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基于拱顶沉降控制的卵砾石地层

浅埋隧道施工优化

喻军，刘松玉，龚晓南

(1．浙江工业大学建筑工程学院，杭州310014；2．浙江大学建筑工程学院，杭州310029

3．东南大学交通学院，南京210096)

摘【要】某卵砾石地层浅埋公路隧道施工开挖，围岩的稳定性与拱顶沉降存在密切的关系，因此采用仿真分

析法以拱顶沉降为控制目标，确保围岩的稳定，分析不同的施工方案得到拱顶沉降规律，达到优化施工的目

的；同时，分析了不同的开挖路径和台阶长度，提出了一种最佳的施工方案。结果表明：在浅埋隧道开挖时容

易引起拱顶沉降，并且随着施工方案的不同，拱顶沉降有较大的差异。在几种施工方法中，发现CRD法(交叉

中隔墙法)比较适合，原因是拱顶沉降最小，应力释放较慢，在渐近的过程中有效地实现了应力的转移，较台阶

法和CD法(中隔墙法)有大的优势，并与现场监测进行了对比分析，结果较为吻合。得到的结论可为类似工

程提供参考。

[关键词】卵砾石；隧道围岩；数值分析；施工优化；拱顶沉降；现场监测

【中图分类号】TU461【文献标识码】A[文章编号】1009—1742(2013)10—0097—06

施工优化。如文献[1]针对卵砾石地层进行了支护

1前言

参数的优化，以拱顶沉降为控制目标，优化初衬厚

随着隧道数目和规模的增加，遇到的地质条件度和支护时机。文献[2~4]以地面沉降为控制目标

越来越复杂，如高应力、软弱破碎、黄土等围岩随之进行了反分析，达到优化施工参数的目的。

出现，其中卵砾石地层分布较广，在隧道施工中时以上施工优化只是针对某一种开挖方案，本文

常遇到。如台湾的八卦山隧道、林口隧道，大陆的针对几种开挖方案，结合支护参数进行优化设计。

小曼萨河隧道、茅山隧道等皆为卵砾石地层隧道，由于在浅埋隧道施工时，拱顶沉降与围岩稳定存在

该地层具有粘结力弱，稳定性差，砾石分布不均匀，着一定的关系，可以研究通过控制拱顶沉降就能较

抗剪强度低等特点，难以形成塌落拱，在顶部和侧好地控制围岩稳定，优化施工方案，保证施工安全。

壁以及掌子面容易产生破坏，甚至产生较大的地面

2卵砾石地层物理力学性质特点

沉降等工程事故。而《公路隧道设计规范》(JT—

GD70--2004)尚未对卵砾石地层隧道的设计施工提2．1一般卵砾石地层的特点

出明确的规定，因此有必要对该类地层进行施工力根据成因及产状形态，大致可将卵砾石土分成

学研究。四类：河谷型、平地型、山地型、海岸型，其中河谷型

这些事故的产生不但跟卵砾石的力学性质有为间歇性洪流携带泥砂堆积在河床之上或河床抬

关，而且与施工方法、支护参数有关，本文针对某隧升形成的阶地，胶结程度差异大；平地型为碎屑物、

道的特殊地质条件，以控制拱顶沉降为目标，进行岩块经搬运，在平原或山谷出口沉积而成，胶结较

收【稿日期】2012—09—30

基【金项目】浙江省科技厅资助项目(2012C21074)；浙江省交通厅资助项目(2012H66)；浙江工业大学自然科学基金项目(2011XY024)

作【者简介】喻军(1978一)，男，湖南邵阳市人，博士后，讲师，主要从事隧道及地下工程的教学与科研工作；E—mail：yujunsunny@163．tom

2013年第15卷第l0期97

好，强度较高；山地型为河流搬运砾石至