隧道变形控制技术研究

张忠俊

(沈阳公路工程监理有限责任公司，辽宁沈阳 110168)

0 引言

隧道开挖和支护施工改变了其围岩的受力状态，形成松动圈，从而产生岩石分离、冒落、坍塌、拱顶下沉、拱顶鼓起和两帮侧移等［1，2］。高速公路隧道开挖后，由于回弹和应力重分布作用使得强度较低的围岩产生塑性变形，甚至发生破坏，造成施工不便甚至影响施工安全［3-5］。国内外学者对隧道开挖和支护施工引起的围岩进行了广泛的研究。张向东等［6］采用大型非线性有限元分析软件ADINA对隧道开挖变形进行数值模拟，建立二维有限元分析模型;采用ADINA自带的单元生死功能动态模拟开挖支护过程，对比全断面开挖法与上下台阶法开挖两种施工方法，分析两种方法对隧道围岩变形的影响。王义国等［7］基于灰色理论的GM(1，1)模型对隧道围岩变形进行了短期预测。孙元春［8］、Cheng Y M［9］、刘志春等［10］通过总结分析围岩变形3阶段的特点，结合隧道量测剖面的实测数据，对围岩变形的空间效应和时间效应进行了分析。王树栋［11］以宜万铁路堡镇隧道软弱围岩大变形段施工为依托工程，综合应用现场实测、理论分析、数值模拟和室内试验等手段，并引入人工智能技术对隧道施工期软弱围岩段变形机理进行了研究，对支护结构参数进行了优化，上述研究取得了丰富的成果。

本文依据抚通高速某隧道工程实例，利用大型有限元分析软件ADINA，建立2D平面简化隧道模型，对隧道开挖和支护过程进行动态模拟，研究隧道开挖和支护过程引起的拱顶沉降和两帮侧移规律，提出采用锚喷联合支护的方法控制隧道变形。……