1.1GPS在大桥控制测量中的应用
在建立大桥控制网时，采用桥梁轴线建立坐标系对所应用的GPS技术进行处理。在桥梁主轴线上，联测或假定一个控制点，并且以轴作为GPS控制网方位基准，由高精度测距仪测量主轴线两端控制点间长度确定网尺度基准。在主桥高程面上选择GPS桥梁控制网投影面。
1.2GPS在隧道控制测量中的应用
在布设GPS隧道控制网时，通常采用隧道工程坐标系。在布设隧道工程坐标系的过程中，其原点一般选择隧道洞口控制点，并且在方向上要求X轴指向与线路前进方向一致，同时通过正交的方式，使得Y轴与X轴构成右手系。在对GPS隧道控制网网点进行选择埋设时，需要考虑GPS测量对点位的要求，以及隧道施工的要求。
2GPS高程拟合精度评定指标
为了对GPS高程拟合精度进行客观的评论，需要对所有的GPS点进行水准联测，在全网上均匀分布起算点，选择其他点作为检核点。在内符合精度方面，根据参与拟合计算已知点高程异常与拟合出高程异常求拟合残差；在外符合精度方面，根据检核点高程异常与拟合出高程异常间差值，计算GPS高程拟合的外符合精度M；GPS水准精度评定，根据检核点与已知点距离L计算检核点拟合残差限值评定GPS拟合高程达到的精度。
3数据介绍隧道主要应用
GPS进行控制网布设进行高程传递。对于控制点来说，由于需要进行拟合处理，在这种情况下需要的数据比较少。以某一桥梁为例，采用20个公共点对三次样条模型和移动曲面进行拟合分析，根据需要数据前四位省略，在数据类别方面，根据GPS高程拟合原理，可以将其分为起算数据、检核数据。其中，起算数据中的点一方面包含大地高，另一方面包含正常高，同时以此为计算拟合模型中的参数。检核数据是已知大地高，高程异常通过应用拟合模型进行计算，进一步获得正常高。本文中将11个数据点作为起算数据，9个数据点作为检核数据，具体分配方案为起算数据13个，分别为1、3、5、6、7、9、11、14、16、18、20点，检核数据9个，分别为2、4、8、10、12、13、15、17、19。
4数据解算结果及分析
分别对三次样条拟合和移动曲面拟合两种模型根据分配好方案进行数据拟合，三次样条拟合法比移动曲面拟合法效果更好一些，两种方法得到拟合结果值与已知各点高程异常值关系。当多跨桥梁长度、隧道长度分别小于3000m、6000m时，通过移动曲面拟合法可以满足精度要求。对于三次样条曲线拟合，在应用过程中，需要注意X分量、Y分量对拟合结果产生的影响，在某些情况下，三次样条拟合出高程异常面会出现失真现象。对于多跨桥梁、隧道来说，当其长度分别超过3000m、6000m时，在这种情况下，通过移动曲面拟合法获取高程数据，在精度方面早已不能满足要求。对测区内一块宽1000m，长5000m区域采用三次样条拟合法和移动曲面拟合法进行高程异常拟合，通过对比分析两种拟合方法所得结果及拟合图形，同时结合三次样条和移动曲面拟合原理，可知三次样条拟合法存在一定的局限性，三次样条法拟合法与X分量或者Y分量密切相关，拟合结果受X分量、Y分量的影响，进而影响拟合结果的可靠性。
5结论
由于地层地质的复杂性，大跨软岩隧道工程仍然面临着以下几个急需解决的关键问题:
1)对围岩变形的判断与控制。对于软岩隧道围岩变形的研究主要集中在三个方面:
a．从理论方面对变形机理进行研究;
b．选择合理的施工工法对围岩变形进行控制;
c．运用有限元或其他数值模拟的手段对围岩的变形量和变形趋势进行预测。从众多的学术论文和科研成果中不难发现，对于围岩变形的机理多是采用连续性介质理论进行分析，而实际工程中的围岩是非连续的，它是岩块和结构面在三维空间的一种非定向关系。尤其是对于地质状况比较复杂的软弱围岩，都是由多种物理成分组成的，且各物理成分的大小、多少及分布具有很大的随机性。但是，在实际的研究和应用中，例如采用数值模拟的方法对软岩隧道围岩变形进行分析时，又必须运用岩体的本构关系，这本身就是存在问题的，更不要说计算结果的准确性了。不论是理论分析还是数值模拟都没有办法对围岩的变形量进行准确的判断。这将引起另外一个问题，就是在采取控制变形措施时，通常采用的是依据相似工程经验制定施工方案，并没有针对不同的变形量采取相应的控制措施，因此变形控制措施也具有一定的盲目性。另外，隧道施工中变形可以达到1．0m甚至更大，软弱围岩变形本质上属于大变形问题，然而岩体力学中使用的弹塑性变形理论虽然对材料的非线性进行了考虑，但是严格意义上仍属小变形理论。
2)对合理支护时机的探讨。隧道二次衬砌施作时机始终是隧道界讨论的热点问题，二次衬砌的支护时机是保证二次衬砌长期稳定的关键。特别是对于软岩大变形隧道，如果二次衬砌施作过晚，则可能造成初期支护变形过大而无法控制，以致隧道失稳;但如果施作过早，则不利于地应力的释放和充分发挥围岩的自稳能力，从而使二衬受力过大而导致开裂，降低了隧道结构稳定性。因此，合理确定二次衬砌施作时机是保证隧道施工阶段和长期运营阶段安全性的关键。但是现阶段，对于隧道二次衬砌支护时机的研究仍然没有形成系统的体系。研究者多根据具体的工程背景选择不同的岩石弹塑性模型，采用的确定合理支护时机的判定方法也各有不同。对于二衬支护时机的影响因素的分析也多是针对单一影响因素，并没有综合考虑。
