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复杂条件下隧道支护结构稳定性分析摘要：近年来，随着我国交通运输业的蓬勃发展，多数隧道工程需要在复杂的地质条件下施工，这对隧道施工技术提出了更高的标准和要求。
在复杂地质条件下，隧道支护结构的稳定性在很大程度上决定着隧道施工的质量和安全。
本文讨论了在复杂地质条件下，如何利用有限元模型分析隧道支护的稳定性。
怎样才能确保由于复杂地质条件下，对隧道支护结构的稳定性的保护，是本文研究的关键所在。
关键词：隧道；复杂条件；支护结构；稳定性前言支护设施的可持续性是影响和阻碍隧道建设的主要问题。
如何通过适当的支护来控制隧道的荷载分布，使围岩承载力最大化，我们面临的一个重要问题是如何确保围岩与支护体系的共同承载作用，本文结合具体工程，应分析复杂地质条件下支护隧道结构的稳定性。
一、工程概况公路工程需要大面积隧道开挖。
本工程地质环境复杂，隧道穿越区岩石类型多。
上覆土为碎石土、崩坡积块石，位于隧道进口浅埋段。
隧道最大埋深880m，大型暗挖隧道围岩主要成分为灰岩和白云质灰岩。
沉积岩的物理参数为：灰岩中泊松系数=0.19，粘着系数C=4.0MPa，弹性模量E=8531MPa，内摩擦角=34.6°，白云岩中泊松系数0.24，粘附系数C=1.6MPa，弹性模量E=14003MPa，内摩擦角39.8°，沉积岩等级为四级。
二、隧道支护结构的主要测量方法目前，我国隧道工程的施工和设计中，主要采用现场监测的方法，然后采用反分析法计算岩体参数和原岩应力。
最后，运用经验分析方法对超前支护的安全机理进行了预测，并对隧道结构的最终稳定性进行了预测。
由于隧道内地下作业材料的复杂性，包括环境地质因素、结构因素、施工过程控制水平、隧道施工能力和工程量，对岩石防护结构的研究只能停留在技术理论的简单阶段，停留在单体实体分析领域，这只是一种理论研究工具和广泛的工程实践经验。
在设计和施工中的纯应用力学问题，数学理论是行不通的。
必须在系统论的指导下，从隧道实际情况出发，依靠原型或模型的观测数据和反馈理论与实践。
黏土地层隧道开挖面三维稳定性上限分析黏土地层隧道开挖面三维稳定性上限分析近年来，随着城市化进程的不断加快，地下交通工程建设已成为一种趋势。
然而，地铁隧道、高速公路隧道等地下工程建设过程中，由于黏土地层的特殊性质，隧道开挖面的稳定问题一直备受关注。
本文将从三维稳定性上限分析的角度探究黏土地层隧道开挖面稳定性问题。
一、黏土地层的特性黏土地层由于其吸水性强、膨胀性大、黏聚力强等特殊性质，对隧道开挖面的稳定性产生了巨大影响。
黏土的物理性质是由其矿物、组成、组织结构和粘土颗粒之间的相互作用力所决定的。
其中，黏提土的黏结力是影响隧道稳定性的主要因素之一。
二、三维稳定性上限分析原理三维稳定性上限分析方法是一种基于极限坚度理论的数值计算方法。
该方法主要是通过分析隧道开挖面内的各种力学参数和材料性质，计算出不同深度处隧道面的最大承载力和破坏模式，从而预测隧道稳定性的分析方法。
其核心思想是:通过确定介质在三维空间中的极限坚度参数，计算出极限荷载下以下会引起失稳的破坏机理，从而分析隧道面的稳定性。
三、黏土地层隧道开挖面三维稳定性上限分析方法（一）计算黏土的静强度参数静强度参数是在三维稳定性分析中，计算黏土最大承载力的关键参数。
其计算方法主要是采用三轴测试仪或压缩仪等设备对样品进行试验，测量承载力指标，从而得出黏土的静强度参数。
（二）计算黏土的动弹特性参数动弹特性参数包括黏土弹性模量、泊松比、剪切模量和剪切强度，通过计算黏土的动弹特性参数，可以确定其在挖掘过程中发生延性破坏的可能性。
（三）计算黏土的安定系数安定系数是三维稳定性上限分析的关键指标。
