一些結構受力狀態監測，如圍巖壓力、鋼筋受力監測等。
2.5建設、施工需求
對于建設方的要求，設計方會充分考慮。但由于受到建設體制和合同管理等影響，施工需求往往未納入到合同信息之中，設計方一般不予認可，施工方也認為沒有必要。從合同界面看，這樣做似乎是正確的，但從隧道工程特點看，又不太合理，會造成設計、施工脫節，是否合理值得商榷。筆者認為，應根據隧道工程特點，將合同和技術分開，求得技術最優；同時，信息的反饋也有必要納入設計之中。這樣才能促進設計、施工的融合，進一步保證施工安全。如施工方因工程前期誤工或其他情況提出增加豎井、斜井或施工通道；考慮施工誤差擬改變預留量；因施工組織需要改變施工順序；因機械施工考慮改變臺階高度，局部擴大斷面便于洞內運輸等。盡管這些為臨時工程或施工的需要，但可能涉及隧道結構及處理，或對工程有某種影響，也應該納入反饋內容，使得設計方掌握更加完整的信息。
3動態設計與信息化施工流程
基本指導思想是以預設計為基礎，通過對地形環境條件、地質條件、變形情況等進行監測，判別是否處于安全狀態，用反饋信息指導設計和施工，修正設計或改善施工。實施動態設計和信息化施工，一方面要求設計方建立對應的動態設計體系，另一方面要求施工方及時、完整地反饋有關信息，確保工程安全有序地施工。
作者：徐加民 單位：北京市市政工程設計研究總院
