隧道洞口边坡变形控制与数值分析

合集下载

芙蓉山隧道浅埋段变形控制的数值分析

总第１５期４
Ｈｉｈｙｇｗａｓ＆ＡｕｏｏｉｅｔｍｔｖＡｐｐｉａｉｎｌｃｔｏｓ
公路与汽运
２５２
芙蓉山隧道浅埋段变形控制的数值分析
王华，邓涛
（．交第四航务工程勘察设计院有限公司，东广州５０３；１中广１２０
采用三维有限差分软件，常用的上下台阶法和对
ＣＤ法对掘进过程中围岩的变形控制效果进行模拟计算，究隧道浅埋段安全可靠的施工方案，研为类似工程施工提供借鉴与参考。
１工程概况
韶关芙蓉山隧道是韶关大道工程中的一个重要控制节点，用独立双洞布置，洞三车道＋３ｍ宽采单
上下台阶法ＣＤ法
图３两种工法的施工步骤
数值模拟过程中，阶法施工工序为上台阶每台次开挖循环进尺１ｍ，然后施作拱顶初期支护；待上
台阶开挖１后进行下台阶开挖，０ｍ之后施作边墙、仰拱初期支护；、台阶前后间距控制在１上下０ｍ。本次模拟台阶法共六步工序。
ＣＤ法施工工序为左侧上分部先行开挖，次每开挖循环进尺为１ｍ，然后施作初期支护和中隔壁，
底部未考虑设置临时仰拱；左侧上分部开挖１待０ｍ后进行下分部开挖，次开挖循环进尺为１ｍ，每然后

浅谈地层空洞影响下城市隧道施工引起的地层变形规律及控制方法

浅谈地层空洞影响下城市隧道施工引起的地层变形规律及控制方法地层空洞是指在地下存在一定空间的洞穴或空腔，包括天然形成的洞穴，如溶洞、岩溶缝洞等，以及人工挖掘或开挖所形成的洞穴，如隧道、地下室等。

随着城市发展的需要，越来越多的城市隧道开始修建，地层空洞对城市隧道施工和运营都会产生一定影响。

地层空洞影响下城市隧道施工引起的地层变形规律如下：1.拱形效应：地层空洞的存在降低了周围土层的有效应力，导致土层产生弯曲和变形，形成拱形结构。

城市隧道施工的挖掘过程会破坏掉部分地层的拱形结构，从而引起地层的破坏和变形。

2.周围地层沉降：地下空洞的开挖会导致周围的地层发生沉降，造成地面的下沉和陷坑的形成。

城市隧道施工过程中，需要采取相应的支护措施来减小地层的沉降，防止地面的塌陷和坍塌。

3.周围地层裂缝：地层空洞的开挖会引起周围地层的应力重新分布，从而导致地层裂缝的形成。

这些裂缝会对城市隧道的施工和运营产生一定的影响，如渗水、漏水等问题。

为了控制地层变形，减小地层空洞对城市隧道施工的影响，需要采取以下措施：1.地质勘探和选择合适的隧道线路：在施工前，应对地下地质进行详细的勘探，选择合适的隧道线路。

