软弱围岩小净距隧道动态施工力学行为分析
软弱围岩隧道施工对比分析
支护 （８ 工字钢 ０ ４ｍ／ ）每循环进 ０ ４ｍＩ．仰拱短进尺 ） １ｂ ． 榀 ， ． ｃ（ 早 封闭， 仰拱安装 １ｂ工字 钢 ， ８ 仰拱每 次进尺 ４ｍ～５ｍ。３ 施 工方 ） 法依据 ： 围岩 （ 山体 ） 质以风化花 岗岩为主 ， 地 岩体破碎 ， 地表成镶 嵌状结构 ， 开挖 时 洞壁 易掉 块 、 失稳 ， 但支 护 成 型后抗 压 能 力较
１２ 右 线 出 口段 ： ． 高压 缩地质
形， 特别是 中导坑 左侧 易滑脱失稳 ， 变形 。
２ 采取 的主要方法 ： ） 加强支护 ， 缩小拱架 间距 ０ ６ｍ／ ， 长 ． 榀 加
４ 保证 了坑道 的安装及横洞的安装 。 ０ｍ，
４ 结果 ： ） 小间距 隧道 中， 中隔墙 是其应力集 中的部分 ， 为减 小 Ｒ ５组合锚杆长度 ， ３ ５ｍ 变为 ５ｍ， Ｎ２ 由 ． 提供 可靠 的锚 固力 ， 增 中隔墙应力 ， 尽可能提 前二 衬 ， 证软 岩条 件下 的隧道 安全 及邻 保 加 中导 坑小 导坑 注浆 ， 中导 坑 上 １５ｍ 到 下 １５ｍ 范 围 内 采 取 洞 的安 全 。 在 ． ． 小导管 注浆 ， 导管长度为 ５ｍ， 布置 １ 梅 花形 ， ×１ 注浆时 间 ： 护 ２ ２ 侧 壁 失 稳 引发 坍 方 处 理 支 ． 完成之后 上个工作循 环 ， 注浆参 数 ： 双液浆 ： 灰 比＝１０ ６ 水泥 水 ：．； １ 概况 ： ） 右线 在 中隔墙一侧 拱部 至上导 坑拱脚 范围 内， 由强 浆： 水玻璃体积 ＝１０ ５ ：． 。 风化花 岗岩 ， 粘土夹层 脱滑形 成 了 ３ｍ 进 尺空 洞 ， 离隧道 贯通还 ３ 提前施作 二衬 ： ） 在采取加强支 护 ， 证支护稳定 后 ， 时施 剩 ５ｍ， 保 及 在对空洞进行木支架法 支承处 理后 ， 进行 了 中、 导 的掘 下 作二衬 ， 保证 隧道稳定 。主要方法 ：． 时仰拱 施工 ， ａ及 保证 二衬 的 进 ， 当时并未见异 常。在隧道贯通后 ， 在下导支 护施工 中， 中导 对 施作可行性。ｂ 采取 加强二衬配筋 ， ． 保证二衬 的受力 能力 。不安 坑一侧过大 （０ｍ） １ 拱脚悬空 ， 在炮震 作用下引发 中 、 导坑失稳 ， 上 装工字钢 ， 防止 因弹性模量 不同引起环向裂缝 。 引发坍方 ， 体 １ 坍 ５×１ ０×１ ， ０ 中隔墙 只剩余 ４ｍ厚 。 ４ 施工方法依据 ：． ） ａ主要是围岩无粘 性 ， 摩擦角 小 ， 压能 力 抗 ２ 处 理方 案 ： 洞 内进行 了外 压 回填 ； 坍方两 头进行 了锁 ） 对 对 差， 而收缩变形小 。ｂ 采 取应对 措施 ： 长锚 杆 ， 层锚 固， ． 加 深 提供 口拱架的加 固； 在洞壁 相对稳 定后 ， 穴” 对“ 壁进行 了混凝土 喷射 约束 ， 围岩变形能力 。采取 小导管注浆 ， 对松散 片状 围岩 固结 ， 提 １ ， ０叽 封闭“ 孔穴” 对已贯通 的左 洞尽快完 成了二衬 ； 孔 穴” ； 对“ 施 高围岩的 自稳 能力和抗压能力 ， 阻止 隧道变 形发生 ， 坑导围岩 ， 特 作双层拱架支护 ； 孔穴 ” 对“ 实施 吹沙 回填不小于 ６ｍ； 中导坑 、 下导 别是边墙部位 ， 仰拱 部位 围岩 抗压 能力差 ， 防止 因仰拱 边墙 部 坑的掘进采取小 台阶施工 ； 为 二衬施作 ６ ０叽 。保证运营安全。 的滑动失稳 ， 造成大坍塌 ， 采取施作仰拱 ， 故 提前施作二衬 。 ３ 依 据 ： 围岩 相对稳 定情 况下 ， ） 在 采取支 架封 闭支护 加强是 ５ 结果 ： ） 抑制 了支 护 的变 形 、 失稳 ， 保证 了 隧道 的正常施 工 ， 前提 ， 吹沙处理是后期运 营安全 的基本保证 。 二衬施作后 ， 应力 较大 ， 但就 ２０ ０ ４年验收结 果来 看 ， 没有 产生 应
