中导洞法施工双连拱隧道的数值模拟分析.pdf

第19卷3期 中 国 煤 田 地 质 Vol.19No.3 2007年 6月 COALGEOLOGYOFCHINA Jun. 2007 文章编号: ( ) 1004-9177200703-0046-04 “中导洞”法施工双连拱隧道的数值模拟分析 1 2 3 3 魏焕成 ,习小华 ,邓念东 ,杨兴利 (陕西能源职业技术学院,陕西 咸阳 ; 江西省交通科学研究院,江西 南昌 1. 7120002. 330038; 西安科技大学地质与环境工程系,陕西 西安 )) 3. 710054 摘 要 以高速公路双连拱隧道工程为例,以围岩稳定性评价为主线,以保证围岩稳定和指导施工为目的,运用 : FLAC3D软件对隧道 “中导洞”法施工过程进行数值模拟。对施工和运行期间的整体稳定性进行了分析,提出了相应 的工程措施。结合现场监测数据验证了模拟结果,为港口连拱隧道施工提供了有效指导。 关键词 数值模拟;围岩稳定性;中导洞施工;双连拱隧道 : 中图分类号: ; 文献标识码: P628.3U452.11 A 隧道围岩稳定性评价和隧道开挖后应力重新分 干扰少,省去了侧导洞开挖和部分初支护及其拆除 布特征研究一直是工程地质学者研究的重要课题 工序,施工空间较大,便于使用大型机械设备,施工 [1] 。大跨度高速公路隧道的开挖,势必引起隧道围岩 安全,速度较快,投入较少,成本较低。不足之处是中 变形场和应力场的改变,过大的变形和应力集中都 墙易产生下沉,拱部和侧墙沉降较大,且中墙和拱 会造成围岩的破坏,对隧道的稳定性产生影响。数 顶、侧墙非同步沉降,主要适用于 级以下的围岩条 Ⅴ 值模拟方法在研究隧道围岩稳定性方面具有十分明 件。 显的优势,已经日益成为稳定性定量评价中不可或 2 模型建立 缺的重要方法。为此,本文以景鹜黄高速公路连拱 隧道为例,通过对隧道施工过程进行数值模拟,指出 依据弹塑性力学理论和工程实践,计算区域取 在隧道施工过程中围岩应力强度关系中的最薄弱部 开挖所能影响到的有效范围,一般为开挖范围的3~ 倍,根据地下洞室开挖后的围岩厚度不小于 倍 位,预测和预防围岩的局部失稳破坏和累进式破坏, 5 3 以确保围岩稳定性达到高速公路工程对隧道围岩稳 开挖洞径的要求,选取K15+240断面来进行模拟, 这个断面围岩属 级围岩,开挖的洞室的尺寸为 定的要求,通过和现场监测资料的对比,得出一套适 Ⅴ 2× 合现代信息化施工的隧道围岩稳定性研究方法,为 11.25m×7m,计算模型的规模为45m×170m,洞顶距