山岭隧道主洞与联络道交叉段稳定性分析

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1、山岭隧道主洞与联络道交叉段稳定性分析１２邓稀，周亭秀（１．四川省建筑科学研究院，四川成都６１００８１；２．四川科技职业学院，四川成都６１１７４５）摘要：以实际山岭隧道工程为背景，运用有限差分软件明确了交叉连接段的围岩位移及衬砌结构受力随开挖方式３Ｄ［２］ＦＬＡＣ分别研究了主洞和联络通道在不同施工工法以及不的演化过程。同开挖进尺下主洞与联络通道交叉段的沉降及应力演化过1工程概况程，并通过对隧道交叉段的稳定性分析来优化施工方法及参数。某山岭隧道因安全性要求需设置联络通道，该隧道交叉关键词：山岭隧道；联络通道；交叉段；稳定性分析段

2、岩层属于硬质岩、条带状混合岩，岩层节理发育，属ＩＶ级中图分类号：Ｕ４５６文献标志码：Ｂ围岩，埋深为７７ｍ。该山岭隧道主洞采用曲墙拱形式，车行文章编号：１６７２－４０１１（２０１７）０４－００７０－０３横洞断面形式为直墙拱，主隧道开挖断面宽度Ｂ为１５畅２ｍ，ＤＯＩ：１０畅３９６９／ｊ畅ｉｓｓｎ畅１６７２－４０１１畅２０１７畅０４畅０３２洞高Ｈ为１０畅２ｍ；横通道开挖断面宽度Ｂ为６畅３ｍ，洞高Ｈ优先出版时间：２０１７－０４－０６１２∶１８为７畅２ｍ。优先出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／2计算模型及荷载

3、边界条件ｄｅｔａｉｌ／５１．１１７５．ＴＵ．２０１７０４０６．１２１８．００４．ｈｔｍｌ根据该隧道具体施工方案，采用数值模拟方法，评估主TheStabilityAnalysisoftheIntersectionbetween洞与联络通道交叉段的结构失效风险。基于有限元软件MaintainTunnelanditsConnectedPassage－wayＡＢＡＱＵＳ平台建立交叉隧道实体模型，再运用岩土与隧道工３Ｄ１２程有限差分软件ＦＬＡＣ对该隧道主洞与联络通道交叉段的DENGXi，ZHOUTing－xiu施工过程进行研究分析。三

4、维实体模型及隧道交叉模型如（１．ＳｉｃｈｕａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＢｕｉｌｄｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈ，Ｃｈｅｎｇｄｕ，图１所示。６１００８１，Ｃｈｉｎａ；２．ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｆｏｒＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ该山岭隧道主洞与联络通道交叉段的结构均采用弹性Ｓｉｃｈｕａｎ，Ｃｈｅｎｇｄｕ，６１１７４５，Ｃｈｉｎａ）实体单元进行模拟，地应力场按自重应力场考虑。岩土体的Abstract：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｔａｋｅｓｔｈｅａｃｔｕａｌｍｏｎｔａｉｎｔｕｎｎｅｌａｓｂａｃｋ-３Ｄ模拟选用三维六面体实体单元，尺寸为：长（Ｘ向）

5、×宽（Ｙｇｒｏｕｎｄ，．ａｎｄｕｓｅｓｔｈｅｆｉｎｉｔｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｏｆｔｗａｒｅＦＬＡＣｔｏｓｉｍｕ-向）×高（Ｚ向）＝１８８ｍ×１２０ｍ×１４０ｍ。ｌａｔｅｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｃｈａｎｇｉｎｉｇｏｆｓｔｒｅｓｓｏｆｉｎｆａｌｌｂｅｔｗｅｅｎｍｏｎ-在计算模型中，采用位移边界条件，底面为竖向约束，四ｔａｉｎｔｕｎｎｅｌａｎｄｉｔｓｃｏｎｎｅｃｔｅｄｐａｓｓａｇｅ－ｗａｙｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎ-周为法向约束。综合本隧道设计说明及地质资料，并参考ｄｉｔｉｏｎｓ，ｓｕｃｈａｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃ

6、ｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｘｃａｖａ-ＴＢ１００３－２００５枟铁路隧道设计规范枠中围岩的物理力学参ｔｉｏｎｃｙｃｌｅｆｏｏｔａｇｅｏｆｍａｉｎｔｕｎｎｅｌａｎｄｃｏｎｎｅｃｔｅｄｐａｓｓａｇｅ－ｗａｙ．数，模型所取土层深度范围内的岩土层计算参数选取如表１Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｏｐｔｉｍｉｚｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｎｄｐａｒａｍｅｔｅｒｓ所示，结构计算参数如表２所示。ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｓｅｃｕｒｉｔｙｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓKeywords：ｍｏｕｎｔａｉ

7、ｎｔｕｎｎｅｌｓ；ｃｏｎｎｅｃｔｅｄｐａｓｓａｇｅ－ｗａｙ；Ｔｕｎｎｅｌｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎ；ｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓ0前言近年来，随着国民经济的快速发展需要，山岭隧道的建［１］设越来越多，并向“长、大、深”的趋势发展。为满足隧道ａ）三维实体模型安全性要求，应在长大隧道内设置一个或多个联络通道。隧道主洞与联络通道交叉段围岩受到多次开挖的扰动，施工力学复杂，并具有明显的空间效应，因此，研究山岭隧道主洞与联络通道交叉处的衬砌结构及围岩稳定性具有重要实际意义。从宏观上研究了隧道交叉连接段的动态施工力学行为，收稿日期：

8、２０１７－３－２０作者简介：邓稀（１９９０－），男，四川南充人，助理工程师，硕士，主要从ｂ）隧道交叉段示意模型事岩土工程设计与检测工作。图１模型示意图·７０·表１岩土层计算参数层厚重度弹性模量粘聚力内摩擦编号岩性泊松比－３／ｍ／（ｋＮ·ｍ）ＧＰａ／ＭＰａ角／（°）１上部碎石１３２２畅１０１