公路隧道工程中软弱围岩施工技术研究
公路隧道工程中软弱围岩施工技术研究公路隧道工程中，软弱围岩是施工中常见的问题之一。
软弱围岩的不稳定性会导致隧道施工过程中的安全隐患，而且对工程造价和进度也会产生影响。
因此，如何解决软弱围岩的问题成为工程建设中必须解决的一个问题。
本文将对公路隧道工程中软弱围岩的施工技术进行研究和分析。
一、软弱围岩的原因软弱围岩指的是围岩强度较弱、稳定性差的岩层。
软弱围岩的主要成因包括以下几点：1.地质条件不良地质条件的不同会导致隧道所遭遇的地层不同。
一般来说，软弱围岩主要分布在地质构造活跃、受构造变形影响明显、地质构造较为复杂的区域。
此外，地质构造中含有一些难以稳定的地质构造面和断层也是软弱围岩形成的重要原因。
2.地下水地下水是软弱围岩形成的重要原因之一。
地下水的流动会引起岩层中的颗粒、土壤颗粒等松散物质水化溶蚀和冲刷，从而导致软弱围岩的形成。
3.长期的自然风化、侵蚀作用当岩石长期暴露于地表时，受到日晒、风吹、雨淋等自然力量的影响，岩石内部会发生物理和化学反应，从而导致围岩强度下降，稳定性降低。
4.前期施工不合理、或施工操作不当前期施工不合理、或施工操作不当也会导致软弱围岩的产生。
例如，在施工过程中过于追求进度或节省成本，导致标准不够，工艺不够科学；或在施工过程中忽略地质条件，从而导致了隧道施工的不安全等问题。
二、软弱围岩的施工技术1.预测分析在进行公路隧道工程施工前，需要进行岩体工程地质预测，详细了解软弱围岩的地质情况和影响，出具科学合理的隧道工程地质预测报告。
预测分析主要是要考虑到地质环境的不同，而且这种不同会对施工的影响和隧道工程的安全性带来巨大的影响。
2.加固处理在施工过程中，对软弱围岩需要进行加固处理，从而提高围岩的强度和稳定性。
加固处理的方法一般有以下几种：（1）支护分析支护分析要区分软弱围岩的强度、判断穿岩面和拱顶等不同部位的围岩稳定性，为后续精细的支护设计提供基础。
（2）人工加固人工加固通过人为地引入钢筋、混凝土等材料，对软弱围岩进行加固处理，提高岩石的稳定性。
软弱围岩区小净距隧道施工技术探讨
软弱围岩区小净距隧道施工技术探讨作者：张周平吴旭祝河清来源：《科技与创新》2016年第04期摘要：结合湖北麻城至竹溪高速公路宜城至保康段MZTJ-4标二分部软弱围岩区小净距隧道施工实例，总结分析了其施工方法、中夹岩加固措施、双洞的合理间距、监控量测等内容，旨在提高施工技术人员对小净距隧道的认识，提高软弱围岩区小净距隧道施工的技术水平，保证施工质量和安全，为日后的相关工程提供参考。
关键词：软弱围岩；小净距隧道；掌子面间距；中夹岩中图分类号：U455.4 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2016.04.1281 小净距隧道近年来，我国高速公路建设不断向中西部多山地区发展，山区高速则成为了高速公路建设的主题。
高速公路建设主要强调的是环境保护和土地利用率，但是，受地形限制，隧道左、右洞间距过大，不能满足设计要求，因此，小净距隧道便应运而生了，而且非常受欢迎。
小净距隧道既能解决接线难、土地利用率低等问题，又比连拱隧道施工造价低、难度小。
湖北麻城至竹溪高速公路宜城至保康段MZTJ-4标二分部共有隧道7座，其中，4座为小净距隧道。