其计算方法包括: 确定安定剖面、确定水平力和垂直力、计算剪力矩及地下水位、确定滑动面平衡状态方程、计算在滑动面上方土体的应力状态和变形状态，最后求解土-结构交互作用下的稳定系数。
（四）计算隧道开挖面最大承载力及破坏机制通过计算黏土的静强度参数、动弹特性参数和安定系数，可以得出隧道开挖面在不同深度的最大承载力，并进一步分析破坏机制及其可能引起的工程灾害。
隧道浅埋段的处置方案隧道是交通基础设施中非常关键的一部分，但在隧道建设和使用过程中，由于种种原因，隧道浅埋段经常会出现问题。
浅埋段指的是隧道洞身埋深较浅的地方。
隧道浅埋段的处置方案对于隧道的正常使用和交通安全至关重要。
本文将从多个角度介绍隧道浅埋段的处置方案。
识别隧道浅埋段在处置隧道浅埋段之前，首先需要识别出隧道浅埋段的位置。
一般情况下，可以采用以下方式进行识别。
1.翻阅隧道设计图纸，查看浅埋段的位置。
2.进行地质勘探，了解地质情况，找到隧道洞身埋深较浅的地方。
3.利用地下物探仪器等设备对隧道进行探测，确定浅埋段的位置。
处置隧道浅埋段的方案1.加固隧道结构隧道浅埋段会增加隧道结构的风险，因此一种可能的处置方案是对浅埋段进行加固。
加固方式包括：•在隧道顶部覆盖混凝土板，增加隧道结构的稳定性。
•添加支撑结构，如钢筋混凝土立柱、悬挑结构等，以增加隧道的承重能力。
•加固隧道壁和顶部的钢筋混凝土或钢板，增加隧道结构的抗震性。
2.减少车流量减少隧道内的车流量可以降低隧道结构的负荷，提高隧道的安全性。
减少车流量的方式包括：•调整周边道路的交通流量，减少大客车和重型车进入隧道。
•降低隧道限速，控制车辆速度，避免车辆相撞或因刹车过度产生高速撞击。
•采用不同的交通管理措施，如限行、限时段等，对隧道的通行进行管理和限制。
3.实施定期检查和维护定期的检查和维护可以有效地检测隧道结构出现的问题，并及时进行处理。
定期检查和维护的内容包括：•检查隧道结构，了解结构的状况，预防问题的发生。
•进行清洁和消毒，确保隧道的卫生和舒适度。
•维修隧道设施，如灯光、通风系统等，保证隧道的功能完好。
隧道浅埋段的处置步骤如果发现隧道浅埋段存在问题，需要进行处置。
常见的处置步骤如下：1.制定处置方案。
根据实际情况，制定合适的处置方案和实施计划。
2.确定处置方式。
根据隧道浅埋段的具体情况，选择合适的处置方式。
3.组织实施。
在确保安全的前提下，组织实施处置计划。
公路隧道穿越冲沟浅埋段加固措施与效果分析摘要：山岭隧道的施工条件极为复杂，特别是冲沟段浅埋隧道具有极大的塌方、冒顶风险，长期受地表水冲刷渗漏，易形成渗水通道。
由于隧道浅埋段的自然平衡拱圈高度受岩层厚度的影响，其未能充分形成且发挥支护作用，故防塌加固措施是隧道安全穿越浅埋段的重要保障，同时应采取一定措施避免冲沟地表水对隧道结构产生流水侵蚀。
关键词：公路隧道；加固浅埋隧道采用注浆加固围岩、加强超前支护可起到防塌防冒的作用。
该研究以隧道穿越冲沟浅埋段的施工技术为案例，详细分析了该隧道穿越冲沟浅埋段的施工加固措施，并通过数值分析及监控量测技术进行了效果评价，对类似工程具有一定的借鉴作用。
1 工程概况某隧道工程隧道左线洞身ZK109+564～ZK109+588段穿越冲沟，浅埋偏压严重，左侧拱肩覆土仅2.0 m。
根据现场踏勘，冲沟表面由直径10～30 cm的碎石堆砌而成，两侧植被茂盛，雨季时汇水面积较大。
隧道断面如图1所示。
图1 隧道纵断面示意当前掌子面地质雷达法超前探测显示，ZK109+564～ZK109+573段岩体破碎，裂隙发育密集，且裂隙中多为沙质充填，右中侧围岩整体含水量较高；ZK109+573～ZK109+589段围岩节理极发育，岩体破碎，主要呈碎裂状结构，围岩整体较富水。
为保证隧道安全穿越浅埋段，防止发生冒顶式坍塌，同时避免冲沟地表水对隧道结构产生流水侵蚀，须采取措施提高围岩的自稳性及隧道结构的安全性。
