变形速率比值判据与猫山隧道工程验证

2002年6月中国工程科学Jun.2002第4卷第6期EngineeringScienceVol14No16工程分析3变形速率比值判据与猫山隧道工程验证12李世,宋军(1.总参工程兵第四设计研究院,北京100850;2.铁道建筑第十四工程局四处,广东新会529149)[摘要]为了初步解决新奥法隧道工程支护初期缺乏有效的、定量的围岩稳定性判据以及塌方事故多见的技术难题,文章论述了变形速率比值判据假说的依据,得出阈值的方法及应用中常的五种典型情况;猫山公路隧道施工中正反两方面的演绎证明,两个断面应用变形速率比值判据预报险情,化险为夷,另一断面中止应用此判据后,发生大塌方;变形速率比值判据是一种典型信息法,是一种假说—演绎方法,是从定性到定量综合集成法的一种初步应用。[关键词]开放的复杂巨系统;塌方事故;变形速率比值判据;典型信息法;假说—演绎方法;综合集成法[中图分类号]U45[文献标识码]A[文章编号]1009-1742(2002)06-0085-07国外有的规范强调地层条件和施工状况的重要1变形速率比值判据性,如美国“隧道衬砌设计指南”中指明,在观测111现行围岩稳定性判据的主要问题过程中,应该把重点放在地层条件和施工措施的直[3]隧道围岩稳定性的现行判据,概括了当时国内接视觉鉴别和细微记录上,并力求详细;而外新奥法(NewAustriantunnelingmethod,“日本隧道标准规范及解释”则强调,进行量测时NATM)隧道工程监控量测的经验,提高了工程重要之点,不单是从仪器上取读数及整理数据,而[4]的安全性和经济性,但尚存三个主要问题:且要经常掌握量测值与施工状况间存在的关系。11111判据与量测断面的地质条件与施工状况缺但是,如何得出定量的、适用于千变万化的隧道地乏具体联系各个隧道工程地质条件不同,施工质条件和施工状况的稳定性判据,多年来仍是国内措施与进度各异。但是现行围岩稳定性判据来自以外的一个技术难题。往新奥法工程的施工监测经验,未能紧密结合当前11112以变形量或变形速率为主的判据围岩稳工程对象量测断面的具体地质条件和施工状况,塌定状态的判断是围岩—支护系统动态相互作用的力方事故往往难以避免。以20世纪80年代两个重点学问题。在国内外有关规范中,围岩稳定性判据均工程为例:全长141295km的大瑶山铁路隧道,以变形值或变形速率为主(变形加速度的现场实测施工进展虽比较顺利,但开挖至10km,发生中小困难),而用于软弱围岩往往实效不佳。根据牛顿型塌方(高1～9m)29处,平均每公里近3运动定律,物体从运动转变为静止状态的必要条件[1]①处。军都山铁路隧道设计阶段地质勘察中测得是,加速度由负值渐趋于零。因此,围岩稳定性判大小断层5条,施工中出露大小断层达100多条,据应以变形加速度为主,辅以变形值(趋于常量)1985年发生大小塌方21次,处理塌方占当年总工或变形速率(趋于零)。软弱围岩通常具有流变性,[2]时的40%。如果规范规定变形加速度和变形速率为零或接近于[收稿日期]2001-12-03;修回日期2002-01-14[作者简介]李世(1932-),男,北京市人,总参工程兵第四设计研究院高级工程师3中国科学院工程地质力学开放研究实验室资助课题①铁道部隧道工程局.大瑶山长大铁路隧道修建新技术,1998.121～125 86中国工程科学第4卷零,难免支护过强或耗时过久,实用性差。因此,作用出发构筑出来的统计力学理论。单纯的理论分具有工程实用价值的围岩稳定性判据的核心,应是析或经验分析实效不佳。现在能用的、唯一能有效绝对值尽可能大的、又能确保围岩趋于稳定而不会地加以处理的方法,就是从定性到定量综合集成逆转的变形加速度阈值。这是课题的第二个难点。法。在应用中通常是科学理论、经验知识和专家判11113缺乏隧道开挖后支护初期的定量判据隧断力相结合,提出经验性假说(判断或猜想)。这道工程软弱围岩通常难以避免。开挖后支护初期围些经验性假说虽不能用严谨的科学方式加以证明,岩稳定性急剧变化,向稳定或失稳转化的可能性并但可以用经验性数据和资料对其确实性进行检[10]存。大瑶山、军都山隧道上述塌方,都发生在这个验。阶段。