台阶长度对软岩隧道台阶法施工影响分析

武建林,吴 迅,蒋仁国

(1. 同济大学土木工程学院, 上海 200092；2. 中交一公司集团有限公司, 北京 100024)

围岩力学性质及稳定状态对隧道施工安全至关重要.复杂和软弱围岩常会导致施工风险,是隧道工程施工的难点.对于软弱围岩,改变开挖方法、优化施工参数以及增大支护刚度可以有效限制围岩变形.我国学者对软岩隧道的围岩变形和施工措施进行了探讨和研究.文献[1]研究MIDAS/GTS模拟台阶法和双侧壁导坑法施工对隧道围岩稳定性的影响;文献[2]通过现场试验对比分析两台阶法和三台阶法,确定在围岩条件较差情况下三台阶法可以有效控制大变形的产生;文献[3]通过数值模拟分析三种不同台阶长度施工对隧道的影响,最终确定5 m台阶长度最为符合工程需要;文献[4]分别对超短台阶、短台阶和长台阶法进行数值模拟,得出采用超短台阶法施工能有效的减小拱顶沉降和地表沉降;文献[5]通过数值模拟和现场监测得出增强初期支护的刚度与强度能有效地控制围岩大变形.

本文针对成昆铁路新白石岩隧道工程,通过数值方法模拟三台阶法施工,并分别对微台阶法和短台阶法施工进行模拟,对比分析隧道开挖引起的拱顶沉降、地表沉降以及围岩应力,为类似围岩隧道施工提供参考.

1 工程概况

成昆铁路新白石岩隧道位于曼滩和越西南区间,全长6 333 m,最大埋深约为470 m,隧道为单洞双线,隧道断面净宽为14.68 m,净高为10.13 m.隧道地表起伏较大,整体地质条件……