原设计对浅埋偏压段采取洞身反压回填处理方式，偏压采用重力式偏压挡墙，浅埋采用水泥稳定碎石土回填夯实，在回填中预留￠70×5 mm塑料注浆管，最后采用1∶1水泥浆加固，如图2所示。
在实际工程实施时存在以下难点：需设置进场道路，填沟筑道易发生滑移产生次生灾害；施工区周边存在危化品仓库，必须采取一定的措施规避风险；原设计采用反压回填注浆处理方案，仍存在塌顶的风险。
综合考虑以上情况对施工及安全管控的影响，取消反压回填方案，采取洞内强支护穿越、洞内穿孔向洞外输送混凝土回填浇筑的方案。
第３９卷第１期２０２４年 ３月矿业工程研究ＭｉｎｅｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＶｏｌ．３９Ｎｏ．１Ｍａｒ．２０２４ｄｏｉ：１０．１３５８２／ｊ．ｃｎｋｉ．１６７４－５８７６．２０２４．０１．００３考虑孔隙水作用的浅埋隧道围岩变形规律分析凌涛１，孙望成１，２，刘翔１，彭学军１，张道兵２（１．中铁五局集团第一工程有限责任公司，湖南长沙４１０１１７；２．湖南科技大学资源环境与安全工程学院，湖南湘潭４１１２０１）摘 要：为研究孔隙水作用下浅埋隧道围岩的变形规律，以甘肃省平凉市潘城隧道为例，采用ＦＬＡＣ３Ｄ有限差分软件，建立浅埋隧道三维数值模型，分析隧道围岩竖直位移（顶板下沉量）和水平位移（边墙移近量）随孔隙水压力的变化规律，获得不同孔隙水压力系数下的最大顶板下沉量和边墙移近量．并将数值模拟计算结果应用到潘城浅埋富水隧道施工中，使隧道顶板下沉量和边墙移近量均控制在规范要求的安全范围内，为潘城隧道右线施工提供了理论指导．关键词：浅埋隧道；孔隙水压力；数值模拟；顶板下沉量；边墙移近量中图分类号：ＴＵ４５７ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７２－９１０２（２０２４）０１－００１６－０５ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＳｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇＲｏｃｋＤｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎＳｈａｌｌｏｗＴｕｎｎｅｌＣｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇＰｏｒｅＷａｔｅｒＡｃｔｉｏｎＬＩＮＧＴａｏ１，ＳＵＮＷａｎｇｃｈｅｎｇ１，２，ＬＩＵＸｉａｎｇ１，ＰＥＮＧＸｕｅｊｕｎ１，ＺＨＡＮＧＤａｏｂｉｎｇ２（１．ＦｉｒｓｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．，ＣｈｉｎａＲａｉｌｗａｙＮｏ．５ＢｕｒｅａｕＧｒｏｕｐ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１０１１７，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄＳａｆｅｔｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉａｎｇｔａｎ４１１２０１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｌａｗｏｆｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｏｆｓｈａｌｌｏｗｂｕｒｉｅｄｔｕｎｎｅｌｕｎｄｅｒｔｈｅａｃｔｉｏｎｏｆｐｏｒｅｗａｔｅｒ，ｔａｋｉｎｇＰａｎｃｈｅｎｇＴｕｎｎｅｌｉｎＰｉｎｇｌｉａｎｇＣｉｔｙ，ＧａｎｓｕＰｒｏｖｉｎｃｅａｓａｎｅｘａｍｐｌｅ，ａｔｈｒｅｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｎｕｍｅｒｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｓｈａｌｌｏｗｂｕｒｉｅｄｔｕｎｎｅｌｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂｙｕｓｉｎｇＦＬＡＣ３Ｄｆｉｎｉｔｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｏｆｔｗａｒｅ，ａｎｄｔｈｅｃｈａｎｇｅｓｏｆｖｅｒｔｉｃａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ（ｒｏｏｆｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ）ａｎｄｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ（ｓｉｄｅｗａｌｌａｐｐｒｏａｃｈ）ｏｆｔｕｎｎｅｌｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｗｉｔｈｐｏｒｅｗａｔｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｒｏｏｆｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅａｎｄｓｉｄｅｗａｌｌｍｏｖｅｍｅｎｔｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｏｒｅｗａｔｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ．ＴｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓａｒｅａｐｐｌｉｅｄｔｏｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｈａｌｌｏｗｂｕｒｉｅｄｒｉｃｈｗａｔｅｒｔｕｎｎｅｌｉｎＰａｎｃｈｅｎｇ，ａｎｄｔｈｅｔｕｎｎｅｌｒｏｏｆｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅａｎｄｓｉｄｅｗａｌｌｍｏｖｅｍｅｎｔａｒｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｗｉｔｈｉｎｔｈｅｓａｆｅｔｙｒａｎｇｅｒｅｑｕｉｒｅｄｂｙｔｈｅｃｏｄｅ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｓｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｇｕｉｄａｎｃｅｆｏｒｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｉｇｈｔｌｉｎｅｏｆＰａｎｃｈｅｎｇｔｕｎｎｅｌ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｈａｌｌｏｗｂｕｒｉｅｄｔｕｎｎｅｌ；ｐｏｒｅｗａｔｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｒｏｏｆｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ；ｓｉｄｅｗａｌｌａｐｐｒｏａｃｈ随着我国交通运输系统的建设和发展，大量的隧道工程应运而生．在隧道施工过程中，对隧道围岩稳定性的研究与控制一直是工程施工中的重点及难点［１－２］．在雨季施工时，当雨水入渗至地层或有地下水存在时，岩体颗粒之间形成的孔隙水压力会使岩体的抗剪强度降低，进而影响隧道的稳定性［３－４］．