海底隧道与横通道交叉部施工力学研究

李光京 苏 江

厦门翔安海底隧道是连接厦门市本岛和翔安区的重要通道，为双向六车道。该隧道横断面布置采用:双主隧道+服务隧道，主隧道与服务隧道的联络横通道为行车横洞和行人横洞。行车横洞、行人横洞与主隧道、服务隧道均正交。

由于翔安隧道主隧道及行车横洞开挖断面都较大，且部分行车横洞位于强风化V级软弱围岩地段，地质情况异常复杂。因此，主隧道与行车横洞交叉结构的受力将十分复杂，施工难度及施工风险显著增大，稍有不慎，就会造成塌方事故[1]。

本文通过三维数值模拟，针对翔安隧道主隧道与行车横洞交叉结构的施工力学行为进行分析，为软弱围岩隧道交叉部设计与施工提供参考。

1 工程概况

本计算选取地质情况比较复杂的5号行车横洞与主隧道空间交叉部进行分析。5号行车横洞周边围岩为强风化黑云母花岗岩，岩性V级，埋深约40 m，上覆淤泥层、粘土层、粗砂层、全风化花岗岩层、强风化花岗岩层，基底为微、弱风化花岗岩层。

翔安隧道主隧道采用CRD法施工，将主隧道断面分为四个部分依次开挖，分部施作初期支护和中隔壁封闭成环;主隧道开挖完成后，全断面开挖行车横洞并支护;横洞开挖完成后，逐步拆除主隧道中隔壁并施作二次衬砌。

2 计算模型

2.1 基本考虑

本文采用有限差分软件FLAC3D进行数值模拟分析。根据地质勘察报告，5号行车横洞与主隧道交叉部构造应力残存较小，以自重应力场为主。因此，按隧道实际埋深40 m同时考虑海水压力模拟初始地应力场。……