“日本隧道标准规范及解释”强调,“开挖工11213稳定性判据的决定因素是围岩变形加速度作面附近的量测结果应作为重点,将结果立即反映围岩—支护系统既然是动态系统,其稳定性判到设计、施工中是必要的”,但同时指出,“想用数据虽与变形值、变形速率有关,但决定因素应是变[4]值表示常常是很难的”。这是课题的第三个技术形速率的增减倾向,即变形加速度。为了简明实难题。用,以后次与前次变形速率实测值的比值表示围岩有的国外规范有个别的定量规定,但均非关键变形速率的增减倾向。在支护初期,变形速率比值性的变形加速度判据。如日本“NATM设计施工不仅应小于110(负加速度),而且,随着支护的指南”指出,“当最大位移速度大于20mm/d,必分层分次施作,此比值应迅速降到某一阈值以下,[5]须采用特殊模式”。国外也有工程规定,一天的并渐趋于零。[6]容许位移值应不大于容许变形值的1/5～1/4。11214判据必须符合每个量测断面的地质条件与112软岩隧道支护初期围岩稳定性判据研究原则施工状况用实测围岩变形速率(或变形值),从为了判据明确、应用简便,定义:隧道开挖后整体上反映隧道量测断面地质、施工状况,是新奥开始进行初期支护,至预设计初期支护施作完成后法的精髓。充分利用各个工程实测的“围岩变形速24小时之内,为隧道支护初期。将洞室周边收敛率的比值”进行稳定性判别,符合新奥法原理。在量测值和拱顶下沉(位移)量测值,统称围岩变形此基础上,充分利用典型隧道工程围岩—支护系统值,或变形值;将二者的速率统称围岩变形速率,的变形监测资料,从中选取由不稳定状态确已转化或变形速率。为稳定状态的若干典型断面量测资料,作为隧道工11211围岩—支护系统是一个开放的复杂巨系统程典型性力学问题,用数理统计方法得出变形速率隧道周围岩体(围岩)是地质体的一部分,经比值判据的阈值。这一判据充分反映了当前隧道量历多次地质构造运动的变形、再变形,破坏、再破测断面与典型性力学问题代表性的地质、施工状[2]坏。虽然近代区域地质通常很少变化,但是隧况,是复杂性问题研究中的一种假说—演绎方法。道施工中,在人为因素造成的围岩再变形与再破坏11215判据应可概略定量使用隧道工程实用精的触发下,围岩原有的非均质、不连续、非线性、度要求,即本项研究中稳定性判据的合理要求,不流变性的复杂特性,与未知的地应力场、地下水渗是可供精确的定量使用,而是要求定性规律符合实流场等环境因素动态相互作用,力学性态逐点、甚际,可供概略的定量使用。随着隧道工程应用这一至逐时发生着变化。实践表明,为了有效地认识与判据进行验证的统计资料增多,判据阈值的误差将[7]控制如此复杂多变的对象,按照常规的思路方法趋于减小。———获取充分的原型信息,所需技术、经济和时间11216变形速率比值、变形速率与变形值三者的[7]条件远远超出任何地下工程的实际可能。地位在施工中,围岩变形速率比值必须运用多围岩—支护系统的子系统种类多、层次多,它种手段即时地、有效地加以控制,这是首要的。对们之间关系复杂,中间的层次甚至还不清楚;施工变形速率则在必要时(实测最大变形速率大于既往中与外界有物质、能量、信息的交换。围岩—支护总结的经验值时)必须加以控制;对变形值则酌情[8,9]系统符合开放的复杂巨系统的本质特征。加以控制,或适当修正允许值。11212有效处理方法是从定性到定量综合集成法113变形速率比值判据开放的复杂巨系统目前还没有形成从子系统相互11311已知条件为了便于稳定性判据的普遍适 第6期李世等:变形速率比值判据与猫山隧道工程验证87[7]用,以我国现行规范对围岩分级与围岩变形监测的11313变形速率比值判据阈值典型信息统计[11]有关规定,作为判据研究与应用的已知(前提)本课题典型信息源取自第一作者亲身参加围岩变形条件,列举如下:a1预设计中已根据围岩级别监控量测的20号工程。该工程是一项风险很大的(采用国家标准《工程岩体分级标准》与国家军用极软岩坑道工程,其围岩变形监测与岩体力学参数标准《防护工程设计规范》中围岩分级的适用范原位测试工作量分别是国内外知名隧道工程的几倍围,不包括土和膨胀岩等)和毛洞跨度,查表预选至几十倍以上。课题组在长达5年的施工监控量测初期支护类型与参数;b1围岩变形监控量测数据,中,以经验方法多次预报险情,成功处理并化险为采用随时间变化的u-t曲线表示;c1洞周允许相夷;20号工程围岩变形量测资料与成功经验,在对收敛量(%)根据围岩级别(并区分脆性岩体和软弱围岩稳定性监测中具有典型性。