因此，研究浅埋富水隧道的稳定性具有较高的科研价值和工程意义．目前，很多学者采用理论分析的方法研究浅埋隧道的稳定性．郭子红等［５］利用极限平衡法研究浅埋隧道３种不同类型破裂面的稳定性，并对影响隧道破裂面分布的因素进行分析；赵炼恒等［６］将偏压荷载系数 收稿日期：２０２２－０３－２１基金项目：国家自然科学基金资助项目（５２０７４１１６；５２００４０８８） 通信作者，Ｅ－ｍａｉｌ：２５４１０６９４４＠ｑｑ．ｃｏｍ第１期凌涛，等：考虑孔隙水作用的浅埋隧道围岩变形规律分析引入极限分析上限法中，讨论浅埋偏压隧道的围岩压力；李修磊等［７］建立浅埋隧道三维破坏模式，并运用极限分析法计算得到极限支护压力，详细分析影响开挖面支护力的因素，为黏土地层隧道的支护提供了指导．还有学者采用数值分析的方法研究隧道的稳定性，并取得一定的成果．赵金鹏等［８］将数值模拟和现场监测结合，对比分析管棚支护对围岩稳定性的影响及其作用机理；卢光兆等［９］运用数值分析软件研究３种不同工法施工时隧道围岩应力分布情况，并选取最优的施工方法，有效地保证了施工时围岩的稳定性；文海家等［１０］基于数值模拟所得数据，运用ＧＩＳ ＳＶＭ（地理信息系统－支持向量机）联合手段研究山岭隧道围岩的稳定性，所得的隧道稳定性评价成果为现场施工提供了有效参考；王淼等［１１］运用测震仪测量隧道爆破开挖时的数据并进行数值模拟，以此研究爆破震动对相邻隧道和开挖隧道稳定性的影响，并提出可行的优化支护方式．上述文献在研究浅埋隧道的稳定性时没有考虑孔隙水的影响，然而众多工程实践表明孔隙水对浅埋隧道围岩的稳定性具有显著影响．因此，本文以潘城浅埋富水隧道为例，研究浅埋富水隧道的围岩变形规律及其稳定性，为今后类似隧道施工提供理论参考． 图１ 潘城隧道断面破坏模式计算模型１ 工程概况潘城隧道位于甘肃省平凉市崆峒区潘城村，采用设计速度８０ｋｍ／ｈ的双向四车道高速公路标准，按分离式双洞布置．隧道右线ＺＫ０＋７５５—＋ＺＫ２＋８３７，总长２０８２ｍ，隧道埋深为２０．８～４８．２ｍ，平均埋深为３５ｍ，属于浅埋隧道，隧道围岩全部为Ｖ级．隧道净高为５ｍ，净宽为６ｍ，断面形状为类矩形断面．经施工过程中检测，隧道围岩天然含水量为２５％～２７％，有明显的流水现象．围岩变形模量Ｅ＝１．５ＧＰａ，泊松比ｖ＝０．３ＧＰａ，黏聚力ｃ＝０．１ＭＰａ，内摩擦角φ＝２０°，岩体重度γ＝１８ｋＮ／ｍ３．局部段洞顶存在大冲沟，地质构造复杂，安全风险较高，施工难度较大．潘城隧道断面破坏模式计算模型如图１所示．２ 建立模型将隧道断面近似为矩形断面，采用ＦＬＡＣ３Ｄ有限差分软件建立隧道三维数值模型，模型尺寸为４０ｍ×２０ｍ×３０ｍ（Ｘ×Ｙ×Ｚ），数值模型由３７５０单元和４８３６个节点构成，如图２所示．考虑孔隙水因素，把孔隙水压力看作重力的分量施加在数值模型中，孔隙水压力计算公式为［１２］ｕ＝ｒｕγｚ．（１）式中：ｕ为孔隙水压力；ｒｕ为孔隙水压力系数，一般取０．１～０．５；γ为岩体重度；ｚ为地下水位线高度．图２ 浅埋隧道数值模型７１矿业工程研究２０２４年第３９卷３ 结果分析３．１ 数值模拟以潘城浅埋富水隧道为背景，基于有限差分原理，采用ＦＬＡＣ３Ｄ数值模拟软件，分析不同孔隙水压力作用下隧道围岩变形规律，获得了不同孔隙水压力系数下的顶板最大下沉量、边墙最大移近量以及位移变化曲线．３．１．１ 竖直位移变化规律不同孔隙水压力系数下的隧道顶板竖直位移云图如图３所示，隧道顶板下沉量如表１所示．由图３ａ和图３ｂ及表１发现，考虑孔隙水压力（如压力系数ｒｕ＝０．１）时，顶板竖向位移为３５．４７ｍｍ，不考虑孔隙水压力（ｒｕ＝０）时，顶板竖向位移为９．８３ｍｍ，相对变化率为７２．２９％，这说明考虑孔隙水压力与不考虑孔隙水压力计算的结果相差甚远．因此，在进行隧道顶板围岩变形分析时应考虑孔隙水压力的作用，否则会严重低估顶板下沉量，造成计算结果精度不高．