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第4章黄土隧道施工性态现场监测与数据分析为了掌握湿陷性黄土隧道在施工过程中围岩变形与支护结构的受力特征，保证凤市区间黄土隧道施工安全并指导现场施工，以及根据设计施工和相关规范要求[73][74][75]，选择若干典型隧道断面埋设元件进行了现场监测。
监测的项目有：地表沉降、隧道顶拱下沉、水平收敛、钢支撑内力、围岩压力。
4.1 监测方案4.1.1 监测断面隧道监测项目的选择，应以工程条件确定之后所进行的工程性态预测为基础，同时还应根据监测目的的不同选择监测的项目。
凤市区间隧道由于中南部和南部靠市图书馆站段的隧道内设计有存车线和渡线道岔区，所以断面结构型式除有单线隧道外，还有小间距隧道和双线隧道，共有单拱、双连拱、小间距隧道3种类型和7种断面型式，具体位置见图2-1，为此在施工监测中主要选择的监测断面见表4-1。
表4-1凤市区间隧道量测断面布置4.1.2 监测方法（1）地表沉降监测地表沉降监测采用水准仪在选取断面地表处进行监测，通过高程差得出地表在施工过程中的沉降量。
在每个测试断面上布置7个测点，两测点间的间距约为10m，具体如图4-1所示。
（2）隧道洞室收敛监测拱顶沉降监测采用水准仪在选取断面处进行量测，周边收敛采用收敛计在选取断面处进行量测，通过高程差得出拱顶在施工过程中的沉降量，通过高程差得出拱顶在施工过程中的收敛值，测点布置具体如图4-2所示。
（3）围岩压力监测围岩压力监测是在围岩与初期支护结构之间埋设钢弦式压力盒以量它们之间的接触压力。
在开挖到测试断面时，预先将压力盒焊接到衬砌的几个测量位置上，随后喷射混凝土将压力盒稳固的固定在初期支护上，注意要将压力盒顶面平整、紧密的和围岩接触，随后在隧道施工过程中通过不断的对压力盒进行量测得到围岩压力数据，掌握衬砌的变形规律。
监测数据用钢弦式传感器进行采集，该量测元件工作原理是由钢弦的应力变化转变为钢弦震动频率的变化，通过频率仪来测定钢弦震动频率，从而测出钢弦应力的变化。
第30卷,第5期 中国铁道科学Vo l .30No .5 2009年9月 CH INA RAILWAY SCIENCESeptember ,2009 文章编号:1001-4632(2009)05-0053-06高速铁路大断面深埋黄土隧道围岩压力计算方法王明年1,郭 军1,罗禄森1,2,杨建民2,喻 渝2,谭忠盛3(1.西南交通大学土木工程学院,四川成都 610031;2.中铁二院工程集团有限责任公司,四川成都 610031;3.北京交通大学土木建筑工程学院,北京 100044) 摘 要:依托郑西铁路客运专线大断面深埋黄土隧道洞群,进行现场围岩压力量测试验,得到不同黄土地层的围岩压力,发现围岩压力沿隧道全断面分布相对较为均匀。
采用太沙基松散体围岩压力理论、铁路隧道设计规范深埋围岩压力公式、普氏理论、卡柯理论4种方法分别计算围岩压力,并与实测值对比。
结果表明,基于太沙基理论的计算值最接近实测值,且具有一定的安全余量,因此推荐采用太沙基理论计算大断面深埋黄土隧道的围岩压力量值。
依据实测围岩压力的垂直与水平分量沿隧道跨度与高度方向的统计规律,确定垂直方向与水平方向围岩压力的计算图式。
分析指出,垂直方向围岩压力计算图式可采用均匀分布或“尖峰”形分布,水平方向围岩压力计算图式可采用“鼓肚子”形分布。
关键词:黄土隧道;大断面;围岩压力;计算方法 中图分类号:U 451.2;U 452.12 文献标识码:A 收稿日期:2008-07-10;修订日期:2009-04-14 基金项目:铁道部科技研究开发计划项目(2005K001-D (G )-2) 作者简介:王明年(1965—),男,安徽舒城人,教授。
郑州—西安铁路客运专线(以下简称郑西线)穿越河南与陕西两省,该地区是我国黄土分布的主要区域之一。
沿线黄土隧道总延长约50km ,占全线隧道总长的65%,隧道开挖面积大于160m 2,部分大于170m 2,跨度大于15m ,属于超大断面隧道。
摘 要：文章以实际工程为例，首先对黄土压力拱效应数值进行分析，对其数值模型的建立、计算结果分析进行了详细地阐述，其后对黄土围岩拱效应模型试验分析展开了探究，通过试验装置及相似常数的确定，顺利完成了试验及得出了相应的结论，保证了施工安全顺利的完成，取得了良好的施工效果。
关键词：数值模型建立 相似常数 黄土陷穴1.工程概况1.1隧道概况彬县隧道位于陕西省咸阳市彬县境内，为黄土梁源沟壑区，进口位于炭店乡林家堡村东北侧冲沟泾河右岸，出口位于新民镇东沟村东北侧红岩沟左岸。
隧道起讫里程DK138+326.58~DK152+577.9，全长14251.32m，最大埋深约280m；隧道设置1座单车道、2座双车道无轨运输斜井辅助施工。
隧道围岩分级情况为：主洞围岩级别：Ⅳ级11105m，占隧道全长的77.92%、Ⅴ级3346.32m，占隧道全长的22.08%。