变形速率比值塑性岩体)和隧洞埋深查表得出,并据以计算允许判据阈值由20号工程中14个量测断面的实测资料变形值u0;d1测点初读数应在爆破后24h内、下统计得出,包括曾经预报险情、并已成功处理的5一循环的爆破前取得,测点距开挖工作面不应超过个断面及其前后有关断面。统计资料见表1。2m;e1除规范规定外,补充简化假定:一是除特统计结果表明,施加预设计支护后,围岩变形别说明外,开挖工作面正常推进,二是量测断面附速率比值范围值为213%～100%;预报险情加强近围岩级别不变。支护后,趋于稳定的围岩变形速率比值v/v0的范11312变形速率比值判据围值为016%～816%,均值为5102%;均值与21)根据上述原则与已知条件,提出适用于软倍均方差之和为10104%。据此判定,软弱围岩弱围岩隧道支护初期的围岩稳定性判别法———变形趋于稳定的变形速率比值的阈值可取5%。若固定速率比值判据(经验性假说)为:预设计初期支护2倍均方差作为极限误差,则样本容量n=14时,全部施作后24h内的围岩变形速率v与该断面实t分布置信概率为0190,即90%的可能性趋于稳测围岩变形速率最大值v0(通常为初测值)的比定。用典型信息法得出的判据阈值,有待工程实践值,如小于既往典型工程监控量测资料中由可能失演绎证明。稳确已转化为稳定状态的若干断面的典型量测资料11314应用变形速率比值判据常见的五种典型情统计得出的该比值的阈值([v/v0]=5%),预况总结新奥法隧道监控量测经验,可用5条位计该断面围岩趋于稳定;如有流变,以施作后期支移-时间u-t曲线概括隧道开挖后支护初期围岩护处理。变形速率比值判据如式(1):稳定状态常见的五种典型情况,如图1所示。图1v/v0<[v/v0]=5%。(1)中各u-t曲线的不同点主要是稳定状态与趋势不同,变形值与允许变形值的大小不同。五种典型情2)变形速率比值判据应用说明,实测变形速况的具体说明及相应的处理方法,在下一章结合工率比值达50%左右,表示变形速率略有减小,距程实例加以说明。围岩稳定相差甚远;比值达20%左右,表示变形速率显著减小,需加强支护,否则仍有转为失稳的2猫山公路隧道施工中的应用验证①可能;比值为5%～10%,根据小样本t分布统1989—1995年,变形速率比值判据研究阶段计原理,置信概率0190将趋于稳定,但施工中仍性成果曾作为四期“典型类比分析法讲习班”的讲应注意监控量测,使该比值确已减小到5%之内,授内容,并以文献[12]发表;1996年在SCI收录防止意外反弹。[13]的国际期刊以经验性假说的形式发表,经初步考虑到地质条件复杂多变(例如,进入雨季地工程应用验证后,1998年纳入国家军用使用标准下水渗流剧增),变形速率比值小于5%之后,仍《防护工程设计规范》。由于进行验证的工程受地质应按照规范继续监控量测,至围岩完全稳定为止。条件的限制,而且在施工中预有准备、加强支护、3)变形速率比值判据的初测值补充判据。当严密监控,实际上此前并未发生重大险情。因此,初测时出现下列情况之一时,应立即加强支护:a1该判据有待严格的、全面的演绎证明。实测围岩变形速率最大值v0>20mm/d;b1一天的实测变形值达到允许变形值u0的1/5～1/4以上;c1喷射混凝土出现大量的明显裂缝。①广东省冠粤路桥工程公司.猫山公路隧道工程技术,2001 88中国工程科学第4卷表1典型工程典型量测断面围岩变形速率比值统计表Table1Statisticalfiguresofsurroundingrockdeformationrateratiomeasuredattypicalmeasurementsectionoftypicalproject围岩变形速预设计支护后加强支护后趋于稳趋于稳定的围岩变形v0/v1v1/v2序号测量断面率最大值v0围岩变形速率v1定的围岩变形速率v2速率比值阈值v/v0/%/%-1-1-1/%/mm·d/mm·d/mm·d11—331116011711417013221821821—411880112561661631—71210019781181141—851990139661661651—93541671613930104