超浅埋暗挖隧道初期支护结构内力监测及稳定性分析

隧道浅埋段的超前地质预报与监控量测分析摘要：近年来，新奥法（ＮＡＴＭ）在我国公路隧道中得到广泛应用，并赢得了工程技术人员的广泛认可。

新奥法采用柔性支护形成拱效应，充分利用了围岩的自承能力，它对隧道支护结构的受力和围岩变形有严格的限制。

因此，新奥法要求对掌子面前方围岩地质情况进行超前预报并实时监控隧道净空断面的变化情况，为下一步施工提供依据。

特别在隧道浅埋段，监控量测和超前地质预报显得尤为重要。

超前地质预报能够探测隧道前方的地质情况，弥补设计时对实际地质情况的误判；监控量测能够监测隧道围岩的变化情况，当变形过大时及时预警并帮助施工方提前采取措施，避免塌方、冒顶等灾害事故的发生，确保整个支护结构体系的安全合理。

关键词：隧道；浅埋段；超前地质预报；监控测量新奥法是我国公路隧道工程施工当中的主要工法，并且该项施工技术所取得的工程施工效果非常明显，受到了工程施工单位的广泛应用和认可。

新奥法使用的是柔性支护形成一种拱形效应，有效运用了隧道周围的围岩结构支撑能力，对隧道支护结构的受力围岩的状况进行了有效的限制，大大提高了隧道工程结构的稳定性。

新奥法要求对隧道的掌子面前方的围岩地质情况进行超前预报，并且在监控隧道的断面变化信息条件下，对后续的隧道工程施工打下良好的基础，尤其在隧道浅埋段的监控测量以及超前地质预报工作当中表现出的优势非常明显。

超前地质预报工作可以有效探测出隧道前方的具体地质条件状况，对后续的工程施工环境进行有效的分析和模拟，并且对施工过程中可能存在的突发性情况进行事先预防，采取必要的应急解决措施来保证工程的顺利开展，最大限度上提高工程施工的安全性，实现良好的工程施工效益。

引言1工程概况某公路隧道为分离式隧道，左幅起点里程ZK16+330、止点里程 ZK19+016，全长 2686m，最小埋深 5.9m；右幅起点里程 K16+335、止点里程 K19+005，全长2670m，最小埋深 6.8m。

区域上处于垅状起伏低山丘陵地貌及波状起伏缓丘洼地地貌区，隧道区地形较为陡峻，冲沟较发育，地表植被发育良好，多为松木、杂木覆盖。

浅埋暗挖隧道工程的监测技术要求1.1一般规定1.浅埋暗挖隧道必须结合施工对地表、地层的支护结构的动态进行量测，及时反馈信息，指导设计和施工。

2.承包商应根据隧道的地质地形条件、支护类型和参数、施工方法以及有关条件制定现场监控量测方案，上报监理工程师审批。

方案的主要内容应包括：量测项目及方法、量测仪器的选定、测点布置、数据处理及量测人员组织等。

1.2工程地质与支护状况的观察1.洞室开挖或爆破作业完成后，应立即进行工程地质状况的观察记录和地质描述。

以判断围岩稳定性和预测开挖面前方的地质条件，为地层超前支护提供真实的地层参数。

2.初期支护完成后，应进行喷层表面观察、记录和裂缝描述。

以直接判断围岩、洞室的稳定和支护参数的检验是不可缺少的。

1.3地表沉降量测浅埋软弱围岩的地铁隧道开挖，围岩体的形态变化很大程度反映在地表沉降上，通过地表沉降量测，测出扰动范围及最大沉降量，判定围岩稳定性，以便采取措施。

1.测点布置沿隧道轴线方向每5〜50m设一个量测断面,每断面对称布置7〜11个测点，中线方向每5〜20m应布设一个测点。

测点应不至移动、丢失，并用木桩或红油漆作好标记。

2.量测方法利用精密水准仪和钢钢塔尺，按照规定的频率和时间进行观测，并做好记录,绘制散点图。

隧道开挖前应在变形影响范围外，便于长期保存的稳定位置，埋设基准点，进行水准布网，测得量测点初始读数。

3、量测频率当开挖面距量测断面前后距离小于2倍开挖洞径时，每天应观测1〜2次；当距离小于5倍洞径时，应每2天对该断面量测点观测1次；当距离大于5倍洞径时，应每7天对该断面量测1次。

