黄土隧道围岩变形规律
探讨浅埋砂层隧道变形特征及施工技术
探讨浅埋砂层隧道变形特征及施工技术摘要：本文结合某隧道工程，阐述了浅埋砂层隧道洞室变形量大、稳定性差的特点，详细分析了浅埋砂层隧道的施工技术，以供同行参考。
关键词：浅埋砂层；超前支护；施工1 工程概况1.1 工程地质某隧道地处设计为单洞双线黄土隧道，总长4 692 m，是大西客运专线五条重点隧道之一，地形起伏较大，最大高差约为261 m。
隧道通过区范围内地层岩性变化大，地质情况较复杂，出口端表层为第四系上更新统坡、洪积新黄土，细砂层，中间为第四系中更新统冲洪积老黄土，细砂、粉砂层，下伏上第三系新统粉质粘土，粉砂、细砂。
隧道洞身穿越部分多夹有细砂层，细圆砾土，层间结合差，开挖后易发生剥落而产生坍塌。
1.2 水文地质隧道区有少量第三系孔隙水，雨季施工富水量可能增大，易汇聚不同岩层分界面处，在隧道中应引起重视。
2 浅埋砂层隧道稳定性特征由于隧道开挖扰动的影响，围岩中的原始应力平衡状态被破坏，应力产生重分布，岩体的受力状态改变，致使岩体的强度降低，承载能力下降。
当二次应力值大于岩体强度时，岩体发生塑性变形，形成围岩松动圈，隧道发生内空收敛变形。
浅埋砂层隧道，由于上覆地层较薄，开挖引起的变形极容易诱发地表下沉和围岩大变形。
又由于砂层的物理力学性质较差，开挖后围岩自身难以形成支撑环来维持洞室稳定，若施工方法和支护加固措施选取不合理，易造成隧道围岩变形过大，引起围岩坍塌破坏，甚至冒顶。
3 砂层地质中初期支护施工方法3.1 超前支护3.1.1 水平旋喷桩超前预支护水平旋喷桩是通过水平钻机钻杆、喷嘴把配制好的浆液喷射到土体内，高压喷射流以巨大的能量将土体射穿，并在做缓慢旋转和进退的同时切割土体，强制土颗粒与浆液搅拌混合，混合浆液凝固后，便形成水泥土柱状固结体，即水平旋喷桩。
旋喷形成桩土体相互咬接以同心圆形式在隧道拱顶及周边形成封闭的水平旋喷桩帷幕体，可起到防流沙、抗滑移、防渗透的作用。
由于注入水泥浆在粉细砂层中扩散效果不佳，呈线性分布，不能对砂层起到固结作用，与常规的大管棚超前预支护技术相比，水平旋喷桩技术在防流沙方面具有更高的安全性，施工进度好，成本较低等优势。
隧道质量通病处理方法隧道篇全解
隧道质量通病处理方法（隧道篇）一、开挖及初期支护中的质量通病的表现、原因及防治措施1、超欠挖1.1 原因分析①测量放样不精确；②岩石隧道爆破施工未到位或围岩坍落；③挖掘机开挖时直接开挖到设计预留的开挖轮廓边缘；④地质情况较差、土体垂直节理发育、稳定性差、局部出现坍塌；⑤掌子面开挖后架设拱架前不进行初喷,导致粉质黄土失水松散掉块；1.2 防治措施①测量放样时要精确标出开挖轮廓线，在开挖过程中控制好开挖断面，做到测量精确；②岩石隧道爆破开挖时要严格按照爆破施工技术交底进行提前准备，精确控制好炮眼间距，并严格按照技术参数装入药量，不能忽多忽少；③在开挖过程中还需根据实际情况确定预留变形量，应将施工中可能发生的围岩变化情况（掉块或坍落）进行考虑；④在施作超前小导管时要控制好外插角，防止因外插角过大造成超挖；⑤预留开挖轮廓边缘线，在开挖过程中采用人机配合，避免机械开挖造成超、欠挖现象；⑥地质情况较差、局部出现坍塌时根据实际情况尽快施作初期支护进行封闭处理；- 1 -⑦开挖到设计轮廓线位置后立即进行初喷封闭开挖面，再架设型钢拱架；2、黄土隧道开挖后的坍落2.1 原因分析黄土隧道开挖后裂缝发育较快，若为富水地段，在自重作用下可随时出现坍落。
2.2 防治措施黄土隧道应在开挖后尽快施作临时支护，及时封闭成环，并加快混凝土衬砌施作，以保证施工安全。