结合图３ｂ～图３ｄ以及表１发现，当孔隙水压力系数ｒｕ从０．１增大到０．３时，隧道顶板最大下沉量从３５．４７ｍｍ增大到８５．５６ｍｍ，增大了５０．０９ｍｍ；当孔隙水压力系数ｒｕ从０．３增大到０．５时，隧道顶板最大下沉量从８５．５６ｍｍ增大到１５６．０９ｍｍ，增大了７０．５３ｍｍ．这说明孔隙水压力对隧道顶板围岩变形的影响极大，隧道顶部裂隙中富含的孔隙水越多，作用在隧道顶板的孔隙水压力越大，这就加快了顶板的下沉速度，当顶板下沉量达到极限值时会发生破坏，进而造成严重的塌方事故．因此，针对浅埋富水隧道施工提出建议：（１）在隧道相应位置修建合理的排水沟，及时排出顶部围岩中的裂隙水，避免隧道顶部因孔隙水压力过大造成顶板承受荷载达到极限而发生破坏；（２）采用锚杆、注浆、喷混凝土层等加固措施对隧道顶板进行支护，加强隧道顶板围岩的承载能力，避免顶板围岩变形过大而发生塌方事故．图３ 不同孔隙水压力系数下的隧道顶板竖直位移云图表２ 不同孔隙水压力系数下的隧道顶板下沉量孔隙水压力系数ｒｕ００．１０．３０．５竖直方向位移量／ｍｍ９．８４３５．４７８５．５６１５６．０９３．１．２ 水平位移变化规律不同孔隙水压力系数下隧道边墙水平位移云图及移近量分别如图４和表２所示．观察图４ａ和图４ｂ８１第１期凌涛，等：考虑孔隙水作用的浅埋隧道围岩变形规律分析可知，考虑孔隙水压力（ｒｕ＝０．１）与不考虑孔隙水压力（ｒｕ＝０）时的水平位移分别为１９．８７ｍｍ和６．１３ｍｍ，相对变化率为６９．１５％．这说明在隧道边墙变形分析中必须考虑孔隙水压力的作用，否则会严重低估隧道边墙移近量，造成计算结果误差过大．从图４ｂ～图４ｄ以及表２看出，当孔隙水压力系数ｒｕ从０．１增大到０．３时，隧道边墙位移量从１９．８７ｍｍ增加到４４．４９ｍｍ，增加了２４．６２ｍｍ；当孔隙水压力系数ｒｕ从０．３增大到０．５时，隧道边墙位移量从４４．４９ｍｍ增大到７６．９２ｍｍ，增大了３２．４３ｍｍ．由此可见，孔隙水压力对隧道边墙移近量具有显著影响，随着孔隙水压力系数逐渐增大，隧道边墙移近量也不断增大．这是由于富水隧道边墙裂隙富含的孔隙水越多，作用在隧道边墙区域的孔隙水压力越大，导致边墙移近量不断增大，当边墙承载能力达到极限时会发生片帮事故．因此，针对富水浅埋隧道施工提出建议：（１）加强隧道内尤其是两帮边墙的排水，最大限度减小隧道裂隙中的孔隙水，进而减小孔隙水压力对隧道边墙围岩的影响；（２）采用注浆、喷混凝土层、锚杆等对隧道两帮加强支护，提高隧道边墙围岩自身的承载能力和稳定性，避免边墙塌方事故的发生．图４ 不同孔隙水压力系数下的隧道边墙水平位移云图表２ 不同孔隙水压力系数下的隧道边墙移近量孔隙水压力系数ｒｕ００．１０．３０．５水平方向位移量／ｍｍ６．１３１９．８７４４．４９７６．９２同时，对比图３和图４还可看出，隧道顶板和边墙处的竖直位移最大．以图３ｂ中顶板下沉量为例进行分析，顶板处的位移最大值为３５．４７ｍｍ，且随着与顶板距离的增大，竖直位移逐渐减小，且减小幅度变缓；以图４ｂ中边墙移近量为例进行分析，边墙处的最大移近量１９．８７ｍｍ，且越远离边墙区域，其边墙移近量就越小．这是因为隧道开挖打破了顶部和边墙围岩的原始应力平衡，导致顶部和边墙围岩应力重新分布，引起顶板和边墙处应力集中，进而顶板在顶部围岩自重以及上部荷载的作用下竖直向下移动，边墙在水平荷载作用下向隧道内部移动，情况严重时会造成顶板和边墙坍塌等事故．因此，建议在施工过程中采用锚杆、锚索、注浆等加强隧道支护，提高隧道顶板和边墙围岩的承载能力和稳定性，避免隧道发生塌方等突发性重大事故．３．２ 工程应用在潘城隧道施工中，参考本文数值模拟结果进行开挖，对隧道内不同含水情况的区域采取不同的开挖９１矿业工程研究２０２４年第３９卷方法和支护措施，经过现场监测，发现隧道顶板下沉量控制在１０ｍｍ以内，左、右边墙移近量均控制在５ｍｍ以内，监测结果如图５所示．