黄堡隧道长621 m，Ⅴ级占53.3%，中夹岩距15.8 m；香山隧道长431 m，Ⅴ级占40.8%，中夹岩距8.7 m；张弓隧道长757 m，Ⅴ级占22.7%，中夹岩距12.4 m；罗汉关隧道长957 m，Ⅴ级占31.7%，中夹岩距14.5 m。
2 水文地质该项目位于湖北省西北部襄阳市保康县，路线呈东西走向。
该地处于剥蚀低中山区，山恋重叠，沟壑纵横，河谷两侧斜坡陡峭，出露地层为寒武系、奥陶系、志留系的碎屑岩、碳酸盐岩，主要为页岩。
该地区属亚热带季风气候，气候温和，四季分明，降雨主要集中在5—9月，夏季灾害性天气比较多，常有暴雨-强降雨出现。
页岩遇水容易渗漏、软化，给隧道施工造成不利的影响。
3 小净距隧道的特点小净距隧道的并行双洞间距比较小，而夹岩厚度介于连拱隧道与分离式隧道之间。
浅埋-软弱围岩超小净距隧道施工技术
浅埋\软弱围岩超小净距隧道施工技术摘要现行公路隧道设计施工规范中没有明确规定超小净距隧道的设计施工规程，本文结合工程实例详细介绍了超小净距隧道的施工方法、中岩墙加固、控制爆破、监控量测等关键技术，保证了超小净距隧道施工的质量和安全。
关键词浅埋双洞超小净距软弱围岩施工技术1工程概况法马坡隧道为双线隧道，是云南省普立（黔滇界）至宣威高速公路的重点控制性工程，位于云南省宣威市宝山镇白家村，隧道左洞全长395m，其中Ⅴ级围岩244 m，Ⅳ级围岩151m；隧道右洞全长396m，其中Ⅴ级围岩286.65 m，Ⅳ级围岩109.35m。
法马坡隧道左、右洞相距较近，两隧道中线距离约15m，隧道净距约1.28～2.63m，为超小净距隧道；每座隧道开挖断面为106～114m2，属大断面隧道。
隧道最大埋深约38m，洞口段最浅埋深不足1.0m，下穿宣文二级公路和村庄，隧顶地表密集分布砖木结构的居住民房,公路有运煤重车行驶，浅埋偏压地段较长。
隧道地质构造复杂，不良地质和特殊地质多，沿隧道洞身出露地层主要为第四系全新统杂填土、第四系全新统残坡积粘土及二叠系上统宣威群页岩夹砂岩、薄层煤层。
2工艺原理浅埋、软弱围岩超小净距隧道施工以新奥法为依据，合理安排隧道先后开工顺序，把围岩较差的洞室作为先行洞，按同工序保持一定距离平行施工，将开挖面合理划分单元，自上而下实施有序分部开挖；喷、锚、网、型钢拱架联合初期支护随挖随护，紧跟工作面；采用光面爆破和微震控制爆破技术以及对拉锚杆预加固中岩墙技术，使初期支护体系、中岩墙与围岩共同组成承荷体系，充分发挥围岩自稳能力；建立监控量测体系，实施信息化管理，保证施工过程处于受控状态。
3施工操作要点3.1 超前地质预报由于受开挖方法的影响及现场条件的限制，隧道施工采用GPR地质雷达和超前水平钻对掌子面前方地质情况进行探测预报，选择合适的施工方法及加固措施。
3.2 双线并行隧道开挖施工顺序选择围岩较差、埋深较浅的隧道先施工，根据洞口施工条件，从出口端独头掘进。
软弱围岩偏压小净距隧道施工技术
软弱围岩偏压小净距隧道施工技术摘要：本文以某高速公路项目小净距隧道为例，通过对小净距隧道的施工，总结出一套小净距隧道施工控制技术，在施工质量、安全，效益、进度等方面取得了很好的效果，可为同类小净距隧道施工技术提供借鉴资料。
关键词：小净距爆破监控偏压软弱围岩一、小净距隧道简介近年来我国交通事业的发展迅速，公路特别是高速公路逐渐向山区延伸，公路隧道数量和型式越来越多，难度也越来越大。
我国隧道建设型式和规模也不断发展，分离隧道、连拱隧道和小净距隧道的建设规模与数量也将不断增加。
路线沿河傍山，拉开路线间距，对隧道洞外路基、桥梁等方案有较大影响，桥隧相连，采用分离式隧道方案对洞外桥梁布设和工程规模控制有较大影响，中短隧道：受路线整体线型技术指标控制，调整隧道间距自由度低。
