時間：2023-04-08 11:45:28
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關鍵字：隧道覆蓋覆蓋規劃鐵路隧道公路隧道
一、概述
對重要的公路、鐵路實現全線覆蓋是運營商提高網絡質量的一個重要環節，是提高綜合競爭力的一個有力手段。從交通角度來看，目前大多數隧道的目的是覆蓋盲區，因此需要結合交通線路的覆蓋設計來制訂專門的隧道覆蓋解決方案。
隧道覆蓋主要分為鐵路隧道、公路隧道、地鐵隧道等，每種隧道具有不同的特點，一般來說公路隧道比較寬敞，對隧道里面的覆蓋狀況，有車通過與無車通過時差別不大。車輛通過時，隧道內剩余空間較大，可根據實際情況選擇尺寸大一些的天線，以獲取較高的增益，使覆蓋范圍更大。而鐵路隧道一般來說要狹窄一些，特別是當火車經過時，被火車填充后所剩余的空間很小，火車對隧道的填充會對信號的傳播產生較大的影響，且天線系統的安裝空間有限，使天線的尺寸和增益受到很大的限制。另外，不管是哪種隧道，都存在長短不一的狀況，短的隧道只有幾百米，而長的隧道有十幾公里。在解決短隧道覆蓋時，可采用靈活經濟的手段，如在隧道口附近用普通的天線向隧道里進行覆蓋。但是，這些手段可能在解決長隧道覆蓋時不起作用，對于長隧道的覆蓋必須采取其它一些手段。因此，對于每段隧道的解決方案可能都會有所區別，必須根據實際情況來選定覆蓋解決方案。
在進行隧道覆蓋規劃之前，一般需要知道以下數據：
隧道長度、隧道寬度、隧道孔數（1、2）、覆蓋概率（50%、90%、95%、98%、99%）、隧道結構（金屬、混凝土）、載頻數目、隧道中最小接收電平（一般為-85dBm到-102dBm）、隧道孔間距、AC/DC是否可用、墻壁能否打孔、隧道入口處的信號電平、隧道內部已有信號電平等。
二、隧道覆蓋的信號源選擇
為了提供隧道覆蓋，一個GSM信號源與一套分布式系統是必要的。信號源的選擇，需要根據隧道附近的無線覆蓋狀況和傳輸、話務、現有網絡設備等情況來決定。隧道覆蓋所采用的信號源包括宏蜂窩基站、微蜂窩基站、直放站等。
對于鐵路、公路隧道覆蓋來說，由于其話務量小，宏蜂窩基站作為信號源較為少用。但是，在城市地鐵隧道中，人流量大，話務量也高，這種場合不僅要覆蓋站臺，而且還要覆蓋鐵路系統出口等地方，可采用容量較大的宏蜂窩基站。
使用宏蜂窩基站的優點是可以提供更多的信道資源、擴容較為容易、單個基站覆蓋能力強；缺點是需要用電纜從BTS設備所在的機房引入信號覆蓋隧道、增加了饋線損耗、需要較大的機房等配套設備、總的投資費用高。
對容量要求不是很高的隧道覆蓋，可采用微峰窩基站。使用微蜂窩基站的優點是所需設備空間小、所需配套設備少、總的投資費用低。
如果附近有信號源可以利用，則可采用無線直放站來作為隧道覆蓋的信號源。采用直放站往往是網絡拓展的第一步，在網絡容量上升后再用GSM基站來替換。采用直放站作為信號源的優點包括：無需傳輸、綜合成本低、可將遠處的話務帶給施主小區，使小區的信道利用率更高、安裝速度快等。無線直放站有寬帶直放站和選頻直放站兩種，采用無線直放站會使得網絡管理復雜度增加，不便維護，另外在采用選頻直放站時，施主小區的頻率發生變更后，直放站的頻率也要進行調整，不利于整網規劃和優化，施主天線和重發天線需要有足夠的隔離度，造成安裝空間上有些困難等缺點。除采用無線直放站以之外，也可采用光纖直放站作為信號源對隧道進行覆蓋。
在實際工程之中，必須根據隧道長度、隧道附近的覆蓋狀況、基站分布、話務分布、建站條件等因素選擇信號源，微蜂窩基站和直放站是隧道覆蓋建設常用的信號源。
三、隧道覆蓋的天饋系統選擇
在選擇好了GSM信號源之后，則必須根據實際情況配置天饋系統，對隧道進行覆蓋。通常有三種不同配置的天饋系統：同軸饋電無源分布式天線、光纖饋電有源分布式天線、泄漏電纜。
1、同軸饋電無源分布式天線
這種覆蓋方案的設計比較靈活、價格相對低、安裝較方便。同軸電纜的饋管衰減較小，天線增益的選擇主要取決于安裝條件，在條件許可的情況下，可選用增益相對較高的天線，來提高覆蓋范圍。該方案的簡化版就是采用單根天線對隧道進行覆蓋，對于較短的隧道來說，這種方案確實是一種低成本解決方案。
2、光纖饋電有源分布式天線系統
在某些復雜的隧道覆蓋環境中，可采用光纖饋電有源分布式天線系統來替代同軸饋電無源分布式天線系統。它更適用于覆蓋地下隧道（地鐵隧道）和站臺。采用光纖饋電有源分布式天線系統的主要好處包括在室內安裝的電纜數減少、可適用更細的電纜、采用光纜可降低電磁干擾、在復雜的網絡中設計更靈活等，缺點是成本高。
3、泄露電纜
采用泄漏電纜進行隧道覆蓋，是一種最為常用的方法，這種方法的好處在于：
可減小信號陰影和遮擋，在復雜的隧道中采用分布式天線，手機與某特定天線之間可能會受到遮擋，導致覆蓋不好；
信號波動范圍減少，與其它天線系統相比，隧道內信號覆蓋均勻；
可對多種服務同時提供覆蓋，泄漏電纜本質上是寬帶系統，多種不同的無線系統可以共享同一泄漏電纜，考慮到在隧道中經常使用某些無線系統（尋呼系統、告警系統、廣播等），采用共享一條泄漏電纜的方法，可省去架設多條天線的工程。
泄漏電纜覆蓋設計是一項非常成熟的技術，其設計方案相對簡單，本文不作重點分析。下面重點分析采用普通同軸饋電無源分布式天線進行隧道覆蓋的設計方案。
四、隧道的無線傳播
無線電波在隧道中傳播時具有隧道效應，信號傳播是墻壁反射與直射的結果，其中直射為主要分量。華為公司基于ITU－R建議，根據試驗數據對傳播模型進行了修正，得出一簡單實用的隧道傳播模型，用于進行隧道覆蓋設計，該傳播模型為：
Lpath=20lgf+30lgd―8dB
其中:
引起隧道滲漏水的原因很多，具體原因如下：
1.設計上的原因
（1）由于某種原因，隧道設計在山溝破碎帶或斷帶上又未進行防排水處理，地表水大量補給地下，最終造成隧道滲漏；(2)對不穩定的地基沒有進行處理造成地基不均勻沉降,導致補砌結構出現縫或隙,從而產生滲漏現象；（3）拆模時間過早，或圍巖壓力過大超過襯砌體的設計荷載等，都能使襯砌內應力超過其破壞強度而導致隙和縫。
2.施工原因
（1）混凝土沒有按放水級配設計施工，在地下水壓力較大的地方，由于抗滲標號低于相應水壓，從而出現滲水現象。（2）混凝土搗固不密實，形成蜂窩，因而局部滲漏較多。混凝土在硬化過程中，由于多余水分（未起水滑作用的游離水分）的蒸發，在混凝土中形成透水的開放性毛細管路，尤其是混凝土拌合物在沉降水過程中析出的一部分備擠向上面，一部分聚集在集料顆粒上面形成透水的管。（3）襯砌混凝土材料中有雜物，腐爛后形成縫隙或孔洞。（4）灌注混凝土的工作未加處理或處理不當，產生結合不嚴的漏水縫隙。（5）先拱后墻或先墻后拱施工的拱墻連接處填不嚴，形成滲漏。（6）預留孔洞沒有按防水要求處理也會形成滲漏通道。
3.襯砌周圍的天然水PH值超標對襯砌混凝土具有一定的腐蝕性，常見的有碳酸性，酸鹽性加鎂鹽性腐蝕。
二、隧道防水技術及施工措施1.防水混凝土防滲漏
混凝土是一種非均性材料，從微觀上看屬于多孔體，體內含有許多大小不同的微細孔隙。這些孔隙或因不同分為施工孔隙（由于澆灌、振搗質量的不良所引起）和構造孔隙（由于配比不當等原因索引起）。防水混凝土是從材料和施工兩方面抑制和減少混凝土內部孔隙的生成，改變孔隙的特性（形狀和大小），堵塞漏水通路提高混凝土本身密實性來達到防水的目的。它可分為防水混凝土，外加劑混凝土和膨脹水泥防水混凝土三種。
（1）普通防水混凝土
普通防水混凝土是以調整配合比的方法來提高自身的密實度和抗滲性的一種混凝土。要配制出質量良好的防水混凝土，一定要遵循以下技術要求：
a.水灰比不得大于0.6。
b.混凝土的水泥用量不小于300kg/m3。
c.含砂率尾30～40%，灰砂比1∶2～1∶2.5。
（2）外加劑防水混凝土
外加劑防水混凝土是依靠摻入少量有機或無機物外加劑來改混凝土的和易性，提高其密實性和抗滲性，以適應工程防水需要的一種混凝土。按所摻外加劑的種類不同可分為減水劑防水混凝土，加氣劑防水混凝土，三醇胺防水混凝土和化鐵防水混凝土。
a.防水混凝土
減水劑對水泥有強烈的分散作用，提高了混凝土的和易性。因此摻入減水劑后，可大大降低拌和用水，這樣就減少了游離子，可以改善混凝土孔隙的分布，其孔徑劑總孔隙率均顯著減少，混凝土的密實性和抗滲性從而得提高。在使用時，木鈣、糖蜜得摻量占水泥重量的0.2%~0.3%，超過0.3%時，將使用混凝土強度降低劑過分緩凝。
b.加氣劑防水混凝土
c.三乙醇胺水防水混凝土
d.氯化鐵防水混凝土
氯化鐵防水劑的主要成分是三氯化鐵和氯化亞鐵，摻入適量的氯化鐵防水劑，可以大大提高混凝土的抗滲透性。是幾種常用外加劑防水混凝土中抗滲性最好的一種。
氯化鐵防水劑的摻量一般以3%為宜，摻量過多，對鋼筋銹蝕，混凝土干縮和凝結時間都有影響；摻量過少，則效果不顯著，水灰比應不大于0.55，拌和水中應扣除防水劑的含水量，水泥用量不少于310kg/m3，坍落度為3~5cm。冬季配置氯化鐵防水混凝土時，應采用硅酸水泥，為了加速凝固，可將氯化鐵防水劑摻量適當提高但不大于5%。
（3）膨脹水泥混凝土
膨脹水泥混凝土依靠水泥本身在水化硬化過程中形成大量體積增強大的結晶體，并產生一定膨脹能來減少或消除混凝土的體積收縮提高混凝土的抗裂性，從而提高混凝土的防水的能力，這是一種從內因解決混凝土抗滲性的新途徑。
2.各種縫隙防漏
混凝土襯砌一般有三種縫隙，即施工縫、伸縮縫、沉降縫。這縫隙都是地下隧道滲漏的主要部位，必須注意處理。
施工縫是襯砌混凝土間歇灌注時造成的，是防水工程的薄弱環節之一。一般在灌注第二次混凝土前，將第一次襯砌接頭表面刷洗干凈，鋪上20~25m厚的水泥砂漿。
沉降縫又稱變形縫，是為防止不均勻沉降引起襯砌的開裂而設置的。伸縮縫是考慮混凝土的熱脹冷縮而設置的縫隙。這兩種縫隙也是滲漏水的主要通道。防水措施有瀝青防水、瀝青木板或橡膠帶防水等方法。其中橡膠防水適用要求較嚴的襯砌工程。3.疏排水
對一般性圍巖裂隙滲水，采用相應的疏排水措施，將地下水引出，減輕地下水對襯砌結構的壓力，有利于更好地進行防水，具體方式常采用盲溝、洞內排水溝及沉井等。
三、防水混凝土工程的施工
防水混凝土工程質量的好壞不僅取決于混凝土本身及其配比，而且施工過程中的各種工序對其質量有一定的影響，因此施工時，必須嚴格控制施工環節，避免一切可能造成滲漏的隱患。(1)材料配合比必須認真按設計要求確定。(2)嚴格檢查、化驗各種原材料，確保材料質量。(3)防水混凝土施工，應盡可能一次澆灌完成，盡可能加長每次砌長度，以減少施工縫。(4)做好基坑排水工作，嚴防地下水及地面水流入基坑造成積水，影響混凝土正常硬化，導致混凝土強度及抗滲性下降。(5)混凝土運輸過程中，要防止產生離析和坍落度損失。(6)混凝土必須振搗密實，采用機械振搗時插入式振搗器插入，間距不超過有效半徑的1.5倍，要避免欠振、漏振和過振，要避免振搗器觸及模板、止水帶及埋設件等。(7)要加強混凝土的養護，為防止混凝土表面出現裂縫，不宜過早拆模。
四、結束語
隧道防水，除了施工和技術方面的因素外，加強管理也是一個至關重要的因素。用長遠發展的眼光看，只有加強管理，努力提高整體技術水平，才能保證工期，創優質工程，才能獲得良好的經濟效益和社會效益，企業才能得以發展。
[摘要]隧道防水，除了施工和技術方面的因素，還要加強管理，只有這樣，才能保證工期，創優質工程。本文針對隧道滲漏水，分析了各種原因，提出了以排為主，防、排、截堵相結合的原則，闡述了隧道滲漏水治理措施和方法。
[關健詞]隧道防滲漏技術因素
由于地層地質的復雜性，大跨軟巖隧道工程仍然面臨著以下幾個急需解決的關鍵問題:
1)對圍巖變形的判斷與控制。對于軟巖隧道圍巖變形的研究主要集中在三個方面:
a．從理論方面對變形機理進行研究;
b．選擇合理的施工工法對圍巖變形進行控制;
c．運用有限元或其他數值模擬的手段對圍巖的變形量和變形趨勢進行預測。從眾多的學術論文和科研成果中不難發現，對于圍巖變形的機理多是采用連續性介質理論進行分析，而實際工程中的圍巖是非連續的，它是巖塊和結構面在三維空間的一種非定向關系。尤其是對于地質狀況比較復雜的軟弱圍巖，都是由多種物理成分組成的，且各物理成分的大小、多少及分布具有很大的隨機性。但是，在實際的研究和應用中，例如采用數值模擬的方法對軟巖隧道圍巖變形進行分析時，又必須運用巖體的本構關系，這本身就是存在問題的，更不要說計算結果的準確性了。不論是理論分析還是數值模擬都沒有辦法對圍巖的變形量進行準確的判斷。這將引起另外一個問題，就是在采取控制變形措施時，通常采用的是依據相似工程經驗制定施工方案，并沒有針對不同的變形量采取相應的控制措施，因此變形控制措施也具有一定的盲目性。另外，隧道施工中變形可以達到1．0m甚至更大，軟弱圍巖變形本質上屬于大變形問題，然而巖體力學中使用的彈塑性變形理論雖然對材料的非線性進行了考慮，但是嚴格意義上仍屬小變形理論。
2)對合理支護時機的探討。隧道二次襯砌施作時機始終是隧道界討論的熱點問題，二次襯砌的支護時機是保證二次襯砌長期穩定的關鍵。特別是對于軟巖大變形隧道，如果二次襯砌施作過晚，則可能造成初期支護變形過大而無法控制，以致隧道失穩;但如果施作過早，則不利于地應力的釋放和充分發揮圍巖的自穩能力，從而使二襯受力過大而導致開裂，降低了隧道結構穩定性。因此，合理確定二次襯砌施作時機是保證隧道施工階段和長期運營階段安全性的關鍵。但是現階段，對于隧道二次襯砌支護時機的研究仍然沒有形成系統的體系。研究者多根據具體的工程背景選擇不同的巖石彈塑性模型，采用的確定合理支護時機的判定方法也各有不同。對于二襯支護時機的影響因素的分析也多是針對單一影響因素，并沒有綜合考慮。
2大跨軟巖隧道的發展與展望
為了滿通建設的需要，將不可避免的遇到更多的軟巖隧道工程。圍巖大變形的控制問題仍然是未來軟巖隧道工程需要解決的關鍵問題。從根本上講要更深入的研究圍巖的變形機理，找出適用于實際工程地質狀況的圍巖的本構關系。在施工的過程中，超前地質預報要貫穿整個隧道的開挖過程，監控測量要及時跟進。對于具有代表性的工程要完善施工工法，以便以后類似工程經驗借鑒。隧道是地層圍巖和支護結構共同組成的復雜受力體。支護是一個過程，一個好的支護方案要讓這一過程與圍巖變形過程相協調。考慮到軟弱圍巖的蠕變特性，圍巖的自穩能力是與施加相關的，因此二次襯砌的支護需要一個合理的時機。反過來理解，如果要確定合理的二襯支護時機，首先要對圍巖的蠕變特性和變形機理進行充分而深入地分析，只有在此基礎上，才能選擇適當的支護時機和支護形式以及確定合適的支護參數。由于目前的研究多針對二次襯砌的支護時機探討，應該將整個支護過程統一起來，形成與不同圍巖級別、不同斷面尺寸、不同開挖方式、不同支護參數相對應的系統的支護方案，以及更完善的施工工法。
3結語
關鍵字：隧道覆蓋覆蓋規劃鐵路隧道公路隧道
一、概述
對重要的公路、鐵路實現全線覆蓋是運營商提高網絡質量的一個重要環節，是提高綜合競爭力的一個有力手段。從交通角度來看，目前大多數隧道的目的是覆蓋盲區，因此需要結合交通線路的覆蓋設計來制訂專門的隧道覆蓋解決方案。
隧道覆蓋主要分為鐵路隧道、公路隧道、地鐵隧道等，每種隧道具有不同的特點，一般來說公路隧道比較寬敞，對隧道里面的覆蓋狀況，有車通過與無車通過時差別不大。車輛通過時，隧道內剩余空間較大，可根據實際情況選擇尺寸大一些的天線，以獲取較高的增益，使覆蓋范圍更大。而鐵路隧道一般來說要狹窄一些，特別是當火車經過時，被火車填充后所剩余的空間很小，火車對隧道的填充會對信號的傳播產生較大的影響，且天線系統的安裝空間有限，使天線的尺寸和增益受到很大的限制。另外，不管是哪種隧道，都存在長短不一的狀況，短的隧道只有幾百米，而長的隧道有十幾公里。在解決短隧道覆蓋時，可采用靈活經濟的手段，如在隧道口附近用普通的天線向隧道里進行覆蓋。但是，這些手段可能在解決長隧道覆蓋時不起作用，對于長隧道的覆蓋必須采取其它一些手段。因此，對于每段隧道的解決方案可能都會有所區別，必須根據實際情況來選定覆蓋解決方案。
在進行隧道覆蓋規劃之前，一般需要知道以下數據：
隧道長度、隧道寬度、隧道孔數（1、2）、覆蓋概率（50%、90%、95%、98%、99%）、隧道結構（金屬、混凝土）、載頻數目、隧道中最小接收電平（一般為-85dBm到-102dBm）、隧道孔間距、AC/DC是否可用、墻壁能否打孔、隧道入口處的信號電平、隧道內部已有信號電平等。
二、隧道覆蓋的信號源選擇
為了提供隧道覆蓋，一個GSM信號源與一套分布式系統是必要的。信號源的選擇，需要根據隧道附近的無線覆蓋狀況和傳輸、話務、現有網絡設備等情況來決定。隧道覆蓋所采用的信號源包括宏蜂窩基站、微蜂窩基站、直放站等。