3、富水隧道隧底开挖时拱顶沉降量大3.1 原因分析①黄土颗粒间潜水量大,地基承载力降低；②隧底泥化严重,清理淤泥耗时太长；③超挖的20cm采用湿喷工艺喷射C25耗时太长,早期强度增长慢,可能会受到踩踏；3.2 防治措施①拱脚加大至80cm,增加力的传递面积,减少沉降；②人工配合机械开挖至设计标高时立即进行隧底清理,然后采用干喷工艺喷射20cm厚混凝土封闭堵水,再架设钢架。
(此方法较前者可缩短2～3小时,从而实现早封闭、快成环，从而减少沉降量)；4、初期支护采用的分层喷射技术,出现混凝土掉层脱落4.1 原因分析①第一次喷射层和钢架表面尘土污染清理不彻底,降低了新旧混凝土的黏结力；②喷射混凝土不密实、空鼓,造成初期支护表面渗漏水，钢架表面锈蚀；③结合以上两个原因在整个初期支护未稳定前,由收敛和沉降引起,造成钢架外露和混凝土表面掉层；4.2 防治措施①对钢架和第一层喷射混凝土表面必须进行彻底清理。
基于FLAC3D的隧道变形机理分析
基于FLAC3D的隧道变形机理分析胡楠【摘要】本文结合某隧道穿越山体冲沟的松散黄土层出现的塌方事故，在现场地质调研和监控测量的基础上，应用有限差分软件FLAC3D，根据对现场地形和施工工序步骤的数值模拟，计算分析隧道周边围岩和土层随着隧道开挖过程受力状态的变化。
结果显示：通过正台阶法方式开挖进入浅埋区域时，围岩变形发展迅速、拱顶沉降和地表沉降值过大，远超过正常变形范围，且存在潜在的剪切带。
因此可认为，隧道在进入浅埋区域后的开挖会导致围岩的破坏和地表土体的沉陷。
分析结果与现场测量数据基本吻合，为后期加固施工提供了理论依据。
【期刊名称】《科技视界》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】2页(P124-125)【关键词】松散黄土层;数值模拟;受力状态;围岩变形;地表土沉降【作者】胡楠【作者单位】北京科技大学土木工程系，中国北京100083【正文语种】中文随着隧道建设的快速发展，越来越多的隧道线路需要穿越浅埋黄土区。
受埋深浅、黄土承载力有限的限制，浅埋黄土隧道施工时容易出现支护变形过大、支护开裂甚至冒顶塌方的情况[1-2]。
20世纪70年代以来，有限元法已经广泛地应用于土体的动力分析中。
近年来，拉格朗日元由于能解决大变形问题而倍受青睐，美国Itasca公司推出的FLAC3D能够很好地进行动力分析[3]。
FLAC3D是连续介质快速拉格朗日差分分析方法 (Fast Lagrangian Analysis of Continuum)的英文缩写。
美国Itasca Consulting Group Inc.将此方法用于岩土体的工程力学计算中，并于1986年开发出Flac[4]。
目前，该软件从二维平面分析拓展到三维空间分析，已成为处理功能强大的新一代软件—Flac3D。
Flac3D程序已成为目前岩土力学计算中的重要数值方法之一，它采用ANSI C++语言编写，能够进行土质、岩石和其它材料的三维结构受力特性模拟和塑性流动分析，并可通过调整三维网格中的多面体单元来拟合实际的结构[5-6]。
隧道围岩分级
铁路隧道围岩分级一、铁路隧道围岩分级类型根据《铁路隧道工程施工技术指南》铁路隧道围岩分级判定的内容将不同岩石性质和岩体结构的隧道围岩分为Ⅰ～Ⅵ六个基本级别。
铁路隧道围岩分级表注：表中“围岩级别”和“围岩主要工程地质条件”栏，不包括膨胀性围岩、多年冻土等特殊岩土。
二、围岩级别判定的一般步骤1、收集整理隧道场地的区域地质资料，分析研究设计图纸上详细的地勘报告，明确隧区主要的岩层、岩性、岩体构造、不良地质以及水文地质条件。
特别是要详细研究不良构造体和不良地质作用对隧道区围岩的岩石强度、岩体完整性的影响。
从整体上把握该区域工程地质条件。
2、按照编制的实施性超前地质预报组织进行隧道掌子面前方地质预测预报，并根据真实的预报结论分析判断掌子面前方的围岩情况。
