隧道施工对围岩应力变形的分析.pdf

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1、第４２卷，第３期公路工程Ｖｏｌ．４２，Ｎｏ．３２０１７年６月ＨｉｇｈｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＪｕｎ．，２０１７隧道施工对围岩应力变形的分析向彩林（湖南省交通科学研究院，湖南长沙４１０００５）［摘要］以某高速公路隧道开挖和支护为工程背景，通过数值模拟方法分析上下台阶法、交叉中隔壁法和三台阶法３种施工方法情况下，隧道围岩的变形情况以及对支护时机的影响。设置不同的应力释放率方案，得到上台阶开挖、初衬施工步、核心土开挖和仰拱施工的应力释放率分别为５０％，３０％，５％和５％。采用上下台阶留核心土法施工最多允许释放９０％的原岩应力，而采用三台阶法和交叉中隔壁法施工时分别为９０．５％和９１％。隧道的施

2、工方法对掌子面和二次衬砌之间的允许距离具有较为显著的影响，交叉中隔壁施工方法允许掌子面和二次衬砌之间的距离最大，从而延缓二衬衬砌的支护时间。选取Ｖ级围岩中的上下台阶留核心土法的掌子面和二次衬砌之间的距离作为参考值，则需对其他开挖方法的掌子面和二次衬砌之间的距离进行修正，分别为：交叉中隔壁法１５３，三台阶法１．１４。［关键词］开挖工法；隧道围岩；应力变形；台阶开挖＋［中图分类号］Ｕ４５６．３１［文献标识码］Ａ［文章编号］１６７４—０６１０（２０１７）０３—０１８７—０５ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅＥｘｃａｖａｔｉｏｎｏｎｔｈｅＳｔｒｅｓｓａｎｄＤｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆＳｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ

3、ＲｏｃｋＭａｓｓｏｆＴｕｎｎｅｌＸＩＡＮＧＣａｉｌｉｎ（ＨｕｎａｎＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈａｎｇｓｈａ，Ｈｕｎａｎ４１０００５，Ｃｈｉｎａ）［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｅｔｕｎｎｅｌｅｘｃａｖａｔｉｏｎａｎｄｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｏｆａｎｅｘｐｒｅｓｓｗａｙｉｓｔａｋｅｎａｓｔｈｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ，ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｘｃａｖａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｕｐａｎｄｄｏｗｎｔｈｅｓｔｅｐｓｅｘｃａｖａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｃｒｏｓｓｉｎｇｅｘｃ

4、ａｖａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｎｄｔｈｒｅｅｓｔｅｐｓｅｘｃａｖａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｒｅｕｓｅｄｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋａｎｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｔｉｍｅ．Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔｒｅｓｓｒｅｌｅａｓｅｒａｔｅｐｌａｎｓａｒｅｓｅｔｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｓｔｒｅｓｓｒｅｌｅａｓｅｒａｔｅｏｆ５０％，３０％，５％ａｎｄ５％ｆｏｒｅａｒｌｙｓｔｅｐｓｅｘｃａｖａｔｉｏｎ，ｌｉｎｉｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓｔｅｐ，ｔｈｅｃｏｒｅｏｆｓｏｉｌｅｘｃａｖａｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃ

5、ｔｉｏｎｏｆｉｎｖｅｒｔｅｄａｒｃｈ．Ｔｈｅｓｔｒｅｓｓｒｅｌｅａｓｅｒａｔｅｆｏｒｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓｏｆｔｈｒｅｅｓｔｅｐｓａｎｄｃｒｏｓｓｔｈｅｄｏｏｒｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｒｅｌｉｍｉｔｅｄｔｏ９０．５％ａｎｄ９１％．Ｔｕｎｎｅｌｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｈａｓｇｒｅａｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅａｌｌｏｗｅｄｄｉｓｔａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｅｃｏｎｄａｒｙｌｉｎｉｎｇａｎｄｔｈｅｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓｐｌａｎｅ．Ｔｈｅａｌｌｏｗｅｄｄｉｓｔａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｅｃｏｎｄａｒｙｌｉｎｉｎｇａｎｄｔｈｅｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓｐｌａｎｅｕｎｄｅｒｔｈ

6、ｅｃｒｏｓｓｉｎｇｍｅｔｈｏｄｉｓｔｈｅｌａｒｇｅｓｔ，ｓｏｔｈｅｒｅｔａｉｎｉｎｇｔｉｍｅｏｆｓｅｃｏｎｄｌｉｎｉｎｇｌｉｎｉｎｇｃａｎｂｅｄｅｌａｙｅｄ．ＩｆｔｈｅｕｐａｎｄｄｏｗｎｓｔｅｐｓｗｈｉｌｅｋｅｅｐｉｎｇｃｏｒｅｓｏｉｌｍｅｔｈｏｄｉｓｔａｋｅｎａｓｔｈｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｄａｔｕｍｍｅｔｈｏｄｉｎＶｌｅｖｅｌｏｆｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｍａｓｓ，ｔｈｅｎｔｈｅｒｅｖｉｓｅｄｖａｌｕｅｓｆｏｒｔｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｅｃｏｎｄｌｉｎｉｎｇ，ｔｈｅｉｎｖｅｒｔｅｄａｒｃｈａｎｄｔｈｅｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓｏｆｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｍａｓｓｄｕｅ

7、ｔｏｔｈｅｃｈｏｓｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｅｔｈｏｄａｒｅａｓｆｏｌｌｏｗ，ｕｐａｎｄｄｏｗｎｓｔｅｐｓｗｈｉｌｅｋｅｅｐｉｎｇｃｏｒｅｓｏｉｌｍｅｔｈｏｄｉｓ１．０，ｔｈｒｅｅｓｔｅｐｓｍｅｔｈｏｄｉｓ１１４ａｎｄｃｒｏｓｓｉｎｇｍｅｔｈｏｄｉｓ１．５３．［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ｅｘｃａｖａｔｉｏｎｓｔｙｌｅ；ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｍａｓｓｏｆｔｕｎｎｅｌ；ｓｔｒｅｓｓａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ；