吕梁山特长隧道土质浅埋偏压段支护结构受力有限元模拟分析

李 鹏

（山西省交通规划勘察设计院有限公司，山西 太原 030032）

1 概述

自20世纪80年代新奥法引入国内后，在我国地下工程，特别是铁路、公路隧道设计及施工得到了迅速发展和广泛应用。但目前，我国复合式衬砌隧道的设计参数仍以工程类比法为主。虽然现行公路隧道设计规范（JTG 3370.1—2018）对各级围岩的支护结构设计参数有着明确的取值范围，但由于工程地质和水文地质情况千差万别，这种依规范取值的局限性是非常明显的。特别是对于隧道进、出口段存在偏压、浅埋、强风化、岩堆等特殊地质情况并没有具体要求。设计人员往往采用工程类比法拟定支护参数，容易出现支护参数偏弱或者过强的现象。本文采用Midas GTS NX有限元分析软件对吕梁山特长隧道进口段土质浅埋偏压段，采用工程类比法拟定支护参数的支护结构受力模拟分析，以验证拟定支护结构的安全性和经济性。

2 工程概况

吕梁山特长隧道是山西省祁县至离石高速公路的控制性工程，起点位于吕梁市文水县苍耳会寨子沟村，终点位于吕梁市离石区信义镇牛家岭村，全长9 806 m，隧道按高速公路标准设计，为分离式双洞单向行驶隧道，两洞边墙最大间距为35 m。隧道平纵线形、几何尺寸净空断面和照明标准均按80 km/h行车速度设计。全隧道设斜井2座，竖井1座。进口173 m范围内洞体围岩岩性由第四系上更新统坡洪积（Q3）粉土夹碎块石组成。洞身范围处在地下潜水位以上，围岩内一般无地下水，雨季局部可能出现短时滴渗水，围岩属于不均匀松软土。……