一方面根据预报结论初步判断围岩基本分级的级别，并将其与设计时提供的围岩分级进行比对，另一方面作为围岩级别和支护方案变更的依据之一。
3、实时记录掌子面地质素描表和围岩级别判定卡中的内容，特别是要客观填写掌子面围岩的岩性指标、岩体完整性情况和地下水状况，这些指标均是作为围岩基本分级的理论依据。
如果难以明确围岩的地质条件，可通过实验和理论计算来确定围岩的各项力学性能和构造特点，来加以判断围岩级别。
4、根据得出的围岩岩性特征、构造特征以及其它相关资料并按照隧道围岩分级的标准进行围岩级别的判定。
三、围岩判定主要依据1、岩石的坚硬程度①从定性划分硬质岩包括坚硬岩和较硬岩，软质岩包括较软岩、软岩和及软岩。
坚硬岩:锤击声清脆，有回弹，震手，难击碎，基本无吸水反应。
代表性岩石如未风化～微风化花岗岩、闪长岩、辉绿岩、玄武岩、安山岩、片麻岩、石英岩、石英砂岩、硅质砾岩、硅质石灰岩等。
较硬岩:锤击声较清脆，有轻微回弹，稍震手，较难击碎，有轻微吸水反应。
代表性岩石有1、微风化的坚硬岩石；2、未风化的大理岩、板岩、石灰岩、白云岩、钙质砂岩等。
较软岩:锤击声不清脆，无回弹，轻易击碎，浸水后指甲可刻出印痕。
不同节理位置及倾角对隧道围岩稳定性的影响分析
桥隧工程觀不同节理位置及倾角对隧道岩稳定性的影响分析贺暄(新疆维吾尔自治区交通规划勘察设计研究院，新疆乌鲁木齐830006)摘要：文章以黄土含节理地区隧道开挖为例，采用有限元软件Midas建立模型，并考虑不同节理节理工况，对隧道围岩及应力变化规律进行了分析。
结果表明：()考节理，对于水移,节理的 会靠近节理一侧拱腰的最大水平移;对于竖向位移，节理的大竖向位移向节理处靠近。
节理在拱腰、拱拱顶，其最大竖向位移比无节理时分别大8.8%、、).3%和).3%,节理在拱肩处应力比拱拱顶时围岩应力分别大3.2%和4.)%。
(2)节理倾角为3)\45\6)°和9)时的最大竖向位移值比节理时分别大23.)%、14.8%、93%和7.4%,随着节理 的增大，最大竖向位移值减小;节理倾角为45j j和90时的最大应力比节理为3)时分别小).4%、11%和2.)%，节理的增大，最大围岩应力，但整化趋势不大。
关键词：隧道工程;黄土;节理;位移;倾角;应力中图分类号：U451+2文献标识码：A DOI：1).13282/ki.wccst.202).)6.)3)文章编号：1673-4874(202))06-)108-)40引言节理是影响岩定性的重要因素之一，不同节理节理对于隧道工程都有较大的影响,西南地区，遍布的黄常常伴有节理，因此，研究黄节理的对隧道稳定性的影响至关重要。
近年来，国内一些对此进行了相关研究:朱劲、张志强等人[1-2]坝湾隧道靠口为研究对象，采用数值模拟的方法研究了地区节理隧道围岩力学响应、变形特性;赵作富、王贵；*3-4+分析隧道向条岩层节理对顶平衡拱围岩应力的影响，研究节理对隧道拱顶围岩稳定性的影响，结果岩、隧道走向与岩向相拱顶围岩的稳定性随节理增大而，隧道走向与岩向垂直时拱顶围岩的稳定性随节理增大而增大；马天辉、[5-6]-围压条，数值模拟了节理岩隧洞围岩损伤破坏过程,研究了节理岩体中隧洞围岩体的破坏机理，分析了岩节理对隧围岩定性的影响规'本文主要以某处黄节理地区隧道开挖为例，通过采用元软件Midas建立模型，并考节理 节理 工况，对隧道围岩及应力变化规律进行了分析，以期研究结果可为类似工程提考鉴。
黄土隧道塌方处理技术
位完 成准 备立 架时 ， 掌子 面有 土体 出现 掉块 ， 现场 值
班 安 全员立 即安排 所 有 人 员后 撤 ； 随后 土 体 涌 出 量 逐渐增加 ， 导左侧拱架变形 ； 上 ９时 ３ ５分 ， ３ ＋ ＤＫ ５ ６０ ０ ９ ￣７ ０段 上 导 、 中导 左 侧 拱 架 全 部 变 形 ， 支 顶 初
