扩建小净距公路隧道施工力学分析

疏义广，蒋树屏，雷明林

(1.重庆交通大学土木建筑学院，重庆400047;2.招商局重庆交通科研设计院有限公司，重庆400067)

近年来，随着我国国民经济的快速发展，已建成的高速公路由于交通量的骤增而渐渐趋于饱和，为了满足当前的交通需求，高速公路的扩建已经成为缓解交通的一大重要手段，如沈阳—大连高速公路、北京—上海高速(江苏段)、泉州—厦门高速公路等［1］。而高速公路上隧道的改建、扩建工程也在快速地进行着，扩建之后的隧道基本上都是大断面，进而出现了许多大跨度小净距隧道，且存在着隧道边施工边通车的现象。围岩的应力场在原隧道开挖过程中已受到多次扰动，而扩建大断面隧道的开挖将对围岩进行再次扰动，围岩多次扰动的叠加［2－3］，使其强度变低、完整性和自稳能力变差［4］，这对扩建隧道的施工将造成很大的困难。小净距隧道也成了近几年隧道工程中研究的热点之一，研究内容主要涉及不同情况下的合理净距［5－8］。

以渝州隧道为工程背景，通过二维有限元模型对不同净距下扩挖隧道的围岩、锚杆以及初期支护的力学特征进行了分析，以期为以后相似工程的设计提供依据。

1 工程背景

渝州隧道是重庆市机场路拓宽改造工程的一部分，隧道现为双洞4车道，平面成喇叭型布置，进口段两隧道结构间岩石净距约7.8 m，出口段为15 m，由于现有隧道交通量已趋于饱和，故需对该隧道进行扩建，扩建时保持现有隧道平面走向及隧道间中央岩柱厚度不变，分别向两侧扩挖，扩挖后的隧道由原来的单洞2车道变为单洞4车道隧道。……