2大跨软岩隧道的发展与展望
为了满通建设的需要，将不可避免的遇到更多的软岩隧道工程。围岩大变形的控制问题仍然是未来软岩隧道工程需要解决的关键问题。从根本上讲要更深入的研究围岩的变形机理，找出适用于实际工程地质状况的围岩的本构关系。在施工的过程中，超前地质预报要贯穿整个隧道的开挖过程，监控测量要及时跟进。对于具有代表性的工程要完善施工工法，以便以后类似工程经验借鉴。隧道是地层围岩和支护结构共同组成的复杂受力体。支护是一个过程，一个好的支护方案要让这一过程与围岩变形过程相协调。考虑到软弱围岩的蠕变特性，围岩的自稳能力是与施加相关的，因此二次衬砌的支护需要一个合理的时机。反过来理解，如果要确定合理的二衬支护时机，首先要对围岩的蠕变特性和变形机理进行充分而深入地分析，只有在此基础上，才能选择适当的支护时机和支护形式以及确定合适的支护参数。由于目前的研究多针对二次衬砌的支护时机探讨，应该将整个支护过程统一起来，形成与不同围岩级别、不同断面尺寸、不同开挖方式、不同支护参数相对应的系统的支护方案，以及更完善的施工工法。
3结语
由于地层地质的复杂性，大跨软岩隧道工程仍然面临着以下几个急需解决的关键问题:
1)对围岩变形的判断与控制。
对于软岩隧道围岩变形的研究主要集中在三个方面:a．从理论方面对变形机理进行研究;b．选择合理的施工工法对围岩变形进行控制;c．运用有限元或其他数值模拟的手段对围岩的变形量和变形趋势进行预测。从众多的学术论文和科研成果中不难发现，对于围岩变形的机理多是采用连续性介质理论进行分析，而实际工程中的围岩是非连续的，它是岩块和结构面在三维空间的一种非定向关系。尤其是对于地质状况比较复杂的软弱围岩，都是由多种物理成分组成的，且各物理成分的大小、多少及分布具有很大的随机性。但是，在实际的研究和应用中，例如采用数值模拟的方法对软岩隧道围岩变形进行分析时，又必须运用岩体的本构关系，这本身就是存在问题的，更不要说计算结果的准确性了。不论是理论分析还是数值模拟都没有办法对围岩的变形量进行准确的判断。这将引起另外一个问题，就是在采取控制变形措施时，通常采用的是依据相似工程经验制定施工方案，并没有针对不同的变形量采取相应的控制措施，因此变形控制措施也具有一定的盲目性。另外，隧道施工中变形可以达到1．0m甚至更大，软弱围岩变形本质上属于大变形问题，然而岩体力学中使用的弹塑性变形理论虽然对材料的非线性进行了考虑，但是严格意义上仍属小变形理论。
2)对合理支护时机的探讨。
隧道二次衬砌施作时机始终是隧道界讨论的热点问题，二次衬砌的支护时机是保证二次衬砌长期稳定的关键。特别是对于软岩大变形隧道，如果二次衬砌施作过晚，则可能造成初期支护变形过大而无法控制，以致隧道失稳;但如果施作过早，则不利于地应力的释放和充分发挥围岩的自稳能力，从而使二衬受力过大而导致开裂，降低了隧道结构稳定性。因此，合理确定二次衬砌施作时机是保证隧道施工阶段和长期运营阶段安全性的关键。但是现阶段，对于隧道二次衬砌支护时机的研究仍然没有形成系统的体系。研究者多根据具体的工程背景选择不同的岩石弹塑性模型，采用的确定合理支护时机的判定方法也各有不同。对于二衬支护时机的影响因素的分析也多是针对单一影响因素，并没有综合考虑。
2软岩隧道的发展与展望
为了满通建设的需要，将不可避免的遇到更多的软岩隧道工程。围岩大变形的控制问题仍然是未来软岩隧道工程需要解决的关键问题。从根本上讲要更深入的研究围岩的变形机理，找出适用于实际工程地质状况的围岩的本构关系。在施工的过程中，超前地质预报要贯穿整个隧道的开挖过程，监控测量要及时跟进。对于具有代表性的工程要完善施工工法，以便以后类似工程经验借鉴。隧道是地层围岩和支护结构共同组成的复杂受力体。支护是一个过程，一个好的支护方案要让这一过程与围岩变形过程相协调。考虑到软弱围岩的蠕变特性，围岩的自稳能力是与施加相关的，因此二次衬砌的支护需要一个合理的时机。反过来理解，如果要确定合理的二衬支护时机，首先要对围岩的蠕变特性和变形机理进行充分而深入地分析，只有在此基础上，才能选择适当的支护时机和支护形式以及确定合适的支护参数。由于目前的研究多针对二次衬砌的支护时机探讨，应该将整个支护过程统一起来，形成与不同围岩级别、不同断面尺寸、不同开挖方式、不同支护参数相对应的系统的支护方案，以及更完善的施工工法。
3结语
1.黄土节理对施工的影响黄土沿着各方向上的构造节理都完全发育，多数节理为原生节理并呈X形的成对出现，无限向外延生，产生危险截面。在隧道开挖的过程中，土体容易在危险截面上，顺着节理松弛和断裂。水会顺着裂缝流入土体，使土体的湿度发生改变，随之产生相当大的应力，极易给隧道施工带来预想不到的危险。比如发生较大的坍塌。