９ ０ 位 于 吕梁 山脉 西坡 黄土 梁峁 区 ， ６， 沟壑 纵横 ， 冲沟 较发 育 ， 被 稀疏 ， 势 起 伏 很 大 ， 道 区 地层 表 层 植 地 隧 广 泛 分布新 黄 土 ， 湿 陷性 ， 陷 系数 一０ ０ ５ 具 湿 ． １ ～
施工 时将 格栅钢架 采用 Ｉ６工 字钢 代替 ， １ 每处拱 脚安 设 ４根；４ ｍ 锁脚锚管 共 ２ ， 参数不变 。 Ｄ ２ｍ ４根 其余
部 约 ３１ 土体 全部 塌 落 （ ｆ以 上 为 大块 整 体姜 石 Ｉ Ｔ ３ｒ ｌ
层 ， 硬 ， 变形 ） 形 成 空洞 ， 图 １ 坚 未 ， 见 。
作 者 简 介 ： 武 斌 （ ９ ４ ） 男 ， 程 师 ， ９ ７年 毕 业 于 石 家 庄 李 １ ７一 ， 工 １９
铁 道 学 院 铁 道 工 程 专 业 ， 要 从 事 土 木 工 程 施 工 技 术 管 理 工 作 １ 主 ｉ —
① 隧道 洞身 通过 地层 为粉 质黏 土 ， 姜石层 ， 部分 含 有
孔 隙潜 水 ， 隧道 开 挖 后 ， 姜 石 层形 成 水 流 通 道 ， 在 沿
锁 脚小 导管 ， 完成后 进行 复喷 ， 形成 对塌 方土体 的初
期 支护 。安装 初支 钢架 ， 采用 Ｉ０型钢 钢架 ， 按原 ２ 并 设 计 断面加 大 ２ ｍ； ０ｃ 内外 侧 两层钢 架 问采 用 １６工 １
特殊地质地段隧道施工
⑷绕
• 若溶洞处理耗时，可采用迂回导坑绕过溶洞 ，继续隧道前方的施工,同时处理溶洞。
3. 溶洞地段施工的注意事项 ⑴ 多做物探超前预报，如地质雷达。 ⑵ 穿过溶洞时，细查溶洞顶部，及时处理危
石。 ⑶ 严格控制爆破药量，减少对围岩的扰动。
6.7.4 岩爆
◆岩爆：岩体中聚集的高弹性应变能因隧道 开挖而发生的一种应力突发现象。
⑵岩爆时，岩块自洞壁迸射而出，块度从几 厘米到几十厘米不等，甚至上吨重岩石从 拱部弹落。
⑶岩爆多发生在新开挖工作面及其附近。 危险性： 伤害人员、损坏机械！
2. 岩爆的防治措施
⑴ 强化围岩 出发点：给围岩一定的径向约束，使围岩的
应力状态从平面转向三维。 ◆方法：锚喷加固、网锚喷联合、钢支撑网
喷联合、注浆等。 ⑵ 弱化围岩 ◆方法：
面坍塌。
北京地铁10号线工程苏州街车站东南出入口发生塌方事故
路面塌陷情况
事故处理
北京西单路口路面塌陷
盾构施工引起地表塌陷
隧道推进引起地表发生塌陷破坏
法国某地铁施工事故
广州地铁三号线滑坡事故(2004年4月)
某地下通道施工挖断消防栓水柱喷出
成都水管爆裂
直径1000毫米的主水管爆管，巨大的水流冲破柏油路面喷涌而出，将整个路面抬高半 米。从二号桥到红星路整条三槐树路变成河流。爆管处是20多年前的老管线，原因为 管道热胀冷缩而引发的自然爆管，可见水管 爆裂的后果是非常严重的。
见 图6-21。
⑶越
◆现象1： 隧道一侧遇到狭长而较深的溶洞。 方法：加深该侧的边墙基础(图6-22)。
◆现象2：隧道底部遇有较大溶洞并有流水。 方法：在隧底以下砌筑圬工承重墙，跨越而过， 承重墙内套设涵管引排溶洞水(图6-23)。
12塌方、大变形,岩爆
第十二部分塌方、大变形、岩爆在隧道施工的整个过程中，不出现灾害性事故，就是成功的范例。
一旦发生灾害性事故，不仅延误工期、大幅度地提高工程费用、也会出现对人身的伤害；同时如处理不当，也会遗留工程质量后患，给维修养护工作造成极大困难。
从另一个角度看，正由于地质条件是不断变化的，因此根据施工中出现的各种问题，如岩爆、大变形、塌方、突泥突水等，应变地采取各种措施，也应该是动态施工的一个极为重要的方面。
因此，在事故过程中极力避免和防止灾害性事故的发生，是施工技术人员重要的职责。
当这些预计到或不能预计到的突发现象发生时，工程技术人员的应变能力就显得极为重要。
施工中常常出现的事故有：塌方；大变形；岩爆等。
当然，还有一些其他灾害，如突泥突水、瓦斯爆发、有害气体的逸出等。
这里重点说明以上几个大家比较关心的，也是比较模糊的几个问题的解决方法和途径。
施工要点1.塌方塌方是最为经常的、比较典型的一种事故。
造成塌方的原因多种多样，有地质上突发的因素，也有人们认识上的因素，但归根结底，地质因素是决定性的。
因此加强施工地质工作是避免和防止塌方事故发生的根本手段。
必须改变"地质工作是设计人员的任务，而不是施工人员的事"传统观念。
把施工地质工作提到应有的高度予以重视。
另外也必需改变"不塌方、不赚钱"的观点，树立塌方是可以预测、可以控制的观点，不断培养工程技术人员在不良地质条件下的应变能力和处理能力。
1.塌方实例下面通过一些工程实例，说明处理塌方的一些方法和原则。
1）成渝高速公路缙云山隧道缙云山隧道是成渝高速公路东段的两大隧道之一，分为左、右两线，长度分别为2478m，2528m。
地质主要为灰岩和砂岩，其中灰岩占40％左右，有少量的泥岩和页岩，隧道通过4个断层、5个煤矿采空区，在此段落存在一定浓度的瓦斯，有较大的涌水，最大涌水为20000～30000m3／d，灰岩和砂岩的强度分别为80～120MPa和50-90MPa。
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科技信息ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ2013年第5期0引言近些年来，甘肃省经济发展迅速，但是发展经济的前提，交通必需先发展。
随着高含水率黄土隧道修筑的增加，施工中出现了一些问题，许多学者作了大量的研究。
采用隧道理论计算与现场监控量测相结合的方法，为隧道安全施工提供了重要保证，进一步优化了初期支护和二次衬砌的参数，提高了施工速度和质量。
本文以石羊岭隧道为工程依托，通过MIDAS/GTS 数值计算和现场监控量测，对隧道留核心土施工法施工过程进行数值计算，并与现场监控量测数据对比，得出留核心土施工法施工对石羊岭隧道开挖比较合理[1-3]，为高含水率黄土隧道施工积累经验，研究具有一定的参考价值。
1工程概况石羊岭隧道位于定西市安定区。
隧道全长1288m ，隧道起点端里程桩号K6+232，隧道终点端里程桩号K7+520，洞体最大埋深约123.7m ，位于K6+824.3m 处；进出口均位于黄土冲沟，距乡村公路较近，交通便利。
隧道位于临县境内黄土梁峁区，隧址区（Q 3eol ）黄土大面积覆盖，微地貌为黄土残梁、黄土陡坎，隧址区走向近东北向，山梁顶部较平缓，山梁两侧为冲沟，山坡为中陡坡。
石羊岭梁隧道进口段围岩由第四系上更新统（Q 3al+pl ）粉质粘土组成，其状态为坚硬-硬塑，松软结构，地下水出水状态为滴渗水，围岩级别Ⅴ级。
岩体较破碎，含水率高，稳定性差，开挖后易坍塌，侧壁不稳定，需加超前小导管，本文用于数值计算的目标断面为K6+450，隧道埋深70m 。
计算所采用的断面初期支护采用型钢混凝土联合支护，C25喷射混凝土、I20a 型钢、钢筋网联合支护，对于Ⅴ级围岩需在顶部做超前小导管，采用准42超前小导管，长3m ，混凝土喷层厚度为0.3m 。
2隧道施工过程数值模拟2．1模型建立2．1．1约束的确定依据圣维南原理、有限元计算误差和工程的要求，选取的计算范围为3～5倍洞径，但当超过5倍洞径，位移一般控制在5%以内，误差较小。
