考虑施工过程的短段掘砌法竖井施工稳定性分析

Ｄｕ ＪｉａｎｇＩｉｎｌ，Ｚｈｏｕ Ｊｉａｎ２，Ｚｏｕ Ｙ¨ｕｎ２，Ｚｈａｎｇ Ｑｉａｎ２，Ｗａｎｇ Ｂｉｙｕｎｌ （１．Ｓｉｃｈｕａｎ Ｃｈｕａｎｊｉａｏ Ｒｏａｄ＆Ｂｒｉｄｇｅ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｇｕａｎ曲ａｎ Ｓｉｃｈｕａｎ ６１８３００，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ７ｒｕｎｎｅｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｄｎｇ ｏｆ ｔｈｅ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，
隧道施工管理方面的工作；Ｅ－ｍａｉｌ：４７９２２２１８６＠ｑｑ．ｃｏｍ
公路领域主要用于隧道的送排风以及防灾救援。 我国很多长大隧道都设置了竖井降低通风及防灾
救援的难度。目前我国公路行业竖井常用的施工
方法主要有正井法和反井法两种。正井法是一种 自上而下全断面爆破成形并施作支护的施工方法。 根据掌子面和二衬的距离关系．正井法又可以分为
ｅｔｃ． Ｉｔ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ｓｈａｆｔ ｃｏｎｓｔｎＪｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｈａｓ ａｌｓｏ ｂｅｅｎ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｓｏｍｅ ｔｒａｆＥｉｃ ｓｈａｆｔｓ． Ｄｕｅ ｔｏ
ｄｉｆ玷ｒｅｎｔ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｔｕｎｎｅｌ ｃｏｎｓｔｍｃｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｎｅｗ Ａｕｓｔｒｉａｎ ｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅ ｓｈｏｒｔ—ｄｉｓｔａｎｃｅ ｔｕｎｎｅｌｌｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ａｄｏｐｔｓ
ａｎｄ如ｃｔ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｒｅ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ＩＤｃｋ ｓｈａｆｔｓ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ． Ｂｌａｓｔｉｎｇ ｗｉＵ ｉｎｅｖｉｔａｂｌｙ ｃａｕｓｅ ｄａｍａｇｅ ｔｏ ｓｕＩＴｏｕｎｄｉｎｇ ｒｏｃｋｓ
ｄ锄ａｇｅ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｓｈａｆｔ ｓｕｐｐｏｎ ｓｔｍｃｔｕｒｅｓ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐ印ｅｒ，ｂｙ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｔｈｅ
铁道建筑技术 ＲＡｌＬｗＡＹ ｃｏＮＳＴＲＵＣＴｌＯＮ ＴＥｃＨＮｏＬＯＧＹ ２０１ ９（增１）
１５９
·隧道／地下工程·
全井单行作业法、长段单行作业法、短段单行作业 法和长段平行作业法。目前采用正井法施工的竖 井有秦岭终南山隧道２＃竖井、大坪里隧道竖井、包 家山隧道竖井、宝塔山隧道竖井、泥巴山隧道、龙潭 隧道、乌池坝隧道、明月山隧道等。反井法是先在 竖井设计位置钻导向孔，然后自下而上扩孑Ｌ形成溜 渣通道；开挖导洞用于溜渣。然后再采用钻爆法自 上而下扩挖成井。采用这种方法施工的竖井有终 南山隧道ｌ号竖井、括苍山隧道、苍岭隧道等。从支 护形式来看。目前我国公路竖井主要采用复合式衬 砌进行支护。
也得到了应用。与采用新奥法施工的地下隧洞不同，短段掘砌施工方法采用随掘随砌的支护方法。如果对围岩等地 质情况认识不充分，或对支护参数选择不当会导致竖井失稳坍塌、支护结构破坏；而如果支护结构太强则会导致材料
的浪费。目前对于岩质竖井普遍采用钻爆法进行开挖，爆破会不可避免地对围岩造成损伤，影响竖井支护结构稳定
文章编号：１００９—４５３９（２０１９）增１—０１５９—０４
·隧道／地下工程·
考虑施工过程的短段掘砌法竖井
施工稳定性分析
杜江林１ 周 健２ 邹逸伦２ 张乾２ 汪碧云１
（１．四川川交路桥有限责任公司 四川广汉６１８３００； ２．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：短段掘砌施工方法具有施工速度快、施工安全等优点，已广泛应用于煤矿竖井施工．同时在部分交通竖井中