为减小路线间距，国内逐步修建了一批连拱隧道。
连拱隧道存在的问题：施工工序较为复杂；工程造价高，工期长；易发生开裂渗漏，防水性能较差。
基于上述因素，加上高速公路建设中强调环境保护和土地利用率，小净距隧道应运而生并越来越受欢迎。
小净距隧道既能解决接线难、土地利用率，简化工序等问题，又较连拱隧道施工造价低、难度低。
继连拱隧道之后，国内出现了首批的小净距隧道：（图1：国内首批小净距隧道）1、小净距隧道指的是围岩的位移场和应力场存在相互影响的双洞隧道结构，介于分离式隧道和连拱隧道之间。
而中隔墙最小合理净距指的是能保证小净距隧道施工中隔墙塑性区不重叠的中隔墙厚度。
目前对中夹岩的术语应用上较为混乱，有中间岩柱、中岩柱、中夹岩、中岩墙等。
（图2：小净距隧道分类）2、偏压隧道成因：偏压隧道指的是由于某种原因而引起的围岩压力呈不均匀性分布，使得支护承受偏压荷载的隧道。
隧道产生偏压的因素有很多，主要包括地形、地质和施工三个方面。
3、地形因素：隧道顶部覆盖层相对较薄，地表有明显倾斜的土质并且松散的围岩，由于地形原因引起的偏压主要有单侧偏压、双侧偏压、隧道轴线与斜坡走向平行、隧道轴线与斜坡走向斜交等类型。
软弱围岩隧道施工质量问题分析及应对措施
软弱围岩隧道施工质量问题分析及应对措施摘要：随着国家基本建设规模的扩大，建设标准不断提高，建设环境条件更加复杂。
浅埋、软弱不良地质隧道工程数量越来越多，隧道工程建设将面对更大技术挑战。
本文将主要探讨软弱围岩隧道施工质量问题及应对措施。
关键词：软弱围岩；隧道；质量问题；措施软弱围岩的自支护能力是比较弱的，甚至没有自支护能力。
因此，在软弱围岩中施工最重要的是提高围岩的自支护能力，保证开挖及后续作业的进行。
在软弱围岩中，提高围岩自支护能力的方法是很多的，根据国内外的施工经验，提高围岩自支护能力的基本方法是控制围岩的松弛、坍塌。
一、软弱围岩隧道施工方法软弱围岩隧道施工方法主要有明挖法(盖挖法)、暗挖法和盾构法。
1.明挖法明挖方法是将地面挖开，形成露天的基坑，然后在基坑中修筑隧道衬砌，最后回填土石，恢复地面。
明挖法的优点是施工方法简单，技术成熟；工程进度快，根据需要可以分段同时作业；浅埋时工程造价和运营费用均较低，且耗能较少。
2.盖挖法盖挖法的施工程序是：先筑边墙——开挖顶部土体并修顶盖——回填并恢复路面——在顶盖保护下开挖下部土体——修筑底板及内部结构，即先盖后挖。
盖挖法施工按其施工流程可分为盖挖顺作法和盖挖逆作法。
3.暗挖法在我国目前的地隧道修建中，使用本方法较多，已经积累了比较成熟的施工经验，工程质量也可以得到较好的保证。
对于土质地层，一般需对地层进行预支护或加固后再开挖、支护、衬砌。
4.盾构法盾构施工法是“使用盾构机在地下掘进，在护盾的保护下，在机内安全地进行开挖和衬砌作业，从而构筑成隧道的施工方法”，盾构法也是隧道暗挖施工法的一种。
近年来盾构机械设备和盾构法施工工艺不断发展，适应不同工程地质和水文地质条件的能力大为提高。
常用盾构机形式有土压平衡式和泥水平衡式，同时各种断面形式和具有特殊功能的盾构机械(急转变盾构、扩大盾构法、地下对接盾构等)的相继出现，其应用在不断扩大。
二、软弱围岩隧道施工的质量问题外界气象条件对施工影响较大；施工对地面环境影响较大，深基坑开挖引起的地面沉降较难控制，且坑内土坡的稳定常常会成为威胁工程安全的重大问题。
小净距隧道在软弱围岩段施工探究
