施工技术
CONSTＲUCTIONTECHNOLOGY2018
年 12 月
第
47 卷增刊
基于隧道模型与监测指导黄土隧道施工技术
刘海欣 ，高宇甲 ，赵玉敏 ，韩明涛
(中建七局第四建筑有限公司 ，陕西西安 710000 )
［摘要 ］湿陷性黄土地质条件下进行隧道施工在近年来较为普遍 ，由于湿陷性黄土垂直节理 、遇 水 沉 陷 、黏 聚 力 小 、
自稳性差的特点 ，严重影响隧道施工 ，甚至造成塌方事 故 。应用有限元方法对隧道施工进行阶段划分并分析各阶
段应力应变情况
，结合隧道监控量测结果对分析结果进行耦合 ，由理论模型及实际监测结果指导隧道现场施工 。
［关键词 ］湿陷性黄土 ;隧道 ;监控量测
［中图分类号 ］ U455 ［文献标识码 ］A ［文章编号 ］1002-8498 (2018 )S2-1452-03
ConstructionTechnologyofLoessTunnelBased
onTunnelModelandMonitoring
LIUHaixin ，GAOYujia ，ZHAOYumin ，HANMingtao
(TheFourthConstructionCo． ，Ltd．ofCSCEC 7thDivision ，Xi’an，Shaanxi 710000 ，China )
Abstract :Tunnelconstructionundercollapsibleloessgeologicalconditionsismorecommoninrecentyears．Becauseof
thecharacteristicsofcollapsibleloesssuchasverticaljoints
，watersubsidence ，lowcohesionandpoorself-stability ，tunnel
constructionisseriouslyaffectedandevencollapseaccidentsoccur．Thefiniteelementmethodisusedtodividethestages
oftunnelconstructionandanalyzethestressandstrainofeachstage．Theresultsofanalysisarecoupledwiththemonitoring
resultsofthetunnel．Thetheoreticalmodelandtheactualmonitoringresultsareusedtoguidetheconstructionofthetunnel
site．
Keywords :collapsibleloess ;tunnel ;monitoringandmeasurement
［作者简介 ］刘海欣 ，工程师 ，E-mail :892991008@qq．com ［收稿日期 ］2018-08-21
1 黄土隧道监控量测研究现状
1．1 隧道监控量测特点
隧道监控量测通过对围岩和支护的变位
、应 力 应
变量测结果进行分 析
，确定隧道施工中围岩发育变化
情况
，提前对隧道施工风险进行预判加强支护及安排
后续施工
。
针对函谷关隧道特点监控量测内容及频率如表 1
所示 。
1．2 监控量测在隧道施工中的应用
近年来随着公路隧道高速发展
，现 场 监 控 量 测 及
信息反馈在隧道施工安全及过程施工动态调整等方面
起到不可替代作用
。文献 ［1］公路隧道监控量测技术
规程
，对黄土隧道监控量 测 提 供 依 据 ;文 献 ［2］详 细 介
绍了黄土地质情况下隧道工程三台阶七步开挖法施工
工艺
;文献 ［3］主 要 分 析 浅 埋 段 黄 土 隧 道 衬 砌 受 力 测
试
，研究隧 道 衬 砌 围 岩 、衬砌受力产生的应力应变状
况
;文献 ［4］新奥法 公 路 隧 道 监 控 量 测 的 内 容 及 方 法 ，
分析围岩的内部剪应变和塑性区的历时变化估计 。
隧道施工与监控量测数据处理及反馈息息相
表 1 隧道监控量测内容 、方法及频率
序号 项目名称 方法及工具
监测频率
1～15d16d～
1 个月
1～3
个月
3个月
以上
1 洞、内外观察现场观测 、
地质罗盘等 开挖后及初期支护后进行
2 周边位移 收敛计 1～2
次/d1
次/
2d1～2
次/周
1～3
次/月
3 拱顶下沉水准测量的
方 法 ，水 准
仪
、钢尺等
1～2
次/d1 次/2d1～2 次/周
1～3
次/月
4 地表下沉水准测量的
方 法 ，水 准
仪
、钢尺等开挖面距量测断面
＜2B，
1～2 次/d
开挖面距量测断面 ＜5B，
1次/2～3d
开挖面距量测断面 ＞5B，
1次/周
关，但目前针对监控量测数据多数集中在经验阶段 ，对
监控量测数据应用仅局限于隧道施工安全方面
，如 何
更全面地应用监测数据指导项目安全高质量施工尚需
进一步完善
。本文通过对国道 310 三门峡西至豫陕阶
段南移工程中函谷关隧道监控量测数据分析用于指导
现场施工
。
2 5 4 1
2 隧道施工理论分析
2．1 函谷关隧道工程概况
函谷关隧道位于灵宝市函谷关镇
，隧 道 进 出 口 段
以及洞身段基底均存在黄土地层
，基底湿陷性或承载
力较差
，易引发隧道沉降量过大 ，洞身上部存在陷穴和
塌陷对隧道施工和后期运行存在一定的安全隐患
。
函谷关隧道左线全长 1954m ，有线全长 1988m ，
隧道共设置车行横通道 2处、人行横通道 3处，开挖最
大断面宽 度
16．2m ，开 挖 面 积 150m 2。 进 出 口 明 洞 段
采用高压旋喷桩进行地基处理
，暗洞洞口段各 60m 左
右采用水 泥 土 挤 密 桩 进 行 地 基 处 理
。 隧 道 最 大 埋 深
107m ，最浅埋深 18m 。 洞 口 段 采 用 CＲD 法，洞 内 段 采
用三台阶施工方法
。
2．2 黄土隧道理论模型建立及分析
黄土隧道的 研 究 目 前 多 集 中 在 监 控 量 测 分 析 阶
段
，检测阶段影响因素较多 ，对隧道模型分析结果易产
生不利影 响
。 为 避 免 人 为 不 利 因 素 作 用 ，采 用 Midas
GTS
软件对隧道施工各阶段应力应变情况进行分析 。
隧道土质及支护参数如表 2所示 。
表 2 隧道
基于隧道模型与监测指导黄土隧道施工技术（论文）.pdf
