大断面连拱隧道中洞法施工技术分析

度取１ ２ ０ ｍ（ 约为７ Ｄ ，Ｄ 为单洞跨度 ），线路纵 向考虑边
界效 应取 ３ ０ ｍ 。
计算 中采用不同的本构模型模拟不同的材料，对于
衬砌 、中墙 等应 用线 弹 性模 型 ，而各 层 土体 采用 莫尔 一
库仑 （ Ｍ — Ｃ ）模型。区间隧道 的初衬、二衬采用程序中
的板 单元 模拟 ，锚杆 则采 用 程序 中的植 入式 桁架 单元 模
积层 （ Ｑ “ ），下伏燕 山期花 岗岩 （ １ ， ５ ３ ）。隧道洞身主
要位 于 中 、微 风化 岩 层 中 ，局部 拱顶 位 于强 风化 地 层 。 本 场 地 地下 水 按赋 存 条件 主要 为 孔 隙水及 基 岩裂 隙水 ，
拟 ，注浆体采用改变材料力学参数来实现 。隧道支护结 构模型如图２ 所示：
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和开挖面空间效应所形成 的三维状态 ，因此采用地层 一 结构模型。
２ ． １ 力 学模型
模型上边界为地表 （ 自由边界），底边界取到隧道
底 以下３ ０ ｍ（ 约为２ Ｈ ，Ｈ 为主洞矢高，活动铰支座），宽
根据施 工步骤 图，数值分 析中对各施工步序进行 了逐步的模拟 ，下面是模拟的具体施工过程 ： （ １ ）主 体结构拱部大管棚采用改变地层参数 （ 拱圈外１ ． ５ ｍ ）
模拟； （ ２ ）小 导 洞采 用 上 下 台 阶法 施 工 ， 台阶 长度 为 ５ ｍ ； （ ３ ） 回填 灌 注 小 导洞 后 的墙 后 空 间 ； （ ４ ）模 拟
施 工技 术水 平的发展 。
关 键词 ：地 下铁道 ；连拱 隧道 ；力 学模 型 中 图分 类号 ：ｕ ４ ５ ５ 文献标识 码 ：Ａ
文章编 号 ：１ ０ ０ ９ － ２ ３ ７ ４（ ２ ０ １ ４ ）０ ８ － ０ １ ０ ９ － ０ ２
‰ 日 势
１ 工 程 概况
隧道洞身范 围主要 为基 岩裂隙水 ，稳定地下水位埋深
３ ． ５ ～８ ． ４ ｍ ，水 位变 幅０ ． ５ ０ ～２ ． Ｏ ０ ｍ 。 设 计采 用 分离 式 连拱 隧道 结构 ，以下 主要 对 岩面 较
高情况进行模拟分析 （ 中洞开挖高度根据岩面调整，图 １ 虚线所示 ）。
图２ 隧道 支护结构 模 型 ２ ． ２ 施 工过 程模 拟
摘要 ：我 国地下铁道的施工方法从无到有，结合 中国的国情，在实践中不断的发展和提高，先后采用了明挖 法 、暗挖 法 、盖挖 法 、盾 构 法、沉 管 法等施 工技 术 有 些技 术的研 究 与应 用 己达到 国际先 进 水平 ，这些施 工 技 术 不仅 推动 了我 国地 下铁 道 建设 的发展 ， 同时也应 用到 城 市建设 的 其他 工程领 域 ，推动 了我 国城 市建设 的
２ ０ １ ４ 年第８ 期
（ 总 第 ２ ８ ７ 期 ）
悯冬 煮 憔
（ Ｃ ｕ ｍ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｔ ｙ Ｎ Ｎ Ｏ Ｏ ． ８ ． ２ ０ １ ４ ２ ８ ７）
．
大 断面连拱 隧道 中洞 法施工技术分析
李建伟
（ 铁 道 第三勘察设 计 院集 团有 限公 司，天津 ３ ０ ０ １ ４ ２）
在建深圳地铁７ 号 线 工 程 深 云 至 安 托 山 区 间 隧 道 受 线 路 条 件 影 响 ， 部 分 区 段 并 行 隧 道 最 小 净 距 约 ２ ． ０ ｍ ， 单洞 隧 道 开 挖 净 宽 １ ６ ． ２ ｍ ，净 高 １ ２ ． ４ ５ ｍ ，埋 深 １ ３ ． ５ ～１ ９ ． ５ ｍ ，并行 长 度 约３ ０ ． ７ ｍ 。 本 区间 范 围 内上 覆 第 四系 人 工堆 积 层 （ ０ ４ ）、残
２ 施工工法数值计算分析
目前 ，地 下 结构 常 规和 公 认 的计 算方 法 有两 种 ， 即
荷载一结构模型和地层一结构模型。本次计算由于需要
考虑围岩的材料非线性特性、区间隧道开挖的施工步骤
５ ｍ ，开挖每循环进尺 １ ． ０ ｍ ，增加壳体模拟临时中隔壁 ， 并 完成仰拱封 闭 ； （ ７ ）模拟 开挖主洞４ 部，落后３ 部 ７ ｍ ，开挖每循环进尺１ ． Ｏ ｍ ，增加壳体模拟临时中隔壁， 并完成仰拱封 闭ｉ （ ８ ）分段 （ １ ０ ｍ ）拆除底部中隔壁壳 体 ，激活二衬底板结构单元； （ ９ ）分段 （ １ ０ ｍ ）拆除上 部临时支护壳体，激活二衬边墙和拱顶结构单元 。
图１ 连拱 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ道 断面 图
开 挖主 洞 １ 部 ，开挖 每 循 环进 尺 １ ． ０ ｍ ，增 加 壳体 模拟 临
时中隔壁，并完成左半部初期扣拱支护及仰拱封 闭； （ ５ ）模拟开挖 主洞２ 部，落后 １ 部５ ｍ ，开挖每循环进尺 １ ． ０ ｍ ，增加壳体模拟 临时中隔壁 ，并完成右半部初期扣 拱支护及仰拱封 闭； （ ６ ）模拟开挖主洞３ 部，落后２ 部