分岔隧道连拱-小间距连接段施工过程稳定性分析

９ ７ ５ ０ｍ， ． ５ｍｘ ． 最大 埋深 约 １ ６ｍ， 计 为双 拱 四车道 ５ 设 形式 。连拱段 设 置有 中隔 墙 ， 近小 间距 段 为 曲 中墙 靠
要重 点 关 注 连拱 段 曲 中墙 、 间 距 段 岩 柱 的 稳 定 性 。 小 连拱 段 中隔墙稳 定性 的研 究 较 多 ， ： 如 曾胜 等 … 、 飞 叶 等 根 据 现场 检 测 研 究 了 不 同施 工 工 序 对 中隔墙 的
１ Ｍ Ｐａ 。
１ ０ ８
４
２ ０
图 ６显 示 了连拱 第 一 、 二组 剖 面 关 键 点 ８的 压 应 力 随着 开挖 步 的变化 。由 图 ６可见 ， 开挖 过 程 中 ， 曲中 墙底 部 压应 力越 来越 大 ， 一 组 关 键 点 ８的压 应 力 由 第 小 间 距 开 挖 前 的 ７ ２ ａ增 大 到 开 挖 结 束 时 的 ．２ ＭＰ ９ ３ ａ 在 前 面开挖 阶段 ， 离连 接端部 分 的压 应 力 ． ＭＰ ； １ 远
桥梁 的工程 投资 ， 建 分 岔 隧 道 已经在 所 难 免 。分 岔 修
式 隧道 作为 一种 特殊 的隧 道 结 构 形 式 ， 要 用 于 因地 主
形、 地质 、 工 、 施 运营 等条 件 限制 的路段 。 目前很 多专 家在 连 拱 隧道 和 小 间距 隧 道 的设 计 、 施工 技 术和稳 定 性 分 析 等方 面做 了诸 多 研 究 。但 是对 于 分 岔式 隧 道 连拱 一 间距 连 接段 的稳定 性 分析 小
研究 还 未见报 道 。连 拱一 间距 连 接 段 施 工 过 程 中需 小
拱段 围岩为 大冶组 灰岩 ， 中层 状 ， 状 Ｎ ３０ ＜ ４ ， 薄 产 Ｅ５。８。 节 理裂 隙较发 育 ， 围岩 类 别 Ⅲ 一Ⅳ类 ， 下水 不 丰 富 ， 地 以降水 人渗 为 主。连 拱 段 一 间距 段 隧道 单 洞 室净 空 小
内力 影 响 ； 攀 科 等 总 结 了不 同结 构 形 式 、 数 选 高 参 取及 不 同施 工工 艺 下连 拱 隧 道 中隔 墙 的 受 力性 能 ； 白 海 卫 等 用 有 限元 研 究 了 连拱 隧道 开 挖 面 的 空 间效
设计 ， 小间距 段两 洞之 间保 留岩 柱 ， 置 与连拱 段 曲 其位
ＹＵＡＮ ｅ ｓｎ
摘
要 结合 一 处 工程 实例 ， 过 三 维数 值模 拟 ， 究 了分 岔 隧道 连拱 一 通 研 小间距 连接 段 施 工 过程 中
曲 中墙 岩柱 稳 定性
中墙 、 柱 以及 围岩 体 的稳 定 性 问题 。 岩
关键 词 分 岔 隧道
中图分 类号 ： Ｕ ５ Ｔ ４７
中墙 的位置 相 同 ， 种过 渡形 式 为 国 内较 罕 见 的 双拱 这
大跨 度 设计 形式 。
２ 连 拱 及 小 间距 连 接 段 稳 定 性 分 析 ２ １ 计 算模 型 ．
连 拱到小 间距 段 过渡段 取连 拱段 和小 间距段 纵深
应 ； 国军等 用 有 限元 法 研究 了连 拱 变 厚 度 曲 中墙 伍 围岩 稳定 性 ； 代树 林 等 论 述 了小 间距 隧 道 开 挖 方法