2．1．2钢拱架力学模拟运用等效的方法考虑时，采取抗压刚度相等的原则，并用钢架的弹性模量折算给喷射混凝土，简化初期支护，计算为：E=E 0+S g ×E g S c上式中，E 为折算后混凝土弹性模量；E 0为原混凝土弹性模量；S g为钢拱架截面积，E g 为钢材弹性模量；S c 为混凝土截面积。
因此模型尺寸长×宽=100m ×84m 。
模型地面为无约束自由面，四周采用横向变形约束条件，底部采用竖向约束条件。
计算中土体采用摩尔—库仑准则，初期支护采用C25混凝土材料，厚度0.3m 。
初始应力场仅考虑土体自重应力场，忽略地层的地层构造应力。
整个模型共个363节点，共1263单元。
地层采用平面单元，初期支护采用梁单元[4-5]，计算模型见图1。
2．2参数选取根据工程地质勘察报告，数值计算采用的参数见表1。
表1模型计算材料参数Table 1Physical and mechanical parameters of model materials2.3现场开挖过程模拟依据现场施工方案，留核心土法施工模拟，先开挖上半部分，再开挖核心土，最后开挖下半部分，在开挖时荷载释放系数为0.6，初期支护阶段荷载释放系数为0.4。
2.4数值模拟结果分析2.4.1隧道围岩竖向位移分析（a ）开挖上台阶竖向位移云图（b ）开挖核心土及下台阶竖向位移云图图2围岩竖向位移云图Fig.2Vertical displacement contours of the surrounding rock,黄土隧道围岩变形规律分析辛纯涛吴勇（甘肃省交通科学研究院有限公司，甘肃兰州730050）【摘要】结合石羊岭隧道工程，对高含水率黄土隧道开挖支护后围岩变形进行了研究。
利用Midas/GTS 有限元分析软件，建立了有限元计算模型，分析了石羊岭黄土隧道开挖支护后的位移场，并与现场监控量测数据进行了分析对比，得到了黄土隧道的围岩变形规律，给出了合理的支护方案。
结果表明：留核心土施工法适用于此隧道，并从开挖过程得到隧道位移分布及影响范围；从现场监控量测数据可以得出，变形经历三个过程，最终处于稳定状态。
数值计算结果与现场监测数据基本一致，并得到初期支护与二次衬砌间隔的时间为25天。
【关键词】黄土隧道；MIDAS/GTS 数值计算；现场监测；围岩变形作者简介：辛纯涛（1986—），男，助理工程师，主要从事隧道检测及岩土数值计算。
图1隧道计算模型Fig.1Computation model of thetunne名称密度(KN/m 3)弹性模量(MPa)粘聚力(KPa)内摩擦角(°)泊松比层厚(m)黄土18.50534.420.050.3100喷射混凝土24.0015000--0.20.3小导管78.5020000--0.34.5○科教前沿○78科技信息2013年第5期ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ从图2隧道的分部开挖过程可知，上半部分开挖支护结束后，隧道的竖向位移主要分布在拱顶和核心土处，开挖对拱顶下沉影响较大，且拱顶下沉的最大值为94.33mm。
随着开挖的进行，核心土和下半部分开挖支护结束后，竖向位移分布在拱顶和拱底处，出现底鼓，并且位移影响范围逐渐扩大，扩展到整个顶部和底部，拱顶影响范围为25m，拱底影响范围为20m，拱顶下沉值为110.42mm。
从竖向位移变化可以看出，拱顶位移在上半部分开挖支护结束后已基本稳定，说明围岩压力已经释放，支护效果明显；拱底位移在下半部分开挖支护结束后变化较大，且大于拱顶位移，建议施作临时仰拱或者初次支护尽早封闭成环。