合理规划隧道的深度和位置，以减小地层空洞对地下地质的影响。

2.支护结构设计：根据地下地质情况，设计合适的支护结构。

常用的支护方式包括钢支撑、水泥注浆、预应力锚杆等。

合理的支护结构可以有效地控制地层的变形。

3.施工监测：在隧道施工过程中，应进行实时的监测和测量。

通过监测数据的分析，可以及时发现地层变形的情况，并采取相应的措施进行调整和纠正。

4.灌浆加固：对于地下空洞周围的地层，可以采用灌浆加固的方法，填充空隙，增加地层的强度和稳定性，减小地层的变形。

总之，地层空洞对城市隧道施工会产生一定的影响，包括拱形效应、地层沉降和地层裂缝等。

为了控制地层变形，需要进行地质勘探和隧道线路的选择，设计合适的支护结构，进行施工监测，并采取灌浆加固等措施。

隧道变形监测数据的分析处理

隧道变形监测数据的分析处理【摘要】概述了现场监控量测在隧道施工中的重要性；阐述了利用线性回归分析法对测量数据进行分析的原因及其数学模型、公式选取；论述了如何用方差S判断曲线是否与原始数据吻合及如何利用相关系数r判断线性回归曲线与原始数据的相关性；实例说明如何从众多拟合曲线中确定哪种最符合现场实际情况并推断隧道趋于稳定状态的时间；介绍了当前开发出的隧道变形监测数据分析处理系统【关键词】监控量测线性回归分析法数据分析处理系统1 引言现场监控量测是隧道施工中的重要组成部分，是监控围岩与结构稳定性的重要手段，同时也是施工管理中不可缺少的重要环节。

在施工过程中，对围岩、支护结构的受力和变形进行跟踪量测，加以分析处理，并及时反馈，以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[1]，为隧道在不同地质条件下合理选择开挖方法、支护方式、支护时间提供科学的依据，为变更设计、修改支护参数和指导施工提供直接信息当前大多数监测单位重视监测仪器的开发、数据的采集，但却疏忽了量测数据的处理和反馈。

从目前国内隧道监控量测数据处理的现状来看，信息化水平较低，监测数据的处理、应用主要通过经验的、感性的认识，缺乏实用、高效的监控量测数据分析、处理技术，监测工作难以发挥真正的作用2 线性回归分析法2 1 荷载―变形之间关系的数学模型由于现场量测所得到的原始数据具有一定的离散性，其中包含着测量误差甚至测量失误，所以必须加以整理并进行系统的数学处理，才可以直接利用这样的数据。

这样既可以将同一测量断面的各种测量数据进行对比、印证，确认其可靠性，又可以探求出围岩变形或支护系统的受力随着时间变化规律、空间分布规律，判定其稳定状态线性回归分析法广泛应用于变形观测数据处理中的数理统计中，它是研究一个变量（因变量）与多个因子（自变量）之前非确定关系的最基本方法2.2 回归分析的公式选取由于现场量测所得到的原始数据具有一定的离散性，其中包含着测量误差甚至测量失误，所以必须加以整理并进行系统的数学处理，才可以直接利用这样的数据。

地下隧道围岩控制的数值模拟与分析

地下隧道围岩控制的数值模拟与分析地下隧道是城市建设的重要组成部分，可用于交通、供水、排水、电信等多种用途。

而其建设中，对围岩的控制是至关重要的一环。

因为如果围岩控制不好，会导致隧道的稳定性下降、安全性降低，甚至可能导致隧道坍塌。

因此，对围岩的控制应成为地下隧道建设的首要任务之一。

而数值模拟与分析是当前最主要的控制技术之一。

一、数值模拟的优势地下隧道围岩控制的数值模拟主要是指利用计算机模拟隧道围岩的变形和破坏过程，通过不断完善计算模型，生成数值仿真结果，找出其变形和破坏的规律。

通过数值模拟，可以研究围岩在不同条件下的响应，预测围岩的变形和破坏程度，找出影响围岩变形的主要因素，以及制定有效的围岩控制措施等。

与传统试验室等方法相比，数值模拟具有以下优势：1.数值模拟能够反映实际情况试验室等实验方法的局限性比较明显，比如试验模型的比例不一定和实际情况相符，试验条件无法完全还原实际环境等。

