新意法在浏阳河隧道施工中的应用
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大， 选为 １ ８ ． ｍ。
应变形态 ， 围岩划分为 Ａ， ， 种类型， 并将 Ｂ Ｃ３ 据此 以信息 化设计 支护 措施 ， 确保 隧道 安 全穿 越 复 杂地
层 和实现 全断 面开挖 的一种 设计 、 施工指 导方 法 。 武广 客 运专 线 浏 阳河 隧 道毛 洞 的最 大 尺寸 为 ：
道施 工提 供参考 。 浏 阳河 隧道 过河 段 施 工 时 ， 据 表 １ 取施 工 根 选
图 １ 数 值 模 拟模 型
２ ２ 验证计 算 ．
土 体参 数 根 据勘 察 报告 中的数 据 选取 ， 材料 为 弹 塑性模 型 ， 用 ＤＰ屈 服 准 则 。运 用 大 型岩 土 分 采 析 软件 Ｆ ３ Ｉ ＡＣ Ｄ进 行 分 析 。模 型 ［ 宽 度 １ ０ 上 ３ ］ ０ ｍ，
公路 隧道
２ １ 第 １期 （ ０ ０年 总第 ６ 期 ） ９
新 意 法 在 浏 阳 河 隧 道 施 工 中 的 应 用
旷文 涛 漆泰 岳 周 捷 李 斌
（ 西南交通大学土木 工程学 院 成都 ６０３） １０ １
摘 要 新意法是一种能有效控制浅埋大断面隧道核心土变形的设计、 丁指导方法 ； 自主创新研究开发的 施＿ 根据
参数 ， 动态数 值模 拟浏 阳河 隧道施工 过程 ， 然后 通过 相似材 料模 型试验 验 证 ， 后 把选 定 的施 工参 数 用 最 于指导浏 阳河 隧 道施 工 ， 得 了成 功 。成 为新 意 法 取
在 中国的首次成 功应 用 。
至地 表 ， 下部 取 １． ２ 模 型 高度 ５． ５ 纵 向取 ７ ４ｍ， ０ １ｍ，
３ ｍ。即宽 ×高 ×深 一Ｘ×Ｚ ６ ＸＹ一 １ ０ ０ ｍ×５ ． ５ ０ １ｍ
２ Βιβλιοθήκη Baidu 值 模 拟
２ １ 施 工参数选 取 ．
×３ ｍ， 元 网 格 数 为 ４ ９ ０个 ， 点 数 为 ５ ７ １ ６ 单 ９２ 节 ３ ４
个 ， 型如 图 １ 模 所示 。
数值模 拟 时 ， 采用 相应 的实体 单元对 初期支 护 、
证 施工 稳定性 ， 具有 重大 的工程 实 际意义 。
针对 影 响 浅埋 大 断 面隧 道 的多 个施 工 参 数 ， 作 者做 了新 意 法 在 浅 埋 大 断 面 隧 道 施 工 中 的应 用 研 究 ， 于正交 试验原 理 ［ 共 计算 了 ４ 基 引， ２种工况 ， 到 得
各级 围岩 （ 照铁路 隧道 围岩 分级 ） 的浅埋 大 断面 按 下 隧道最 优施工 参 数 建 议 值 （ １ ， 表 ） 为浅 埋 大 断 面 隧
１ 引 言
新 意法 Ｌ （ ＴＭ） 称 为 岩 土 控 制 变 形 分 析 １ ＮＩ ］ 又
（ Ｅ ０一Ｒ ） 工工 法 ， ＡＤ Ｃ Ｓ施 该工 法 是 通 过 对 隧 道 工
动破坏 ， 向打设径 向锚 杆 ， 杆 长度 ４ 间距 １ ０ 环 锚 ｍ， ＿
×１ ０ 环 ×纵 ） ． ｍ（ 。
（ ） 作二 衬 （ 底 ０ ８ 拱顶 ０ ６ 。 ２施 拱 ． ｍ， ． ｍ）
作面超 前核 心 围岩 的勘 察 、 测 ， 报 围岩 的应力 一 量 预
（ ） 子 面超 前 加 固密 度 为 每 １ ｍ。 ３掌 ２ １根 、 固 加 长度 取为 １ｍ（ Ｒ ） ８ ＧＦ Ｐ 锚杆 。 （） ４ 在施 工允许 的情 况下 ， 开挖进 尺应尽 可能 的
同时模 拟 了整 个 动态 开挖 过程 。 验 证 计 算 结 果 ：掌 子 面 最 大 纵 向 位 移 ２ ．２ ４ ９ ｍｍ， 顶最 大位 移 ３ ． ５ 拱 １ ５ ｍｍ。
３ 模 型 试 验
３ １ 试 验思 路 ．
通过 模型 试验 ， 究 隧道 围岩受 力 变形 规律 ， 研
（） ５ 施设 大 小管棚 。