2.黄土溶洞与陷穴对施工的影响黄土溶洞与陷穴，是黄土地区常见的不容忽视的不良地质现象。如果将隧道修建在黄土地质的上方，则会有隧道基底下沉的可能。如果将隧道修建在黄土地质的下方，则会有冒顶的可能。若果将隧道修建在黄土地质的附近地区，则会有偏压受力的可能，使得围岩与衬砌处于不利的受力状态。总之，若不采取相应的措施，都将酿成无可挽回的局面。
3.水对黄土隧道施工的影响黄土在干燥环境下时十分坚固可靠，承压的能力较高，隧道的施工能得以顺利的进行。但是，在含地下水较丰富的黄土地层，黄土一旦遇水，就会地质松软、不稳定、孔隙大，承载力急剧降低，遇水下沉产生凹陷。最重要的是，黄土的这种湿陷变形是相当突然的，没有征兆的不可挽回的。当黄土被丰富的地下水浸湿后，土体会发生不同程度的湿陷性，从而发生突然性的不均匀沉降，因此隧道开挖后的围岩就会迅速的丧失自稳能力，如果施工中的支护措施不足，就极易给隧道施工带来预想不到的危险。比如发生坍塌。
二、黄土隧道的施工方法
1.黄土地质为隧道施工的正常进行带来了巨大的困难，但是对于隧道施工的建设者们，这是一个不得不克服的难题。在黄土的特性和对隧道施工的影响中，我们可以分析到，在隧道施工中，处理黄土地质问题应该着重从影响其物理性质变化的内在因素和外在因素上共同考虑，通过改变图的力学性质达到处理的目的。但是对于不同的工程，具有不同的施工条件，因此还需要根据不同的情况进行不同的处理。总而言之，黄土地质下隧道施工的要点大致如下：应做好黄土构造节理的产状与分布的调查；根据不同地域的不同水文地质条件选择合理的施工方法，对围岩进行合理的支护，宜采用复合式衬砌；做好洞顶、洞门及洞口的防排水系统工程，并妥善处理陷穴和裂缝；遵循“短开挖、少扰动、强支护、实回填、严治水、勤量测”的施工原则。在黄土地质环境下进行隧道施工时，对于因构造节理切割而形成的不稳定部位，应加强支护措施，以保证施工能安全顺利的进行。同时，开挖方式宜采用短台阶法或分布开挖法，初期支护必须在开挖断面后尽快施作。下面对施工细节进行说明：
2.洞顶陷穴的处理针对黄土的湿陷性，为了保证隧道能安全顺利的施工，在隧道开挖前应对洞顶周围陷穴进行适当的处理，防止水从陷穴和裂缝渗入到隧道内部，侵蚀洞体周围，引起隧道的坍塌。第一步将陷穴中的杂物清除，第二部对陷穴加以加工使之成为较规则的形状，以便于后期的回填，最后夯实陷穴底部。对于较深的陷穴可采用灌浆充填，对于较浅的陷穴可采取素土或灰土分层夯实回填。除上述处理方法之外，也可结合坡顶建筑物地基处理，采用挤密法处理黄土陷穴现象。
3.洞口防护及地表加固根据不同洞口的特点和“自然进洞”的施工原则，借助地表注浆加固等辅助施工措施提前进洞，这样就能有效的解决洞口的工程危害，保护洞口边仰坡稳定，降低洞口的防护成本。常用的防护和加固方法有深孔注浆、地面锚杆、高压喷射注浆等。支护措施黄土地质的围岩开挖后，如果若暴露时间过长，围岩风化至内部岩体加速松弛，进而发生坍方现象。因此，对于支护宜采用复合式衬砌，开挖时少扰动，开挖后以喷射混凝土、锚杆、钢筋网和钢支撑作初期支护，一起构成较强的支护体系，防止因支护措施不当而发生的工程事故。必要时也可采用超前锚杆、管棚支护加固围岩。在初期支护基本稳定后，进行作用永久支护衬砌。衬砌背后尤其是拱顶回填要密实。监控检测监控检测是所有施工过程中不可缺少的环节。在隧道施工的过程中，应定期对围岩支护体系的稳定性进行相关的监测和评价，为初期支护和二次衬砌设计参数的调整提供有利的依据，从而确保施工能安全顺利的进行。
三、结束语
根据设计，SMART将按3种模式运营［2－3］，如图3所示。1）模式1。无暴风雨或低降水量情况，没有洪水分流到该系统中，泄洪隧道处于无水状态，公路隧道正常对外开放，见图3（a）；2）模式2。在中等洪水情况，即上游Klang／Ampang交汇处的L4雨洪流量站测得流量达到70～150m3／s，通过原有的泄洪设施排泄的流量控制在50m3／s以内，超出的部分则需通过SMART隧道泄洪，但公路隧道区段仅限于隧道的底部空间用于泄洪。公路隧道正常对外开放，见图3（b）；3）模式3。大暴雨、特大暴雨情况下，即上游Klang／Ampang交汇处的L4流量站测得流量超过150m3／s，公路隧道关闭交通，隧道内的车辆和人员全部撤离，隧道全断面泄洪，见图3（c）。对模式3而言，在隧道接到泄洪通知后45min内，隧道内的所有车辆及相关人员必须完成撤离，每次过洪后重新恢复道路交通需要52h。对于3km的公路隧道区间，由于隧道需要在干湿2种环境中运营，因此隧道内的照明设备及CCTV系统均按IP68设计，即可以被水淹没。隧道的应急电话系统设计为可快速更换类型。设计最大洪峰泄洪时流速为4．7m／s，所有的机电设备及指示牌尽可能按流线型设计，且设备安装应有足够的刚度与强度。工程按百年一遇的暴雨标准设计。依此标准，一年内绝大部分时间SMART都将按模式1运行，可能会有7～10次按模式2运行，而按模式3运行的频率为每年1次甚至几年1次。
