客运专线单双线过渡段分岔隧道施工效应三维数值分析

代维达

(中铁第五勘察设计院集团 工程试验检测公司，北京 102600)

随着基础设施的飞速发展，分岔隧道的现象会越来越多，施工中对隧道整体稳定性的控制是一直以来的难题，目前尚无成熟的分析方法体系，尤其对客运专线标准断面的研究更是少见。

分岔隧道作为一种特殊的隧道布置形式，在较短的距离内由洞口大跨隧道、连拱隧道、小间距隧道，逐步过渡到一般分离式隧道，平面上呈现Y形分岔形状，这是为了降低工程造价而发展出来的一种新型隧道结构形式。目前分岔隧道在国内外建成并投入使用的例子并不多，由于涉及到分离段、小净距段、连拱段和大拱段施工，复杂的受力结构、频繁的工序转换给施工带来了一定的难度。如何确保分岔隧道的快速施工和安全，是分岔隧道的建设关键。

石太客运专线南梁单双线过渡段分岔隧道结构复杂，开挖支护相互交错，围岩应力变化和衬砌荷载转换十分复杂，伴随开挖过程围岩的应力分布、支护实际效果以及结构受力情况等尚不十分清楚。而且客运专线隧道断面大，标准断面开挖面积已经达到150 m2左右。为了研究分岔隧道段施工全过程围岩与支护结构间复杂的力学行为，利用FLAC3D三维快速拉格朗日差分方法分析软件建立三维模型，按实际的开挖顺序和施工工艺，对分岔隧道施工过程进行数值模拟。从隧道围岩变形、应力场、围岩塑性区分布及中间岩柱应力状态等方面，分析研究客运专线分岔隧道施工时的相互影响及施工效应，以期为类似客运专线分岔隧道设计、施工和研究提供有益借鉴和参考。……