下 台阶法开挖 ， 人工 配合机 械 开挖 或弱爆 破开 挖 ， 行侧 导坑 开 应 力 对 拉 锚 杆 及 时 施 作 ， 有 效 加 固 中 间 岩 柱 的 稳 定 ， 避 免 洞 先 能 也 挖施作锚杆后 ， 对锚杆 进行 初 次张拉 ， 行 洞开挖 暴 露锚 杆端 部 室多次应力重分 布问题 ， 后 但对拉锚杆 受空 间限制 ， 不易施作 ， 容易 后 对 锚 杆 施 加 预 拉 力 至 设 计 值 ， 对 先 行 洞 锚 杆 补 张 拉 至 设 计 值 忽视 工 程 质 量 及 施 工 安 全 。 ３单 双 洞 交 替 进 行 ： 侧 导 坑 同 时 施 并 ） 两
中 图分 类 号 ： ５ ．９ Ｕ４ ５ ４ 文献标识码 ： Ａ
与分离式路基方 案相 比， 小净 距 隧道具 有 占用 土地 少 、 环境 项重要 的管理工作 ， 也是施 工的核心技术之一 。 污染小 、 植被 保护好 、 少路线 长度 、 约 总投资 、 化线 型等优 ３． 量 测 目的 减 节 优 １
低 山 ， 拔 ２０ ． ３ ． 相 ３ 山 山
１ 根据现 场量测数据及 时绘制位移 变形 曲线 ， ） 然后进行数据
以推算最终 围岩变化 规律。 当曲线 出现反弯 点 势较缓 ， 地表植被发育 ； 口段地 形坡 角 ２ 。 ５ ， 口段 地形 坡 处理或 回归分析 ， 进 ５ ～３ 。出 表 必 对危 险地段 角 ２ 。 ３ 。山脊走 向北北 西 ， ０－ ０； 隧道 轴线 与 山脊 近正 交 ， 穿过 山脊 时 ， 明围岩和支护 处于不稳定状 态 ， 须停止开挖 ，
点， 因此 目前道路建 设 中小净 距 隧道方 案 出现 也逐 渐增多 ， 由 但
１监视 围岩应力 和变 形情况 ， ） 掌握 围岩 和支护系统 的力 学动 于它近些年才发 展起 来 ， 构 形 式有 别 于连 拱 隧 道和 分 离式 隧 态 ， 结 验证支 护衬 砌 的设计 效果 ， 保证 围岩稳定 和施 工安 全。２ 对 ） 道， 其相关应用技术 ， 其是 在各 种复 杂地 质条 件下 施工 方法 还 量测数据分 析处理 ， 尤 进行信息反 馈 ， 已开挖 、 对 支护段 的力学状 态 处于研究 发展阶段 ， 学术 研究 尚不 够深 入 ， 以作为 从事 地下 工 进行评价 ， 所 对有 险情段 及病 害部 位采 取必 要 的补 救措 施 ， 对下 步 程建设的工作者 ， 我们 必须要掌握这方 面的知识 。 施工参数进行合 理调整 ， 确保信 息化手 段施工 。３ 积累量测数 据 ）
公路隧道工程中软弱围岩施工技术研究
公路隧道工程中软弱围岩施工技术研究公路隧道工程是一项重要的基础设施建设工程，其安全性和稳定性直接关系到交通运输的顺畅和人民生活的安全。
在实际的施工过程中，软弱围岩成为了制约隧道工程开展的重要因素之一。
软弱围岩对隧道工程的安全性和稳定性带来了很大的挑战，因此软弱围岩的施工技术研究显得尤为重要。
对于软弱围岩的施工技术研究，首先需要对软弱围岩的特点进行全面的了解。
软弱围岩通常指的是由黏土、泥质岩、砂岩等岩层组成的，这些岩层通常具有较低的抗压强度和较高的变形模量，易发生变形和破坏。
软弱围岩的特点主要体现在其抗压强度低、孔隙水压力大、易变形、易塌方等方面。
在软弱围岩的施工过程中，需要针对其特点采取相应的施工技术措施，确保隧道工程的安全稳定。
软弱围岩的施工技术研究首先需要根据软弱围岩的特点进行施工方案的设计。
针对软弱围岩的特点，需要设计出相应的支护结构和支护材料，以提高软弱围岩的抗压强度和整体稳定性。
在支护结构设计上，可以采用钢架网片、喷锚、注浆、钢筋混凝土衬砌等支护形式，通过这些支护措施提高软弱围岩的整体稳定性。
在支护材料方面，可以采用高强度的支护材料，如高强度混凝土、高强度钢筋等，以提高软弱围岩的抗压强度和整体稳定性。