對于鐵路、公路隧道覆蓋來說，由于其話務量小，宏蜂窩基站作為信號源較為少用。但是，在城市地鐵隧道中，人流量大，話務量也高，這種場合不僅要覆蓋站臺，而且還要覆蓋鐵路系統出口等地方，可采用容量較大的宏蜂窩基站。
使用宏蜂窩基站的優點是可以提供更多的信道資源、擴容較為容易、單個基站覆蓋能力強；缺點是需要用電纜從BTS設備所在的機房引入信號覆蓋隧道、增加了饋線損耗、需要較大的機房等配套設備、總的投資費用高。
對容量要求不是很高的隧道覆蓋，可采用微峰窩基站。使用微蜂窩基站的優點是所需設備空間小、所需配套設備少、總的投資費用低。
如果附近有信號源可以利用，則可采用無線直放站來作為隧道覆蓋的信號源。采用直放站往往是網絡拓展的第一步，在網絡容量上升后再用GSM基站來替換。采用直放站作為信號源的優點包括：無需傳輸、綜合成本低、可將遠處的話務帶給施主小區，使小區的信道利用率更高、安裝速度快等。無線直放站有寬帶直放站和選頻直放站兩種，采用無線直放站會使得網絡管理復雜度增加，不便維護，另外在采用選頻直放站時，施主小區的頻率發生變更后，直放站的頻率也要進行調整，不利于整網規劃和優化，施主天線和重發天線需要有足夠的隔離度，造成安裝空間上有些困難等缺點。除采用無線直放站以之外，也可采用光纖直放站作為信號源對隧道進行覆蓋。
在實際工程之中，必須根據隧道長度、隧道附近的覆蓋狀況、基站分布、話務分布、建站條件等因素選擇信號源，微蜂窩基站和直放站是隧道覆蓋建設常用的信號源。
三、隧道覆蓋的天饋系統選擇
在選擇好了GSM信號源之后，則必須根據實際情況配置天饋系統，對隧道進行覆蓋。通常有三種不同配置的天饋系統：同軸饋電無源分布式天線、光纖饋電有源分布式天線、泄漏電纜。
1、同軸饋電無源分布式天線
這種覆蓋方案的設計比較靈活、價格相對低、安裝較方便。同軸電纜的饋管衰減較小，天線增益的選擇主要取決于安裝條件，在條件許可的情況下，可選用增益相對較高的天線，來提高覆蓋范圍。該方案的簡化版就是采用單根天線對隧道進行覆蓋，對于較短的隧道來說，這種方案確實是一種低成本解決方案。
2、光纖饋電有源分布式天線系統
在某些復雜的隧道覆蓋環境中，可采用光纖饋電有源分布式天線系統來替代同軸饋電無源分布式天線系統。它更適用于覆蓋地下隧道（地鐵隧道）和站臺。采用光纖饋電有源分布式天線系統的主要好處包括在室內安裝的電纜數減少、可適用更細的電纜、采用光纜可降低電磁干擾、在復雜的網絡中設計更靈活等，缺點是成本高。
3、泄露電纜
采用泄漏電纜進行隧道覆蓋，是一種最為常用的方法，這種方法的好處在于：
可減小信號陰影和遮擋，在復雜的隧道中采用分布式天線，手機與某特定天線之間可能會受到遮擋，導致覆蓋不好；
信號波動范圍減少，與其它天線系統相比，隧道內信號覆蓋均勻；
可對多種服務同時提供覆蓋，泄漏電纜本質上是寬帶系統，多種不同的無線系統可以共享同一泄漏電纜，考慮到在隧道中經常使用某些無線系統（尋呼系統、告警系統、廣播等），采用共享一條泄漏電纜的方法，可省去架設多條天線的工程。
泄漏電纜覆蓋設計是一項非常成熟的技術，其設計方案相對簡單，本文不作重點分析。下面重點分析采用普通同軸饋電無源分布式天線進行隧道覆蓋的設計方案。
四、隧道的無線傳播
無線電波在隧道中傳播時具有隧道效應，信號傳播是墻壁反射與直射的結果，其中直射為主要分量。華為公司基于ITU－R建議，根據試驗數據對傳播模型進行了修正，得出一簡單實用的隧道傳播模型，用于進行隧道覆蓋設計，該傳播模型為：
Lpath=20lgf+30lgd―8dB
其中:
論文摘要：隧道工程是鐵路、公路和水利水電等大型項目中的重要工程，因地質條件不明造成隧道施工事故的危害是巨大的，加強隧道施工地質超前預報工作是非常必要的。國內外對隧道地震波超前預報技術已研究多年，筆者就這方面的現狀及進行了討論，指出了TSP儀器技術存在的不足，闡述了克服盲目性、提高科學預報的重要性，介紹了新開發的TGP隧道地震波預報系統與技術及應用效果。
隨著我國基本建設規模的擴大，隧道工程已經成為鐵路、公路和水利水電等大型項目中的重要工程。隧道工程的重要性越來越顯著，隧道工程的數量和長度明顯增加，規模不斷擴大。因此隧道工程的安全施工和貫通，是不可回避重要任務和技術難題。危及隧道工程施工的地質病害大致分為三類：1不良工程地質條件，諸如巖體的裂隙發育密集帶、構造破碎帶、巖溶發育帶、以及人工采礦造成的不良地質條件和高地應力造成的危害等；2不良水文地質條件，諸如巖溶水、構造和裂隙水等；3不良環境條件，諸如有毒有害氣體和強放射性的環境。對于以上地質問題,在隧道工程的勘察設計階段，已經投入大量的地質勘察工作，但是由于地質、地形條件的復雜性和相應勘察技術的現狀水平，以及時間、經費等條件的限制，勘察階段的地質資料一般難于達到施工階段的精度要求。國內外因地質條件不明造成隧道施工事故的教訓是不少的，例如：日本越新干線中山隧道涌水淹沒事件；前蘇聯貝加爾—阿穆爾干線上某隧道的突水事件；我國成昆線、大秦線、衡廣復線建設中，因地質問題的停工時間約占到1/3；以及不久前發生的四川某隧道瓦斯爆炸，造成重大事故和人員傷亡。以上隧道施工事故的危害是巨大的，因此強調加強隧道施工地質超前預報工作是非常必要的。
我國隧道地震波超前預報技術的研究起始于上個世紀的90年代，鐵道部第一勘測設計院物探隊提出“負視速度方法”。鐵道部第一勘測設計院是較早研究隧道地震超前預報的單位。他們在1992年7月，利用地震反射波方法對云臺山隧道進行隧道超前預報，預報成果與開挖后的隧道左壁“破碎帶”和“斷層”的位置基本一致。從上個世紀90年代初開始，我國物探技術人員一直沒有停止對隧道地震超前預報技術的研究。曾昭璜（1994）研究利用多波進行反演的“負視速度法”，這種方法利用來自掌子面前方的縱波、橫波、轉換波的反射震相在隧道垂直地震剖面上所產生的負視速度同相軸來反演反射界面的空間位置與產狀。北方交通大學的陳立成等人（1994）從全波震相分析理論和技術的角度研究隧道前方界面多波層析成像問題，進行隧道超前預報。他們的研究成果在頡河隧道、老爺嶺隧道地質預報中應用，取得預期的效果。該方法的工作原理是以地震反射波方法為基礎。工作中他們根據嫻熟的地震反射波技術進行數據采集和數據解釋，當時沒有開發出針對隧道地震預報的處理系統，同時受當時條件所限制，該項技術未能得到進一步深入研究和發展。
1995年左右鐵道部下屬單位引進瑞士“TSP202”隧道地震波超前預報的儀器，當時曾組織系統內有關地質和物探專家在隧道工點進行了試驗，未見明顯的效果，認為其技術與“負視速度方法”基本一致，對其處理解釋系統爭議較大、認識褒貶不一，試驗工作無果而終，該設備技術的消化工作也就擱置了。時隔7年后,隧道安全施工要求進行地質預報,該儀器設備由鐵路系統的工程局又開始第二次引進，并直接用于隧道施工的預報工作。可以說由于第一次引進消化工作不深入，造成第二次引進后出現：應用工作中的盲目性和簡單化，以及其他一些不正常現象。在宜萬鐵路隧道施工中不斷出現的問題，使人們開始反思，不少論文也提出了存在的問題,鐵道部也下發文件要求科學地進行超前預報。可以說短短幾年的應用實踐,人們仍然在探索著地質預報技術的進步。
隧道地震波超前預報屬于物探技術，但比地面的地震波物探技術復雜，我國的地質物探工作者一直沒有放松該技術的研究工作。北京市水電物探研究所研究地震波勘察檢測技術已經有近20年的歷史，并且是多道瞬態面波勘察技術的發明單位，生產的SWS型工程勘察與工程檢測儀器系統，已經為400多家勘察設計、高等院所廣泛應用，并且出口日本等國家。2003年該所投入人力物力研究隧道地震波預報技術，研究TGP12型隧道地質超前預報儀器，以及孔中高靈敏度三分量檢波設備，方便的孔中耦合技術，和Windows編程的數據處理軟件系統。在經過大量的預報實踐驗證后，于2005年通過了由國家隧道中心王夢恕院士組織的國內著名隧道專家的評審鑒定。該儀器系統推向市場不到2年的時間，已經有近20臺套投入到隧道超前地質預報工作中應用，反饋信息普遍受到用戶的好評。
鐵道部工程設計鑒定中心趙勇主編的《高速鐵路隧道》一書，提出隧道地質超前預報的方法有以下部分組成：①地質分析、②超前平行導坑預報法、③超前水平鉆孔法、④物理探測法。并闡述物理探測法與地質分析法、超前平行導坑預報法、超前水平鉆孔法相結合，解決不同地質災害的應用原則。書中介紹了國產TGP隧道地震波預報系統,聲波反射方法，地質雷達方法，紅外探水方法等。
