超大斷面淺埋隧道雙側壁導坑法及其優化設計

劉榮欣，劉忠凱，劉春舵

（中海建筑有限公司， 廣東 深圳 510000）

1 工程實例

1.1 工程概況

貴州省黔南地區師院隧道為超大斷面淺埋隧道，全長204 m，最大埋深28 m 左右，單洞開挖寬度23.82 m，斷面開挖面積313.81 m2。

隧區屬于溶蝕、剝蝕中低山地貌區，線路通過溶蝕殘丘、斜坡剝蝕坡地地帶，山林呈南北向條帶，線路呈東西向。 圍巖級別為Ⅴ級，地質條件較差。

1.2 初選施工方法

根據師院隧道實際情況， 查閱相關文獻和JT6/TD70—2010《公路隧道設計細則》相關規定，選用對圍巖擾動小的雙側壁導坑六步法將隧道化零為整，分部開挖。 每開挖一步均施作一圈支護結構，最終形成封閉成環的永久支護結構。 雙側壁導坑六步法施工每臺階的步距均為3 m，施工示意圖見圖1。

圖1 雙側壁導坑六步法

2 數值計算與結果分析

采用MIDAS/GTS 數值分析軟件進行數值模擬，分析雙側壁導坑六步法對超大斷面隧道圍巖穩定性的影響，通過分析拱頂下沉、周邊圍巖收斂、圍巖應力的范圍評價改進開挖方法。 選取K0+488 斷面進行分析。

2.1 計算參數

根據地勘報告，選取最低值作為巖土體物理力學參數，這樣計算所得結果偏于安全。 有限元計算模型中各材料的計算參數取值見表1。

表1 計算參數

2.2 建立模型

對施工過程進行二維數值模擬， 以X-Y 軸所在平面為模型分析空間平面， 各施工步驟均嚴格按照實際施工過程模擬。

2.3 初步結果分析

根據數值模擬結果，使用雙側壁導坑六步法施工，最終Y 方向位移沉降為15.35 mm，沉降位移較大，而且施工中存在爆破震動、降水等不確定因素的影響。……