某超小净距隧道施工过程分析及研究

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1、90管理施工城市道桥与防洪2012年1月第1期某超小净距隧道施工过程分析及研究钱文斐(上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司，上海200092)摘要：该文通过模拟某超小净距隧道在V级围岩条件下的施工过程，针对主洞拱顶处、中夹岩处围岩变形值及支护内力值对拉锚杆内力值随开挖过程的变化趋势，提出了小净距隧道初期支护、中夹岩的设计思路及施工中的监测重点。此外，利用承载拱理论推导出小净距隧道中夹岩及二次衬砌的受力模型。共成果可为今后类似研究提供一定的借鉴。关键词：小净距隧道；中夹岩；施工过程；承载拱中图分类号：U455文献标识码：A文章编号：1009—7716

2、(2012)01—0090—040前言2分析与研究某城市隧道功能定位为机动车道、非机动车2．1围岩变形性能道服务，其中机动车道采用3车道，设计速度为小净距隧道围岩的稳定性能主要受拱顶下沉40km／h，隧道开挖净宽度约16m，考虑到隧道值及中夹岩水平位移值的影响，因此重点针对以如采用分离形式，不仅拆迁量及占地量较大进上两处围岩变形值进行分析。而影响到居民的生活，而且不利于城市景观，故2．1．1主洞拱顶下沉该隧道采用超小净距形式，中夹岩宽度约6m由图2中反映得知：左洞拱顶下沉值在工况(0．375倍开挖宽度)。本文拟通过对V级围岩条10～13，1718、右洞

3、拱顶在工况14—18增大趋势较件下的施工过程模拟分析，探究施工过程中中为明显。这说明左、右洞拱顶在各自中导洞开挖支夹岩、支护的受力性能及围岩的变形趋势，并且护过程中及临时支护拆除时围岩变形较大。这一通过对承载拱形成的分析，推导出中夹岩及二变化规律较容易理解，但需指出的是，对于临时支次衬砌的受力模型，以更好地为小净距隧道的护的拆除过程需密切关注拱顶下沉的监测，并禁设计提供理论依据。止较大范围同时拆除临时支护，这要求在拆除部分临时支护后应及时施作二衬，只有二衬强度达1模型建立到设计强度后方可继续拆除临时支护。1．1边界条件左洞拱顶最终下沉值大于右洞拱顶，这

4、是因为避免边界条件过小造成对模拟过程的失为左洞为先行洞，后行洞右洞开挖时会对左洞拱真，参照目前大多学者对边界的选取原则，此模拟顶产生叠加效应，因此在施工过程中对左洞拱顶围岩范围取开挖范围外30(毛洞开挖宽度)，同时下沉的监测相对右洞而言更为重要。左、右侧边界采用水平固定支座、底面边界采用竖2．1．2中夹岩水平位移向固定支座。由图3中反映可知：左侧中夹岩水平位移值1．2围岩物理力学参数在工况2～10，17～l8、右侧中夹岩在工况4～10、V级围岩物理力学参数取现行《规范》提供的17～l8变化趋势平缓。而左、右侧中夹岩在工况参考值的中值，围岩本构模型采用摩

5、尔一库伦模1O～17存在一个完全相反的变化趋势。左侧在工况型。1O～14逐渐增大，在工况l4～l7逐渐减小。而右侧1．3施工工序在工况1O～13逐渐减小，而在工况13一l7逐渐增该隧道采用左、右主洞均采用双侧壁导坑法大。以确保隧道施工安全及尽可能减少对中夹岩的扰经分析认为：在工况l0～14过程中，左洞中导动，具体施工工序如图1所示、表1所列。洞在进行开挖，而右洞尚未开挖，因此左侧中导洞的开挖对于左侧中夹岩而言增加临空范围，中夹收稿日期：2011-07—27岩有向左发生变形的趋势，所以当中夹岩整体向作者简介：钱文斐(1977一)，男，江苏镇江人，工程师，

6、从事地左发生位移时，右侧相对位移必然减小。在工况下岩土工程结构设计工作。＼瞽耩322ll0∞印∞∞∞∞2012年1月第1期，城市道桥与防洪管理施工91图1施工工序示意图表1施工工序过程一览表14～l7过程中右洞中导洞进行开挖，相对于前工工况施工过程工况施工过程况，右侧中导洞的开挖对于右侧中夹岩而言增加1原始地应力状态1O左洞中导洞上台阶开挖临空范围，则中夹岩便有向右发生变形的趋势，于2左洞右侧导洞开挖11左洞中导洞上台阶支护是左侧中夹岩水平位移减小，而右侧增大。3左洞右侧导洞支护12左洞中导洞下台阶开挖此外，位移变化曲线还反映出临时支护的拆4右洞左侧导

7、洞开挖13左洞中导洞下台阶支护除对中夹岩的变性影响不大。5右洞左侧导洞支护l4右洞中导洞上台阶开挖2．2支护受力性能6左洞左侧导洞开挖15右洞中导洞上台阶支护小净距隧道支护的稳定性能主要受拱顶及中7左洞左侧导洞支护16右洞中导洞下台阶开挖夹岩处支护内力及对拉锚杆受力的影响，因此重8右洞右侧导洞开挖17右洞中导洞下台阶支护9右洞右侧导洞支护l8临时支护拆除点针对以上三处内力值进行分析。2．2．1中夹岩处初期支护内力由图4中反映可知：左洞工况4～9、14—18、右洞工况513中夹岩初期支护轴力增大趋势较缓，左洞工况9～13、右洞工况1318轴力增大趋势较大

8、。这说明在各主洞中导洞开挖过程中中夹岩处初期支护内力变化较大。左侧中夹岩初期支护内力值在开挖过