施工技术
CONSTＲUCTIONTECHNOLOGY2019
年 6月
第
48 卷增刊
Q 2 软塑黄土二元地层大断面隧道变形
特征及现场监测分析
*
汪新立
(中铁二十二局集团有限公司 ，北京 100000 )
［摘要 ］依托银西高铁上阁村隧道 ，基于室内试验 、数 值 计 算 、现 场 监 测 、等 手 段 ，分 析 “上 硬 下 软 ”二元地层下隧道
围岩位移演化规律
，揭示隧道围岩变形特征 。结果表明 :随着软塑黄土层的下移 ，拱顶累积沉降量逐渐减小并趋于
稳定
。当软塑黄土分布于边墙时 ，围岩软弱 ，软塑黄 土 变 形 量 大 ，变 形 时 间 长 。当软塑黄土分布于隧底时 ，隧 底 围
岩隆起值及下台阶水平收敛较大
。随着隧道穿出软塑黄土层 ，净空收敛逐渐减小并趋于稳定 。
［关键词 ］软塑黄土隧道 ;变形特征 ;二元地层 ;现场监测 ;数值分析
［中图分类号 ］U455 ［文献标识码 ］A ［文章编号 ］1002-8498 (2019 )S1-0634-05
DeformationCharacteristicsandFieldMonitoringAnalysisofLargeSection
TunnelinQ
2Soft-plasticLoessBinaryStratum
WANGXinli
(ChinaＲailwayGroupCo .，Ltd .，Beijing 100000 ，China )
Abstract :BasedontheShanggecunTunnelofYXHigh-speedＲailway ，thispaperanalysesthedisplacementevolutionlaw
oftunnelsurroundingrockunderthebinarystratumof
“upperhardandlowersoft ”andrevealsthedeformationcharacteris-
ticsoftunnelsurroundingrockbasedonlaboratorytest
，numericalcalculation ，on-sitemonitoringandothermeans.There-
sultsshowthatthecumulativesettlementofthevaultdecreasesandtendstobestablewiththedownwardmovementofthe
softplasticloesslayer.Whensoftplasticloessdistributesinthesidewall
，thesurroundingrockisweak ，thedeformationof
softplasticloessislargeandthedeformationtimeislong.Whensoftplasticloessdistributesatthebottomoftunnel
，the
upliftvalueofsurroundingrockandthehorizontalconvergenceoflowerstepsarelarger.Asthetunnelpassesthroughthe
softplasticloesslayer
，theconvergenceofclearancegraduallydecreasesandtendstobestable.
Keywords :softplasticloesstunnel ;binarystratum ;deformationcharacteristics ;sitemonitoring ;numericalanalysis
5中国铁路总公司科技研究开发计划课题 (2017G007-G ) ［作者简介 ］汪新立 ，教授级高级工程师 ［收稿日期 ］2019-05-28
0 引言
随着国家西部大开 发 战 略 的 深 入 实 施 及 “一 带 一
路
”建设的推动 ，黄土地区铁路隧道建设进入跨越式发
展的新时期
。而普通断面的隧道形式已经不能满足国
民经济发 展 的 需 要
，大 断 面 、超大断面相继涌现 。 目
前
，世界上在黄土地区建成的高速铁路只有我国的郑
西高铁和宝兰高铁
，穿越黄土分布的主要地区 ，当中含
大量黄土隧道洞群
。由于黄土结构与性状的独特性且
区域差异性大
，历来受到工程界和学术界的重视 。 新
建银西高铁为又一 座 黄 土 地 区 高 铁 项 目
，受 地 形 地 貌
和路线方 案 的 限 制
，隧道难免要穿越软塑黄土夹层 。
由于复杂的地质条 件 ，隧道在穿越软塑黄土夹层时出
现的变形特征表现出与其他隧道不相同的特点
，给 隧
道设计和施工带来困难
。
近年来 ，以大断面黄土隧道建设为契机 ，工程界和
学术界对大断面黄土隧道变形特征做了大量研究
，取得了极有价值的成果
。国内外许多学者对黄土隧道的
变形规律进行了一系列的研究与分析
，并 取 得 了 一 定
的成果
。胡晋川 ］等人通过现场监测和数值分析 ，报道
了黄土地区双连拱隧道位移特征研究
。 研 究 发 现 ，黄
土隧道围岩变形可作为判断隧道施工安全性的依据
。
Zhao 等人系统 总 结 了 我 国 高 速 铁 路 大 断 面 黄 土 隧 道
的技术特点和存在的主要问题
。 研 究 发 现 ，黄 土 隧 道
变形量大
、持续时间长 、变形速率快 、破坏具有突然性 ，
拱顶围岩 稳 定 差 。 Xue 等人通过总结现场监测资料 ，
分析了多种因素对隧道变形的影响程度 。通过隧道变
形监测
，对黄土隧道的大变形危害进行了预测和研究 。
L等人通过现场监测和有限元数值分析 ，报 道 了 黄 土
地区高速铁 路 隧 道 位 移 特 征 研 究
。 研 究 表 明 ，在 Q4，
Q3黄土地基上进行隧道施工 ，在拱 部 或 地 表 都 会 产 生
明显的变形
。他们建议在黄土地基上采用三台阶七步
开挖法
，以限制地表和地下位移 。 Zhao 依 托 郑 西 高
铁
，从设计和施工两方面阐述了高速铁路大断面黄土
隧道的关键施 工 技 术
。 研 究 结 果 表 明 ，大 断 面 黄 土 隧
道变 形 特 点 是 变 形 大
、持 续 时 间 长 、变 形 快 。 Meng
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Dexin 以宝兰客运专线为依托 ，对大断面黄土隧道变形
特征及控 制 技 术 进 行 了 研 究
。 结 果 表 明 ，Q2，Q3砂 质
黄土大断面隧道
，围岩自承能力较差 ，隧道拱顶变形量
大
，给施工带来了极大的难度
Q2软塑黄土二元地层大断面隧道变形特征及现场监测分析（论文）.pdf