170—1101816—118816—11861—1020127018541241271—111310312224180132621521581—12362174171262715215941141191—133271141119844112123812812101—1418183713439100167—0140316—211316—211111—1511680110610610121—1611750104213213132—24120126611611142—4322154221541001001134016016均值5102统计值样本均方差2150320号工程施工监测中曾预报险情,并成功处理的5个断面差。猫山隧道由中国铁道建筑总公司第十四工程局四处中标承担施工。由于猫山隧道地质条件与勘察报告反差较大,施工中险情一再发生,使变形速率比值判据得到一次严格的、比较全面的工程验证。212猫山隧道工程应用变形速率比值判据的成功实例21211实例1:支护保守(典型情况1,见图1a)#猫山隧道1洞K7+170—K7+100段属Ⅲ级围岩,埋深32～60m,岩体为微风化花岗岩,巨块状结构,完整性好;允许变形量(收敛值,下同)图1围岩变形速率比值判据应用中五种典型情况u0=2410mm。预设计支护参数为:C25喷射混凝Fig11Diagramshowingfivetypicalcasesonuseofdeformationrateratiocriterion土(C25下同)厚10cm;锚杆<22mm,长300cm,间距×排距=100cm×100cm;<6mm钢筋211猫山公路隧道工程概况网间距25cm×25cm。在拱部45°角范围内锚杆尚猫山隧道位于广东省西部高速公路新会市崖门未施作,复喷混凝土(初喷厚4cm)落后于开挖口崖门大桥桥头,双洞连拱结构。单洞开挖跨度工作面100m的情况下,实测3个断面围岩变形速13115m,轴线长411m。隧道围岩为中粗粒花岗率比值v/v0=1134%,已远低于阈值,且最大变岩,裂隙发育,围岩分属Ⅴ、Ⅳ、Ⅲ级。该工程地形量u=414mm,远小于允许变形量u0=2410质勘察报告称:隧道通过路段不存在构造断裂。但mm,说明围岩已经基本稳定,预设计偏于保守,是,在隧道开挖中先后出现4条较大的断层,分别与图1中曲线①同类。据此,施工单位建议将该区宽1～2m,软弱围岩区段占隧道总长的一半以上;段拱顶两侧45°内的锚杆减少到1/4,以节省投资。部分区段围岩松散破碎,富含地下水,稳定性极由于未及时获得有关方面认可,未能实现。 第6期李世等:变形速率比值判据与猫山隧道工程验证8921212实例2:支护适当(典型情况2,见图1b)免衬砌开裂。#猫山隧道1洞K7+190断面及其前后断面,埋21215实例4:即将失稳,应立即封闭仰拱(典#深24m,Ⅲ级围岩;允许变形量u0=2410mm,预型情况5,见图1e)猫山隧道2洞K7+190断设计初期支护参数与实例1相同。初期支护施作完面,埋深2416m,岩体破碎松散,富含地下水,成后,实测最大变形量u=7mm(uu0(即曲线②′),且v0=21132mm/d,量测组当日17时发出险情预u已大于设计预留量,可在下一循环开挖时适当增报。由于现场施工人员认识不足,开挖工作面继续加预留变形量,或加强支护使u≤u0。掘进,第二天上午7时发现两侧墙喷层开裂,裂缝21213实例3:支护不足(典型情况3,见图1c)最大宽度412cm,部分钢筋网挤出。经研究决定,#在现有初期支护基础上再设一层<615mm钢筋网,猫山隧道2洞K6+944—K6+964段埋深约30m,预设计取Ⅳ级围岩;允许变形量3810mm。初并复喷至30cm厚。第四天变形速率已明显减小期支护参数:喷射混凝土厚20cm;锚杆<22mm,(比值v/v0=1914%),但仍应继续加强支护。此长350cm,间距×排距=100cm×100cm;<6时喷层仍有开裂,第二层钢筋网仍有少量挤出现mm钢筋网间距25cm×25cm。隧道开挖后初喷厚象。现场主管工程师依据变形速率比值判据,决定8cm,锚杆安装完毕,量测断面K6+948(埋深立即停止掘进,灌注60cm厚钢筋混凝土仰拱。