本文就隧道地震波預報技術中的若干關鍵問題，并結合應用中的實際問題闡述如下，目的在于引起同行們討論，促進地震波預報技術理論水平的提高，促進采集數據質量的提高，促進資料的解釋推斷工作向合理化方向發展。
一、隧道地震波方法的預報原理
隧道地震預報工作利用地震反射波原理，在隧道內以排列方式激發的地震波，向三維空間傳播的過程中，遇到聲阻抗界面會產生反射波。聲阻抗是介質傳播彈性波的速度與介質密度的函數，介質的聲阻抗數值為速度與密度的乘積。因此地層中的巖性變化界面、構造破碎帶、巖溶和巖溶發育帶等界面會產生地震反射波，這種反射波被布置在隧道內的檢波器接收，輸入到儀器中進行信號的放大、數字采集和處理，實現地質預報的目的。
由此可以看出，隧道地震波預報技術是通過直接探查聲阻抗變化的界面，經過人工分析實現間接推斷地質病害的方法。
圖（2）不同夾角構造界面的地震波路徑與反射波記錄形態
圖（1）示意與隧道斜交的構造面，其地震波傳播的路徑圖，構造面上的地震波反射點在白色園內。圖（2）示意不同夾角構造面的地震波路徑與反射波記錄形態，與隧道夾角不同的構造面其反射點位置不同，地震波傳播路徑偏離隧道軸線也不同。構造面與隧道正交時地震波傳播路徑與隧道軸線平行，右圖為與隧道正交構造面產生的地震反射波記錄，根據反射波同相軸計算得到界面與檢波點之間巖體的地震波速度，該速度代表隧道圍巖的性質。由非正交條件下地震反射波記錄獲得的速度為地震波傳播路徑巖體的“視速度”，“視速度”值的大小不僅與路徑上巖體的性質有關，而且與界面和隧道的夾角有關。應用地震波預報構造面位置的計算是利用地震波在炮孔段的傳播速度，各構造面之間巖體的速度是綜合界面反射獲得的“估算速度”，不是隧道圍巖的真速度，應用中結合反射點偏離隧道軸線距離的遠近和巖體的各項異性分布綜合考慮使用。
圖（2）是理想模式的三份量地震波時距曲線形態。實際工作中采集的地震波是錯綜復雜的，理想模式的地震波是不常存在的，記錄上普遍存在有來自三維空間中多個方向的反射波，和各種形式的干擾波，這是應用技術中首先考慮的問題。
針對隧道地震波傳播的復雜性，TGP地震預報系統不僅利用地震反射波走時關系，同時采集空間地震波三分量記錄，進行地震波的極化分析與計算，該技術的突破有利于地質構造面產狀、規模和地質體性質的預報。
二、TGP隧道地質超前預報系統
隧道地震波預報的早期研究，是由研究和利用地震波在時間空間域中的運動學特征開始的，工作中認識到僅僅利用地震波運動學和動力學特征是不夠的。隧道工程的地震波在全三維環境條件下傳播，這種條件比地面上的平面半無限空間條件復雜得多，而且隧道內地震波的接收與激發測線與探測目的是近于垂直或者大角度相交的條件，因此影響在地質構造面上獲得大長度大面積的地震波信息量。針對這種狀況，預報工作僅僅利用單一模態的地震波難以勝任。因此，TGP系統強化采集地震波的多波列信息，綜合利用地震波的多波列震相信息，因此TGP系統的功能得到明顯的增強。
TGP隧道地質超前預報系統包括儀器設備和處理軟件兩大部分。其中儀器設備有TGP型儀器主機、接收傳感器、孔中定位安裝工具和電纜等。圖（3）是TGP隧道地質超前預報系統的主機。其處理軟件由地震波數據輸入與編排、空間坐標建立、能量均衡、干擾波分析與去除、觸發時差校正、譜分析、縱橫波分離、巖體速度參數計算、回波提取與偏移圖、有效波分析與衰減參數計算、極化波處理與構造產狀圖、綜合分析與繪制成果圖等模塊組成。
工程應用中，TGP型隧道地質預報系統對于500多米距離的構造面具有清楚的地震反射波信息，說明儀器系統具有足夠的信噪比。實際工作中考慮預報距離和分辨精度兩方面要求，預報距離一般采用150米至200米。TGP型隧道地質預報系統具有登記全部測長距離內地質構造信息的功能，利用逐次遞進的位置相關分析，和源生成果對比等處理功能，有利于去偽存真和排除異常，提高預報成果的質量。該系統2005年8月通過由國內知名隧道、地質、物探專家組成的專家組評審鑒定。專家們一致認為“TGP12儀器與相關的處理系統，性能穩定可靠，采集的波形完整，信噪比高，與國外同類儀器對比整體上具有國際先進水平，可替代進口產品。”具體評審意見如下：
1、TGP12是集信號放大，模數轉換，數據采集、存儲和控制為一體的密封防水防震的物探設備；優于利用微機裝配式結構的儀器，TGP12適合在惡劣的隧道環境中使用。
2、TGP12的三分量速度型檢波器具有高靈敏度，指向性強和較寬的頻帶響應等特點，因而拾取的地震波信號具有高的質量品質。TGP12孔中接收檢波器采用黃油耦合，方便、經濟、快捷。優于在鉆孔中需要錨固異型鋼導管的方式。2米長的鋼導管難于攜帶、運輸，價格昂貴，一次性使用，費事費工費財。
3、TGP12的地震波采集觸發是開路觸發方式，即信號線在雷管引爆炸藥的同時被炸斷，信號線同時開路觸發儀器采集，儀器采集無延時差，保證定位的準確性。超前預報儀器若采用起爆器電脈沖同時觸發電雷管和觸發主機采集的方案，由于電雷管起爆的延時時間難于做到一致，因此會造成儀器采集的走時誤差，這種觸發方式在我國的地震波勘探規程中明確規定不宜使用，更何況隧道巖體的速度比覆蓋層介質的速度高出幾倍以上，以巖體波速4500m/s～5500m/s為例計算，每一毫秒誤差會造成2～3m的預報距離誤差，一般瞬發電雷管的延時誤差不止一毫秒，因此由20多次激發的平均線計算隧道巖體速度，和利用存在誤差的時間計算距離，兩次誤差的乘積造成的誤差不容忽視。
4、TGPWIN隧道地震波處理分析軟件借鑒了已有相關軟件的長處，并充分考慮彈性波在三維空間的傳播特點，以及根據TGP儀器采集的數據格式編寫。功能特點如下：
（1）全中文界面，通俗易懂，對地震波信號的處理過程，直觀、方便，具有友好的人機操作界面。
（2）對P波、SH波、和SV波的分離完善合理，這是超前地質預報數據處理的關鍵工作之一。
（3）處理軟件具有相關部分互相檢查的功能，例如點擊偏移歸位成果圖上的反射界面位置，程序會轉到該位置界面的反射波組位置，通過分析反射波組的連續性、反射波的極性和能量，確定偏移成果的可靠性和性質。有助于去偽存真，由此及彼，由表及里，深化認識，使預報結論科學可靠。
（4）TGPWIN處理中有自動處理方式，也有手動處理方式，有深入分析異常可靠程度的追蹤功能，這樣設計既適應非物探專業的普通工程技術人員使用，又適應物探專業人員分析地震波傳播特性，對復雜地質條件進行深入研究工作的需要。
5、TGP12系統只要增加不多的配套附件和軟件模塊，就可以增加儀器用于隧道檢測的其它功能，例如：對已襯砌的隧道進行襯砌脫空檢測，檢查隧道圍巖中隱蔽的病害（巖溶）。也可以在掌子面上用錘擊的激發方式做到短距離更為精確的地質預報，因而它是一機多能的設備。
TGP12的性價比與國外同類儀器相比具有明顯的優勢。而且研發、生產在國內，用戶可以獲得及時周到的技術服務和技術支持，以及儀器維修等方面的方便性。
三、工程應用實例
宜萬鐵路涼風亞隧道的巖性為灰巖，TGP12型儀器與進口TSP203儀器進行了同點試驗，預報成果如下，見圖（4）、圖（5）。
由以上成果圖可以看出：在DK53+322—DK53+346；DK53+370—DK53+380；DK53+390—DK53+420三處存在構造異常，其中DK53+322—DK53+346、DK53+370—DK53+380兩處的Vsh波比Vp波反射幅度大，推斷以上兩處構造帶存在有充水或巖溶發育的可能性、。此結論經過日后的隧道開挖證明完全正確。在隧道施工的《變更設計建議書》中結論：“在隧道左壁的DK53+322段發現巖溶，溶蝕帶寬度為2.5米，溶蝕帶穿過隧道拱頂至右壁的DK53+340米段，并向邊墻外延伸，雨后DK53+322處溶洞有較大水量流出，DK53+339處溶洞有少量滲水。該段圍巖較破碎，節理發育，受溶洞影響，拱頂巖層出現楔體破壞、掉塊”。
TGP12型隧道地質預報系統在云南水富高速公路冷水溪隧道，宜萬鐵路王家嶺隧道、涼風埡隧道，青島海濱高速仰口隧道，重慶地區數條公路隧道，以及武廣客運專線大瑤山隧道等工程使用，獲得滿意的預報效果。
1、隧道地震波超前預報的概念解釋
