复杂地形条件下山岭隧道单口出洞施工技术

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1、2第0361卷1，年第63期月、公路工程Vo1．36，No．3HighwayEngineeringJun．，2011复杂地形条件下山岭隧道单口出洞施工技术何英伟(中铁十二局集团第七工程有限公司，湖南长沙410004)[摘要]受复杂地形条件限制，隧道单口出洞采取传统超前小导洞法出洞方案时，常会出现施工空间不足、交通不便、工效低等问题。以吉怀高速公路羊和岩2号隧道工程为实例，通过对三台阶法和传统超前小导洞法出洞进行数值模拟，对比分析了三台阶法和传统超前小导洞法出洞时支护结构的受力特征和变形规律。工程实践表明采取三台阶法出洞技术保证了隧道围岩和出口边仰坡的稳定性，有效解

2、决了复杂地形条件下出洞的技术难题。该工法可为类似工程提供类比参考。[关键词]复杂地形；单口出洞；三台阶法；稳定性[中图分类号]U455[文献标识码]B[文章编号】1674-0610(2011)03-0115一O4UnidirectionalDrivingConstructionTechnologyofMountainTunnelunderComplexTopographicConditionsHEYingwei(The7mEngineeringCo．，Ltd．ofChinaRailway12BureauGroup，Changsha，Hunan410004，Chi．

3、na)[Keywords]complextopographicconditions；Unidirectionaldrivingtechnology；threebenchingmethod：stability随着山区高速公路的大量修建，隧道所遇地形1工程概况地貌越来越复杂，交通不便、洞口施工场地不足等问题日益凸显，对于短、中隧道，常采用单口掘进施工羊和岩2号隧道位于吉怀高速公路14合同段，方案。因此，安全出洞是实现整座隧道顺利完工的为分离式隧道，怀化端洞口山体自然边坡陡峭，坡度基本保障。目前针对不同的地形条件隧道需采取不为40。～55。，隧道左洞明洞长10m，右洞明

4、洞长同的出洞方案，其中包括小导坑法与台阶法出7m，右侧边仰坡切方高达25m，为三级边坡，土质洞¨等方案，这些出洞方案的实施有效地解决了为强风化泥质粉砂岩，水平层状，岩体呈碎裂结构，隧道洞口施工空间不足、交通不便等问题，对保障隧岩石遇水易风化、剥落，对洞口坡面的稳定性极为不道结构及施工安全、加快施工进展起到了积极的作利，且边仰坡的防护工程量较大。用，创造了良好的工期效益、经济效益和社会效益。隧道洞口段原设计均有长管棚，进洞时可在长隧道设计中，通常只对隧道进出口支护型式进管棚的保护下开挖。出口端因受地形条件限制和重行设计，未对出洞方案进行明确说明，而传统的出洞新布置风

5、水电成本高且进度慢等因素影响，为降低方案一般采用超前小导洞法¨。，小导坑贯通后将成本、加快进度并确保安全，根据“早进洞、晚出洞”风、水、电从洞内拉至洞外，然后出洞改成进洞施工的原则，尽量不刷或少刷坡，保持山体的原始平衡，进行。由于施工断面较小，可保证出洞施工期间的避免洞口塌方，结合洞口实际地质地形情况，选择从施工安全，但是存在施工缓慢，工效低等问题，特别吉首端向怀化端单头掘进贯通隧道。施工距出洞口是隧道口洞门位于悬崖边等位置，出洞后洞口难以l0～15m时，根据围岩条件选择合适的施工方案出提供足够的施工场地，无法正常施工。因此，如何根洞，初步比选方案为三台阶法和顶设

6、小导坑出洞2据实际情况选择合理的出洞技术，值得论证和探讨。种。(收稿日期】20II一03一J7[作者简介]何英伟(1969一)。男，湖南常德人，硕士，工程师，主要从事土木工程施工与管理工作。l16公路工程36卷采用有限元ABAQUS软件对超前小导洞法和2不同出洞方案的效果分析台阶法进行三维模拟分析。隧道围岩按弹塑性材料针对现场实际情况，对羊和岩2隧道进行现场考虑，服从Mohr—Coulumb准则，初期支护、二衬及了详细调查，基于国内目前新的进出洞施工理念及管棚加固区均按线弹性材料计算，超前小导管简化施工经验o】，对可能采用超前小导洞法和三台阶为一定厚度的预支护结构

7、，其中钢拱架及锚杆作用法出洞的方案进行理论计算对比，分析三台阶法开按等效作用考虑一，钢筋网等作为安全储备，模型挖方案的可行性。中不予考虑，计算参数见表1。2．1数值模型建立表1岩体及支护材料物理力学参数计算模型左右下边界各取4．5倍洞径范围，上边界根据实际地表情况选取，隧道开挖30m，模拟示意图如图l所示。模型在、y、z方向分别约束、y、z方向位移。隧道开挖后应力释放40％，初期支护后释放60％。模型按照超前小导洞法及三台阶法施工步骤开挖，小导洞法开挖10m后开始开挖小导洞，三台阶法开挖20m后缩短一次开挖进尺。(a)超前小导洞法开挖完毕图1出洞口三维有限元模型图

8、(单位：m