1.4地中位移量测1.仪器的选择与率定根据围岩工程地质特性及便于仪器安装和采集数据，宜采用钢弦式双线圈连续激振型四点位移计，数据采集使用钢弦频率计。

四点位移计的率定采用率定台，用频率计读出频率值，反复率定完毕后应采用平均法计算位移计传感器系数，每次率定误差应小于2.5%02.仪器安装与埋设在有代表性地段设断面进行监测布点，每断面布点宜为3〜5个孔，测量定出安装仪器的位置，用潜孔钻或工程地质钻孔钻直径IOOmm的孔，孔深比设计要求深20〜30cm,安装前应将孔冲洗干净，并检查钻孔的位置方向、孔深，钻孔轴线偏差不大于3。

隧道施工监控量测与围岩稳定性判断浅析摘要：监控量测是保证隧道施工质量、判断围岩和衬砌是否稳定的重要措施，依据围岩的地质条件准确判断围岩稳定性并提出恰如其分的施工建议，特别是预支护建议，对隧道施工将起到重大作用。

关键词：隧道监控量测稳定性判断方法0、引言隧道工程属于地下隐蔽工程，施工中可能出现实际的地质条件与设计时所考虑的地质条件不一致等不可预见的因素，这就需要及时根据监控量测的数据修正设计参数和调整施工措施。

监控量测的目的是了解围岩稳定性、支护结构承载能力和安全性信息，确定初期支护补强及二次衬砌合理的施做时间，为在施工中调整围岩级别，优化施工方案提供依据，直接为设计和施工管理服务。

1、隧道的监控量测隧道是一种特殊的工程结构体系。

从岩石力学角度讲，它是处于与围岩相互作用的体系之中的结构物；从地质力学角度讲，它是处于千变万化的地质体中的工程单元体。

在这样的岩体和地质体中，隧道一经开挖，其中所包容的原状力学体系即被打破。

四周原有的受力状态随即改变。

在支护敷设后的一段时间里，虽然受力状态发生改变，但是支护与围岩体之间的力的作用还未达到最终平衡。

随着时间的推移，根据监控量测得到的信息对支护再做若干变动，这种受力状态才逐渐趋于平缓，支护与围岩体间力的作用体系逐渐达到平衡。

2、隧道现场监控量测必测项目方法及频率序号量测项目名称方法及工具布置量测间隔时间1-15d 16d-1个月1-3个月大于3个月1 地质和支护状况观察岩性、结构面产状观察描述开挖后及初支后进行每次爆破后2 周边位移收敛计每10-50m一个断面，每断面2-3对测点1-2次/天1次/2天1-2次/周1-3次/月3 拱顶下沉水平仪、水准尺和钢尺每10-50m一个断面 1-2次/天1次/2天1-2次/周1-3次/月4 锚杆或锚索内力及抗拔力锚杆测力计每10m一个断面，每断面至少3根锚杆—5 地表下沉水平仪、水准尺每5-50m 一个断面，每断面至少7个测点；每隧道至少2个断面；中线每5-20m一个测点开挖面据两侧断面前后＜2B时，1-2次/天；开挖面据两侧断面前后＜5B时，1次/2天；开挖面据两侧断面前后＞5B时，1次/周。

２０１９年　第３期（总第３０１期）黑龙江交通科技ＨＥＩＬＯＮＧＪＩＡＮＧＪＩＡＯＴＯＮＧＫＥＪＩＮｏ．３，２０１９（ＳｕｍＮｏ．３０１）浅埋隧道边坡治理方案及稳定性分析张玉忠（贵州桥梁建设集团有限责任公司，贵州贵阳　５５０００１）摘　要：详细的分析了我国浅埋隧道边坡治理方案研究进展并对边坡稳定性研究方法进行了简单的探讨，希望这些边坡治理方法能够进一步的保证我国浅埋隧道边坡的安全，避免造成人们的生命财产损失。