隧道地震波超前預報技術翻譯成英語是“TunnelSeismicPrediction”，簡稱“TSP”。在我國《客運專線鐵路隧道施工技術指南》的第5.0.8條使用了“TSP”縮寫詞。一般規程中使用縮寫英語字母表示某種技術是正常的事情，但是在隧道地質超前預報工作中卻出現被歪曲利用的現象，把“TSP技術”歪曲解釋成“TSP***儀器”。這種現象對隧道超前預報技術的應用，造成了不良的影響。在有的地方和部門的隧道施工招標和設備招標工作文件中也存在把“TSP技術”歪曲解釋成“TSP***儀器”的現象，這是對隧道地震波預報技術缺乏科學認識。
因此，正確認識：“TSP技術”即隧道地震波超前預報技術，有益于正確執行我國的現行隧道規程規范和法規，有益于隧道工程的招投標工作，有益于隧道地震波預報技術的進步，有益于誠實誠信的預報技術服務。
2、隧道地震波預報中的接收與激發問題
在隧道地震預報工作中，有的采用把接收與激置在隧道的洞壁上，這種做法不妥當。眾所周知，洞壁的表面波傳播較強，對地震反射波會形成不容忽視的干擾。同時鉆爆施工影響洞壁巖體松動，局部超欠挖使得洞壁巖體不平整和完整性差，接收檢波器和激發點受局部巖體影響大，地震波的傳播和衰減比較復雜，嚴重影響地震波記錄的一致性，大大降低有效波的信噪比。因此不宜采取在洞壁激發與接收的做法。
有關
在洞壁激發和接收中面波的干擾問題，原清華大學聲學教研室的沈建國教授曾經作過物理模型試驗，見圖（6）。模型設計在隧道前方有一個溶洞，洞徑與隧道斷面相當，分別在洞壁的4個深度布置接收排列。
圖（7）是洞壁采集的地震波記錄，圖（8）是在洞壁一定深度內采集的地震波記錄。圖中：藍色直線Vp表示直達縱波；藍色曲線Vp1表示溶洞的反射縱波；紅色直線Vr的后面表示面波。由圖（7）與圖（8）對照可以看到：圖（7）面波Vr幅度強，溶洞的反射波無法分辨；圖（8）的面波Vr幅度大大減弱，溶洞的反射波較清晰的表現出來。這個模型試驗的結果明確說明面波的干擾在鉆孔一定深度呈現減弱的趨勢。因此，在隧道地震波超前預報檢測工作中，采取孔中激發和接收技術措施壓制面波非常必要，是提高反射回波記錄信噪比質量的重要環節。
TGP隧道地震波預報系統的接收和激發，結合現場施工的方便性，要求鉆孔的深度為2.0米。鉆孔中采用炸藥爆炸產生震源，控制使用小藥量炸藥，在有條件的地方盡量使用高爆速炸藥，同時在孔中充水的條件下爆炸。在充水的條件下爆炸有以下好處：易于產生高頻地震波，提高分辨率；同時爆炸泄放到隧道內的爆炸聲音小，減弱隧道管波的干擾能量；爆炸時水由孔中噴出的過程有益于產生水平偏振，加強橫波的能量，有利于地震預報工作中實現采集高質量的多波信息，實現多波多參數的預報目的。鉆孔中接收，采用具有高指向性和高靈敏度的三分量接收探頭安置在鉆孔的底部，通過耦合劑實現與鉆孔壁的直接接觸，檢波器信號輸出采用軟電纜，和采用吸聲軟材料封堵鉆孔口等措施，對于高保真地接收地震有效波信號，減少產生干擾波環節等方面很有益處。
3、隧道地震波預報中的干擾波
在隧道地震波采集過程中，存在著多種干擾波，對此必須有明確地認識。例如：對頭隧道施工和鄰洞施工的干擾波；地表地形和來自其他方向的反射波干擾；洞內電磁波干擾；以及接收裝置設計不當產生的干擾波等等。正確認識干擾波和產生的原因，才會采取正確的措施獲得高質量的現場地震波記錄。下面重點討論隧道管波的干擾問題。
隧道管波由激發孔爆炸時聲波泄放到隧道中產生，被接收傳感器接收造成對記錄的干擾，見圖9。
圖中地震記錄50毫秒以下出現的呈斜線“黑點”，在右圖中斜線用“紫線”表示，由記錄上的時距線計算“紫線”表示的速度為340m/s，該線以下的波（左半圖中黑色部分）為空氣中傳播的聲波，我定義這種波為“隧道管波”，“隧道管波”出現后覆蓋其后出現的地震反射波。“隧道管波”幅度的大小與激發和接收條件有關，“隧道管波”在地震記錄上出現的位置與采集偏移距離有關。該紫色線位置為偏移距離為20m的“隧道管波”出現位置。圖中藍色線表示速度為4500m/s的前行縱波和反射縱波，紅色線表示速度為2500m/s的前行橫波和反射橫波。上部的藍色線Vp和紅色線Vs分別表示由震源向前傳播的直達縱波與橫波。下部的多條藍色線Vp100、Vp150、Vp200分別表示掌子面前方100米、150米、200米距離處構造面的反射縱波，多條紅色線Vs100、Vs150分別表示掌子面前方100米、150米距離處構造面的反射橫波。由圖看出有30%地震道的反射縱波和50%以上地震道的反射橫波淹沒在“隧道管波”的干擾中。如果隧道圍巖的縱波速度低于4500米/秒、橫波速度低于2500米/秒，將會有更多的地震道淹沒在“隧道管波”的干擾中，其中影響橫波的程度更為嚴重，這種現象嚴重影響縱、橫波雙參數預報。
我提出隧道管波的嚴重干擾問題，希望引起足夠的重視，加強地震波檢測理論的學習，克服對有效波和干擾波不加區分，盲目按照流程進行處理的做法，才可以糾正成果中以夾雜干擾波假象進行預報的局面。
在京西梨園嶺隧道TGP206與TSP200在同一次預報中進行試驗對比，發現TSP200儀器采集的記錄中有嚴重的隧道管波，TGP206儀器采集的記錄中無隧道管波。兩臺儀器工作中使用同一批24炮震源和在同一位置接收，采集的地震波記錄出現如此之大的區別，關鍵在TSP200儀器的接收裝置設計不合理。我分析過近百個TSP203與TSP200儀器采集的記錄文件，記錄上普遍存在著“隧道管波”，檢查數據處理的過程中也未見對干擾波進行處理，而是作為地震反射波數據參與了處理，隧道管波干擾的假象混雜在預報成果圖中。近幾年，我看到的使用TSP203和TSP200資料發表的預報文章中，其現場采集的偏移距離（接收到最近激發炮之間的距離）普遍使用15米或者20米，炮孔之間的距離為1.5米至2米左右。在隧道管波干擾的情況下，這種布置采集的記錄見圖（9），記錄上的隧道管波是構成對有效波預報的嚴重干擾。我們對以如上參數采集的記錄作個初步的分析，假設巖體條件為完整的微風化硬巖，以巖體的縱波速度為4500米/秒，橫波速度為2500米/秒計算，未受隧道管波干擾的距離：縱波成果為120米左右，橫波成果為60米左右。以現行TSP200或者TSP203雙參數預報的做法評論，其未受隧道管波干擾的預報距離為60米左右。如果巖體條件降低，雙參數預報的距離還要大打折扣。如果按預報150米距離分析，其中有90米左右的距離中包含有隧道管波的假象資料。請有關使用者自己檢查已經處理過的文件，分析我的結論是否有道理。也不妨召開一個有代表性，而且能夠深度研究隧道地震波預報技術的會議，研討是否存在隧道管波干擾的問題和改進措施。
我提出一個不得已而為之的方法，供大家思考。根據各種波傳播路徑和速度差異的原理，即隧道管波在隧道內的空氣中傳播，其速度低，地震波在巖體中傳播其速度高，現場采用加大偏移距離進行預報數據的采集方法，利用巖體的地震波速度明顯高于空氣中聲波速度的條件，使隧道管波下移，延遲隧道管波在地震波記錄出現的時間，加大反射波接收的時間窗口，可以起到加大預報距離的目的。圖（10）下部標注有20、30、40的三條紫色線分別表示：偏移距離為20米、30米、40米情況下的隧道管波的出現位置。由圖可見，如果采用40米的偏移距離，隧道管波下移，反射波的時間窗口加大，在巖體為完整微風化硬巖的條件下，縱波反射基本上不受干預，橫波反射受影響的地震道約為30%。這種方法的不利點是偏移距離加大會影響到地震波頻率的降低和能量的衰減，但是權衡利弊，實現“隧道管波”下移的方法，避開隧道管波的干擾，無疑是一個不壞的辦法。
隧道管波在記錄上的幅度與激發泄放到隧道中的能量，以及接收裝置系統對隧道管波的壓制能力有關。“隧道管波”產生的源頭在激發，在激發孔沒有注滿水、或激發孔太淺的條件下，激發能量會大量泄放到隧道內。因此，注意改善激發條件有利于減弱隧道管波的干擾。
有關是否可以采取濾波方式處理“隧道管波”的問題。“隧道管波”的頻率與激發條件、接收裝置條件、以及隧道圍巖的性質等有關系，也存在接收裝置系統在受震條件下產生次生震蕩波，綜合起來的干擾波比較復雜。通過濾波方式處理不宜實現濾除目的，如果采用的濾波參數不合理，還會產生改變地震波信息造成其它成果假象的可能性。
4、隧道埋深與預報距離