2隧道地质情况与施工方法比选
2．1隧道地质情况
地质调查结果表明，SMART隧道所经历的地层主要是KualaLumpur石灰岩（简称“KL石灰岩”），这种地层将是工程面临的巨大挑战，隧道纵断面见图4（a）。KL石灰岩90％以上的成分为方解石，具有典型的Karst地层特征：1）石灰岩地层出露地面形成陡峭绝壁或深切峡谷，见图4（b）；2）长期的水溶作用形成溶洞，溶洞大小可以与隧道掘进机的尺寸相当；3）溶洞往往与地下水相联系，隧道施工过程中的降水活动可能给周边建（构）筑物带来风险；4）在历史上地层出现塌陷的地方往往被松软土层充填，这种松软而不密实的充填物对盾构的掘进施工将存在极大风险；5）施工降水可能引发新的地层塌陷。从施工的角度来看，最为关键的就是岩层的起伏变化以及遭遇大型溶洞。为了准确地确定岩层的起伏变化情况，在2001年利用Mackintosh探钻打了1072个地质探孔。另外，为了解溶洞及上卧层疏松土的松软程度及低密度情况，对2个分岔井间的隧道段，按平行于隧道轴线布置5条线路进行微重力试验。试验结果大致给出了岩石露头的最低点以及大溶洞存在的区域范围。然后又在这些区段进行地质钻孔补测，结果表明微重力试验的结果能大致给出岩层露头的定性而非定量结果。在施工初期又采用电阻物探法进行地层测探，以便获得更多的地层信息。
2．2施工方法比选
基于沿线的地质条件，对明挖法、新奥法以及盾构法等几种常用隧道施工方法进行综合比选，为了减少施工风险以及施工对周边环境的扰动，最终推荐采用盾构施工的方案。在盾构的类型（EPB或泥水平衡）比选方面，一方面泥水盾构较EPB能更好地适应复合地层，而且当时超大断面的泥水平衡盾构已有多个成功案例，而直径大于13m的土压盾构工程还没有先例，因此最终选定2台泥水平衡盾构进行施工。由于水力条件要求，隧道仰拱的标高不能变动，因此隧道掘进施工将不可避免地遭遇软硬并存的复合地层。
3SMART隧道设计
3．1结构设计
根据隧道排洪与公路交通多功能的需要，与常规的交通隧道或泄洪隧道相比，沿线的结构布置、隧道的断面形式以及整条隧道的防灾减灾系统均需要有特殊的考虑和安排。在3km公路隧道的南、北两端各设1座分岔井，作为车辆出入口与洪水入口的分叉点。公路隧道的出入口分别设在KampongPandan环形岔路口和KL／Seremban高速公路的立交处与既有线路衔接。2个分岔井还兼作公路隧道的通风井与隧道泄洪的调压井。另外，3km段交通隧道每隔1km布设1座中间风井。作为防灾措施之一，每250m左右设1座联络通道连接上下层隧道。SMART主体隧道采用盾构法掘进施工，隧道结构采用管片衬砌。综合考虑隧道的泄洪能力以及公路隧道的布置需要，隧道内径设为11．83m。管片设计除了要平衡衬砌厚度与含钢量间的关系外，还考虑管片的正常处置状态（如拼装、翻身等）的受力情况、在高强度石灰岩层中掘进时千斤顶反力集中对管片的作用以及在松软地层中管片的受扭不利工况等。管片采用C50混凝土，厚度为500mm，含钢量为90kg／m3。管片环宽为1．7m，1环包括9块管片，即6块标准块、2块临块和1块封顶块，每块标准块的质量为10．3t，1环的总质量为82t。管片的环向和纵向均采用M25高强度螺栓连接。根据隧道线路布置，最小转弯半径仅250m，管片最大楔形量为110mm。管片不设直线环，直线环由左曲环和右曲环交替拼装而成。中间3．0km公路段，采用双层结构布置，由2道横隔板将隧道分成3部分空间，上部为向南的车道，中间空间为向北的车道。底部的空间用于运营模式2和模式3情况下泄洪。每层各提供3个车道，包括2个宽3．35m的正常车道和1个应急车道。受空间限制，隧道内只能通过高度不超过2．55m的小型车辆。隧道内的设计限速为60km／h，实际显示的限速为50km／h。隧道的内部结构布置见图6。
3．2防水设计
对SMART隧道工程而言，由于兼具排洪和公路交通的双重功能，因此对隧道的防水设计也提出了特殊要求，内部结构的防水要求较常规交通隧道要高得多。盾构隧道管片的防水通过在管片上预留密封沟槽安装EPDM橡胶密封实现，最大压力水头按32m考虑。中间3km的公路隧道段在运营模式2情况下，底部的空间水流按有压流考虑，而中部和上部均为无水环境下的公路交通，因此必须要防止水从底部渗漏到中上部空间，这是SMART隧道防水设计的关键与难点所在。为了最大限度减少水从底部渗漏到下隔板，所有施工缝的钢筋都全部连通，并在接缝处预留压浆管。隔板和竖墙的配筋要足够，以防止混凝土施工的早期裂缝。在C40混凝土配合比设计中选用低水化热的PFA水泥，混凝土浇筑的温度严格限制在60℃以内，对浇筑的隔板采取蓄水养护。为防止水通过管片环缝渗入上隔板，在环缝处设“T”形止水带。另外，在隧道管片衬砌与内衬之间预留压浆管。