关键词：浅埋隧道边坡治理方案；稳定性分析中图分类号：Ｕ４５５ 文献标识码：Ｃ 文章编号：１００８－３３８３（２０１９）０３－０１５５－０２ＳｌｏｐｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｃｈｅｍｅａｎｄｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓｈａｌｌｏｗｂｕｒｉｅｄｔｕｎｎｅｌＺＨＡＮＧＹｕ－ｚｈｏｎｇ（ＧｕｉｚｈｏｕＧｕｉｙａｎｇＢｒｉｄｇｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｇｕｉｙａｎｇ，Ｇｕｉｚｈｏｕ５５０００１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｔｈｅｓｌｏｐｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｃｈｅｍｅｏｆｓｈａｌｌｏｗｂｕｒｉｅｄｔｕｎｎｅｌｓｉｎＣｈｉｎａｉｓａｎａｌｙｚｅｄｉｎｄｅｔａｉｌａｎｄｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｍｅｔｈｏｄｓｏｆｔｈｅｓｌｏｐｅｓｔａｂｉｌｉｔｙａｒｅｓｉｍｐｌｙｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．ＩｔｉｓｈｏｐｅｄｔｈａｔｔｈｅｓｅｍｅｔｈｏｄｓｃａｎｆｕｒｔｈｅｒｇｕａｒａｎｔｅｅｔｈｅｓａｆｅｔｙｏｆｔｈｅｓｌｏｐｅｏｆｓｈａｌｌｏｗｂｕｒｉｅｄｔｕｎｎｅｌｓｉｎＣｈｉｎａａｎｄａｖｏｉｄｔｈｅｌｏｓｓｏｆｌｉｆｅａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｐｅｏｐｌｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｌｏｐｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｃｈｅｍｅｏｆｓｈａｌｌｏｗｂｕｒｉｅｄｔｕｎｎｅｌ；ｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓ收稿日期：２０１８－０８－２８作者简介：张玉忠（１９６９－），男，山东人，中级，研究方向：交通土建工程。

地铁浅埋暗挖法隧道施工模拟及监测分析摘要：近年来随着国家基础设施建设力度的加大，城市地铁得到了快速的发展，浅埋暗挖法在地铁隧道施工中得到了广泛地应用。

本文以哈尔滨地铁三号线湘会区间隧道为工程依托，利用有限元分析软件MIDAS/GTS对隧道采用上下台阶预留核心土法施工过程进行了数值模拟，分析了地面沉降、拱顶下沉以及洞径收敛规律。

同时根据整理和统计施工现场的实际监测数据，从右线隧道施工所引起的地表横向和纵向沉降以及区间双线平行隧道开挖而引起的地表沉降等方面进行了研究和分析。

最后对数值仿真模拟结果与现场实际监控数据进行了对比和分析，得出了地铁浅埋暗挖法隧道施工所引起的地层变形规律，并给施工提出建议措施。

关键词：哈尔滨地铁；台阶法；地层变形；监测1 工程背景1.1工程概况哈尔滨地铁3号线湘会区间，南起湘江路车站，北至红旗大街车站。

右线隧道开始里程DK20+657.517，结束里程为DK21+381.046，右线隧道长723.529m；左线起点里程为 DK20+657.517，终点里程为DK21+381.931，设置长链0.499 m，短链3.250 m，区间左线长度721.663 m。

本区间正线线间距为14m～13m～17m。

在里程DK20+717.517处设置区间人防结构。

1.2 工程地质哈尔滨市属于我国东北区域，冬季属于高寒地区。

本标段位于南岗区、香坊区及道外区，地貌单元为岗阜状平原及岗阜状平原与松花江漫滩区过渡地段，地势略有起伏，由南向北倾斜，自哈轴厂向先锋路，海拔高度为147.8-128.0 m，相对高差较小。

根据原有资料及钻探揭露，本标段分布地层由上至下主要为：1-1杂填土、4-1粉质黏土、4-2粉质黏土、5-1粉质黏土、5-2粉质黏土、6-1粉质黏土、6-2细中砂、6-3中砂。

1.3 隧道参数区间隧道正线标准断面洞径6.2m，隧道高6.46m。

隧道所处的岩土体主要为粉质黏土，初支采用C25，厚度0.25m网喷混凝土支护。

浅埋暗挖地铁隧道开挖砂土地层稳定性研究开题报告一、研究背景及意义随着城市化进程的不断推进，地铁建设成为现代城市公共交通的重要组成部分。

然而，隧道开挖过程中所产生的地面沉降和地层破坏等问题不仅影响附近建筑物的安全，还会对周边环境造成不利影响。

因此，如何确保隧道开挖过程中地层的稳定性成为了隧道工程中亟待解决的关键问题。

本研究将着重探讨浅埋暗挖地铁隧道开挖砂土地层稳定性问题，为隧道工程中的地层控制提供可行性方案和技术支持，推动隧道工程的安全、可靠、高效建设。

二、研究内容及方法（一）研究内容本研究将以某市地铁6号线为背景，以该地铁隧道开挖中的砂土地层稳定性问题为研究对象，以下方面展开深入研究：1. 研究该地铁隧道开挖过程中砂土地层的物理力学特性。