而数值模拟并没有这些限制，可以更好地反映实际情况。

同时，数值模拟还能利用大量实际资料，构建更加精细的计算模型，这些都有助于提高数值模拟的准确度。

2.数值模拟具有成本低试验室等实验方法需要大量的实验设备和人力物力，成本十分昂贵，而数值模拟只需要一台计算机就可以了。

虽然数值模拟的计算时间比较长，但是与试验室等实验相比，总的成本仍然要低于实验室等方法。

3.数值模拟可以尝试不同的方案传统实验室等方法一般只能尝试一种围岩控制方案，而数值模拟可以模拟和比较多种方案的优缺点。

如果使用数值模拟来尝试控制方案，可以大大降低隧道建设的风险，同时还可以优化方案，以达到最佳效果。

二、数值模拟的缺陷虽然数值模拟在地下隧道围岩控制方面的优势非常明显，但是在实际应用中，数值模拟也存在着一些缺陷。

1.数值模拟结果的准确度存在误差尽管数值模拟能够很好地反映实际情况，但是在实际应用中，其结果仍然会存在误差。

这主要是由于围岩的变形和破裂是一个非常复杂的过程，难以完全用计算机模拟。

隧道变形监控量测案例分析

隧道变形监控量测案例分析隧道变形监控量测是隧道新奥法施工的一项重要施工软工序，是判别围岩支护稳定与否的重要依据。

是保证隧道施工安全的一项重要措施。

施工中现场技术及测量人员应严格按规定进行拱顶下沉和净空收敛量测，量测数据及分析结果应及时反馈施工，动态调整开挖预留沉降量以达到超欠挖控制的目的。

并可以对围岩稳定性作出评价，评价支护结构的合理性及其安全性，并对设计和施工的合理性进行评估和信息反馈，以确保施工安全。

一、工程概况苦竹坳隧道位于湖南省株洲市石峰区，时代大道距离洞口约1900米，有乡村道路连接，交通便利。

隧道进口里程DK38+086，出口里程DK38+444，隧道洞身全长358m；隧道最大埋深约70m。

隧道纵坡单面上坡坡度为9‰，隧道内DK38+086～DK38+092.5段内设置竖曲线，变坡点为DK37+950，竖曲线半径为15000m，竖曲线E-0.677m。

隧址区为丘陵区，海拔标高80～150m，自然高差约70m，丘陵自然坡度约20°～30°，地形起伏较大。

丘坡区表层被低矮灌木及松树林覆盖，植被发育。

表层为第四系粉质黏土，褐黄色，硬塑；碎石土，黄褐色，潮湿，中密，碎石成分板岩碎块，直径2～5cm以及块石土，红褐色、乳白色，潮湿，含方解石，岩芯呈短柱状及柱状，节长10～20cm。

DK38+086～DK38+300下伏基岩为泥盆系中统跳马涧组石英砂岩，DK38+300～DK38+444下伏基岩主要为元古界冷家溪群板岩，其中在DK38+275.505～+300附近存在不整合断层，岩芯较为破碎。

主要施工风险为坍塌及冒顶。

全隧全部由Ⅳ、V级软弱围岩组成，采用三台阶七步流水法施工。

二、隧道施工变形监测2.1 监控量测的目的监控量测是隧道施工过程中，对围岩和支护系统的稳定状态进行监测，为初期支护和二次衬砌的参数调整提供依据，把量测的数据经整理和分析得到的信息及时反馈到设计和施工中，进一步优化设计和施工方案，以达到安全、经济、快速的目的，围岩量测是施工管理中的一个重要环节，同时也是施工安全和质量的保障。