3．3防灾减灾设计
SMART隧道工程设计开始于2001年，恰逢欧洲勃朗峰隧道火灾（1999年）和阿尔卑斯山隧道火灾（2000年）不久，因此公路隧道的防灾减灾设计尤为受到关注，为此咨询公司专门开展了火灾的数值模拟分析。假定隧道的下层道路发生2～3辆小汽车相撞产生10MW的大火燃烧60min。采用一维数值模拟分析了中间隔板底部的导热情况，通过分析不同深度混凝土结构的温度来推测混凝土剥落的情况。分析结果表明大火情况下混凝土剥落现象仅限于30mm深度范围，混凝土内部的钢筋不致发生软化现象。另外，作为防灾减灾措施的通风系统也十分重要。3km长的公路隧道按1km间隔共设4座风井，每座风井安装8套通风扇和增压风扇为上下层交通隧道供风，增压风扇主要作用是阻止火灾情况下烟雾进络通道，隧道通风模型见图8。在隧道的出入口设置轴流式风机进行新风补充。通风系统的操作系统与隧道SCAVADA系统相连。用于监测隧道内CO浓度与可视度的仪器安装在联络通道附近，整个通风系统根据监测的结果自动调节风量与风速。3km公路隧道沿线每250～300m间隔设联络通道用于连接上层与下层隧道，具置则根据具体地质情况与施工条件确定。一旦发生火灾，在无事故的隧道层则供增压风，以阻止烟雾进入非事故隧道。电气开关房布置在联络通道的中间，见图9。在联络通道与隧道的连接处设水密门，确保泄洪期间水不进络通道。根据地质条件的不同，联络通道采用马蹄形开挖断面＋现浇混凝土衬砌和椭圆形开挖断面＋喷射混凝土衬砌2种形式。
3．4洪水监测与预警系统
由于SMART工程主要的功能是泄洪，并且还要实现泄洪与公路交通不同运营模式之间的转换，因此洪水的监测与预报系统（FloodDetectionSystem简称FDS）必不可少。该系统除了为公路隧道区间不同运营模式间的转换提供水情预报外，还对SMART工程中各个子系统运营状态进行监测与预警。这些系统包括通信系统、预警系统、隧道内安设的传感器、公路隧道出入口的水密门以及蓄洪池的闸门等。更重要的是在公路隧道按模式2或模式3运行时，该系统将为SMART工程中控室和交通管理中心提供实时完整的信息。洪水监测系统安装在SMART工程中控室，包括7个子系统：1）产流区域监测系统。28个遥感水文站，对河流与产流区域的流量进行实时监测，为FDS系统模型提供输入；2）预报模型系统。带有自动模拟与数据信息处置能力的水文与水动力学模型，可以对所选的地点进行长达2h的流量过程预报；3）预警系统。设置在关键位置的警报站；4）监测与控制系统。对各子系统信息进行整合与智能管理的软件系统；5）CCTV系统。设置在重要位置的摄像头和照相机等，以便对现场进行实时监督；6）SCADA系统。包括FDS与MCC系统的界面，用以SMART系统信息与传播的SCX系统；7）无线与光纤通讯系统。包括无线网络、电话以及光纤通讯系统等。
4主体隧道工程施工情况
4．1盾构设备选型
针对地下水位高、复合地层以及Karst地层特点，盾构选型的准则与依据如下：1）马来西亚土地（包括地下）属于私有财产，根据土地征用的具体要求，隧道的线路尽可能落在地面公路的土地使用范围内，盾构设备必须满足最小半径250m的急转弯情况；2）覆土厚度范围10～20m，因此盾构设备必须满足浅覆土施工的工况条件；3）为提供开挖面正面平衡精度，防止施工过程中开挖面前方坍塌，盾构采用泥水－气平衡系统；4）盾构绝大部分都是在石灰岩中进行掘进，部分区域会遭遇溶洞或岩石露头的突变等情况，盾构必须具备在复合地层中掘进施工的能力。经综合比选，SMART隧道采用2台外径13．21m的泥水平衡盾构进行施工。所采用盾构由德国Herrenknecht公司提供，第1台在合同签订后12个月供货，第2台的到货时间滞后2个月。刀盘的配置必须满足在复合地层掘进的需要，值得一提的是盾构采用了球形主轴承，这样允许刀盘与主轴承间以小于90°的夹角进行切削以满足急曲线转弯的超挖需要，同时也减小了作用在隧道管片上千斤顶的行程差，这样可以实现最大的超挖量达到400mm。这一特性还可以满足在岩石地层条件下，将刀盘缩回为查刀与换刀提供一定空间。为满足不间断地进行气压条件下对刀盘上的刀具进行更换，盾构配备了2个气闸室和1个小一些的材料闸室。盾构还配备了2套超前钻探设备和1套振动探测系统以供对开挖面前方的地层进行超前探测。
4．2隧道主体施工情况