1.2地质情况（1）滑坡、错落及溜坍a隧道西安端洞口，线路位于1号溜坍与2号滑坡结合处，线路先斜穿2号滑坡左缘，后穿入到1号溜坍右缘，洞口位于1号溜坍右缘中部；1号溜坍主轴长约113m，宽29m，堆积厚度3~5m，溜坍体物质主要为黄土，属小型浅层溜坍，目前处于稳定状态；2号滑坡主轴长约171m，宽125m，堆积体厚10~20m，滑坡物质主要为黄土，属大型中深层滑坡，目前处于稳定状态。
（2）黄土陷穴线路位于黄土梁源沟壑区，黄土陷穴发育，一般位于梁源坎边、滑坡滑体及后缘及冲沟沟心，直径4~6m，深5~12m，一般底部有出口，相邻陷穴相互连通。
隧道西安端洞口DK138+400左线线路中线左侧约18m处、DK138+432右线线路中线处发育有陷穴，直径4.0~5.0m，可见深度6.0~8.0m，靠近洞口，对工程产生影响。
其它线路附近陷穴底部距拱顶距离＞50m，影响较小。
2.黄土压力拱效应数值分析2.1数值模型的建立计算机技术及软件的快速发展，推动了数值模拟方法在地下工程的应用，且数值模拟方法取力不受边界效应、模型尺寸、试验周期等因素影响。
浅埋大断面黄土隧道灾害机理分析中铁三局集团第六工程有限公司张勇建（助理工程师）摘要:通过对郑西客运专线的函谷关、贺家庄和张茅隧道围岩压力的实测值和理论值的对比分析，确定出适合于不同埋深的围岩压力计算理论，本文结合黄土隧道施工实践过程中出现的主要工程地质灾害，归纳出黄土隧道的主要地质灾害类型，分析黄土隧道施工地质灾害机理，旨在更好的促进在黄土地区修建隧道工程理论的完善，为安全、高效施工提供理论依据.关键词：黄土隧道,灾害类型，围岩压力1 绪论我国黄土分布面积广、厚度大、层位齐全，具有特殊成分和特定工程地质特性，黄土隧道开挖于黄土地下土体中,其地质特性对隧道开挖过程中的稳定性或灾害产生的类型及规模起主要作用。
通过对我国黄土特性的不断研究,各个时期在黄土隧道施工中进行的实验以及对运营隧道现状的调查分析，建立了黄土隧道衬砌的设计理论和标准图；黄土隧道施工方法也从单工序的施工到多工序施工,从小断面开挖发展到全断面、大断面开挖，隧道施工的机械化水平不断提高。
2 黄土的工程特性黄土一般天然密度为1.13～2。
21(×103kg/m3），干密度为1。
02～1。
87（×103kg/m3），天然含水量为8％～30％,孔隙比为0。
6～1.2，比重为2.61～2.72,工程中一般按粉土、粉质粘土对待[1］;黄土压缩性呈现两个变化趋势：一是地质年代稍早的Q2和Q31黄土，固结度稍高，多为中等偏低或低压缩性，而Q32和Q4黄土多为中等偏高压缩性；二是受颗粒分布(孔隙率）和含水量变化的影响较大.湿陷黄土在自重压力或外荷载不变时,受水浸湿后结构迅速破坏，急骤显著下沉，从而引起地面的变形和建筑物破坏，遇水浸泡后黄土联结削弱强度降低,极易产生湿陷、呈饱和流塑状态，从而减弱甚至丧失承载和自稳能力.黄土击实性是指黄土在一定外力冲击作用下密度、含水量、强度等物理力学性质随冲击强度而变化的特性，黄土抗剪强度则是黄土抵抗剪切破坏作用的能力。
围岩压力量测方案1. 引言围岩压力是指在地下工程施工和隧道开挖过程中，由于围岩的重力作用和地下水的压力等因素导致的围岩对结构或支护体的压力。
围岩压力的准确测量对工程设计和施工起着重要的作用。
本文将介绍一种围岩压力量测方案，旨在提供一种准确、可靠的围岩压力测量方法。
2. 方案概述围岩压力量测方案包括以下主要步骤：1.选择合适的测量仪器和传感器2.安装传感器3.数据采集与分析3. 选择合适的测量仪器和传感器为了准确测量围岩压力，需要选择合适的测量仪器和传感器。
以下是一些常用的测量仪器和传感器：•压力传感器：用于测量围岩对结构或支护体的压力。
传感器应具有高精度、高灵敏度和抗干扰能力。
•应变传感器：用于测量围岩的变形情况。
传感器应具有高精度、可靠性和耐久性。
•温度传感器：用于测量围岩的温度变化。
传感器应具有高精度和抗干扰能力。
选择测量仪器和传感器时，需要考虑围岩的特性、测量环境和测量要求。
同时，还要考虑传感器的可靠性、稳定性和成本等因素。
4. 安装传感器在实施围岩压力量测方案之前，需要进行传感器的安装工作。
以下是传感器的安装步骤：1.确定传感器的位置：根据工程设计和测量要求，确定传感器的安装位置。
传感器应安装在围岩与结构或支护体之间。
2.准备安装材料：准备安装传感器所需的工具和材料，包括固定装置、电缆等。
3.固定传感器：将传感器固定在安装位置，确保传感器与围岩表面贴合且紧固牢固。
4.连接电缆：根据传感器的接线要求，连接传感器与数据采集设备的电缆。
传感器的安装工作需要精确和谨慎，以确保测量结果的准确性和可靠性。
5. 数据采集与分析在传感器安装完成后，可以开始进行数据采集和分析工作。
以下是数据采集和分析的主要步骤：1.设置数据采集设备：根据传感器的规格和测量要求，设置数据采集设备，包括采集频率、采集范围等参数。
2.启动数据采集：启动数据采集设备，开始采集围岩压力、应变和温度等数据。
3.数据存储和备份：将采集到的数据进行存储和备份，以防数据丢失或损坏。
