隧道洞口边坡变形控制与数值分析

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【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。

公路隧道洞口顺层边坡变形规律分析
胡仕明;杨伟红;李涛;李昕堃
【期刊名称】《岩土工程技术》
【年(卷),期】2022(36)6
【摘要】隧道洞口段顺层边坡地质条件复杂,开挖施工易引发边、仰坡的变形。

通过监测磨子坪隧道右线出口洞口段施工过程,总结坡体和隧道的变形规律,并评估加固措施的有效性。

结果表明,上层土体与洞内围岩变形随着施工逐渐增大,所处断面开挖时监测点变形急增;上层土体、土–岩交界处位移明显大于基岩,有顺层滑坡风险,隧道拱肩与拱顶部位变形最大,需要加强支护;通过顺层边坡进入基岩段、洞口仰拱封闭后,坡体、隧道围岩变形逐渐趋于稳定。

研究可为隧道洞口段顺层边坡开挖施工提供实践经验。

【总页数】6页(P477-482)
【作者】胡仕明;杨伟红;李涛;李昕堃
【作者单位】中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院;中冶建筑研究总院有限公司【正文语种】中文
【中图分类】U45
【相关文献】
1.高速公路隧道洞口段仰坡沉降变形监测分析与预测
2.厦蓉高速公路某隧道洞口段开挖对仰坡变形影响的数值分析
3.鄂北地区隧道洞口坡积土边、仰坡变形机制与进洞技术研究
4.山区高速公路隧道出洞口爆破振动对洞口边坡的影响分析
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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。

《河南水利与南水北调》2023年第7期施工技术隧洞开挖下的边坡变形灰色预测分析程书文（河南省水利第二工程局，河南郑州450016）摘要：隧洞是常见的水利工程结构形式。

在开挖过程中受施工条件和受力形式变化的影响，隧洞进出口边坡会产生一定的变形，一旦变形过大，会对工程安全造成不利影响。

及时监测和预测边坡变形具有重要的工程意义。

针对隧洞开挖过程中的边坡变形预测问题，引入灰色预测模型，通过构建经典灰色预测的GM （1，1）模型，基于实测点位的变形数据，对未来的变形趋势进行预测。

选取某输水隧洞实例进行分析，在该隧洞开挖的进出口边坡上设置若干监测点，记录监测点的水平、垂直位移数据，采用文章提出的灰色预测模型对监测点位的变形进行预测，并将预测值和实测值进行对比。

结果表明预测的位移量与真实的位移量相差较小，误差均在5%以内，可以较好地实现隧洞开挖过程中边坡位移的预测，具有较高的预测精度。

提出的边坡变形灰色预测分析模型可以较好实现隧洞开挖下的变形预测，方法简单实用，可为隧洞开挖过程中的变形控制提供技术支持，可在类似工程中推广应用。

关键词：隧洞开挖；边坡变形；预测；GM （1，1）模型中图分类号：P642.22文献标识码：A文章编号：1673-8853（2023）07-0072-02Gray Prediction Analysis of Slope Deformation under Tunnel ExcavationCHENG Shuwen（Henan NO.2Hydraulic Engineering Bureau,Zhengzhou 450016,China ）Abstract：Tunnel is a common structural form of hydraulic engineering.In the excavation process,the slope at the entrance and exit of the tunnel will be deformed to a certain extent due to the changes of construction conditions and stress forms.Once the deformation is too large,it will adversely affect the engineering safety.It is of great engineering significance to monitor and predict the slope deformation in time.engineering significance.Aiming at the problem of slope deformation prediction in the process of tunnel excavation,a gray prediction model is introduced in this paper.The future deformation trend is predicted based on the deformation data of the measured points by constructing the GM(1,1)Model of classic gray prediction.An example of a water conveyance tunnel is selected for analysis.Several monitoring points are set on the entrance and exit slopes of the tunnel excavation,and the horizontal and vertical displacement data of the monitoring points are recorded.The gray prediction model proposed in this paper is used to predict the deformation of the monitoring points and to compare the predicted value with the measured value.The results show that the difference between the predicted displacement and the real displacement is small,and the errors are all within 5%.The gray prediction analysis model of slope deformation proposed in this paper can better realize the deformation prediction under tunnel excavation.Themethod is simple and practical,and it can provide technical support for deformation control in the process of tunnel excavation.Key words：tunnel excavation;slope deformation;predict;GM(1,1)Model作者简介：程书文（1980.11—），男，工程师，主研水利工程施工管理。

关于隧道洞口施工对边坡稳定性影响的预测分析摘要：隧道工程主要包括公路隧道、铁路隧道以及城市地铁。

边坡则主要包括隧道洞口门顶部的仰坡和进出隧道时洞口门外的边坡。

在隧道洞口施工过程中，由于没有固定的规范可循、又极易受到外界环境的影响、并且隧道与边坡关系密切，使得隧道洞口工程施工中极易引发洞口边坡的滑坡、坍塌、剥落等现象。

并且，在我国目前的隧道洞口施工中，关于边坡稳定性的预测分析研究还存在一定的问题，如：对边坡岩体的认识不足、没有完善的规范标准、对边坡失稳的重视不足等。

在隧道洞口施工中，边坡稳定性分析就异常重要，预测分析隧道洞口施工对边坡稳定性影响的方法主要有：数值分析法、极限平衡法、边坡稳定性优势面分析法、人工智能法、渐进破坏理论、位移反分析方法等。

关键词：隧道施工；洞口边坡；边坡稳定性分析Abstract: the tunnel project mainly including road tunnel, railway tunnel as well as the city subway. The slope is mainly includes the door at the top of the tunnel up slope and in and out of the hole of the door when tunnel slope. In the tunnel construction process, because no fixed standard may follow, and vulnerable to external environment, and the influence of the tunnel and slope relationship close, make the hole to the construction of the tunnel is caused extremely easily the mouth of the cave slope of the landslide, collapse, pineapple phenomenon. And, at present in China in the construction of the tunnel hole, about the stability of the slope forecast analysis research still, there are some problems, such as: on the slope rock mass, inadequate understanding of, and no perfect standards, to the attention of the slope slide is insufficient, etc. In the tunnel construction of the mouth of the cave, the slope stability analysis is an important exception, forecast analysis the tunnel construction on the slope stability influence methods include numerical analysis method, the limit equilibrium method, the stability of the slope surface analysis method, the advantages of artificial intelligence method, the gradual damage theory, the displacement back analysis method and so on.Keywords: tunnel construction; The mouth of the cave slope; The slope stability analysis随着经济的发展，山区高速公路、铁路、城市地铁等交通运输工程越来越多。