根据《公路隧道施工技术规范》［１３］要求可知，顶板和边墙围岩变形均在安全范围内，这说明本文数值模拟结果对隧道施工起到了较好的指导作用，也进一步验证了该数值模拟计算结果的合理性．图５ 潘城隧道右线位移监测曲线４ 结论１）采用数值模拟方法分析有孔隙水压力和无孔隙水压力２种情况的顶板下沉量及边墙移近量，发现在浅埋富水隧道围岩变形及其稳定性分析时应考虑孔隙水压力作用，否则会严重低估顶板下沉量和边墙移近量的计算值．２）将数值模拟理论结果应用到潘城隧道施工现场中，隧道顶板下沉量和边墙移近量均达到规范要求，对施工起到了较好的理论指导作用，也为类似隧道的施工提供参考．参考文献：［１］田四明，王伟，巩江峰．中国铁路隧道发展与展望（含截至２０２０年底中国铁路隧道统计数据）［Ｊ］．隧道建设（中英文），２０２１，４１（２）：３０８－３２５．［２］彭学军，孙望成，饶永强，等．盾构施工对周边建筑物影响及其保护技术［Ｊ］．湖南文理学院学报（自然科学版），２０２０，３２（２）：７５－７９．［３］安永林，曾贤臣，赵丹，等．富水程度及饱水时间对隧道掌子面稳定性影响［Ｊ］．铁道科学与工程学报，２０１９，１６（５）：１２６０－１２６５．［４］孙望成，张道兵，蒋瑾，等．考虑Ｈｏｅｋ Ｂｒｏｗｎ准则的挡土墙主动土压力［Ｊ］．吉首大学学报（自然科学版），２０２１，４２（１）：６１－６５．［５］郭子红，刘新荣，朱占元．浅埋隧道围岩破裂面的极限平衡分析［Ｊ］．中南大学学报（自然科学版），２０１６，４７（９）：３２１７－３２２４．［６］赵炼恒，黄阜，孙秋红，等．浅埋偏压矩形单洞隧道围岩压力极限上限分析方法［Ｊ］．中南大学学报（自然科学版），２０１４，４５（９）：３０９３－３１０３．［７］李修磊，李金凤，杨超．黏土地层浅埋盾构隧道开挖面三维稳定性上限分析［Ｊ］．铁道学报，２０２１，４３（４）：１６６－１７４．［８］赵金鹏，谭忠盛，梁文广，等．超浅埋大跨隧道管棚支护机理及效果分析［Ｊ］．土木工程学报，２０２１，５４（增刊１）：８７－９６．［９］卢光兆，周博，徐锋，等．浅埋偏压隧道进洞施工围岩稳定分析［Ｊ］．山东大学学报（工学版），２０２１，５１（４）：６１－７０．［１０］文海家，黄健豪，袁性涵，等．基于数值试验的山岭隧道围岩稳定性ＧＩＳ ＳＶＭ预测［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２０２０，３９（增刊１）：２９２０－２９２９．［１１］王淼，安志晓，傅鸣春，等．爆破震动下地下工程围岩稳定与支护设计［Ｊ］．地下空间与工程学报，２０１５，１１（２）：５３０－５３５．［１２］ＹＵＬ，ＬＹＵＣ，ＷＡＮＧＭＮ，ｅｔａｌ．Ｔｈｒｅｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｕｐｐｅｒｂｏｕｎｄｌｉｍｉｔａｎａｌｙｓｉｓｏｆａｄｅｅｐｓｏｉｌ ｔｕｎｎｅｌｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏｐｏｒｅｐｒｅｓｓｕｒｅｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｎｏｎｌｉｎｅａｒＭｏｈｒ Ｃｏｕｌｏｍｂｃｒｉｔｅｒｉｏｎ［Ｊ］．ＣｏｍｐｕｔｅｒｓａｎｄＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃｓ，２０１９，１１２：２９３－３０１．［１３］中交第一公路工程局有限公司．公路隧道施工技术规范：ＪＴＧＦ６０—２００９［Ｓ］．北京：人民交通出版社，２００９．０２。
隧道洞口边坡稳定性分析摘要：隧道进口边坡滑坡是隧道工程中最常见的地质灾害之一，因为隧道进口边坡的安全将直接影响整个隧道施工的进度和安全。