ｔｈｅ ｓｈａｆｔ ｗｉｌｌ ｂｅ ｕｎｓｔａｂｌｅ ａｎｄ ｅｖｅｎ
ｃｏｌｌａｐｓｅ． Ａｎｄ ｉｆ ｔｈｅ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｓ ｔｏｏ ｓｔｒｏｎｇ，ｉｔ ｗｉｌｌ ｌｅａｄ ｔｏ ｗａｓｔｅ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌｓ． Ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ，ｄｒｉｌｌｉｎｇ ａｎｄ ｂｌａｓｔｉｎｇ
ｅｆｋｃｔ ｏｆ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｏｎ
ｓｕｎＤｕｎｄｉｎｇ ｒｏｃｋ ｗａｓ ｔａｋｅｎ ｉｎｔ０ ａｃｃｏｕｎｔ，ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｎｕｅｎｃｅ ｏｆ ｌｉｎｉｎｇ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ａｎｄ ｉｎｉｔｉａｌ ｇｒｏｕｎｄ ｓｔｒｅｓｓ ｏｎ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ
ｓｕｐｐｏｎ ｓｔＩｕｃｔｕｒｅ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ．
ｔｈｅ ｓｔｒ。ａｔｅｇｙ ｏｆ ｓｕｐｐｏｎｉｎｇ ｉｍｍｅｄｉａｔｅｌｙ ａｆｔｅｒ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ． Ⅱ山ｅｒｅ ｉｓ ｉｎｓｕｍｃｉｅｎｔ ｕｎｄｅｒ弓ｔａｎｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕＩＴｏｕｎｄｉｎｇ ＩＤｃｋ ａｎｄ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ｐ啪ｍｅｔｅｒｓ， ｏｔｈｅｒ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ， ｏｒ ｉｍＰｒｏｐｅｒ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ
Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ Ｓｉｃｈｕａｎ ６１００３１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒ｛Ｉｃｔ：Ｔｈｅ ｓｈｏｒｔ ｓｅｃｔｉｏｎ越ｌｌｉｎｇ ａｎｄ ｍｏｓｏｎｒｙ ｍｅｔｈｏｄ ｈａｓ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｑｕｉｃｋ ｃｏｎｓｔｍｃｔｉｏｎ ｓｐｅｅｄ，ｓａｆｅ ｃｏｎｓｔｍｃｔｉｏｎ，
性。本文通过数值模拟，考虑了爆破对围岩的损伤作用．分析了衬砌厚度、初始地应力等对支护结构稳定性的影响。
关键词：竖井短段掘砌爆破扰动 受荷特征数值模拟
中图分类号：Ｕ４５５．８
文献标识码：Ａ
ＤＯＩ：ｌＯ．３９６９／ｉ．ｉｓｓｎ．１００９．４５３９．２０１９．Ｓ１．０３７
Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ａｍｌｙｓｉｓ ｏｎ ＣｏｎｓｔｒＩｌｃｔｉｎｇ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｓｈａｆｔ谢ｔｈ Ｓｈｏｒｔ Ｓｅｃｔｉｏｎ Ｄｒｍｉｎｇ ａｎｄ Ｍｏｓ伽ｒｙ Ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ Ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉ仰ｏｆ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｈ撕；ｓｈｏｎ ｓｅｃｔｉｏｎ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ａＩｌｄ ｍｏｓｏｎｒｙ；ｂｌａｓｔｉｎｇ ｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎ；１０ａｄｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
１ 引言
竖井作为一种连接地上地下的竖向结构物．在
收稿日期：２０１９—０３一１６ 作者简介：杜江林（１９７５一），男，四川苍溪人，高级工程师，主要从事