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作者:王峰;张洋语;陶家清;高恒潮;
单位:西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室;西南交通大学土木工程学院;中国市政工程西南设计研究总院有限公司;
摘要:依托某大跨软岩隧道,提出一种改进CD法,即边墙开槽半步CD法。为探明大跨隧道采用边墙开槽半步CD法开挖的施工力学特征,首先通过现场试验对其施工过程力学行为进行研究分析,再采用三维数值模拟的方法,深入研究Ⅴ级围岩条件下边墙开槽半步CD法中边墙开槽及拆撑距离、开挖循环进尺和左右导洞掌子面错距3个因素对初期支护变形、受力及塑性区分布的影响,最终得到优化的施工参数。研究结果表明:(1)现场采用该工法开挖监测断面拱顶最大沉降量为34.1 mm,隧道左导洞水平收敛量大于右导洞,达到30 mm,初期支护变形量主要产生于左右导洞上台阶期间,当左右边墙开挖后隧道初期支护变形增长速率明显变缓。型钢拱架整体承压,左拱肩内侧压应力最大,达到99 MPa;(2)随着边墙开槽及拆撑距离增大,初期支护变形量呈抛物线形增大,边墙初期支护内力增幅显著大于其余部位,建议一次性边墙开槽及拆撑距离不超过5.4 m;(3)当开挖循环进尺超过2.4 m后,初期支护变形、内力和塑性区面积均急剧增大,建议施工开挖循环进尺不超过2.4 m;(4)随着左右导洞掌子面错距减小,初期支护变形量逐渐减小,而初期支护内力与塑性区面积显著增大,建议实际施工左右导洞掌子面错距不小于15 m。
关键词:大跨隧道;;软岩隧道;;施工参数优化;;边墙开槽;;数值模拟
基金资助:四川省交通科技项目(2019-ZL-12)