引言：

隧道工程是现代地下设施核心构成，施工时围岩变形属工程技术难题，不同开挖方式直接改变围岩应力状态与变形特征，关乎隧道稳定性。开挖方式的合理选用是保障隧道工程安全高效的关键。隧道技术持续进步，多种新型开挖方式投入工程实践，评估对围岩变形的影响是当前研究热点。本文分析不同开挖方式对围岩变形特征的作用，明确影响规律，为实际隧道工程提供理论支撑。

一、隧道开挖方式对围岩应力和变形的影响机制

隧道开挖引起的围岩稳定性问题一直是工程界关注的重点问题，合理预测并控制隧道开挖过程中的围岩变形对于确保隧道施工安全至关重要。隧道开挖是地下工程关键环节，围岩稳定性问题在隧道施工过程中备受关注，隧道开挖重塑地下应力场及围岩物理状态，引发围岩变形，严重时导致隧道坍塌或变形失稳，合理预测与控制围岩变形是确保隧道施工安全的基础。开挖方式选择直接影响围岩应力分布与变形特征，不同开挖方式在不同施工环境及地质条件下，对围岩产生的应力扰动存在差异，影响围岩变形模式。全断面开挖时围岩应力集中显著，易引发大幅变形；分段开挖则使围岩应力释放均匀，变形相对较小。围岩应力场评估是控制隧道开挖过程中围岩变形的关键。

围岩变形特征研究属隧道开挖工程重点课题，围岩力学行为受开挖方式、开挖顺序、支护结构等因素作用，实际工程中，开挖顺序合理安排影响显著。合理安排可控制围岩应力集中，减少局部破坏与变形^【1】。复杂地质条件下，分步开挖逐步释放围岩应力，可避免应力集中引发的过度变形，支护结构设计影响关键，其强度与施工方式直接关联围岩稳定性。支护结构可支撑围岩、加固隧道结构，限制过度变形，保障隧道长期稳定，现代隧道技术发展，喷射混凝土、钢支撑、锚杆加固等支护手段可提升围岩稳定性，降低开挖风险。

开挖方式与围岩变形的关联，涵盖变形规模与形态，隧道开挖后，围岩水平与竖直位移是评价变形的重要指标。开挖时围岩水平位移常早于竖直位移出现，且位移量随测线高度增加而减小，拱顶部位水平位移最小。开挖与围岩变形的关联，除开挖方式外，还与开挖部位及深度密切相关，隧道开挖设计需综合围岩变形特征，采用对应支护措施缓解变形。实际应用中，数值模拟与现场试验结合，预测不同开挖方式对围岩变形的影响，优化施工方案，保障隧道施工安全与经济性。

二、不同隧道开挖方式的数值模拟与实验分析

隧道开挖后水平位移量随测线高度的增大而减小，拱顶水平位移量最小，水平方向的变形稳定要早于竖直方向。隧道开挖后围岩变形特征随开挖方式变化存在差异，体现在水平与竖直方向的变形表现中，实验与数值模拟分析显示，开挖阶段水平位移量随测线高度增加逐步减小，拱顶部位的水平位移量处于最小值。该现象关联隧道开挖的应力分布状态，隧道开挖初期围岩应力释放不均，水平方向变形表现更为突出。拱顶部位受支护结构作用，变形幅度偏小，整体状态趋于稳定。数值模拟可直观呈现不同开挖方式下围岩的横竖双向变形差异，助力施工设计优化，选定适配的开挖顺序与支护方式，保障隧道结构稳定。

实验分析与数值模拟结合，可明晰开挖方式对围岩变形的影响，实际隧道工程中，不同开挖方式（全断面开挖、分段开挖、逐步开挖）下，围岩应力变化与变形特征差异显著。全断面开挖常致围岩应力集中，易诱发大范围变形，分段开挖可有效缓解^【2】。数值模拟可复刻开挖过程的应力状态与变形历程，分析不同开挖方式对围岩变形的影响，侧重水平方向影响。模拟结果表明，水平方向变形多早期发生，竖直方向变形滞后，为隧道开挖进度与支护策略提供参考，复杂地质条件下，选用合理开挖方式与顺序，可规避围岩过量变形，保障施工安全。