2.4.2隧道围岩横向位移分析（a）开挖上台阶横向位移云图（b）开挖核心土及下台阶横向位移云图图3围岩横向位移云图Fig.3Horizontal displacement contours of the surrounding rock 从图3隧道的分部开挖过程可知，上半部分开挖支护结束后，隧道的横向位移主要分布在拱腰和边墙处，但边墙处位移比拱腰处位移大，且最大位移出现在三心圆的过渡处，收敛值为25.15mm，施工中为保证围岩的稳定，减小围岩塑性区，应加锚杆或锚索固定。
核心土和下半部分开挖支护后，拱腰和边墙处位移继续扩展，影响范围增大，且最大收敛值为40.74mm，影响范围为洞室外30m，横向位移左右对称分布，变化稳定。
3现场监测3．1监测方案为了掌握围岩的变形情况，了解支护效果，必须加强施工现场的监测。
本文对目标面K6+450进行了拱顶下沉及水平收敛两项监测，拱顶下沉使用水准仪和钢尺监测；水平收敛使用收敛仪进行监测[6]。
监测频率见表2，监测点布置图见图4。
图4测点布置图Fig.4Monitoring points表2监测频率Table2monitoring frequency 3.2隧道拱顶下沉与水平收敛变化曲线分析（图5、图6）图5隧道拱顶下沉变化曲线图Fig.5Changes of vertical displacement of the tunnel图6隧道水平收敛变化曲线图Fig.6Changes of convergences of the tunnel3．2．1拱顶下沉及水平收敛表现出先增长后平稳的变化趋势，大致分为三个变化过程：急速增长、持续增长和稳定阶段，持续时间大约为15天、20天和25天。
3．2．2隧道施工中对不同部进行开挖时，围岩变形会突增，这是由于对围岩的扰动造成的，现场应注意及时封闭岩面，以保证岩体尽早稳定。
3．2．3围岩变形表现出来的变形趋势，符合新奥法施工原则，说明支护及开挖方法合理。
3．2．4数值模拟和现场监测结果基本一致，拱顶下沉及水平收敛数值相近，通过围岩变形曲线可知施作二衬的时间为25天。
4结论通过数值模拟及现场监测对石羊岭黄土隧道进行了系统的研究，主要得到以下几条结论：4．1从数值模拟结果可以看出，竖向位移集中在拱顶与拱底处，影响范围为25m（2倍洞径），建议施作临时仰拱或初次支护尽早封闭成环；横向位移集中在拱腰和边墙处，影响范围为30m（2.5倍洞径），三心圆过渡处应加强支护，建议施作锚杆或锚索。
4．2从现场监测数据可以看出，围岩变形大致分为三个变化过程，最后处于稳定，符合新奥法原则，说明支护参数合理。
4．3数值模拟结果和现场监测结果相近，理论计算可靠，计算结果能够反映出此种开挖方法围岩变形情况，对隧道施工具有指导意义。
4．4隧道围岩25天处于稳定阶段，可施作二衬。
4．5通过数值模拟与现场监测数据对比，留核心土法施工适用于此隧道开挖，隧道初期支护设计参数是合理的。
【参考文献】［1］刘祖典．黄土力学与工程[M]．西安：陕西科技出版社，1996.［2］吴永，魏伟，王国强.阳曲一号黄土隧道围岩变形规律研究[J].铁道标准设计，2012，56(4)：113-115.［3］王国强，王树才，孙美辉，吴永.超前小导管注浆技术在浅埋暗挖黄土地铁隧道中的应用研究[J].施工技术，2011，40(增）：253-257.［4］高成雷，罗书学，朱永全.浅埋暗挖洞桩法的三维有限元模拟分析[J].石家庄铁道学院学报，2002，15(3)：44-47.［5］丁锐.不同开挖步骤引起浅埋隧道地表沉降的数值分析[J].铁道工程学报，2005(5)：62-65.［6］万福明，海洪，刘建平.大跨度隧道开挖围岩变形稳定监测与主动控制[J].重庆大学学报，2006，29(7)：149-151.［责任编辑：王静］监测量测时间1~14天15天~1个月1~3个月大于3个月拱顶下沉1~2次／天1次／2天1~2次／周1~3次／月水平收敛1~2次／天1次／2天1~2次／周1~3次／月●科○科教前沿○79。