243018m)首次施测变形速率v0=24131mm/d,量h后变形速率比值降至v/v0=411%,围岩趋于测组当即做出险情预报,随后第二天发现拱顶明显稳定,避免了又一次塌方事故,参见图2。实测最开裂2～3cm宽,钢筋网部分挤出。当天下午架设大变形量u=11314mm,umu0,但小于设计预格栅钢架并复喷至厚20cm,变形速率降至8102留变形量150mm。mm/d,v/v0=33%,裂缝继续发展,第四日又发现新裂缝,当即停止掘进,加喷混凝土至25cm厚,并加密锚杆至间距×排距=50cm×50cm时,变形速率比值降至316%<5%,围岩趋于稳定,避免了一次塌方事故。实测变形量u=8214mm,已远大于允许变形量,但小于设计图纸给出预留变形量120mm。如最大变形量大于设计图纸给出预留变形量,处理措施与典型情况2相同。此后,在该段施工中,施工单位建议改按Ⅴ级围岩软质岩的初期支护施工,最终得到采纳。支护#图22洞K7+190断面围岩变形-时间曲线、参数:喷射混凝土厚25cm;锚杆<22mm,长350变形速率比值与相应施工情况cm,间距×排距=75cm×80cm;<615mm钢筋Fig12Surroundingrockconvergence-timecurve,网间距20cm×20cm;格栅钢架主筋<22mm4deformationrateratiosandcorrespondingconditions根,间距20cm×20cm,钢架纵向间距75cm。施inconstructionatK7+190sectionofNo12tunnel工中未再出现险情。21214支护不足有流变(典型情况4,见图1d)213猫山隧道工程中止应用变形速率比值判据发猫山隧道工程未提供流变监测资料与典型情况4生大塌方的实例。曲线④或④′与典型情况3大体相近,不#同点是:当变形速率比值小于阈值后,围岩变形仍猫山隧道2洞K7+210—K7+196段位于冲以流变形式增长,处理措施是在典型情况3的基础沟与断层破碎带交会处,应属Ⅴ级极软岩。预设计上,按规范规定施作后期支护。根据20号工程经初期支护参数取Ⅴ级软质岩(见实例3)。预设计验,如施工工期许可,后期支护的施作宜晚,以避初期支护施作完成后3天,埋设了K7+210量测 90中国工程科学第4卷断面(埋深17m)。6月20日上午11时,在掘进程中,有效地判别围岩稳定性的定量判据的技术难至K7+208时,量测断面出现最大变形速率v0=题。隧道工程的复杂多变性,决定了变形速率比值20184mm/d,量测值发出第一次险情预报。在拱判据仍应在工程实践中继续检验并补充完善。顶两侧45°范围内加强支护(将锚杆间距×排距=猫山隧道大塌方的典型意义在于:在一个围岩75cm×80cm改为50cm×50cm)后,至6月24软弱、勘测不足、险象环生的大跨度隧道施工中,日变形速率比值v/v0=2814%,施工现场工程师并无丰富的监控量测经验的一位现场工程师,应用根据变形速率比值判据判断:变形速率已经有较大变形速率比值判据,不仅在两个断面成功地预报险降低,应继续加强支护,使围岩趋于稳定。由于有情,化险为夷,而且在另一断面一再预报险情,正关方面认为加强支护增加成本并非必要,不予支在成功处理之时,由于有关方面不予认可,功亏一持,施工单位不得不中止应用变形速率比值判据,篑,使完全能够避免的一次大塌方降临。在隧道工仍按原设计初期支护参数施工。至6月30日变形程史上,首次应用隧道支护初期的围岩稳定性定量速率达v0=23155mm/d,v/v0=11310%,量测判据,以若干断面围岩变形监测的时间序列数据为值发出第二次险情预报,施工单位向有关方面汇依据,从正反两方面证明:隧道工程中相当多的塌报,继续施工。7月2日上午10时量测,变形速方是完全能够避免的,并且为变形速率比值判据的率比值达v/v0=18710%,迅速发出第三次险情科学合理性,提供了一个比较全面的、严格的演绎预报,但一直未能引起有关方面的重视;其间喷层证明。开裂、钢筋网挤出,均如前例。7月2日以后连降大雨,7月8日10时量测值v/v0=33011%,量致谢:20号工程监控量测资料和经验,是“坑道测值做出第四次险情预报。