浅埋大断面隧道暗挖施工工艺探讨

浅埋大断面隧道 暗挖施工工艺探讨近几年来，高速公路和高速铁路往偏远山区的延伸 断面，隧道埋深的米数约为26m,为了能够保证隧道内水 修建，隧道工程的施工已成为交通工程中的工程重点和难 平与竖向的隧道边界到模型的边界尺寸大于隧道最大开挖 点。根据相关规定的需要，其策划人员及设计单位会选择

实际尺寸的三倍以上，所计算的模型边长约为300m,高 使用隧道来减小行车绕行距离及行车坡度。隧道工程在各 度为100m,在计算的过程当中所选择的使用材料为弹塑 个地区围岩地质不同，埋深不一，安全风险大，根据投资

性材料、D-P模型。其计算的模型左右两边边界分别受到 和安全风险管理，所以选择使用的明挖法与暗挖法等施工 水平向的位移所约束，下面部分的边界受到了竖向位移的

成为了当前所争论的问题之一。约束，地表层设立为自由边界。高速公路隧道或高速铁路隧道在进行开挖施工过程

2.计算参数当中，隧道高跨比和断面面积会很大。与单线铁路或普通 根据马林隧道的实际地质情况与勘察报告及相关的设 公路隧道相比较，浅埋大断面隧道施工当中的安全风险管 计文件，模型围岩力学的参数和隧道当中支护结构的参数 理、施工方法工艺的选择对施工管理者来说都是棘手的问 如下表：题。浅埋大断面隧道暗挖的施工过程一般都会选择使用多 导坑这一方式进行分步施工，例如使用双侧壁导坑法、台

名称泊松比重度Y

内摩擦弹性模量

黏聚力

kN\\m3E\\GpaC\\Mpa阶法、CRD法等技术施工，这些开挖方法需要根据隧道 洞□的地形及覆盖层、地质因素、水文环境、气象因素情

况采用，并且其施工的进度、成本、是否安全快捷都具有

V级围岩0.3820231.50.15着很大的差异。表1模型力学材料参数详情工程概况本文以兰海高速公路当中贵州境内当中贵阳高速公

名称重度Y惯性矩弹模

截面积

类型路地段的马长隧道作为例子并对此工程进行了全面的分析 kN\\m31\\m4E\\GpaA\\m2与其工艺的探讨。该工程的设计速度是采用了时速为100 初衬230.007594250.45梁公里、双向六辆车道的隧道技术标准。整体隧道长均为

752m左右,隧道埋深约为90m。二衬250.01386529.50.55

梁该隧道主要地质为中风化白云岩石及中风化灰岩石所 组成，周围岩石的级别约至为IV和V的等级范围，其中IV

表2支护结构参数详情等级的围岩大约占整体部分的65%, V等级的围岩约占整 体部分的33%O三、模拟方案由于双侧壁导坑法上下台阶法及CRD法等技术，这 二、大断面施工方法分析些施工方法对于施工的地形以及地质环境因素和相应的支 1.模型的计算护措施有着不同的要求，并且其施工的速度、成本、是否

模型的计算在这里选择隧道右面的洞口 YK120+260

方便快捷都有着很大的差异。该隧道所使用的施工方案选

择使用CRD法、双侧壁导坑法及三台阶法这三种施工方 式进行优化比选。1. 双侧壁导坑法施工施工人员先进行右导洞上台阶的开挖工作，在施工 的过程当中要全面地做好初期支护以及临时支护等防护措

施。然后在进行左导洞上台阶的开挖工作，并且及时做好 初期支护以及临时支护等防护措施。当左右导洞的上台阶

施工完毕后进行开挖左右导洞下台阶并且及时做好初期支 护以及临时支护等防护措施。当左右的上下台阶导洞挖好

后再进行中部导洞的上下台阶的施工，步骤与之前相同。 最后由施工人员拆除临时支护，并进行浇筑整体的二次衬

砌。2. CRD法施工由施工人员先进行左导坑的上台阶进行开挖完工后进 行上台阶的初期支护以及临时支护，然后进行右导洞上台 阶的开挖工程步骤，在施工的过程当中做好初期支护以及

临时支护等防护措施。当左右导洞上方台阶施工完毕后进 行左右下方导坑台阶的开挖施工，步骤与之前相同。最后

由施工人员拆除临时支护，并进行浇筑整体的二次衬砌， 很明显CRD施工法比双侧壁导坑法节省了很多程序并且 其施工的工期也大大的缩短。3. 三台阶法施工施工人员先进行上台阶的开挖工程，该步骤结束后 由施工人员进行上部台阶的初期支护以及临时支护的技术 操作。上部分台阶施工结束后进行中间部分台阶的开挖过

程，该步骤结束后工作人员进行中部台阶的初期支护以及

临时支护的技术操作。中部台阶施工结束后进行下台阶部 分的开挖过程，该步骤结束后工作人员进行下部台阶的初 期支护以及临时支护的技术操作。最后由相关施工人员进

行将拆除临时支护完成后浇筑整体的二次衬砌。㈣、模拟计算结果围岩应力测试在这三种施工方法当中，隧道自身的周围岩应力最大

数值在拱腰的位置，最小值的位置在拱顶的位置，仰拱位 置发生了拉应力这一现象。双侧壁导坑法均比其他两种方 式的围岩应力值较大，在隧道的拱底拉应力的分布位置双

侧壁导坑施工法出现的数值最小，其数值为10Kpa,大约

为CRD施工法的三分之一°是三台阶法的八分之一°由 此可见双侧壁导坑施工方法可以充分的体现出围岩的承载 能力，并且对于隧道自身的围岩受力调整非常有利，其中

在隧道的拱顶部位双侧壁导坑这一施工方式的应力达到了

780Kpa,是CRD施工法的1.73倍左右，是三台阶施工法 的1.42倍左右。有效地避免了出现拉应力所在区域及大幅

度地减弱了拉应力的程度，从而提高了隧道自身结构的安

全性。2.初期支护内力技术应用中華建股在隧道的拱顶部位，初期的衬砌结构轴力的最小数值 主要分布在隧道内部仰拱与拱顶部位。双侧壁导坑法最小

轴力数值主要分布为两个临时支护件，其轴力的平均数值 大约为700kN, CRD施工法受到整体施工过程当中的临时 支护端部效应所影响，最小轴力值在临时支护结构与初衬 链接的位置。同时，受到施工顺序的一定影响，但双侧壁

导坑当中完全不存在这种情况的发生。由此可见，由于隧道的围岩应力释放与隧道当中施工 人员进行开挖的面积产生了直接的关系，在大断面隧道的 施工过程当中，隧道的分布开挖使其周围岩石应力需要进 行多次释放。因此，对于隧道内部衬砌的结构而言，内部

侧壁的受力更加有利于进行调整，除此之外双侧壁导坑施

工法能够有效地避免因为施工顺序而产生的结构不均匀所

引发的裂缝现象，这样更加有利于隧道衬砌结构受力的均 衡。五、结语综上所述，通过盖茨测试与全面分析所了解到，初期 支护与衬砌结构的稳定变形等情况得到了良好的控制，通

过不同的施工方式手段其中所存在的利弊显而易见。在今 后的施工过程当中相关管理工作人员要择优处理选择其技 术方法，这样不仅可以有效提高施工的效率还能够保证施

工的安全性。（作者单位：中铁十二局集团有限公司）亚M

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