隧道进口的结构、位置、埋深、地层岩性、施工方法等因素对隧道进口边坡的稳定性影响很大，因此很难准确判断隧道进口边坡是否稳定。
本文分析了隧道进口边坡的影响因素、破坏机理和破坏模式，总结了边坡稳定性的分析方法和处理措施。
关键词：隧道洞口边坡；影响因素；破坏机理；治理措施0 引言隧道洞口边坡滑坡是隧道工程当中最常见的地质灾害之一，因为隧道洞口处的边坡安全情况会直接影响到整个隧道施工的进展和安全性。
所以，保证隧道洞口边坡的安全稳定性是确保隧道安全有序施工的前提条件。
1 隧道洞口边坡稳定性影响因素有多种多样的因素可以影响着隧道洞口边坡的稳定性，这些因素大致可以分为两种因素，一是内部因素，另外一种是外部因素。
内部因素有：地质构造因素、岩体的性质、地应力场分布情况以及地下水情况。
外部因素有：气候条件的影响、振动荷载的变化以及人为因素等。
1.1 地质构造的影响在区域构造复杂、节理裂隙发育比较发达等地区，边坡的稳定性比较差；边坡所处的地区的地质褶皱形态和岩层的产状会直接影响边坡破坏的形式和规模；断层和节理裂隙对边坡稳定性的影响就更为巨大，某些滑坡体的滑动破坏面其实就是断层或者节理裂隙本身。
1.2岩体性质的影响岩体的性质主要指的是岩体本身的物理、化学和力学性质，边坡的稳定性与边坡岩体本身的性质也有很大的关联。
如果边坡岩体的整体性较好、致密性和强度等都比较的高，这样边坡的稳定性就会比较好；反之，如果边坡岩体的整体性较差、致密性不好、强度也很低，那么边坡的稳定性自然会比较差。
1.3 地应力的影响边坡岩体内部中的节理裂隙的发育和岩体的破坏模式与地应力的分布情况有一定的关联。
边坡内部存在的地应力主要有自重应力和构造应力两种应力，存在于岩体中的结构面会使地应力场的分布情况变得很复杂，在结构面的附近会产生应力集中现象，当应力集中的最大值达到岩体的极限强度时，岩体就会产生破坏现象。
偏压隧道洞口滑坡稳定性分析摘要：隧道工程作为交通基建领域的一项重要内容，其在公路、铁路建设中占有很重要的位置。
但隧道工程一般跨度大、施工工艺复杂，尤其是隧道洞口段围岩埋深浅、稳定性差、地质构造条件复杂，且又极易受偏压地形以及潜在的滑坡、剥落、崩塌等边坡变形破坏问题的威胁，因此，对隧道洞口边坡稳定性进行分析显得十分重要。
本文通过对湖北某高速公路某隧道偏压洞口滑坡稳定性计算分析，为隧道顺利施工提供了科学依据，并可为日后类似工程施工及研究提供有益的借鉴与参考。
关键词：隧道洞口；偏压；滑坡；稳定性分析1工程背景概述湖北某高速公路位于我国西南武陵山地区，多隧道。
其中一座隧道总长约1500m，上、下行分离布置，各两车道。
该隧道出口处于山体东南侧山坡上，呈山脊斜坡冲沟地貌，坡体自然坡度22～26°。
出口段地质为较坚硬的中风化粉砂岩和稍密状的崩坡积性碎石土和粘性土，属较软、较碎、中层夹薄层状结构围岩和散体结构围岩，上层松散覆盖层一般8～25m。
坡体范围内冲沟地表水水量随季节变化明显，雨季流量大。
地下水主要为山坡覆盖层中的孔隙水，较发育，分布于山间冲沟及残坡积、残坡积土层中，富水性变化较大，主要由大气降水补给，受大气降水影响较大。
2洞口滑坡形成过程隧道施工进行洞口外土体开挖时（尚未开挖洞口边仰坡），山体上方出现5～10cm宽、约30cm深的裂缝（见图2-1），遂停止开挖，此时正逢雨季，山体裂缝急剧发展，裂缝两侧产生错台，最大错台达75cm（见图2-2）。
经测量，滑坡体在平面上呈不规则扇形，滑坡主滑方向163°（倾向南），与隧道呈7°交角，滑坡体宽约120m，纵向长约70m，滑坡体体积约62700m3，属于中型浅层滑坡。
雨停后，为防止山坡土体进一步，山体裂缝采用粘土填充封闭，修复发生错台的截水沟，同时在裂缝外围20m增设截水沟、排水沟。
对山体状态连续观测一周后，山体基本处于稳定状态，遂继续进行隧道明洞施工。