有一位從事海底隧道地震波超前預報的工程師向我詢問有關預報距離的問題，海底隧道在基巖和海底的沉積地層中穿過，如果基巖面的起伏較大，這一類情況與地面上的淺埋隧道一樣。在隧道地震超前預報中，海底地形界面和起伏的基巖面同樣是地震波的反射面，因此，地形界面和土石界面產生的反射波，與地質構造面產生的反射波均會被儀器接收并疊加在一起，造成地震波記錄復雜化。所以，在海底隧道或者淺埋隧道進行超前預報時，要綜合考慮上述影響，合理確定預報的距離。一般在無法剔除地形等界面反射波影響的條件下，控制預報距離小于隧道埋藏深度為宜，對于大于埋深的距離預報要慎重。
5、關于圍巖參數的預報問題
關于隧道圍巖參數的預報問題，應該明確兩個問題：一是地震波預報方法獲得圍巖參數的原理和作用；二是利用圍巖參數變更隧道圍巖級別的合理性。
地震波預報方法獲得的基本參數是縱波速度和橫波速度，其他參數均是由此計算得到的二級參數。利用地震波方法求取速度參數計算的過程中，速度數值與介質本身和反射界面的角度兩個變量有關系。在地震波預報求取速度的過程中，以測量段（炮孔段）巖體速度為基本參考值，計算中同時考慮巖體反射界面的反射幅度強弱作為計算因素，帶有相關比較的性質，因此得到的速度數值稱為估算速度，利用估算速度曲線的分布作為分析相鄰巖體的定性比較具有一定的合理性。但是，它既不是常規地震波勘探中的均方根速度，也不是巖體的真速度。
地質界面與隧道的關系，地質界面正交隧道軸線的情況應該說是個別的，普遍存在的應該是與隧道存在夾角的情況，因此普遍存在的是地震反射波路徑與隧道軸線不重合，地質界面與隧道的夾角越小（以正交為90度），地震波路徑與隧道軸線的夾角越大，即地震波路徑偏離隧道越遠。因此，利用地震反射波路徑方向上的速度代表隧道圍巖，存在不合理性，因為地質巖體具有的非均質、非連續和各向異性是不容忽視的。
在明確地震波預報獲取的速度含義以后，我們來分析利用該速度進行“隧道圍巖彈性波分級法”和變更隧道圍巖級別的問題。“隧道圍巖彈性波分級法”顧名思義，是隧道圍巖彈性波的一個分級方法，而不是隧道圍巖地質分級的全部。勘察設計報告中圍巖級別的結論是綜合考慮：隧道通過地帶巖體的工程地質、水文地質、隧道埋深與地應力，以及隧道圍巖彈性波參數等多方面的資料做出的，僅僅利用預報獲得的巖體參數變更圍巖的級別存在著片面性。
舉例說明如下：圖（11）是TSP203儀器預報成果圖中的一部分，圖中上半部分三項參數的直方圖，由上而下為巖體分段的縱、橫波速度參數值；巖體的密度值；和巖體的彈性模量值。圖的下半部分為反射界面的分布圖。以圖中的反射界面線與隧道里程線的交點為序，統計反射界面與隧道軸線的夾角，匯總成表1。
序號
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
里程
2084
2092
2104
2108
2109
2116
2136
2152
2164
2184
2188
夾角
45°
75°
70°
65°
75°
80°
80°
70°
90°
70°
80°
以表1中最后兩個界面的里程和夾角，根據隧道地震反射波傳播理論，采用作圖方法，繪制的地震反射波的射線路經，分別見圖（12）。
上圖的預報距離為100米：圖中序號11的界面在2188里程，構造面與隧道夾角80°，其地震射線與隧道夾角10°～15°，反射段偏離隧道距離32～37米；圖中序號10界面在2184里程，構造面與隧道夾角70°，其地震射線與隧道夾角20°～30°，反射段偏離隧道距離49～59米。如果以正常預報距離150米計算，反射段偏離隧道的距離達到70～80米。地震波射線與隧道軸線方向不同，射線路經與隧道軸線也不具備重合條件，而且偏離隧道50至80米多米以外，這樣的速度資料作為隧道掌子面前方圍巖的速度不具備代表性，以此變更隧道圍巖的分級則更無道理。至于圖中提供的其他巖體動參數，例如：動彈性模量、動剪切模量、動泊松比和巖體密度值等參數，皆由巖體縱波和橫波速度計算而來，擺在報告中也就是一堆動參數。況且在沒有具體巖體動靜參數對比資料的基礎上，如何使用也存在問題。
我認為隧道地震波超前預報，應該是以預報地質災害和不良地質條件為主，以估算速度參數定性評價圍巖地質條件為輔的方法。
關鍵詞：隧道防排水注漿堵水防水布鋪設
目前隧道襯砌滲漏水問題,尤其是施工縫處、隧道的接口處及管節之間的連接處等薄弱環節的滲、漏水更為嚴重。如何搞好隧道防排水設計及裂縫防水技術,是保證行車安全和隧道能否長期使用的重要條件。
一、進洞前防排水處理
首先,在隧道進洞前應對隧道軸線范圍內的地表水進行了解,分析地表水的補給方式、來源情況,做好地表防排水工作:用分層夯實的粘土回填勘探用的坑洼、探坑;對通過隧道洞頂且底部巖層裂縫較多的溝谷,建議用漿砌片石鋪砌溝底,必要時用水泥砂漿抹面;開溝疏導隧道附近封閉的積水洼地,不得積水;在地表有泉眼的地方,涌水處埋設導管進行泉水引排;在隧道洞口上方按設計要求做好天溝,并用漿砌片石砌筑,將地表水排到隧道穿過的地表外側,防止地表水的下滲和對洞口仰坡沖刷,并與路基邊溝順接成排水系統;洞頂開挖的仰坡、邊坡坡面可用噴射混凝土將其封閉,并對洞口上方及兩側掛網噴漿;若在洞頂設置高壓水池時,應做好防滲防溢設施,且水池宜設在遠離隧道軸線處等。
二、開挖過程中對涌水地段的防排水處理
(一)涌水地段的防排水處理原則。在隧道施工過程中,應對開挖面出現的涌水進行調查分析,找準原因,采取“以排為主,防、排、截、堵相結合”的綜合治理原則,因地制宜地制定治理方案,達到排水通暢、防水可靠、經濟合理和不留后患的目的。
(二)涌水地段的原因分析。造成隧道涌水現象一般是由于地下水發育,洞壁局部有水流涌出;碰到斷層地帶,巖石破碎,裂隙發育,出現涌水現象;洞頂覆蓋層較薄,巖石裂隙發育,開挖地表水下滲等原因。施工中應對洞內的出水部位、水量大小、涌水情況、變化規律、補給來源及水質成分等做好觀測和記錄,并不斷改善防排水措施。
(三)涌水地段的處理方法。對于洞內涌水或地下水位較高的地段,可采用超前鉆孔排水、輔助坑道排水、超前小導管預注漿堵水、超前圍巖預注漿堵水、井點降水及深井降水等輔助施工方法。當涌水較集中時,噴錨前可用打孔或開縫的摩擦錨桿進行排水;當涌水面積較大時,噴錨前可在圍巖表面設置樹枝狀軟式透水管,對涌水進行引排,然后再噴射混凝土;當涌水嚴重時,可在圍巖表面設置匯水孔,邊排水邊噴射。
三、二次襯砌中防排水處理與控制
(一)防水層安裝與控制
1.防水層進場時檢查。除按必要的工作程序進行取樣檢查外,還應檢查防水板表面是否存在變色、皺紋(厚薄不均)、斑點、撕裂、刀痕、小孔等缺陷,存在質量缺陷時,應及時處理。
2.防水層鋪設前對初期支護的檢查和處理。防水層鋪掛前,應先對初期支護噴射混凝土進行量測,對欠挖部位加以鑿除,對噴射混凝土表面凹凸顯著部位應分層噴射找平。外露的錨桿頭及鋼筋網應頭齊根切除,并用水泥砂漿抹平,使混凝土表面平順。
3.防水層鋪設好后檢查和處理。防水層鋪掛結束,監理工程師應對其焊接質量和防水層鋪設質量進行檢查。其檢查方法有:(1)用手托起防水板,看其是否能與噴射混凝土密貼。(2)看防水板表面是否有被劃破、扯破、扎破等破損現象。(3)看焊接或粘結寬度(焊接時,搭接寬度為10cm,兩側焊縫寬度應不小于2.5cm;粘結時,搭接寬度為10cm,粘結寬度不小于5cm)是否符合要求,且有無漏焊、假焊、烤焦等現象。(4)拱部及拱墻壁露的錨固點(釘子)是否有塑料片覆蓋。(5)每鋪設20延長米～30延長米,剪開焊縫2處～3處,每處0.5m。看是否有假焊、漏焊現象。(6)進行壓水(氣)試驗,看其有無漏水(氣)現象等,檢查防水板鋪掛質量。如果發現存在問題,除應詳細記錄外,并立即通知施工單位進行修補,不合格者應堅決要求返工。
(二)止水帶安裝與控制
防水混凝土施工縫是襯砌防水混凝土間隙灌注施工造成的,對于施工縫的防排水處理,在復合式襯砌中,一般采用塑料止水帶或橡膠止水帶。
1.二次襯砌端部的檢查與處理。在澆筑二次襯砌混凝土前,可用鋼絲刷將上層混凝土刷毛,或在襯砌混凝土澆筑完后4h-12h內,用高壓水將混凝土表面沖洗干凈,并檢查止水帶接頭是否完好,止水帶在混凝土澆筑過程中是否刺破,止水帶是否發生偏移,如發現有割傷、破裂、接頭松動及偏移現象,應及時修補和處理,以保證止水帶防水功能。
2.止水帶安裝質量的檢查與處理。檢查是否有固定止水帶和防止偏移的輔助設施、止水帶接頭寬度是否符合要求、止水帶是否割傷破裂、止水帶是否有卡環固定并伸入兩端混凝土內等項目,做好詳細檢查記錄,如存在問題時,應立即通知施工單位進行修補,不合格者應堅決要求返工。