8日15时再次量测,工程围岩分类与支护应用”课题负责人邢念信先生围岩变形值达507143mm,变形速率v=175189与徐复安、刘清、董国民、窦万和、赵玉绂、喻仁mm/d,变形速率比值已达v/v0=84410%,量测元、李登云、李守柱、汝兴武、任宇生先生等,以值发出第五次险情预报,现场工程师发出指令,要及第一作者在该组多年团结共事,忘我拼搏获取的求施工队迅速把人员、机械设备撤出洞外,并立即成果;典型信息法在猫山隧道工程应用得到刘陌生向管理方作紧急汇报。8日20时,量测组冒险做先生的全力支持,谨此一并致谢。了最后一次量测,围岩变形量达570108mm,变形速率达300172mm/d,变形速率比值达v/v0=参考文献[1]李华晔.国内外地下洞室建设与地质灾害综述[A].1443%,此时连降暴雨已达10h。9日晚20时左中国岩石力学与工程学会编.中国岩石力学与工程右,猫山隧道发生大塌方,塌方高17～24m,沿学会第五次学术大会论文集[C].北京:中国科学技3轴线长14m,塌方体积720m。由于险情预报及术出版社,1998.63～69时准确,塌方未造成人员伤亡与机械损失;此后在[2]孙广忠.工程地质与地质工程[M].北京:地震出版抢修中,施工单位精心组织,措施合理,仍耗时2社,1993月余,耗资100余万元,方通过塌方段。对于一个[3][美]O’RourkeTD.隧道衬砌设计指南[M].侯学新事物,人们的认识难免有个过程。实践证明:猫渊,李桂花,孙逸民译.北京:中国铁道出版社,1984山隧道工程有关各方当时如能认识到应用变形速率[4][日]土木学会.日本隧道标准规范(山岭篇)及解释比值判据的必要性,此次塌方是完全可以避免的。[M].1986改订版.关宝树等译.成都:西南交通大学出版社,19883结语[5][日]国有铁道建设局等.NATM设计施工指南[J].吴佛明译.铁道标准设计通讯,1986,(总252):1～本文总结国内外新奥法围岩变形监测新鲜经120验,探索出典型信息与原型信息结合的一种典型信[6]关宝树.隧道力学概论[M].成都:西南交通大学出息法新形式,应用理论分析、专家经验、信息资料版社,1993三者结合的综合集成法,提出的变形速率比值判[7]李世,赵玉绂,徐复安,等.隧道支护设计新论据,初步解决了既要从本工程地质条件与施工状况———典型类比分析法应用和理论[M].北京:科学出出发,又要在隧道支护初期复杂多变的施工动态过版社,1999 第6期李世等:变形速率比值判据与猫山隧道工程验证91[8]钱学森.再谈开放的复杂巨系统[A].钱学森,黄秉(1):3～10维,竺可桢,等.论地理科学[M].杭州:浙江教育[11]GBJ86-85,锚杆喷射混凝土技术规范[S].1985出版社,1994.164～171[12]李世.围岩-支护动态系统稳定性判据———变形[9]李世,吴向阳,尚彦军.地下工程半经验半理论设速率比值判别法[J].水电站设计,1992,8(3):20～计方法的理论基础———围岩—支护系统是一种开放25的复杂巨系统[J].岩石力学与工程学报,2002,21[13]LiS.Anempiricalhypothesisofdeformationrateratio(3):299～304criterion[J].RockMechRockEngng,1996,29(2):[10]钱学森,于景元,戴汝为.一个科学新领域———开放63～72的复杂巨系统及其方法论[J].自然杂志,1990,13DeformationRateRatioCriterion(DRRC)andItsVerificationinMaoshanTunnelExcavation12LiShihui,SongJun(1.The4thDesignandResearchInstitute,DepartmentoftheEngineerCorps,H.QsoftheGeneralStaffofPLA,Beijing100850,China;2.No.4DepartmentoftheNo.14RailwayConstructionBureau,Xinhui,Guangdong529149,China)[Abstract]Inordertohelpsolvingthetechnicalpuzzlesoflackinginscientific,reasonableandquantitativesurroundingrockstabilitycriteriaintheinitialliningduringtunnelingexcavationbyNATMandoccurringofmanycave2ins,inthispapersomeviewpointsareputforward,theessentialsofwhichareasfollows:1.Advancethebasisforthehypothesisofdeformationrateratiocriterion(DRRC)andthemethodforobtainingthethresholdofthiscriterion,andenumeratefivetypicalcasesfortheapplicationofthiscriteriontothetunnelingexcavation;2.ThesuccessandfailureintheMaoshanexpresswaytunnelexcavationaredeductedandverifiedfrompositiveandnegativeaspects.DRRCwasusedintwoexcavatingsectionstoforecasteddangeroussituationsresultingincomingsafelyoutofcave2inaccidents,whiletheuseofDRRCwascompelledtostopinanotherexcavatingsectionandabigcave2inaccidenthappened;3.ObtainthemethodofDRRCforconstitutingatypicalinformationmethod,whichischaracterizedbythecombinationofprototypeinformationandtypicalinformation.DRRCisakindofhypothetico2deductivemethod,anditisalsoapreliminaryapplicationofmetasynthesisfromthequalitativetothequantitative.[Keywords]opencomplexgiantsystem;cave2inaccident;deformationrateratiocriterion;typicalinformationmethod;hypothetico2deductivemethod;metasynthesis(cont.fromp.76)PresentlyinChina,studiesonthePPDtechnologyshouldbefocusedonthehighly2waxyDaqingcrudeoil,whichaccountsforaboutonethirdoftotalcrudeoilproductioninChina.Forheavycrudeoilpipelining,itisbelievedthattheoil2in2wateremulsiontechnologywillfindmoreapplication,andexploitationofoffshoreheavycrudeoilfieldsintheBohaiSeaofChinaurgentlyrequiresthatstudyonthistechnologybeaimedatpipelinesconcurrentlytransportingheavycrudeoilandproducedwater.Furtherupdatingofexistingtechnologiesandemergingofnewtechnologiescallforenhancedbasicresearch,innovativeideasandapproaches,andmulti2disciplinarystudies.[Keywords]pipelining;paraffin2basecrude;heavycrude;pourpointdepression;dragreduction;chemicaladditives