隧道开挖对边坡稳定性影响的数值分析

摘要：为研究隧道开挖对边坡稳定的影响，结合某隧道工程实例，采用有限元方法分析隧道开挖
不同深度对边坡稳定的影响。结果表明：距坡顶５～１５ｍ范围内，隧道开挖对边坡扰动不大；１５～
２５ｍ范围内，边坡的最大位移呈线性递增规律，位移变化量在工程可控制范围内，可认为此范围是
中图分类号：Ｕ４５６．３
文献标志码：Ａ
ＮｕｍｅｒｉｃａｌＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＴｕｎｎｅｌＥｘｃａｖａｔｉｏｎｏｎＳｌｏｐｅＳｔａｂｉｌｉｔｙ
ＬＩＵＣｈｕｎ—ｂｏ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎａｎｄＭｕｎｉｃｉｐａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＪｉａｎｚｈｕＣｏｌｌｅｇｅ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００７２，Ｃｈｉ近坡脚２５～３０ｍ范围内，边坡位移量急剧增长，对边坡的稳定性产生了
严重的影响；在隧道开挖卸载过程中，受到影响的主要范围是隧道周边和边坡中上部。
关键词：隧道；边坡；开挖深度；有限元分析
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｕｎｎｅｌｅｘｃａｖａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｓｌｏｐｅ，ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｗａｓａｐｐｌｉｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｖａｒｙｉｎｇｄｅｐｔｈｓｏｆｔｕｎｎｅｌｅｘｃａｖａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｓｌｏｐｅａｓｓｈｏｗｎｉｎａｐｒａｃｔｉｃａｌｃａｓｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｉｎｔｈｅｒａｎｇｅｏｆ５——１５ｍｆｒｏｍｔｈｅｔｏｐｏｆｔｈｅｓｌｏｐｅ，ｔｈｅｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｂｙｔｈｅｔｕｎｎｅｌｅｘｃａｖａｔｉｏｎｂａｒｅｌｙｃｈａｎｇｅｓ；ｗｉｔｈｉｎｔｈｅｒａｎｇｅｏｆ１５～２５ｍ，ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｓｌｏｐｅｉｎｃｒｅａｓｅｓｌｉｎｅａｒｌｙｂｕｔｒｅｍａｉｎｓｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅ，ｗｈｉｃｈｍａｋｅｓｔｈｉｓａｒｅａｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｔｏｂｅａｒｅａｓｏｎａｂｌｅｐｌａｃｅｆｏｒｔｕｎｎｅｌｄｅｐｔｈ；ａｒｏｕｎｄ２５～３０ｍｎｅａｒｔｈｅｔｏｅｏｆｔｈｅｓｌｏｐｅ，ｔｈｅｄｒａｍａｔｉｃａｌｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｄｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈｅｓｅｒｉｏｕｓｉｍｐａｃｔｏｎｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙ；ｄｕｒｉｎｇｕｎｌｏａｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｕｎｎｅｌｅｘｃａｖａｔｉｏｎ，ｔｈｅｍａｉｎａｆｆｅｃｔｅｄａｒｅａｓａｒｅｔｈｅｐｅｒｉｍｅｔｅｒｏｆｔｈｅｔｕｎｎｅｌａｎｄｔｈｅｕｐｐｅｒｐａｒｔｏｆｔｈｅｓｌｏｐｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｕｎｎｅｌ；ｓｌｏｐｅ；ｅｘｃａｖａｔｉｏｎｄｅｐｔｈ；ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓ

隧道洞口边仰坡稳定性预警与控制

隧道洞口边仰坡稳定性预警与控制论文
隧道洞口边仰坡稳定性预警与控制
隧道的施工需要保证洞口区域的稳定，一旦洞口失稳剧烈塌陷，可能会造成重大损失。

因此，开展稳坡监测，了解洞口边坡的稳定情况，并进行及时的预警和控制，对于保障隧道施工的安全具有重要意义。

本文从结构力学的角度，研究隧道洞口边坡的稳定性预警与控制方法。

首先，简要分析隧道洞口边坡的稳定分析原理，探讨受力体系、开挖支护结构和地基土的受力本构特性等的影响。

然后，提出了不同受力组合条件下，确定洞口边仰坡壁稳定性的方法，包括潜力稳定性分析、垂直分布受力分析和稳定线分析三种方法。

最后，利用数值模拟技术构建了隧道洞口边仰坡稳定性预警系统，以预测坡稳定状态、破坏前兆和发展过程，并建立了以坡度变化为基础的坡体稳定控制系统。

本研究可以为隧道洞口边仰坡稳定性预警和控制提供理论指导，为隧道施工安全提供保障。

此外，本研究还可拓展到其他地质环境中，以提高坡体可控性和稳定性，以及降低施工风险。

川藏铁路CZSCZQ-11_标列衣隧道进口边坡自动化变形监测结果分析

工程技术
2023 NO.5（上）中国新技术新产品
川藏铁路CZSCZQ-11标列衣隧道进口边坡
自动化变形监测结果分析
赵涛（中铁一局集团第五工程有限公司，陕西宝鸡 721000）
摘要：为了对不稳定边坡位移实时监测，该文依托川藏铁路 CZSCZQ-11标列衣隧道边坡，采用全站仪、
无线传输终端等自主研发的边坡变形自动监测系统对列衣隧道洞口边坡稳定性自动监测。研究表明，自主研
累计向小里程方向移动 28.3 mm（相邻日变化量为向大里
程方向移动 0.8 mm）；Z 方向累计变化最大点为 JC450-2，
1.2 工程进展情况
掌子面已施工至 D3K637+451.4，完成 56.4 m ；中
台阶施工至 D3K637+446.4，完成 51.4 m ；下台阶施工至 D3K637+439.4，完成 44.4 m ；仰拱初期支护成环施工至 D3K637+426，完成 31 m（双侧壁段全部施工成环）；仰拱及填充施工至 D3K637+413，完成 18 m。掌子面于 8 月 10 日暂停施工，目前洞内已完成竖向支撑及斜撑施工，正在进行洞身径向注浆加固及根据整治方案进行施工前的各项准备工作。
1.4 事情原因分析
列衣隧道处于构造剥蚀高山区，进口段位于斜坡上，存在偏压，围岩自上而下依次为角砾土、板岩，受构造影响明显，褶曲、节理发育，自稳能力差。
隧道洞口大跨段埋深小于 30 m，受 5—7 月份集中降雨、雨水下渗影响，围岩软化，自稳性变差。
隧道进口大跨段采用双侧壁导坑法施工，工序转换多，围岩扰动频繁。隧道开挖临空面大，埋深浅，形成松动圈牵引地表下沉形成开裂。
工程技术