宽 ×高 一 １． ８ １ｍ， ３４ × ５ 为浅 埋 大 断 面隧 道 ， 整 个 在 工程 中 占有重 要 的地 位 ， 就要 求 必 须对 其 施 丁参 这 数作 合理 选取 。我 国现 阶段 的大 断 面隧 道建 设 ， 既
无成 熟 的教程 可执行 ， 又无标 准 的规范 可参照 ， 累 积 的施 工实践 经验 又不 多 ， 因而 自主创 新 研 究 开发 适 应我 国 国情 的浅埋 大断 面隧道 全断 面预加 固工 法保
选 取浏 阳河 隧道施工 参数 如下 ： （） １初期 支 护 参 数 ： 射 ２ ｃ 混 凝 土 ； 环采 喷 ５ｍ 全
・
二衬进行模拟 ， 采用 Ｃ ｂ 单元模拟系统锚杆 、 ａｌ ｅ 超前 玻璃锚杆 ， 通过提高围岩参数模拟大小管棚的作用 。
１ ・ ８
旷文涛 等
新 意法在 浏 阳 河隧道施 工 中的应 用
浅埋大断面隧道全断面预加 固工法 ， 选取武 广客运专 线浏 阳河 隧道施工参 数 ， 后进行数 值模拟 、 型试验 、 然 模 现场
监 控 量 测 反 分 析 ， 证 隧 道 施 Ｔ 稳 定性 。 验
关键 词 新意法 数值模拟 模型试验 监控量测
用 Ｉ０ 钢 架 ， 向 问距 ０ ５ 为 了防止洞 周 围岩松 ２ａ 纵 ． ｍ；
３ ２ 试 验方 案 ．
验证 隧道 施工 的稳 定 性 。在 试 验 开 挖 时 ， 成 两 阶 分
段 开 挖 。第 一 阶段 开 挖 后 ， 设 支 护 体 系 ， 试 拱 安 测
顶、 掌子 面受 力变 形 。然后 挖通 隧道 ， 试 同岩 的最 测
图 ３ 数 据 采 集 系 统
终受 力变 形 。待变 形稳 定后 ， 地表 逐级 加 载 ， 察 在 观 测试 每级 荷载 下 的 围岩 变 形 受 力 ， 到 支 护 体 系 破 直 坏， 得到该 种 支护 体系 的安 全系 数 。 本实验通过两阶段开挖 ， 研究通过平面应变试验中 掌子面变形代替三维试验掌子面变形 的合理 ｝ 同时通 生； 过隧道稳定 陛破坏试验 ， 研究该种支护体 系的安全 眭。
应变形态 ， 围岩划分为 Ａ， ， 种类型， 并将 Ｂ Ｃ３ 据此 以信息 化设计 支护 措施 ， 确保 隧道 安 全穿 越 复 杂地
层 和实现 全断 面开挖 的一种 设计 、 施工指 导方 法 。 武广 客 运专 线 浏 阳河 隧 道毛 洞 的最 大 尺寸 为 ：
道施 工提 供参考 。 浏 阳河 隧道 过河 段 施 工 时 ， 据 表 １ 取施 工 根 选
图 １ 数 值 模 拟模 型
２ ２ 验证计 算 ．
土 体参 数 根 据勘 察 报告 中的数 据 选取 ， 材料 为 弹 塑性模 型 ， 用 ＤＰ屈 服 准 则 。运 用 大 型岩 土 分 采 析 软件 Ｆ ３ Ｉ ＡＣ Ｄ进 行 分 析 。模 型 ［ 宽 度 １ ０ 上 ３ ］ ０ ｍ，
公路 隧道
２ １ 第 １期 （ ０ ０年 总第 ６ 期 ） ９
新 意 法 在 浏 阳 河 隧 道 施 工 中 的 应 用
旷文 涛 漆泰 岳 周 捷 李 斌
（ 西南交通大学土木 工程学 院 成都 ６０３） １０ １
摘 要 新意法是一种能有效控制浅埋大断面隧道核心土变形的设计、 丁指导方法 ； 自主创新研究开发的 施＿ 根据
参数 ， 动态数 值模 拟浏 阳河 隧道施工 过程 ， 然后 通过 相似材 料模 型试验 验 证 ， 后 把选 定 的施 工参 数 用 最 于指导浏 阳河 隧 道施 工 ， 得 了成 功 。成 为新 意 法 取
在 中国的首次成 功应 用 。
至地 表 ， 下部 取 １． ２ 模 型 高度 ５． ５ 纵 向取 ７ ４ｍ， ０ １ｍ，
３ ｍ。即宽 ×高 ×深 一Ｘ×Ｚ ６ ＸＹ一 １ ０ ０ ｍ×５ ． ５ ０ １ｍ
２ Βιβλιοθήκη Baidu 值 模 拟
２ １ 施 工参数选 取 ．
×３ ｍ， 元 网 格 数 为 ４ ９ ０个 ， 点 数 为 ５ ７ １ ６ 单 ９２ 节 ３ ４