(三)混凝土澆筑與控制
襯砌混凝土施工時,應督促施工單位加強商品砼的后倉管理,定期不定期的進行檢查。混凝土振搗時必須專人負責,避免出現欠振、漏振、過振等現象。加強施工縫、變形縫等薄弱環節的混凝土振搗,排除止水帶底部氣泡和空隙,使止水帶和混凝土緊密結合。
四、二次襯砌滲漏處理與控制
(一)引流堵漏。對于滴水及裂紋滲漏處,可采用鑿槽引流堵漏施工方法。如在滲漏部位順裂縫走向將襯砌混凝土鑿出一定寬度和深度(如寬20mm,深30mm)的溝槽,埋設直徑略大于溝槽寬度或與溝槽寬度相當的半圓膠管將水引入邊墻排水溝內,再用無紡布覆蓋半圓膠管或防水堵漏劑封堵,然后用顏色相當的防水混凝土封堵或抹面。
(二)注漿堵漏。對于滲漏嚴重部位,可采用注漿堵漏施工方法。如在滲漏部位鑿出一定寬度和深度(如直徑80mm,深40mm)的凹坑,清理混凝土渣,并檢查表面混凝土密實性,從滲漏部位向襯砌鉆孔,其深度建議控制在襯砌厚度范圍內,埋管注漿,其注漿漿液通過設計確定。注漿結束后,其凹坑可按文中上述4.1方法做防水堵漏處理。
五、結語
每道工序的施工質量都對隧道防排水效果產生很大的影響,施工中的每一點疏忽都可能造成滲漏水隱患。因此,應加強對每道工序的施工質量控制,嚴格按規范施工確保施工達到設計效果,使隧道防排水工程質量有保證。
參考文獻:
1.1GPS在大橋控制測量中的應用
在建立大橋控制網時，采用橋梁軸線建立坐標系對所應用的GPS技術進行處理。在橋梁主軸線上，聯測或假定一個控制點，并且以軸作為GPS控制網方位基準，由高精度測距儀測量主軸線兩端控制點間長度確定網尺度基準。在主橋高程面上選擇GPS橋梁控制網投影面。
1.2GPS在隧道控制測量中的應用
在布設GPS隧道控制網時，通常采用隧道工程坐標系。在布設隧道工程坐標系的過程中，其原點一般選擇隧道洞口控制點，并且在方向上要求X軸指向與線路前進方向一致，同時通過正交的方式，使得Y軸與X軸構成右手系。在對GPS隧道控制網網點進行選擇埋設時，需要考慮GPS測量對點位的要求，以及隧道施工的要求。
2GPS高程擬合精度評定指標
為了對GPS高程擬合精度進行客觀的評論，需要對所有的GPS點進行水準聯測，在全網上均勻分布起算點，選擇其他點作為檢核點。在內符合精度方面，根據參與擬合計算已知點高程異常與擬合出高程異常求擬合殘差；在外符合精度方面，根據檢核點高程異常與擬合出高程異常間差值，計算GPS高程擬合的外符合精度M；GPS水準精度評定，根據檢核點與已知點距離L計算檢核點擬合殘差限值評定GPS擬合高程達到的精度。
3數據介紹隧道主要應用
GPS進行控制網布設進行高程傳遞。對于控制點來說，由于需要進行擬合處理，在這種情況下需要的數據比較少。以某一橋梁為例，采用20個公共點對三次樣條模型和移動曲面進行擬合分析，根據需要數據前四位省略，在數據類別方面，根據GPS高程擬合原理，可以將其分為起算數據、檢核數據。其中，起算數據中的點一方面包含大地高，另一方面包含正常高，同時以此為計算擬合模型中的參數。檢核數據是已知大地高，高程異常通過應用擬合模型進行計算，進一步獲得正常高。本文中將11個數據點作為起算數據，9個數據點作為檢核數據，具體分配方案為起算數據13個，分別為1、3、5、6、7、9、11、14、16、18、20點，檢核數據9個，分別為2、4、8、10、12、13、15、17、19。
4數據解算結果及分析
分別對三次樣條擬合和移動曲面擬合兩種模型根據分配好方案進行數據擬合，三次樣條擬合法比移動曲面擬合法效果更好一些，兩種方法得到擬合結果值與已知各點高程異常值關系。當多跨橋梁長度、隧道長度分別小于3000m、6000m時，通過移動曲面擬合法可以滿足精度要求。對于三次樣條曲線擬合，在應用過程中，需要注意X分量、Y分量對擬合結果產生的影響，在某些情況下，三次樣條擬合出高程異常面會出現失真現象。對于多跨橋梁、隧道來說，當其長度分別超過3000m、6000m時，在這種情況下，通過移動曲面擬合法獲取高程數據，在精度方面早已不能滿足要求。對測區內一塊寬1000m，長5000m區域采用三次樣條擬合法和移動曲面擬合法進行高程異常擬合，通過對比分析兩種擬合方法所得結果及擬合圖形，同時結合三次樣條和移動曲面擬合原理，可知三次樣條擬合法存在一定的局限性，三次樣條法擬合法與X分量或者Y分量密切相關，擬合結果受X分量、Y分量的影響，進而影響擬合結果的可靠性。
5結論
1)施工前的內外聯關系。
在施工之前主要開展的工作為可行性研究和勘察設計，以及施工前開展的招投標工作。前者涉及的內外聯關系主要是隧道方案與整個路線工程，以及與自然和社會的相互作用，主要體現為方案與具體設計的合理性和科學性。后者主要涉及建設方與施工方的相互關系，即建設方與施工方的合同關系建立過程，其中關鍵因素是中標價格。
2)施工中的內外聯關系。
施工階段的和諧性是評價城市隧道工程建設和諧度的最主要內容。這一階段整個工程建設過程的內外聯關系可以劃分為實體工程、機構人員和資金流轉三個方面。實體工程方面:工程建設活動需要開挖巖土體、擾動地下水環境，隧道結構與巖土體發生相互作用;施工過程各部分、各工序發生相互作用;工程建設從外部環境獲取大量的各類材料，又向環境輸出廢棄材料、廢氣和污水。機構人員方面:參與工程建設的業主、施工、監理、設計和監測檢測等單位及其員工需要開展大量的互動工作，這些工作有管理與被管理、監督與被監督，以及相互協作等不同的角色關系。參與工程建設的單位還與社會其他單位或個人因材料采購、廢棄物處置、污染物排放、共用其他社會資源等原因發生互動關系。資金流轉方面:主要表現為承包商向監理、業主單位的資金申報審批，以及業主向承包商、承包商向材料供應商、服務提供商和勞務人員提供的資金撥付。資金流轉的正確性、合理性和及時性，對工程建設活動的順利運轉也十分重要。
3)施工后的內外聯關系。
施工后的內外聯關系主要體現為隧道工程為社會提供服務，以及運營者對隧道進行的管理維修。隧道工程為社會提供服務:隧道方案越合理、自身狀況越好，可以為社會經濟發展提供的服務就越好，經濟社會效益越明顯。隧道工程的管理維護:管理維護一方面有利于保持隧道的健康狀態和服務水平;另一方面需要花費一定的成本、對隧道運營產生一定的影響。過多、過頻繁的維護和病害治理，說明隧道工程本身的建設質量存在不足。
2城市隧道和諧性的表現形式及影響因素
城市隧道工程建設的和諧性可以從技術、經濟、社會和環境等四個系統得以體現，不同系統中又可細分為若干個方面，每個方面和諧性的影響因素不盡相同，相互之間可能存在重疊。
2．1城市隧道和諧性的表現形式
1)技術系統的和諧主要表現為安全、質量和進度三方面有保障。
安全方面包括不發生各種形式的安全事故，不因安全事故造成財產損失和人員傷亡;質量方面包括不出現各種類型的質量問題，工程各部分功能正常、系統相互協調;進度方面包括工程總進度得以保障，各分項或分部工程得到協調一致的推進。
2)經濟系統的和諧性主要體現為業主(代表政府或社會)、承包商(機構)和參與建設的員工在經濟上取得好的效益。
業主方面主要為獲得合理最大化的投資回報，按時據實向承包商支付各項費用，不因安全、質量或進度等問題產生額外費用;承包商方面主要體現為在保證安全、質量的前提下獲得最大的經濟效益，不因安全、質量和進度問題額外增加成本;員工方面主要體現為按時獲得與付出勞動相對應、與區域或行業收入水平相協調的勞動報酬，不因窩工、違規作業、工傷事故等造成不必要的損失。
3)社會系統的和諧性主要體現為外聯關系、機構關系協調和員工關系等三方面處于協調、順暢狀態。
外聯關系方面體現為工程建設有效避免對外部單位與個人的干擾、破壞，能夠獲得外部單位與個人的支持。機構關系方面體現為所有參建單位恪守本職工作，相互合作與支持，不因相互協調不暢導致正常施工中斷、延誤問題的正常處理等。員工關系方面體現為所有參與建設的管理者、技術人員和工人互相尊重、理解和支持，相互交流溝通順暢，能夠和諧共處。
4)環境系統的和諧性主要體現為資源消耗水平低、污染物得到有效控制和處理、施工環境擾動得到控制。
在資源消耗水平方面主要體現為工程建設消耗的各類建筑材料較少、能耗和用水量較低;在污染控制水平方面主要體現為產生的污染較少，并得到及時有效的處置，由于工程建設參數的廢棄物較少等。施工擾動控制水平和諧性在施工擾民控制方面主要體現為施工產生的振動、噪聲等對周邊居民及單位的影響得到有效控制，對周邊景觀的破壞得以控制并及時得到修復。