数值模拟与实验分析，可明晰开挖阶段围岩的变形规律，对应水平与竖直方向的变形差异特征，水平位移在开挖初期表现显著，开挖进程持续开展，围岩变形逐步趋于稳定。竖直位移变化常滞后于水平位移，也印证水平方向变形主导隧道整体变形状态，结合隧道施工实际经验，数值模拟可为工程设计给出精准预判，针对围岩稳定性与变形控制层面具备实际指导价值。优化开挖顺序、调整支护结构设计、完善监测措施，可有效管控围岩变形，保障隧道开挖作业安全与施工进度推进。相关研究成果在理论层面完善隧道开挖围岩变形相关认知，也为实际工程开挖方式的选型与优化提供对应理论支撑。

三、优化隧道开挖方式以控制围岩变形的策略

隧道开挖过程中，围岩变形控制至关重要。优化隧道开挖方式，选择开挖顺序与支护方式，是确保围岩稳定、提升施工安全性的途径，分析不同开挖方式对围岩变形的影响，选用开挖策略可减少围岩应力集中，降低变形风险。实际工程中，选用开挖方式可控制围岩变形，提升施工效率，降低工程成本。软弱围岩或复杂地质条件下，采用分段开挖或逐步开挖可分散围岩应力，规避局部应力集中引发的变形失稳，安排开挖进度，可保障围岩变形释放，为后续施工提供稳定支撑环境。

优化隧道开挖方式过程中，支护结构的设计发挥着不可替代的关键作用，支护结构的合理配置与布设，能够切实增强围岩整体稳定性，有效限制围岩产生过度变形与位移。研究表明，喷射混凝土、锚杆加固、钢支撑等常见支护方式，可针对不同开挖方式的受力特点提供充足支撑力，避免围岩因局部应力集中过大而引发剧烈变形与结构失稳。结合具体开挖方式的实际工况，适时调整支护结构的类型选型与强度参数，是实现围岩变形精准控制的核心关键^【3】。全断面开挖施工时，围岩应力释放速度快且释放范围广，支护结构需具备更强的整体支撑能力与抗变形韧性，以有效抵抗较大的围岩变形压力。分段开挖作业中，支护结构可采用更为灵活的布设方式，通过分阶段逐步加固、针对性局部支撑的手段，动态应对围岩受力状态与变形特征的变化。

数值模拟与实时监测技术的应用，为隧道开挖方式优化提供了更为可靠且精准的技术依据，建立贴合实际地质条件的围岩变形数值模型，结合现场实时采集的围岩变形监测数据，可动态预测并推演开挖过程中围岩的应力分布特征和变形发展趋势，为施工全过程的关键决策提供扎实的科学支撑。实时监测系统可全天候不间断采集围岩的变形数据与受力信息，并快速与数值模拟输出结果开展比对分析，据此及时优化调整开挖参数与支护结构设计方案，保障围岩始终处于稳定状态。依托这类智能化的施工优化方案，可实时精准掌控隧道开挖全过程的围岩变形动态，为突发地质问题与工程隐患的处置提供快速响应机制。

结语：

本文探讨隧道开挖方式对围岩变形的影响及关联控制策略，分析不同开挖方式对围岩应力与变形的作用机制，融合数值模拟与实验分析，揭示开挖方式对围岩稳定性的影响。匹配开挖方式与支护结构，适配科学开挖顺序，可优化围岩变形控制，保障隧道施工安全与高效。未来研究可深化数值模拟与实时监测技术应用，为隧道开挖提供适配的优化方案。

参考文献：

[1]蒲振华.浅埋暗挖双隧道施工加固措施对地层与管线的影响分析[J].科技与创新,2025,(12):127-130.

[2]张锦峰.小断面隧道交叉段安全稳定性分析[D].北方工业大学,2025.

[3]刘璟仪.大断面隧道穿越破碎带围岩稳定性分析与锚杆效应研究[D].哈尔滨工业大学,2025.

作者简介：高亮，男，（1991年12月），汉族，本科学历，益阳市桃江县，研究方向：探矿工程师。