2. 基于现场观测数据，分析地铁隧道开挖对周边土体的影响，探讨隧道开挖坑的沉降规律。

3. 建立地铁隧道开挖砂土地层的数值模型，并通过数值模拟计算隧道开挖对地层稳定性的影响。

4. 提出相应的地层控制措施，为该地铁隧道施工提供良好的保障。

（二）研究方法本研究采用以下方法：1. 现场调查：对该地铁隧道开挖周边的建筑环境进行详细调查，获取实地观测数据。

2. 样品试验：采集地铁隧道开挖砂土样品进行实验室试验，获得砂土物理力学参数。

3. 数值模拟：建立地铁隧道开挖砂土地层的数值模型，通过ANSYS 有限元软件进行数值模拟分析。

4. 结果分析：根据试验数据和数值模拟计算结果，对地铁隧道开挖对地层稳定性的影响进行分析，提出可行性的地层控制措施。

三、论文结构安排本论文共分为以下几个部分：第一章: 研究背景及意义本章介绍浅埋暗挖地铁隧道开挖砂土地层稳定性问题的研究背景和意义。

第二章: 相关理论和技术综述本章介绍地铁隧道开挖中的相关理论和技术，包括地层控制方法、数值模拟技术等。

第三章: 研究内容及方法本章介绍本研究的研究内容、方法和研究步骤。

第四章: 研究结果与分析本章将介绍根据试验和数值模拟计算结果，分析地铁隧道开挖对地层稳定性的影响，提出相应的隧道开挖控制措施。

山 西建筑SHANXT ARCHITECTURE第45卷第3期2 0 2 1年2月V o U 05 No. 3Feb, 2021・ 125 ・文章编号:1009-2025( 2021)03-0125-03大断面浅埋暗挖隧道施工稳定性分析及安全预警李茂达(山西建设投资集团有限公司,山西太原036000)摘 要:随着城市地铁的大量修建,隧道施工方法的选择成为大断面浅埋暗挖隧道安全施工的关键。

以某市地铁工程为背景，借助ANSYS 软件对该地铁施工采用的CRD 法和双侧壁导坑法进行数值模拟,研究了不同施工方法引起的围岩位移场、应力场和支 护结构内力的变化规律。

通过对比得出,双侧壁导坑法施工引起的拱顶和地表沉降值及围岩应力值均小于CRD 法,其支护结构内力状态优于CRD 法。

在此基础上，结合双侧壁导坑法现场监测结果,对双侧壁导坑法施工时围岩的稳定性进行了系统分析与 安全预警。

关键词：大断面，浅埋暗挖,双侧壁导坑法,CRD 法,稳定性,安全预警中图分类号:U451 文献标识码:A0引言随着城市化进程的推进，各大城市均修建了地铁。

虽 然，我国已经积累了丰富的设计和施工经验,但面对地下岩 土的复杂性还是发生了较多的安全事故⑴。

为此国内外学 者对隧道地表变形特征、围岩压力特征、开挖方法、支护结构类型及围岩参数等方面进行了研究分析。

赵东平等2对 大跨度隧道施工采用的CD 法和CRD 法进行了数值模拟,分析了不同施工方法下隧道围岩的应力场和位移场;刘建 平等〔3 ］通过对大断面隧道开挖引起地表变形的数值模拟, 研究了采用不同施工方法开挖隧道引起地表变形的规律; 张建斌〔4 ］对大断面浅埋暗挖CRD 法施工初期支护的安全 性进行了研究，发现中隔墙上部与初期支护拱顶交接部位 是CRD 法施工初期支护的薄弱环节。

因此，选择合理的 施工方法成为大断面浅埋暗挖隧道施工技术的关键。

本 文借助ANSYS 软件对该地铁施工采用CRD 法和双侧壁 导坑法进行数值模拟，通过对施工时围岩的位移场、应力 场和支护结构内力的对比分析，结合现场双侧壁导坑法 施工时的监测数据对围岩的稳定性进行分析，并提出合 理化施工建议。

