某暗挖小净距隧道施工方案优化及爆破施工安全研究

程中岩土体受力情况进行了数值模拟分析遥 结果表明院优化施工工序满足应力应变要求遥 研究小净距隧道施工优化方案爆
破开挖安全性袁进行爆破动力响应应袁通过现场实测波形结
果袁 评价按施工下部导洞前拆除临时仰拱的 C R D 法条件下围岩抗震动的安全性遥 从而顺利完成了施工袁 既降低了施工成
苏培森进行了野 红层冶软岩隧道进口段 C R D 法 数值模拟及现场实测研究[1 ]曰谷拴成等研究了 C R D 法和台阶法施工对地铁隧道围岩变形的影响[2]曰戚
收稿日期：2 01 9- 06- 05 基金项目：国 家 自然 科 学 基 金项 目渊 51 37 82 35 , 7 1 57 1 07 8冤 曰 国家自然科学基金项目渊 51 3082 4 0冤 曰 国家重点研发项目 渊 2 01 6Y F C 08002 08冤 曰教育部博士后基金项目渊 2 01 5M 57 064 5冤曰 湖北省自然科学基金重点项目渊 zrz2 01 4 0001 04冤 曰武汉市建委 科技项目渊 2 01 4 1 4 ,2 01 61 9 袁2 01 334冤 作者简介：段军朝渊 1 97 8要冤 袁男袁高级工程师袁研究方向院隧道 结构安全遥
本尧又缩短了施工工期遥 该研究结果对今后类似小净距隧道的施工具有重要的指导意义遥
关 键 词 ：暗 挖 隧 道 曰 小 净 距 隧 道 曰 施 工 优 化 曰 数 值 仿 真 曰 爆 破 动 力 响 应
中图分类号： U 455 .4
文献标志码： B
文章编号：1 009- 7 7 1 6渊 2 01 9冤 1 0- 01 35- 07
201 9 年 1 0 月第 1 0 期
D O I : 1 0 . 1 67 99/j . cn k i . csd q yfh . 2 01 9 . 1 0. 039
城市道桥与防洪
管理施工 135
某暗挖小净距隧道施工方案优化及爆破 施工安全研究
段军朝1 袁2袁吴贤国2袁李博文2袁王彦玉2
渊 1 .中建三局基础设施建设投资有限公司袁湖北 武汉 430064 曰2 .华中科技大学土木工程与力学学院袁湖北 武汉 430074冤
0引言
武汉东湖通道团山隧道工程位于国家 5A 级 东湖风景区内袁是武汉市重点工程袁对安全文明施 工有着较高要求遥 团山隧道是小净距隧道遥 小净距 隧道是指并行双洞中夹岩厚度较薄袁 其双洞的中 夹岩柱宽度介于连拱隧道的双线隧道之间袁 一般 为 2~8 m 袁 比同等条件下连拱隧道净间距取值要 大遥 由于隧道周边塑性形态与范围取决于围岩级 别尧断面形状与大小尧施工方法尧支护形式与支护 时机等众多因素袁 当两洞间距小于各自的扰动影 响宽度之和袁两隧道施工可能会相互影响袁塑性区 可能产生连通袁这就给隧道工程设计尧施工提出了 新的要求遥
摘 要：结合武汉市重点工程东湖通道团山隧道项目小净距隧道的工程实际袁进行施工工序的优化袁改交叉中隔壁法渊 传
统 C R D 法冤 为优化后的交叉中隔壁法袁提出拆除临时抑拱和中隔壁以利于大型挖机掘进的施工曰将摩尔 - 库仑等面积圆屈
服准则代替传统摩尔 - 库仑准则袁建立小净距隧道施工工序优化的有限元分析模型袁对不同施工工艺情况下袁隧道开挖过
玉亮研究了大断面浅埋暗挖海底隧道 C R D 法施工 模拟分析[3]曰陈国中等研究红层软岩隧道 C R D 法进 洞施工合理工序[4]曰宁方端等研究土岩复合地层中 C R D 隧道施工的变形监测与风险控制[5]遥 作为一种 新型的结构型式袁 小净距隧道围岩的稳定性及支 护结构的受力比较复杂遥 迄今为止袁围绕分离式双 洞隧道的相关理论和设计施工关键技术的研究不 足够尧不及时尧不系统袁而不同的开挖方式对隧道 的影响不同袁在一定程度上袁开挖方式的选择正确 与否可能决定隧道建设的成败[6- 7]遥 现探讨不同开挖 方式下围岩和支护结构的变形及力学特征袁研究优 化隧道施工方案进行爆破施工动力响应分析袁评价 优化施工方案条件下围岩抗震动的安全性遥
隧道施工采用传统 C R D 施工方法单向掘进袁 显著影响施工工期袁 现场项目部创造性地提出拆 除临时抑拱和中隔墙以利于大型挖机掘进施工袁 提高隧道开挖生产效率袁 保证工期和项目经济效 益遥 临时仰拱拆除会影响原上部拱形闭合支架的 整体性袁也对开挖导洞周围围岩土体产生扰动遥 优 化后的施工方案对围岩体与初衬结构稳定和安全 提出了新的要求袁 需补充按优化后方案的开挖施 工过程模拟计算遥
由于大断面小净距隧道结构型式的特殊性和 新颖性袁且隧道断面大尧扁平率低袁围岩稳定性差遥 因此袁无论从设计角度还是施工角度袁其结构受力 状况都是十分复杂的袁 仍存在许多关键问题需要 解决遥 1.2 施工方案优化
传统 C R D 法施工袁由于四步 C R D 法以中隔墙 为界袁隧道左右各为一部分袁每一部分分为两步袁 每步通过中隔墙尧初期支护尧临时仰拱形成一个洞 室袁洞室之间环环相扣袁步步成环曰对于软弱危岩 的开挖支护袁控制隧道变形效果良好袁但由于每步 通过临时仰拱与中隔墙和初期支护成环袁 空间狭 窄袁大型施工机械施展不开袁造成作业效率低下袁 施工成本增加袁 施作临时仰拱袁 增加了材料的成 本遥
136 管理施工
城市道桥与防洪
2 01 9 年 1 0 月第 1 0 期
内分布的三叠系～石炭系各类可溶性碳酸盐类岩 石袁分布有大小不等尧充填物不同的溶洞袁岩石裂 隙较发育曰隧道线路毗邻东湖团湖袁地下水丰富袁 岩溶水水量较大袁隧道开挖容易出现塌方尧突水等 地质灾害袁施工难度大尧风险高袁为该项目控制性 工程遥
1 工程概况及施工方案优化
1.1 工程概况 团山暗挖隧道设计为双向 6 车道袁两隧道间距
在 1 0.6~1 6.7 m 之间袁为小净距隧道形式袁隧道最 大埋深为 50 m袁采用新奥法施工袁复合式衬砌袁以 锚杆尧钢筋网喷混凝土尧钢拱架为初期支护袁钢筋 混凝土为二次支护袁 在两次衬砌之间设复合防水 板作为防水层遥 地质勘探表明袁隧道沿线地质条件 复杂多变袁全线 V 级围岩约占洞身总长 70% 袁场地