隧道的掘进施工始于2003年11月25日。采用2台直径13．2m的泥水平衡盾构从北侧风井始发朝相反的2个方向始发掘进，盾构TUAH用于北侧隧道掘进施工，盾构GEMILANG则朝南掘进。盾构TUAH于2004年6月从北侧风井始发，经过24周的掘进，于2004年11月，到达北侧分岔井，共掘进了737m。2005年1月底，盾构TUAH从北侧分岔井重新始发开始第2段区间隧道的掘进施工，掘进的长度为4550m。SMART北侧盾构隧道的部分参数见表2。工程经过多次延误后，公路隧道段于2007年5月14日下午3：00正式通车，而泄洪隧道段最终于2007年7月底竣工。就在公路隧道通车后的几个星期内，隧道就进入运营模式3泄洪。截至2010年7月18日，SMART系统对7次灾难性的暴雨洪水成功实施分流，从而使吉隆坡市中心免遭内涝之灾。
4．3施工的主要挑战与应对策略
盾构掘进施工中潜在的风险与挑战主要包括：地层沉降或坍塌、Karst溶洞或坑穴以及泥水逃逸导致地表坍塌隆起、开挖面坍塌和泥水溢出地面等。为了防止所述风险并尽量减少泥水损失，施工中采用了一系列的技术措施与方法：1）针对溶洞的位置、大小、地层特点等信息，基于Mohkam模型对开挖面的平衡压力进行计算分析；2）根据地层特点将掘进分为均质地层中掘进、复合地层（掘进断面中含岩石和沉积土）中掘进、交界面中掘进以及在Karst溶洞中掘进等工况，针对不同的工况条件制定相应的盾构掘进施工参数体系；3）对地表沉降进行实时监测，通过监测数据及时反馈给盾构操作人员以降低地表隆沉与冒浆的风险。施工中采用的一些其他措施还包括：1）根据不同的地层情况及泥浆的损失情况及时调整泥浆的组成成分并补充泥浆量；2）在敏感环境区域采用补偿注浆、压密注浆和岩石裂隙注浆3种方法从地表对开挖面前方地层进行注浆加固。根据不同的具体情况选择不同的注浆方法与浆液配比。当地面不具备条件时，也可以从盾构内部进行注浆加固。
5结论与讨论
新奥法的思想和基本理论形成于上世纪的60年代，是奥地利学者在长期的隧道工程实践过程中，在岩土开挖理论的一个系统总结的基础上提出来的。新奥法的核心是将围岩不仅视为荷载，也是结构的一部分，最大限度地利用和发挥围岩的自承能力。利用这一基本思想，根据地层条件，在隧道的设计施工中最大程度地利用围岩的自稳能力，合理确定支护的时机，使支护的代价最低。新奥法的基本思路有以下几点：
1）因为围岩要参与整个结构的承载，应尽量减少对围岩的扰动，充分保护岩体。
2）为充分发挥围岩承载能力，应允许并控制岩体的变形。施工中应采用能与围岩密贴、及时筑砌又能随时加强的柔性支护结构，就能通过调整支护结构来控制岩体的变形。
3）开口不利于结构形成整体的受力结构，为此，在施工过程中应使衬砌尽早封闭成整环。
4）利用信息化施工技术，合理布置监测点，及时掌握围岩及支护结构的应力和变形，通过监测信息的反馈及时调整支护参数。
5）多采用喷锚式初衬外加现浇混凝土二衬的复合式衬砌结构。二次衬砌等初衬施工完成、围岩基本稳定之后再施作。二次衬砌可以用来承担围岩流变等引起的后续荷载。基于上述描述，新奥法的精髓可以概括为十二字方针，即“少扰动、早喷锚、勤量测、快封闭”。新奥法自创立以来，在我国的诸多软弱破碎围岩中也得到了广泛而成功的应用，目前已经发展为山岭隧道及地下工程施工的一种重要方法。金鸡岭隧道所处地层围岩稳定性差，故采用新奥法修建，在修建过程中克服多种施工中的难题，取得了较大的成功。本文将对该隧道的施工技术进行系统地分析。
2工程概况
金鸡岭隧道位于鄂州市新庙镇月陂村，为双向四车道，非独立式双连拱隧道。隧道穿越的山体的最高海拔约为98.5m，隧道最大埋深约为40.7m。隧道起讫桩号为K37+870～K38+215，全长345m。进口隧道设计标高为左洞57.493m，右洞57.483m；出口隧道设计标高分别为左洞56.757m，右洞56.747m。隧道进口、出口采用端墙式洞门。隧道地段进出口及浅埋地段上覆岩体比较薄，风化相对更强烈，围岩变形模量较小、稳定性较差。隧道地段以层次多、结构较松散的软质、较软质岩石为多，有软弱的炭质层存在，岩石强度及稳定性较差，洞壁开挖容易产生较大不良变形，产生掉块、坍塌。
3施工技术方案
根据隧道的长度、现场地质条件及工期要求等因素，本隧道采用从进口单口掘进的施工方案。
3.1洞口施工
洞口工程主要施工流程如图1所示。因洞口围岩风化强烈、稳定性差，为保证其稳定性，在洞门表土开挖施工过程中，利用挖掘机而采用不爆破或弱爆破方式挖掘洞门土石方。为增加洞口稳定性及安全，采用强支护处理。在洞口边坡及影响范围内的仰坡上打设锚杆，为增强围岩的整体性和锚杆支护效果，锚杆打入方向应垂直于岩面。锚杆打入深度为4m。同时布置25cm×25cm的钢筋挂网，钢筋直径6.5mm，在钢筋挂网上喷射混凝土，形成锚喷支护。
3.2超前管棚注浆施工
为防止岩层坍塌和地表下沉，保证掘进和后续支护工艺安全，本工程洞口设置有22m长超前管棚作为临时超前支护。管棚采用φ127×4.5mm的钢管，钢管长24m，管棚与4榀I20b做成的拱架连接在一起，并用C25混凝土浇注，形成一个模拟的洞门，在临时洞门的防护下进行洞身开挖。长管棚内注浆采用水泥单液浆。水泥浆水灰比0.9∶1，注浆初压0.5～1.0MPa，终压2.0MPa。
