不同開挖方式下淺埋隧道施工數值模擬分析

李茂良， 龍欽初

(1.湖南湘潭公路橋梁建設有限責任公司， 湖南 湘潭　411104；　2.湘潭市公路管理局， 湖南 湘潭　411100)

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不同開挖方式下淺埋隧道施工數值模擬分析

李茂良1， 龍欽初2

(1.湖南湘潭公路橋梁建設有限責任公司， 湖南 湘潭411104；2.湘潭市公路管理局， 湖南 湘潭411100)

摘要：伴隨著交通基礎設施的發展，層狀圍巖淺埋隧道在交通工程建設領域中越來越頻繁地出現，而圍巖穩定性對于淺埋隧道的施工尤為重要。以某隧道為例，利用數值模擬的方法研究不同開挖方法對淺埋隧道層狀圍巖力學特征的影響，從而合理地選擇開挖方法指導層狀圍巖淺埋隧道的施工。

關鍵詞：隧道施工； 層狀圍巖； 開挖方案； 數值模擬； 力學特征

0引言

伴隨著交通基礎設施的發展，層狀圍巖淺埋隧道在交通工程建設領域中越來越頻繁地出現，淺埋隧道圍巖穩定性一直是隧道工程研究的重點之一。圍巖不穩定主要表現為巖爆、圍巖或者襯砌開裂、頂板塌落、邊墻擠入、底板隆起、地表沉降過大等，在隧道施工開挖過程中，圍巖不穩定可能會誘發隧道塌方災害，造成人員傷亡和施工機具損毀以致于財產損失，對社會造成不利的影響。因此，為確保隧道施工安全順利的推進，近年來國內外眾多學者對淺埋隧道圍巖穩定性做了大量的研究，并得到了相應的科研成果。Dias D和Janin J P(1991)[1]利用三維數值模擬的方法，研究了隧道掌子面在壓力盾構作業下的穩定性；Anagnostou和Kovári(1994)[2]通過建立三維模形對隧道掌子面的圍巖穩定性進行了分析，推導了圍巖力學平衡方程，得出確保掌子面穩定的最小支護力；……