个 ， 型如 图 １ 模 所示 。
数值模 拟 时 ， 采用 相应 的实体 单元对 初期支 护 、
证 施工 稳定性 ， 具有 重大 的工程 实 际意义 。
针对 影 响 浅埋 大 断 面隧 道 的多 个施 工 参 数 ， 作 者做 了新 意 法 在 浅 埋 大 断 面 隧 道 施 工 中 的应 用 研 究 ， 于正交 试验原 理 ［ 共 计算 了 ４ 基 引， ２种工况 ， 到 得
各级 围岩 （ 照铁路 隧道 围岩 分级 ） 的浅埋 大 断面 按 下 隧道最 优施工 参 数 建 议 值 （ １ ， 表 ） 为浅 埋 大 断 面 隧
１ 引 言
新 意法 Ｌ （ ＴＭ） 称 为 岩 土 控 制 变 形 分 析 １ ＮＩ ］ 又
（ Ｅ ０一Ｒ ） 工工 法 ， ＡＤ Ｃ Ｓ施 该工 法 是 通 过 对 隧 道 工
动破坏 ， 向打设径 向锚 杆 ， 杆 长度 ４ 间距 １ ０ 环 锚 ｍ， ＿
×１ ０ 环 ×纵 ） ． ｍ（ 。
（ ） 作二 衬 （ 底 ０ ８ 拱顶 ０ ６ 。 ２施 拱 ． ｍ， ． ｍ）
作面超 前核 心 围岩 的勘 察 、 测 ， 报 围岩 的应力 一 量 预
（ ） 子 面超 前 加 固密 度 为 每 １ ｍ。 ３掌 ２ １根 、 固 加 长度 取为 １ｍ（ Ｒ ） ８ ＧＦ Ｐ 锚杆 。 （） ４ 在施 工允许 的情 况下 ， 开挖进 尺应尽 可能 的
同时模 拟 了整 个 动态 开挖 过程 。 验 证 计 算 结 果 ：掌 子 面 最 大 纵 向 位 移 ２ ．２ ４ ９ ｍｍ， 顶最 大位 移 ３ ． ５ 拱 １ ５ ｍｍ。
３ 模 型 试 验
３ １ 试 验思 路 ．
通过 模型 试验 ， 究 隧道 围岩受 力 变形 规律 ， 研
（） ５ 施设 大 小管棚 。
宽 ×高 一 １． ８ １ｍ， ３４ × ５ 为浅 埋 大 断 面隧 道 ， 整 个 在 工程 中 占有重 要 的地 位 ， 就要 求 必 须对 其 施 丁参 这 数作 合理 选取 。我 国现 阶段 的大 断 面隧 道建 设 ， 既
无成 熟 的教程 可执行 ， 又无标 准 的规范 可参照 ， 累 积 的施 工实践 经验 又不 多 ， 因而 自主创 新 研 究 开发 适 应我 国 国情 的浅埋 大断 面隧道 全断 面预加 固工 法保
选 取浏 阳河 隧道施工 参数 如下 ： （） １初期 支 护 参 数 ： 射 ２ ｃ 混 凝 土 ； 环采 喷 ５ｍ 全
・
二衬进行模拟 ， 采用 Ｃ ｂ 单元模拟系统锚杆 、 ａｌ ｅ 超前 玻璃锚杆 ， 通过提高围岩参数模拟大小管棚的作用 。
１ ・ ８
旷文涛 等
新 意法在 浏 阳 河隧道施 工 中的应 用
浅埋大断面隧道全断面预加 固工法 ， 选取武 广客运专 线浏 阳河 隧道施工参 数 ， 后进行数 值模拟 、 型试验 、 然 模 现场
监 控 量 测 反 分 析 ， 证 隧 道 施 Ｔ 稳 定性 。 验
关键 词 新意法 数值模拟 模型试验 监控量测
用 Ｉ０ 钢 架 ， 向 问距 ０ ５ 为 了防止洞 周 围岩松 ２ａ 纵 ． ｍ；
３ ２ 试 验方 案 ．
验证 隧道 施工 的稳 定 性 。在 试 验 开 挖 时 ， 成 两 阶 分
段 开 挖 。第 一 阶段 开 挖 后 ， 设 支 护 体 系 ， 试 拱 安 测
顶、 掌子 面受 力变 形 。然后 挖通 隧道 ， 试 同岩 的最 测
图 ３ 数 据 采 集 系 统
终受 力变 形 。待变 形稳 定后 ， 地表 逐级 加 载 ， 察 在 观 测试 每级 荷载 下 的 围岩 变 形 受 力 ， 到 支 护 体 系 破 直 坏， 得到该 种 支护 体系 的安 全系 数 。 本实验通过两阶段开挖 ， 研究通过平面应变试验中 掌子面变形代替三维试验掌子面变形 的合理 ｝ 同时通 生； 过隧道稳定 陛破坏试验 ， 研究该种支护体 系的安全 眭。