分岔 隧道连拱一 间距连接段施工过程稳定性分析 ： 小 袁
森
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文章 编 号 ：６ ２—７ ７ （ ０ ２ ０ ０ ３ — ４ １７ ４ ９ ２ １ ） ３— ０ １ ０
分 岔 隧 道 连 拱 一 间 距 连 接 段 施 工 过 程 稳 定 性 分 析 小
袁 森
（ 中铁第 四勘察设计 院集 团有 限公 司 ， 湖北武汉 ４０ ６ ） ３ ０ ３
文献标 识码 ：Ａ
１ 概 述
随着 我 国基 础建 设 大 规 模展 开 ， 等 级 高速 公 高
路建 设 发展迅 速 。在 中西 部 崇 山 峻岭 之 间 ， 了节 省 为
隧道 动态 开挖 支护 过 程 中 曲 中墙 、 柱 的受力 特 点 及 岩
围岩 的稳 定性 。 八字 岭 隧道位 于宜 昌市 长 阳县及恩 施 自治州 巴东 县境 内 ， 面 形态 呈 近东 西 向展 布 ， 口为分 离 式 ， 平 进 出 口为分 岔式 ， ３ ５ｋ 长 ． ｍ。分 岔 式 隧道 在 向分 离 式 过渡 过程 中设 计有 大拱 段 、 连拱 段和 小 间距 段 三种形式 ， 连
连 拱段施 工 工法 ： 开 挖 中导 洞一 施做 中隔墙和 中导 洞临 时支护一 开
分岔 隧道连拱一 间距连接段施工过程稳定性分析 ： 小 袁
森
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压 应 力 值 由 小 间 距 开 挖 初 期 的 ９ ３ ａ增 大 至 ． ５ ＭＰ
１．２ＭＰ ， 大压应 力 出现 在靠 近小 间距 岩柱 部位 的 ４ ７ ａ最 曲中墙 侧部 ， 是 由于岩 柱弱 支撑 的原 因 。 这 开 挖过 程 中 ， 中墙 上端 侧 部 和 下 端 侧 部 局部 受 曲 拉， 但是 拉 应 力 很 小 ， 挖 结 束 后 ， 应 力 值 不 超 过 开 拉
和 岩柱 加 固技术 。
各 １ 共 ２ 的长 度 作 为分 析模 型 ， 型 示 意如 图 ０ｍ ０ｍ 模 １ 。图 １中交 界面 为连 拱到 小 间距 段 的过 渡界面 ， 为计 算 结果 分析 方便 ， 取模 型 四个 剖面 ｓｔ １ ｓｔ４ ｅ一 至 ｅ一 。本 次 数值 模拟 连拱 一直 开挖 到小 间距段 的整个 动态 开挖
Ｓ ａ ｉ ｔ ａ ｙ ｉ ｒｎｇ Ｔｈｅ Ｗ ｏ ｋ Ｐｒ ｇ ｅ ｓ ｏ ｆ ｃ ｔ ｎ ｅ ｔ ｂ ｌ ｙ Ａｎ ｌ ｓｓ Ｄｕ ｉ ｉ ｒ ｏ ｒ ｓ ｆ Ｂｉｕｒ ａ ｅ Ｔｕ ｎ ｌ Ｃｏ ｔｎ ｕ ｃ Ｓ ａ ｌＳ ａ ｉ ｇ Ｌｉ ｋ ｇ ｅ ｔｏ ｎ ｉ ｕｏ ｓ Ａｒ ｈ－ ｍ ｌ ｐ ｃ ｎ ｎ ａ ｅ Ｓ ｃ ｉ ｎ
过程。
结 合沪 蓉西 高速 公 路 八 字岭 分 岔 隧 道 的连 拱 一 小 间距 过 渡段 ， 过建 立三 维模 型 ， 有 限元法 模 拟分 析 通 用
收 稿 日期 ：０ ２—０ ２１ ２—１ ６
作者简介 ： 袁 森 （９ ５ ） 男 ，９ ７年毕业于 中国地质 大学水 文地质 １６ 一 ， １ ８ 与工程地质系 ， 工程师。