阳曲1号黄土隧道围岩变形规律研究

吴 永，魏 伟，王国强

(西安科技大学建筑与土木工程学院，西安 710054)

由于黄土隧道的不断增加，施工中面临问题较多，国内外许多研究者在此方面做了大量的工作。隧道施工理论计算与现场监测成为隧道施工安全性保障的有利证明，通过现场对围岩与支护形式监测，为下一步初期支护和二次支护参数调整提供依据，把理论计算与现场监测进行对比整理，可以进一步优化支护方案和施工方案，这样可以得到合理有效的方案，既可以提高施工速度与质量，还可以节省成本。以阳曲1号黄土隧道为工程依托，通过MIDAS/GTS数值模拟和现场监测，对隧道双侧壁施工法施工过程进行模拟，通过与现场监测数据对比，得到了一些可靠结论。

1 工程概况

山西平阳高速公路21合同段阳曲1号隧道进口工程位于凌井小盆地的地表黄土冲刷沟壑浅埋地段中，洞口浅埋Ⅴ级围岩地段设计埋深在13～38 m，跨度约为15 m，高度约为10 m;该隧道在施工过程中由于土体自稳性极差，洞顶土体容易失稳。

隧道采用双侧壁导洞法进行开挖，遵循新奥法原理，尽量少扰动围岩，采用柔性支护，充分发挥围岩自承作用，并辅以超前支护辅助工法，隧道横断面见图1。本文用于数值模拟的目标断面为ZK93+917，隧道埋深25 m。

图1 隧道支护衬砌(单位:cm)

2 隧道施工过程数值模拟

2.1 模型建立

考虑开挖影响的范围，因此模型尺寸长×宽×高=105 m×10 m×62 m。模型地表面为自由面，四周采用法向变形约束条件，底部采用全约束条件。计算中土体为摩尔-库仑材料，初支采用C25混凝土，厚度0.25 m，锚杆直径25 mm，长度4.5 m，总数32根。……