超浅埋暗挖法隧道地层加固及开挖施工技术简析摘要：发展轨道交通是解决大城市交通拥堵的有效途径，也是建设绿色城市、智能城市的有效途径。

在当下复杂的城市环境下，想修建一条绿色、智慧、快捷的出行通道绝非易事，对于空间狭小、施工机械化程度不高的浅埋暗挖隧道来说，想安全顺利地完成施工建设目标就显得更加艰难。

关键词：超浅埋暗挖法；地铁隧道；地层加固1 浅埋暗挖隧道施工技术分析1.1 开挖技术对于特殊工程开挖施工来说，首先需要做好试验段开挖，从根本上提升施工安全性。

浅埋暗挖隧道开挖施工技术主要应用台阶施工技术，该项施工方法主要是将断面划分为上半断面和下半断面，并对以上断面分别实行开挖施工。

在施工期间台阶长度会随着工程进度不断调整，有效应用到各类地层当中。

1.2 隧道支护技术浅埋暗挖隧道施工期间主要应用复合衬砌支护措施，在前期设计支护方案时可以考虑以下三种：第一，以隧道初期支护作为临时支护，以二次支护作为主要支护结构；第二，临时支护需要承担所有荷载，将二次支护作为储备支护技术。

第三，联合初期支护和二次支护形成新的支护体系，结合工程实际情况设计支护形式，并且在工程进展过程中进行优化调整。

由于隧道施工多以浅层地表施工为主，因此对于地质结构稳定性要求比较高。

在施工建设期间需要通过超前小导管施工技术，采用超前小导管循环间隔打设，搭接长度必须大于1．4m。

在施工过程中为了缩短注浆时间，则可以将22mm钢筋穿入到超前小导管当中，这样才能够在隧道工程内部起到渗透和挤压效果。

待至泥浆稳定之后能够显著加强围岩结构稳定性，还有助于提升隧道抗渗能力。

1.3 辅助施工技术第一，喷射混凝土封闭开挖施工技术，在实际施工期间主要应用干拌法喷射混凝土设备，该施工设备的特点在于构造简单，在进入喷射机之前可加入速凝剂，有效实现连续喷射施工。

第二，超前小导管或者超前锚杆支护，对于锚杆施工来说，主要是应用R25中空注浆锚杆，利用系统锚杆注浆锚固隧道岩体，确保其稳定性。

那现隧道超前支护结构稳定性的分析隧道超前支护结构是指在隧道开挖过程中，为了防止地下水涌入和地层失稳，采取的先进部分开挖，然后进行支护的工艺。

其稳定性分析是指对该工艺进行力学分析，评估其在施工过程中的稳定性，以保证隧道的安全施工和正常使用。

超前支护结构主要由锚杆、喷射混凝土、初期支撑和二次衬砌等组成。

在进行稳定性分析时，需要考虑以下几个方面的因素：1. 地应力地应力是指地下岩石或土体所受到的应力。

在超前支护结构中，地应力是支护结构稳定性分析的基础。

通过钻孔和地质勘察等手段，获取地表以下不同深度处的地应力数据，确定超前支护结构需要承受的应力大小和方向。

2. 岩土体力学性质岩土体力学性质包括岩石或土体的强度指标，如抗拉强度、抗压强度、抗剪强度等。

在超前支护结构的稳定性分析中，需要对隧道所穿越的岩土体进行岩土力学实验，确定其力学性质，以评估超前支护结构的稳定性。

3. 支撑结构刚度超前支护结构的稳定性分析还需要考虑支撑结构的刚度。

支撑结构刚度越大，其对地层的约束能力越强，隧道的稳定性也就越高。

通常采用的支撑结构包括钢筋混凝土衬砌、钢支护和锚杆等。

通过对支护结构的材料和构造进行分析，确定支护结构的刚度。

4. 施工工艺超前支护结构的施工工艺也会对其稳定性产生影响。

施工工艺的合理性直接关系到超前支护结构的质量和稳定性。

需要对施工过程中可能出现的问题进行考虑，并制定相应的应对措施，保证施工安全和质量。

在进行超前支护结构稳定性分析时，可以采用有限元、有限差分等数值分析方法，模拟超前支护结构在地下的受力情况，评估其稳定性。

还可以根据实际工程经验和其他相似工程的数据进行参考，综合分析结构的稳定性。

超前支护结构稳定性的分析是一个复杂的过程，需要考虑地应力、岩土体力学性质、支撑结构刚度和施工工艺等多方面因素。

通过合理的分析方法和技术手段，可以评估超前支护结构在施工过程中的稳定性，确保隧道的顺利施工和正常使用。