3.3隧道段开挖
根据不同的地质断面，选择不同的开挖和支护方式。V类和Ⅳ类围岩地段采用三导洞超短台阶式开挖，施工时采用预裂爆破，上下台阶分开，采用短进尺，弱爆破。对于Ⅲ类围岩洞身开挖，采用全断面开挖，施工时采用光面爆破，循环进尺3.0m。中导洞的断面形式为圆顶直墙，整个断面全部开挖。采用光面爆破进行全断面开挖，爆破前用凿岩机钻眼掏槽。中导坑开挖完毕之后，对整个中导坑底板进行标高复核，用低标号砂浆铺底平整，然后进行底部锚杆施工。钢筋安装好后，分为基础及墙身两部分混凝土浇筑；基础采用普通拼装模板，墙身采用8m长模衬台车、滑模施工工艺进行施工。左右导洞采用全断面法开挖，左右正洞采用上下台阶法开挖，进洞口、出洞口8m范围内掘进进尺为0.5～1.0m，其余位置掘进进尺为1m（Ⅴ级围岩）或2m（Ⅳ级围岩）。
3.4初期支护
岩体开挖后须及时进行支护，以维持围岩稳定，保障后续施工有安全的工作空间。金鸡岭隧道施工中，采用中空注浆锚杆、砂浆锚杆、钢拱架、钢筋网、喷锚支护紧跟开挖面及时施作，以减少围岩暴露时间，抑制围岩变形，防止围岩在短期内松弛。各区段采用的初期支护参数如表3所示。
3.4.1砂浆锚杆
本工程选用20MnSiφ22砂浆锚杆，利用自制凿岩台架，风动凿岩机钻孔，孔深、孔位、外插角偏差应符合设计和规范要求。锚杆采用φ25钢筋按设计长度加工而成，按不同围岩的设计间距梅花形布置。砂浆锚杆的砂浆应拌制均匀并防止石块或其它杂物混入，随拌随用，初凝前必须用完毕。
3.4.2中空注浆锚杆
1）施工方法在隧洞的顶部采用中空注浆锚杆，型号采用D25型。首先需要使用风枪进行钻孔，然后使用注浆泵完成注浆工艺。2）注浆施工要点注浆压力控制是注浆施工关键，根据工程经验可取为地下水压的2～3倍。另外，还需根据围岩自身的裂隙阻力进行调整，最大压力值理论上不宜大于0.4MPa。而注浆的范围一般根据经验类比法或者现场注浆试验来进行确定，注浆量一般通过注浆压力达到0.3MPa来进行控制，单孔注浆量一般不超过1t。
3.4.3钢拱架支护
1）设置方法
钢拱架先在洞外分段加工，在端部设置法兰。安设前由运输车运至洞内，用人工进行螺栓连接和拼装。拼装完成之后，挂网喷浆。
2）施工要点
首先，在钢拱架架设之前应认真检查钢拱架的加工质量；在架设时，先清除底脚浮渣；如果遇到超挖的情况，尚应加设垫块，而中间部位的接头板应用砂或土体埋住，防止喷射混凝土堵住接头板上已经打好的螺栓孔。然后，按照设计要求，焊接系筋和纵筋，段与段之间设置垫片并确保螺栓被拧紧，以保证钢架的受力性能。同时要校核拱架中线的标高和尺寸。而拱架和围岩面之间尚需安设鞍形的垫块，使钢拱架与岩面之间贴实、压紧。
3.4.4钢筋网
按设计要求加工钢筋网，随受喷面起伏铺设，同定位锚杆焊接或绑扎固定牢固，钢筋网与受喷面的间隙以3cm左右为宜，混凝土保护层大于2cm。
3.4.5喷射混凝土
按设计要求的厚度在挂网上喷射混凝土，为保证施工质量，喷混凝土应当分段、分块。施工顺序上先喷墙、后喷拱顶，从下往上喷。为保证喷射混凝土的密实度，混凝土喷嘴应做直径为20cm～30cm的螺旋路径移动，反复缓慢地进行喷射。控制水压、压缩空气的风压，掌握好喷射距离，避免过多的回弹。如果设计厚度大于5cm，应分两层进行喷射，第二层需在第一层终凝一个小时之后进行，同时有必要对第一层的混凝土面层进行冲洗。
3.5二次衬砌
二衬的施工一般要等围岩变形稳定之后才能进行，而围岩稳定的判断要依据监测数据进行分析，等变形数据趋于收敛时方可。在本隧道的施工中，衬砌距离开挖面约为30m～40m之间，一方面能使各工序在空间上互不冲突，同时能保证围岩在开挖后无支护暴露的时间控制在合理的范围之内。隧道边墙及拱部二次衬砌的浇筑采用移动式液压模板台车和泵送混凝土整体浇筑，以保证二次衬砌的密实，超挖部分采用同级混凝土回填。每模衬砌混凝土连续浇筑，一次完成。二次衬砌施作时先浇筑仰拱和矮边墙，再立模进行拱部混凝土浇筑。
3.6施工监测
现场施工监测和监测数据的及时分析和反馈是及时了解围岩状况和隧道安全状况的基本手段，也是现代隧道施工的重要部分，是新奥法的核心之一。根据围岩情况，合理地选择监测断面、布置监测元件，合理频率的动态监测，实时分析监测数据，判断围岩状况，分析初衬和二衬是否达到隧道设计要求，并及时地反馈，从而使工程设计人员和施工人员能够及时调整设计和施工方案。
4结论
1．1设备和材料
由于公路隧道具有难度大的特点，其相应的设备和材料使用的也非常多，对于其中一些技术含量较高的设备，不管是租赁或是购买，费用都比较高。而且现在建材市场比较混乱，卖家更是鱼龙混杂，良莠不齐，这就要求工作人员要对市场的行情有一个全面的把控，在使用设备和材料的过程中，不至于超出正常的价位，否则，很容易造成工程造价的增加，给企业造成不必要的负担。