2．2城市隧道和諧性的影響因素
通過城市隧道工程建設內外聯關系的分析，城市隧道和諧性的影響因素可以歸納為以下15個方面:方案社會評價水平(C1)、施工中標價格水平(C2)、參建機構資信水平(C3)、安全事故控制水平(C4)、質量缺陷控制水平(C5)、設計變更控制水平(C6)、施工工期控制水平(C7)、反饋決策順暢水平(C8)、企業財務健康水平(C9)、員工薪酬發放水平(C10)、內聯關系協調水平(C11)、外聯關系協調水平(C12)、廢棄物處置水平(C13)、污染物處置水平(C14)、景觀修復營造水平(C15)。
3城市隧道和諧度的層次分析法評價
城市隧道工程建設和諧度的評價是一個多指標綜合評價問題，可以采取層次分析法、模糊數學法等方法進行評價，本文采取層次分析法進行分析。層次分析法的基本思想是將復雜的問題分解為若干個層次，在比原來系統簡單很多的層次上逐步分析。通過比較若干因素對同一目標的影響，把決策者的主觀判斷用數量的形式表達和處理，從而確定它在目標中的比重。層次分析法的主要流程為:明確問題建立層次結構模型利用成對比較法構造判斷矩陣進行層次排序，獲得權向量進行一致性檢驗完成層次總排序以及一致性檢驗獲得最優系統方案。
3．1遞階層次模型的構建
根據層次分析法理論，構建四個層階的遞階層次模型分析模型。城市隧道工程建設的綜合和諧度為第一階(最終目標層H)，并將其分為技術(HT)、經濟(HC)、社會(HS)和環境(HN)四個二階目標層。第三層為指標層，共包括12個方面的準則(T1～C9)，即安全管理指標、質量管理指標、進度管理指標、業主經濟指標、施工經濟指標、員工經濟指標、外聯關系指標、機構關系指標、員工關系指標、資源消耗指標、污染控制指標、擾民控制指標。指標層為影響城市隧道工程建設和諧度的15種影響因素(C1～C15)。
3．2指標層權重的確定
應用層次分析法確定指標權重的方法為:利用分級比較標度方法，列出上層指標與下層相關性，由被調查者采取兩兩比較的方法，給出判斷矩陣。然后求出判斷矩陣的特征向量和特征值，進行一致性檢驗。
3．3和諧度等級的確定
根據和諧度的評價值，按照表1確定其評價等級。具體實施時，可以由政府或其他主管單位研究提出對工程最后的和諧度指標和等級要求進行明確，確定經濟和行政獎懲方案，形成有據可查的文件。或由建設單位在施工招標和合同談判中對工程最后的和諧度指標和等級要求進行明確(此時需要修正一些與施工單位無關的指標)，確定經濟和行政獎懲方案，作為合同條款的一部分。
4某城市隧道和諧度評價實例
1)工程概況。
某城市隧道全長1823m(左線913m，右線910m)，隧道進出口位于不設超高的大曲線半徑上，左右設計線相距約30m～50m，屬于間距較小的分離式隧道。隧道按城市Ⅱ級快速干道設計;雙向四車道，單向行車，設非機動車道及人行道;設計時速40km/h，設計荷載:公路—Ⅰ級;隧道凈寬14．50m，凈高5．0m。
2)指標權重的調查分析。
為確定城市隧道工程建設和諧度的指標權重，邀請上級主管單位和全體參建單位對和諧城市隧道建設工作進行了分析。與會25位代表(上級主管單位6名，業主6名，施工單位6名，監理和設計單位各3名，監測檢測單位1名)參加了各因素重要程度的調查。與會人員分別填寫了各層指標重要性調查表，其中準則層與措施層的關系采取開放形式，即每一個準則元素與哪些措施元素相關，由被調查者自己確定，在數據分析時，最多計入6種排位靠前的因素。通過對上述調查進行分析，得到了各指標對總目標的權重。
3)和諧度評價。
該隧道建設完成之后，項目建設單位對各方面工作進行總結，召開和諧隧道建設總結評估會議。上級管理單位、參與建設單位、周邊企業和市民代表等35人參與了總結評估。根據和諧度與和諧度等級的對應關系，該隧道工程建設評定為“和諧”。
5結語
隧道襯砌一般常用的形式有整體式襯砌、復合式襯砌、噴錨襯砌。整體式襯砌通常為保證施工安全要采用噴錨支護等臨時支護措施，這種支護不是永久的受力結構，只有模筑混凝土才是永久受力結構。復合式襯砌通常也將噴錨支護作為初期臨時支護，內層用模筑混凝土作為二次襯砌的永久結構，為防止初期噴錨支護和二次模筑混凝土襯砌間因為材料、受力或其他因素而發生不同變形，進而導致混凝土出現裂紋，一般要在兩層間根據需要設置防水層或隔離層。噴錨襯砌是將噴錨支護作為了永久性襯砌結構，適用于地下水不充裕的Ⅲ級或以上圍巖的短隧道，噴錨支護是柔性結構，它充分利用圍巖的自承能力和圍巖形成一體產生共同變形。通過對這三種常用襯砌形式受力結構的分析，我們可以非常清晰地認識到：三種襯砌中噴錨支護極為重要，其施工質量直接關聯隧道主體結構的工程質量，如果出現質量問題，將為公路隧道施工以至于整條公路留下質量隱患或安全隱患。
二、公路隧道支護技術
公路隧道初期支護方式要根據施工要求采取不同的支護形式。主要選擇的有噴射混凝土、錨桿、鋼筋網和鋼架等支護形式。
（1）噴射混凝土：其方法大致分為素噴和網噴兩種，噴射混凝土的作用是對圍巖節理、裂隙起到充填作用，將不連續的巖層層面膠結起來，形成一個整體。同時產生楔效應增加巖塊間的磨擦系數，進而有效防止巖塊沿軟弱面滑移脫落，使表面巖塊保持穩定狀態。噴射混凝土由于具有一定粘結力和抗剪強度，能與巖層粘貼的同時和圍巖形成了統一的承載體系，極大改善了噴層的受力條件。噴射混凝土一定要及時并做到分層施噴，噴層雖薄但其具有較高的強度。這樣，噴層有效控制了圍巖變形。即使在圍巖仍有較大變形的情形下，仍不致于產生坍塌，這樣就有效提高了圍巖自承能力。同時噴射混凝土能使隧道周邊的圍巖盡早封閉，進而有效防止了圍巖的進一步風化。在噴射混凝土作業施工中，首先要做好職工準備，準備充足的材料如水泥、砂、石、速凝劑、水等，嚴格檢驗材料質量，盡量用新鮮的相容性試驗合格的水泥和速凝劑，砂、石含水率要達標。檢修好噴射機、混凝土攪拌機等設備，并進行就位前的試運轉。風管和水管管路及接頭要確保良好。檢查開挖斷面，將附著于巖面的泥圬沖冼干凈。對滲漏較大處做好引排水處理。在做好充足的準備工作后進行操作，操作中要注意：控制好風壓、水壓和水灰比。要想保證噴射混凝土的質量，降低回彈率，減少揮發粉塵，噴射作業時要求風壓控制要穩定，壓力大小應調整適當。水壓通常要比水壓50-100Kpa，要在噴頭水環位置形成水霧，充分濕潤干拌合料。干噴時，如果噴射的混凝土易粘著，回彈小而且表面濕潤光澤，說明水量適中。如發現表面無光、回彈物多、灰塵大、混凝土不密實等現象，則說明水量小。如果表面出現流淌滑動現象，則說明水量大。要掌握好噴射角度和噴射距離。噴嘴與巖面的角度一般要垂直于巖面。如果靠近邊墻，應將噴嘴略向下俯約10°左右，使混凝土噴射在較厚的混凝土頂端。噴嘴與巖面的距離一般保持在0.8-1.2m。每一次噴射混凝土的厚度，應掌握在拱部為5-6cm，邊墻為7-10cm。噴射的順序應先墻后拱從下而上，先噴凹處找平，然后繼續向上噴射。噴射時料束要盡量呈旋轉軌跡運動，大致要一圈壓半圈，縱向按蛇形進行。為保持噴層表面平整，噴射完應對表面再掃射一層。噴射順序應自上向下，料束要呈橫掃方式運動，不能旋轉或者停留。
（2）錨桿：錨桿主要起到了懸吊、加固和組合梁的作用，根據材質不同可以分為砂漿、藥卷和自進注漿錨桿。其懸吊作用主要表現在：因為外部震動或其他因素導致局部巖塊不穩定，為防止巖塊脫落，就用錨桿把活動巖塊吊掛在穩定的巖體上。或者將應力區內不穩定的圍巖懸掛在應力區以外牢固穩定的巖體上，從而保證了這部分巖體能夠保持相對穩定的特性。其加固作用主要表現在：從圍巖的徑向四周科學布設錨桿，隨著圍巖的挖空，部分松軟的圍巖在錨桿的固定之下，與主體形成承載拱形，不至于脫落造成圍巖形變。噴射混凝土后，與圍巖形成一體，共同承載了外部壓力。其組合梁作用表現在：錨桿將巖層緊密連接在一起，促使巖層達到了密合程度，大幅增加了巖層間的摩擦力，這種酷似組合梁的結構，充分發揮了固定圍巖的作用。使用錨桿時，要注意位置分布，做到布局合理，大部分錨桿位置是沿著隧道周邊呈梅花狀均勻分布，方向與周邊巖面盡量保持垂直。由于錨固力不足或錨桿強度不夠往往會導致錨桿失效，這就要求要采取更換高強度錨桿、大徑錨桿或增加錨桿數量、增大錨孔直徑等有效措施加以解決。
