非对称小净距隧道施工顺序优化分析.pdf

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1、第4期（总第186期）No.4(SerialNo.186)2016年8月CHINAMUNICIPALENGINEERINGAug.2016DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2016.04.019非对称小净距隧道施工顺序优化分析蒋坤（大连市市政设计研究院有限责任公司，辽宁大连116001）摘要：结合在建的大连至旅顺中部通道工程，建立有限元数值模拟分析模型，针对非对称小净距隧道不同施工顺序，从拱顶下沉、水平位移、初期支护内力以及围岩塑性区方面进行对比分析。结果表明，非对称小净距隧道小断面先行、较大断面后行在控制隧道周边

2、拱顶下沉、水平围岩、初期支护结构内力以及中间岩柱整体稳定性更有效。因此，小断面先行大断面后行为非对称小净距隧道的最佳施工顺序。关键词：小净距隧道；施工顺序；数值模拟；先行洞；后行洞中图分类号：U455.4文献标志码：B文章编号：1004-4655（2016）04-0062-04小净距隧道是指隧道间的中间岩柱厚度小于2.5～19.8m，图1为隧道平面图。NK7+260JTGD70—2004《公路隧道设计规范》建议值（见NK7+380NK7+360NK7+340NK7+320NK7+300NK7+280NK7+395表1），能很好地满足特定地

3、质和地形条件、线桥隧衔接方式，有利于公路整体线形规划和线形优88渐变段50化。84北线表1两相邻隧道最小间距洞顶水沟围岩类别ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ8.25南线净距/m1.0×B1.5×B2.0×B2.5×B3.5×B4.0×B注：B为隧道开挖断面最大宽度SK7+402山顶截水沟SK7+360SK7+3401工程概况SK7+320SK7+300SK7+280SK7+260大连至旅顺中部通道工程位于大连市西部区域，起始于甘井子区红凌路与金柳路交叉口，终止于甘井子区姜水路，路线全长24.97km，包图1隧道平面图（m）括隧道8座7.42km。其中3号隧道

4、是大连至旅隧道按新奥法设计和施工，采用复合式衬砌顺中部通道工程的一部分，隧道南线起止桩号为结构，以锚杆、湿喷混凝土等为初期支护，并辅SK6+477～SK7+402，全长925m；隧道北线起止以钢拱架、大管棚、注浆小导管等支护措施，加桩号为NK6+484.5~NK7+395，全长910.5m。宽段3车道隧道支护参数为：初期支护采用喷射由于受线形及地形的限制，3号隧道的北线出厚为29cm混凝土和型号为工22b钢支撑联合支口存在加宽段，形成北线为3车道而南线为2车护，二次衬砌采用模筑厚度为60cm的钢筋混凝土；道的非对称结构，隧道北线加宽段和南

5、线中间岩两车道初期支护采用喷射厚为27cm混凝土和型号柱的净距为5.83～16.85m，隧道加宽段的埋深为为工20b钢支撑联合支护，二次衬砌采用模筑厚度为50cm的钢筋混凝土。根据地质勘探资料隧收稿日期：2016-05-10道围岩级别为Ⅴ级，为中风化石英岩夹板岩。图作者简介：蒋坤（1980—），男，高级工程师，博士，主要从事岩土隧道及地下结构方面的研究设计工作。2为非对称小净距隧道横断面图。62蒋坤：非对称小净距隧道施工顺序优化分析2016年第4期R80072'20'27'R80066'25'20'R520110'21'9'R600R60

6、0790.5601029R520700.8501027110'21'9'98.366'14'20'122595.295.21.50%1.50%2912607187186012292710505205205010271638.1583~16851214图2非对称小净距隧道结构横断面图（cm）2隧道施工方案对非对称小净距隧道施工顺序优化时，主要研隧道施工方案根据地形、地质条件、隧道埋深、究以下2种方案组合：方案一，先大后小，即先衬砌类型、断面形状及跨度、施工技术条件等因素CD法施工3车道隧道，后环形开挖预留核心法施综合确定。根据工程特征，3车

7、道隧道采用CD法工2车道隧道；方案二，先小后大，即先环形开挖施工，2车道隧道采用环形开挖预留核心土法施工。预留核心法施工2车道隧道，后CD法施工3车道CD法施工工序共分10步（见图3）；环形开挖预隧道。留核心土法施工工序共分6步（见图4）。3非对称小净距隧道动态数值模拟分析3.1模型建立2计算模型选取NK7+320～SK7+320断面，隧10610道埋深约为20m，中间岩柱厚度约6.0m，围岩级125别为Ⅴ级。根据地下结构的计算原理，隧道开挖影9响范围为洞径的3~5倍，模型左右边界约为隧道开挖跨度的5倍。为简化影响因素，上边界至地表自34

8、1078由面，假设地表为水平状态，下边界至开挖洞底距410离约为4倍洞高。图5为数值计算模型。48注：1为左侧导坑上台阶；2为施工上台阶初期支护和临时支护；3为开挖左侧导坑下台阶；4为施工下台