非对称连拱隧道不同开挖方案的比较分析.pdf

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1、第32卷第5期矿冶工程V01．32№52012年10月MININGANDMETALLURGICALENGINEERING0ctober2012非对称连拱隧道不同开挖方案的比较分析①聂善文，张端良，樊帅，杨大林，陈赘(1．湖南省高速公路管理局，湖南长沙410001；2．长沙理工大学交通运输工程学院，湖南长沙410004)摘要：根据某高速公路非对称连拱隧道衬砌结构形式，针对地表平、地表顺倾斜和地表逆倾斜等地表倾斜情况建立了相应的有限元分析模型，选取围岩稳定性、衬砌安全性和偏压情况等反映隧道稳定性的性能指标，

2、采用数值模拟方法综合分析了不同地表倾斜情况下不同开挖方案对隧道稳定性的影响。结果表明，地表倾斜状况显著影响非对称连拱隧道围岩和衬砌的受力和变形情况，非对称连拱隧道地表平时应采用先大洞后小洞的开挖方案，地表倾斜时必须综合考虑地表倾斜情况和大小洞的跨度差异，才能合理确定开挖方案。非对称连拱隧道隧洞开挖时，先开挖一侧的围岩应力释放会引起另一侧未开挖岩体的竖向应力增大，导致另一侧岩体开挖时释放的荷载也相应增大，使后开挖一侧隧洞的围岩位移和应力增大；开挖过程中应使左右洞的应力释放量尽量接近，降低最终拱顶沉降和拱顶

3、围压拉应力，确保隧道围岩稳定及衬砌结构安全。关键词：非对称连拱隧道；地表倾斜；围岩稳定；衬砌结构；开挖方案；数值分析中图分类号：TU94文献标识码：A文章编号：0253—6099(2012)05—0007—04ComparativeAnalysisofDiferentExcavationSchemesforAsymmetricDouble．ArchTunnelNIEShanwen．ZHANGDuan—liang。FANShuai，rANGDa—lin，CHENYun(1．HunanExpresswayA

4、dministrativeOffice，Changsha410001，Hunan，China；2．SchoolofTrafficandTransportationEngineering，ChangshaUniversityofScience&Technology，Changsha410004，Hunan，China)Abstract：Basedontheliningstructureofasymmetricdouble—archtunnelsofanexpressway，thecorresponding

5、finiteelementanalysismodelwasestablishedintermsofdifferentconditionsofgroundsurface(beingflat，upwardinclinedanddownwardinclined)．Thestabilityofsurroundingrock，safetyofliningstructureandbiaspressurewereselectedastheperformanceindicatorfortunnelstability．T

6、heimpactofdifferentexcavationschemesontunnelstabilityatdiferentcon—ditionsofgroundsurfacewascomprehensivelyanalyzedbydigitalsimulationmethod．Theresultsshowedthedifferentgroundsurfaceconditionswouldhaveagreatinfluenceonthestressanddeformationofthesurround

7、ingrockandliningstructureofasymmetricdouble—archtunnels．Thusinthecaseofgroundsurfacebeingfiat，thelargerholeshouldbeexcavatedfirst．Asfortheinclinedgroundsurface，thediferentinclinationofgroundsurfaceanddifferentspanoftwoarchesshouldbetakenintoaccountinthed

8、eterminationofexcavationscheme．Furthermore，intheconstructionofasym—metricdouble-archtunnel，thestressreleaseofsurroundingrockontheexcavatedsidewillcauseverticalstressincreasedontheunexcavatedside，resultinginanincreasedloadr