隧道临近下伏承压溶腔开挖稳定性施工工法比选

隧道临近下伏承压溶腔开挖稳定性施工工法比选
刘书斌，方勇
(西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室，四川成都610031)
[摘要]临近承压溶腔对隧道开挖不利影响显著，合理的施工工法对保证隧道开挖稳定性至关重要。以某3车道公路隧道为依托，对隧道临近下伏承压溶腔时，运用全断面法、上下台阶法等6种工法开挖进行模拟。监测隧道洞周位移、隧道与溶腔间围岩竖向位移及初期支护内力，分析不同施工工法对隧道开挖稳定性的影响。计算结果表明：工法不同，拱顶下沉、水平收敛增大趋势不同，出现小幅增大的次数也不同：当前溶腔尺寸及内压条件下，最终拱顶下沉与水平收敛量大小顺序为全断面法>上下台阶法>三台阶法>侧壁导坑法>弧形导坑法>双侧壁导坑法；地层与隧道间距越大，隧道开挖对地层的影响越小，影响范围向左下、右下方扩散，隧道与溶腔间围岩的稳定性最差：双侧壁导坑法控制拱顶下沉、水平收敛、隧道与溶腔间地层竖向位移效果最好，且能降低仰拱处弯矩与初期支护偏心距，有利于洞周围岩及初支结构稳定性。

内容摘抄：

１ 工程概况
双碑隧道位于重庆市沙坪坝区双碑，双碑隧道工程全长 ４ ３７３ｍ，隧道路线中线间距为 ２０ｍ，双向 6车道，Ⅴ级围岩开挖宽度约 １6ｍ（不同级别的围岩稍有差别），停车带开挖宽度 １９. ３１ｍ。 隧道平面线形为直线，不均匀人字坡。 双碑隧道 ＹK ＋ 6８０ 断面处为 ３ 车道，围岩级别为强Ⅳ级。 隧道断面尺寸为：跨度 １５. ７７ｍ，高度 １１. 6５ｍ，初期支护混凝土强度等级为 Ｃ３０。 如图 １ 所示。

２ 数值模拟
本文采用有限差分软件 ＦＬＡＣ３Ｄ模拟不同工法的隧道开挖及初期支护施作的全部过程，过程中通过监测洞周位移和初期支护内力，来评价对于不同开挖工法开挖隧道时洞周围岩的变形及围岩和初期支护的稳定性。

３ 计算结果分析
３. １ 隧道洞周位移分析
洞周位移是反映隧道开挖后隧道洞周围岩协同初期支护同时向隧道洞内的径向位移，反映洞周围岩的形变大小，是评价洞周围岩稳定性及初期支护刚度的重要指标。 隧道洞周位移越大，隧道洞周围岩失稳坍塌的可能性就越大。 因此，有效控制隧道洞周位移对保证隧道开挖后围岩稳定至关重要。数值模拟中分别监测了拱顶下沉和拱腰水平收敛。不同开挖工法下，开挖面距离监测断面间距不断变化时，隧道拱顶下沉、水平收敛变化趋势如图 6.７所示。

４ 结语
１）工法不同，拱顶下沉、与水平收敛增大趋势不同，出现小幅增大的次数也不同；当前溶腔尺寸及内压条件下序为全断面法，最终拱顶下沉与水平收敛量大小顺＞ 上下台阶法 ＞ 三台阶法 ＞ 侧壁导坑法 ＞ 弧形导坑法 ＞ 双侧壁导坑法；双侧壁导坑法控制拱顶下沉、水平收敛效果最小，隧道洞周围岩及初支稳定性最好。

（略）

投稿会员：可爱莹