软弱围岩的施工技术研究需要根据软弱围岩的特点选择合适的施工方法。
软弱围岩的特点决定了在施工过程中需要采取一些特殊的施工方法，以确保隧道工程的安全稳定。
在软弱围岩的施工中，可以采用隧道掘进法、钻爆法、液压分爆法等不同的施工方法，根据软弱围岩的具体情况选择合适的施工方法，以提高软弱围岩施工的效率和质量。
软弱围岩的施工技术研究还需要根据软弱围岩的特点确定合适的监测与预警系统。
软弱围岩在施工过程中易发生变形和破坏，因此需要建立相应的监测与预警系统，及时发现软弱围岩的变形和破坏情况，采取相应的应对措施。
监测与预警系统可以采用地质雷达、应变计、位移计等设备进行监测，通过这些设备对软弱围岩进行全面的监测，及时发现软弱围岩的变形和破坏情况。
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2012 年第 5 期
工程勘察
Geotechnical Investigation ＆ Surveying
25
内率先采用岩土工 程 数 值 计 算 程 序 FLAC 分 析 了 复 合式衬砌受力机理和承载能力，并 得 出 一 些 有 益 的 结论； 金丰年等
［4］
1. 2
工程施工方法 为减小隧道施工对公 路 运 营 的 影 响， 确 保 隧 道
24
工程勘察
Geotechnical Investigation ＆ Surveying
2012 年第 5 期
软弱围岩小净距隧道动态施工力学行为分析
高攀科
1， 2
， 毛红梅 1 ， 宋秀清 1 ， 吴恒滨 3 ， 郭金鑫 4
（ 1. Shannxi Railway Institute ， Weinan Xi ’ an
714000 ， China ； 2. Chang ’ an University Highway Institute ， 610041 ， China ； 550003 ， China ）
710064 ， China ； 3. Iinstitute of Mountain Hazards and Environment ， CAS ， Chengdu 4. China railway NO. 5 （ group ） LIT ， Gui Yang
Abstract ： Based on the construction theory of NATM and combined the construction process of long-span ， small distance tunnel project ， the numerical model has been formulated for the double-sidewalls to simulate 3D FEM elastoplastic of the construction process． The vertical displacement surrounding the tunnel along with the changes of its excavation has been analyzed． Through analyzing the surface subsidence ， the force of support ， the plastic zone and tunnel vault monitoring of the comparison with the calculated values after digging ， the safety of the tunnel structure and stability of surrounding rock are assessed． The result of numerical simulation shows that the set of small pilot pipe in shallow-embedding tunnel can reinforce surrounding rock and control the tunnel deformation ， and the effective control of twolane tunnel repeated disturbances caused by excavation is the key to the construction of the small-distance tunnel． Key words ： small-distance tunnel ； soft and weak rocks ； dynamic construction mechanics ； numerical simulation ； surrounding rocks stability 性态的力学模拟与分析是非常必要的 在软岩衬砌研究方面，孙钧等
洞开挖面时空效应的三维分析 模 型，就 施 工 不 同 作 ［3］ 业方式进行了弹 — 粘塑性数值计算； 程 桦 等 在 国
0606 ； 修订日期： 20120215 收稿日期： 2011作者简 介： 高 攀 科 （ 1984 － ） ， 男 （ 汉 族 ） ， 河 南 郏 县 人， 硕士，讲师 ．
壁施工方法，建立了数值模型，对其施工过程进行了 三 维 有 限 元 弹 塑 性 模 拟 。 分 析 了 施 工 过 程 中 随着各部的开挖，隧道周边各点竖向位移的变化； 通 过 对 开 挖 后 地 表 沉 降 、 支 护 受 力 和 塑 性 区 的 模拟计算以及隧道拱顶沉降监测值与计算值的对比分析 ，进 而 对 施 工 过 程 中 隧 道 结 构 的 安 全 性 及 围岩稳定性作出评价 。 数值计算结果表明，在软岩浅 埋 隧 道 中， 超 前 小 导 管 的 设 置 可 起 到 加 固 围 岩和抑制隧道变形的作用，有效控制双线隧道开挖引起的反复扰动是小净距隧道施工成败的关键 。
［13］
图1
双侧壁导坑工法施工示意图
根据地质勘察情况，该隧 道 主 要 穿 越 的 地 层 为 侏罗系上 沙 溪 庙 组， 下 伏 基 岩 为 泥 岩 与 砂 岩 互 层 。 岩层走向与洞轴 线 以 85° 夹 角 相 交，岩 层 倾 角 9° 左 右，岩层层间结合一般，围 岩 级 别 为 Ⅴ 级 。 地 下 水 贫乏，隧道出水形式以潮湿 或 滴 水 为 主 。 本 文 针 对 下穿公 路 浅 埋 段 进 行 研 究， 埋 深 仅 为 14m ， 泥 岩 、 砂岩岩石质量参 数 见 表 1 。 隧 道 施 工 区 地 质 结 构 面 十分发育，岩体极度破 碎，块 体 强 度 不 高， 围 岩 稳 定性 差， 开 挖 易 发 生 坍 塌， 属 典 型 的 软 弱 围 岩 范畴 。
主要岩层岩石质量参数
岩层 泥岩 砂岩 R c （ MPa ） 4. 59 25. 49 Kv 0. 65 0. 64 K1 0. 2 0. 5 K2 0. 3 0. 2 K3 0 0
2 2. 1
数值建模 有限元模型 在模拟隧道下穿公路 浅 埋 段 时，本 次 模 拟 隧 道
