基于数值模拟和施工监测的山岭隧道合理施工进尺分析

田庆， 李官群

(1.保靖县农村交通建设技术咨询服务站， 湖南 保靖 416000；2.保靖县交通运输局， 湖南 保靖 416000)

随着隧道工程的大量建设，隧道施工安全问题日益突出。山岭隧道一般采用钻爆法，一次向前开挖多少米比较合适需要确定。如果一次向前开挖过短，虽然安全，但经济效益太低，对于整个工程的工期和效益不利；而一次开挖过长，又可能因为围岩自稳能力不足而引发安全事故，轻则带来经济损失，重则造成人员伤亡。因此，隧道施工进度的确定尤为重要。

1 工程概况

屋场坪隧道位于湖南G209、S318保靖龙溪至迁陵公路，起讫里程为K10+655—K11+473，全长818 m，属中隧道，设计标高为297.15～273.43 m。隧道全线位于直线段，路拱横坡为1.5%，隧道(进口至出口方向)纵断面均为-2.9%下坡。所在区域属于侵蚀剥蚀丘陵地貌，隧道穿越一个丘陵体，该丘陵体地面标高为296.23～494.21 m，相对高差197.98 m。隧道最大埋深约208.66 m。隧道建筑限界净宽为1.5 m(左侧人行道)+1.0 m(侧向宽度)+2×3.5 m(行车道)+1.0 m(侧向宽度)+1.5 m(右侧人行道)，净高为5 m。地震动峰值加速度小于0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35 s，相应于地质基本烈度小于Ⅵ度。

2 数值模拟

采用有限元软件MIDAS/GTS进行模拟分析。

2.1 模型边界确定

建模过程中，为保证不影响分析结果，又快速高效，对围岩长度、宽度进行有效选择。根据圣维南原理，开挖只在洞周围一定范围内引起应力重分布。实践和理论分析表明，应力重分布范围在洞室周围中心点3～5倍开挖宽度(或高度)内。屋场坪隧道宽度为12 m，模型中水平方向和底部边界距离隧道圆心60 m，隧道上方则按照实际地形设置到地表面。……