大斷面地鐵隧道開挖不同支護(hù)因素影響研究

馬曉亮，楊曉東

（中交路橋建設(shè)有限公司，北京100027）

1 引言

近年來，由于現(xiàn)場實際條件的復(fù)雜性，地鐵隧道開挖引起的地表變形受很多因素影響，除巖土體自身狀況外，支護(hù)參數(shù)的選擇、施作時機(jī)、合理的施工工法、開挖進(jìn)尺等因素也對其有著重要影響。由于巖土體介質(zhì)具有非均質(zhì)、非連續(xù)、非線性的特點(diǎn)，目前數(shù)值模擬方法在研究復(fù)雜地下工程問題時具有較好的適用性【1】。本文結(jié)合實際工程，借助FLAC3D 軟件，針對大斷面隧道開挖不同支護(hù)因素的影響進(jìn)行研究。

2 工程概況

哈爾濱地鐵3 號線二期工程湘江路—會展中心區(qū)間（簡稱湘會區(qū)間）地鐵隧道暗挖段工程自湘江路站起，自南向北沿紅旗大街敷設(shè)至?xí)怪行恼局梗L721.633m，采用淺埋暗挖法施工。大斷面隧道設(shè)計開挖尺寸為寬14.15m、高10.62m、長10m，頂板埋深約10.9m，底板埋深約21.5m，穿越地層主要為粉質(zhì)黏土層、細(xì)中砂、中砂含水層、粗砂含水層。

3 計算模型及網(wǎng)格劃分

根據(jù)工程地質(zhì)的簡化模型，按照各層土所屬的類別，結(jié)合本工程相關(guān)土體的具體特性，選定模擬各層土體的相關(guān)參數(shù)，具體參數(shù)見表1。

表1 土體參數(shù)表

根據(jù)工程經(jīng)驗與圣維南原理，模型長、寬、高分別取130m、10m、65m。為保證計算精度，隧道部分及周邊受開挖影響較大的區(qū)域，網(wǎng)格單元的邊長均為1～2m，靠近邊界受開挖擾動較小的區(qū)域，網(wǎng)格單元邊長為3～5m。為了防止角點(diǎn)處產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中，在局部又進(jìn)行了網(wǎng)格細(xì)化處理，模型共劃分為45 920 單元、49 077 節(jié)點(diǎn)、55 個分組，整體計算模型與網(wǎng)格劃分情況如圖1 所示。……