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

ＹＵｕＪｎ．ＬＵｏｇｙＩＳｎｕ
（－ｏｌｅｏｉｉＥｇｎｅｉｇａｄＡｒｈｔｃｕｅＺｅａｇＵｎｖｒｉｆＴｃｎｌｇ，Ｈａｇｈｕ３０３，Ｃｉａ１Ｃｌｇｆｖｌｎｉｅｒｎｃｉｅｔｒ，ｈｊｎｉｅｓｙｏｅｈｏｏｙｅＣｎｉｔｎａｏ１０２ｈｎ；２Ｃｌｇｆａｓｏｔｔｎ，ｏｔｅｓＵｎｖｒｉ，Ｎａｊｇ２０９，Ｃｉａ．ｏｌｅｏｎｐｒａｉｅＴｒｏＳｕｈａｔｉｅｓｙｔｎｉ１０６ｈｎ）ｎ
以洞口路堑开挖时要严格控制边坡的变形，保证居民楼正常使用，据边坡上该建筑物的结构特点根
和使用年限，定该边坡允许变形值为１ ห้องสมุดไป่ตู้ ５ｍｍ；采用锚杆、混凝土联合钢筋网预加目的前提在喷
喻军刘松玉，
（．江工业大学建筑工程学院，江杭州３０３；．南大学交通学院，苏南京２０９）１浙浙１０２２东江１０６
摘要：了保证隧道洞口边坡上建筑物的安全，须控制边坡变形值，满足产生的附加应力小于为必以建筑物的允许值．隧道洞口位于居民区，于拆迁的不彻底，居民楼距离隧道边界仅仅３，某由某ｍ所
．
ｓｏｅｗａｅｉｎｄｕｄｒｔｅｐｒｓｉｎｏｃｎｍｙｉｃｕｉｇａｃｏｓａｄｓｄｏｃｅｅａｄｌｐｓｄｓｇｅｎｅｈｅｍｉｓｏｆｅｏｏ，ｎｌｄｎｎｈｒｎｈｔｃｎｒｔｎ
下，拟了每步开挖路堑的长度和宽度，到沿隧道方向每步长度开挖２ｍ且宽度３ｍ，模得边坡变形
满足要求，进行了跟踪监测．结论可为类似工程的设计、ｉ提供借鉴和参考．并此施ｆ＿关键词：隧道洞口；坡；筑物；形；值分析；踪监测边建变数跟中图分类号：Ｕ４７２Ｔ５．文献标志码：Ａ文章编号：０６４０（０２０ — １１０１０ —３３２１）１００ — ５
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｔｈｅａｅｙｆｓｆｔｏｂｕｌｎｏｔｓｏｉｐｏｅｕｎｒｈｐｅｓｏｔａｌｗａｃｉｄｉｇｎｈｅｌｐｅｓｒｖｄｄｅｔｅｒｍｉｅｆｈｅｌｏｎｅｄｅｏｍａｉｎｏｆｔｅｓｏｐｆｒｔｏｈｌｅｄｕｒｎｇｃｔｎｇａｈｎｓ — ｕｉｄｎｇａｅｉｕｔｉｔｔｅｄｅｅｂｌｉｒａＩｓｎｃｓａｖｔｅｔｅｔａｔｉｅｅｓｒｏｍｅｘｒ
Ｎｕｅｉａｎｌｓｓａｄｃｎｒｌｏｈｅｏｍａｉｎｏｈｍｒｃｌａａｙｉｎｏｔｏｆｔｅｄｆｒｔｏｆｔｅｓｏｅａｈｎｔａｅｏｕｎｌｌｐｔｔｅｅｒｎｃｆｔｎｅ
第４Ｏ卷第１期
２１Ｏ２年２月
浙江工业大学学报
ＪＯＵＲＮＡＩＯＦＺＨＥＪＡＮＧＩＵＮＩＶＥＲＳＴＹＩＯＦＴＥＣＨＮＯＩＯＧＹ
ＶｏＩ４０ＮＯ．．１Ｆｅｂ．２Ｏ２１
隧道洞口边坡变形控制与数值分析
．
ｌｃｔｄｏｈｅｉｎｒａｎｄｈｅｕｉｄｎｇｓｈｅｔｒｆｏｏａｅｎｔｅｒｓｄｅｔａｅａｔｂｌｉｉｔｒｅｍｅｅｓｒｍｔｕｎｌｂｏｎｄｒｏｈｅｈｅｔｎｅｕａｖｆｒｔｈｌｗａｅｏａ．Ｉｈｐｒｔｅｐｅｍｉｔｄｖｌｏｌｅｄｆｒｔｏｓｄｅｅｍｉｅｓａｆｙｒｍｖ１ｎｔｅｐａｅ，ｈｒｔｅａｕｅｆｓｏｐｅｏｍａｉｎｗａｔｒｎｄａ１５ｍｉｌｍｅｅｓｃｎｓｄｅｉｇｂｕｌｎｔｕｔｒｎｔｅｉｌｉｔｒｏｉｒｎｉｄｉｇｓｒｃｕｅａｄｉｓｕｓｄｔｍｅＡｎｄｔｎｐｒ－ｅｎｏｃｄｍｅｓｒｆｈｅｅｒｉｆｒｅａｕｅｏ
．
ｓｒｓｙｄｔｌｏｎｃｈｅｂｕｌｉｏｋｅｐｔｔｅｓｂｅｏｎｈｅａｌｗａｅｏｆｔｉｄｎｇｔｅｈｅｂｕｉｎａｅＴｈｅｅｒｎｃｆｔｎｎｌｉｌｇｓｆｄｉｎｔａｅｏｕｅｓ