开挖 20m ，模型共 划 分 为 21850 个 单 元， 其 中 锚 杆 3850 个单元 （ 见图 2 ） 。 围 岩 、 初 支 和 二 衬 结 构 采 用八节点三维实体单元 （ solid45 ） 模 拟， 锚 杆 采 用 三维杆单元 （ link8 ） 模拟； 隧道围岩材料按均质弹 塑性考虑， 采 用 Druck-Prager 屈 服 准 则， 参 数 可 由 现场监测数据资料反演得 出 。 因 初 期 支 护 、 二 次 衬 砌和锚杆力学特性远远好于围 岩，计 算 中 可 将 其 看 作弹性 体， 参 数 则 参 考 相 关 规 范 确 定 （ 见 表 2 ） ； 喷射混凝土 中 钢 拱 架 的 作 用 采 取 等 效 方 法 来 模 拟； 为了简便计算，临时支护的锚杆 作 用 直 接 采 用 其 加
— —招 对我国第一座超小净距 并 行 隧 道 —
［10］
宝山隧道 的 力 学 状 态 进 行 了 试 验 研 究； 万 明 富 从岩石 力 学 理 论 和 现 代 设 计 、 施 工 技 术 等 方 面 入 了小净距 隧 道 的 概 念； 靳 晓 光 等
［12］ ［11］
手，对相邻隧道围岩净距最 小 值 进 行 了 探 讨， 提 出 通过三维弹塑 性有限元数值仿真模拟，探讨了 各 施 工 方 法 的 优 劣 采用三维快速有限差分软 和适应性； 晏 启 祥 等 件，分析了锚杆轴力 、 喷射混 凝 土 层 弯 矩 随 开 挖 顺 序的变化过程； 刘 洪 洲 等 介 绍 了 浅 埋、 大 跨 度、 双洞八车道小净距公路隧道的 初 步 设 计 方 案 。 上 述 研究大多是分别针对软岩隧道施工 性 态 及 小 净 距 隧 道施工方 案 比 选 方 面 的， 结 合 起 来 的 探 讨 比 较 少， 尤其是软岩中关于大跨度 、 浅 埋 、 小 净 距 隧 道 动 态 施工力学行为的研究相对更少 。 本文主要针对某大跨 度 、 小 净 距 隧 道 下 穿 公 路 浅埋段工程双侧壁导坑施工工 法，采 用 数 值 模 拟 手 段进行了三维施工力学行为分 析，研 究 了 隧 道 施 工 过程中隧道 围 岩 稳 定 性 和 衬 护 结 构 动 态 力 学 响 应， 以期进一步优化并指导施工 。 1 1. 1 工程概况 工程地质条件
714000 ； 2. 长安大学 公路学院，西安 610041 ； 4. 中铁五局海外公司，贵阳 710064 ； 550003 ）
（ 1. 陕西铁路工程职业技术学院，陕西 渭南 3. 中科院成都山地灾害与环境研究所，成都
摘要： 基于新奥法施工理念，结合 某 大 跨 度 的 双 侧
利用非线性粘弹性模型， 对 圆 形
隧洞的开挖过程进行了三维有 限 元 模 拟 计 算， 通 过 计算对开 挖 面 和 开 挖 速 度 的 影 响 进 行 了 具 体 的 分 ［5］ 析； M. Karakus 阐 述 了 平 面 应 变 分 析 对 三 维 开 挖 效应影响的评价 。 由于不能完全 反 映 隧 道 开 挖 的 时 空效应，许多学者对隧道模拟开 挖 进 行 了 三 维 弹 塑 ［1 ， 6 ～ 8］ 。 在 小 净 距 研 究 方 面， 性甚至粘 — 弹塑性 分 析 刘艳青等
关键词： 小净距隧道； 软弱围岩； 动态施工力学； 数值模拟； 围岩稳定性 中图分类号： TD853. 34 文献标识码： A
Dynamic construction mechanics analysis of smalldistance tunnel in soft and weak rocks
2 Gao Panke 1 ， ， Mao Hongmei 1 ， Song Xiuqing 1 ， Wu Hengbin 3 ， Guo Jinxin 4