1．2设计和施工因素
设计环节是工程项目进展的关键一步，它关系到工程项目的整体状况，并对工程造价产生重要影响。设计中的一些细节更是不容忽视，比如隧道选线，再比如隧道断面的判断。尤其是隧道断面的大小的判断，它对于隧道项目工程造价的影响是比较大的，因此，应该合理利用隧道断面，既要考虑到相关的技术参数，使其达到合理的范围，又要在此基础上尽量缩小断面。除此之外，隧道的选线也是控制造价的一大要点，选线要结合周围地质的实际情况和经济效益。如果在设计环节能够结合实周边的地形和项目实际情况，能够在很大程度上避免造价偏高，相反的话，则会造成工程造价偏离正常预估值很多，得不偿失。在实际的施工项目中，公路隧道工程项目的费用很大一部分是在施工阶段产生的，因为设备材料的使用和人工的使用都是在这个环节进行的，所以这几项支出占了整个工程造价的一大部分，如果对施工环节把控得好，就可有效的管理和控制工程造价。同时不要忽略施工方法对工程造价的影响，施工过程中如果组织不到位、施工的顺序或方法错误，由此而造成的施工重建等问题，直接影响了工程的的进度造价。
1．3工程造价人员素质
工程造价是一门专业性很强的学问，因此对从业人员的要求也就较高，不仅要求从业人员具备相应的理论知识功底，还必须兼具相关的专业内容。由于工程项目牵涉方较多，责任重大，相关从业人员承担的责任也相当重，这就要求从业人员必须具备一定的专业资格。工程造价的工作人员具备了专业的技术和能力，在实际项目的造价和预算中，才能合理控制项目的投资限额，为企业节省成本，争取效益最大化。
2公路隧道工程造价的控制措施
2．1通过加强合同的管理控制工程造价
任何一个工程的项目决策阶段都是整个工程项目的第一个重要的阶段，工程造价的整体预估情况就是在这个阶段产生的，所以这就要求相关人员一定要对合同引起足够的重视，以免影响到后面的工作，工程预估必须交由专业的评价人员进行评估。
2．2设计阶段的工程造价控制
(1)隧道结构和支护参数的造价控制
在设计隧道结构时，首先必须要注意的是保证结构的安全性，另外还需要考虑的是隧道的耐久性，对隧道结构的设计必须严格依据实际考察的结果，以保证隧道结构设计的安全性和可靠性。另外，在支护参数方面，必须严格依照相应的标准和原则，对于参数的选择可以选用工程类比的方法，并采用实时监控的方法严密监测，使参数控制在合理范围内。
(2)材料和设备的造价控制
材料和设备的重要性不言而喻，这也是施工中的一个重要环节，材料的选择和应用直接决定了成本的高低，例如在公路隧道的喷射砼的制拌时，我们要按比例并结合混凝土的粘聚性来进行调配，这里有两种方案可供我们选择，如加入淡水砂，则每单位混凝土中砂子成本是90元，若改用机制砂，则每单位混凝土中砂子成本约36～47元，而且随着用量的增大，这种经济差异会越来越大。
(3)设计选线和地质勘探的造价控制
设计选线和地质勘查是工程造价中比较核心的两个影响因素，那么针对这两个因素来采取相应的控制造价措施也就较为有效。通常在施工选址的过程中，要对沿线地质情况进行严格考察，要考虑到周围地质的弯度和延展性，将隧道建址选在不宜出现崩塌的地方，布线要在不易出现泥石流和滑坡的地方进行。还要考虑到周围的土壤结构、土地承受力等，综合多方面因素考虑，避免因选地差错和布线失误造成造价增加，导致不可挽回的结果。
(4)隧道平面设计的造价控制
隧道的平面设计在实际施工中。常规的隧道平面分类有三种，分别是上下行分离式大间距隧道、上下行分离式小间距隧道、连拱隧道。单从造价角度来讲，连拱隧道的造价是最高的，其次是小间距隧道，大间距隧道最低。在实际应用中，如果隧道周围的情况符合各种隧道平面的使用标准，则优先考虑大间距隧道，尽量选择上下分离式隧道，以把控制工程的造价控制在投资预算额内。工程的设计在实际中也要遵循一定的原则，要把设计技术能力和投资限额相结合，实现工程设计和经济效益的双赢，在优化设计方案的基础上，缩短工程周期，控制工程造价。
2．3施工阶段的工程造价控制
施工阶段是工程造价控制最关键的一个环节，在施工阶段，影响工程造价的细节也很繁杂。首先，要对项目的施工周期做一个细致的规划，认真检查施工图纸和技术资料，合理进行人员的配制，将工作量化到每人每天的任务量，以保证工程的顺利进行和工期的如期完工。施工周期的长短会通过人员成本来影响工程造价，工期拖得过长产生的人力成本增高了工程的造价，所以，不可轻视对工程周期的有效控制。
2．4提高从业人员素质
在当前的行业大背景下，对造价人员的要求已经不仅仅是从业资格和业务能力那么简单了，有很多现实而复杂的情况是我们必须要考虑到的，比如涉及到一些内部机密时，从业人员如为了个人利益，而改变对造价的预估，则后续一系列的影响更是天差地别。这就要求从业人员的敬业精神达到相当的高度，要从大局出发，不能为了一点个人利益而放弃工程造价的整体控制，以致造价较高，也使自己背负较大的风险。
3结语
