大断面浅埋软弱围岩隧道围岩变形规律分析

摘要

随着我国经济的高速发展，公路交通也飞速发展着，其中就包括公路隧道。公路隧道属于地下工程的一种，比起地上建筑，设计及施工都受到更多不确定因素影响。而且由于工程地质、地形、环境及工程造价等原因，使得公路隧道出现一些特殊特征，如软弱围岩、浅埋、大断面、小净距等特征。这就使得公路隧道的设计及施工更有难度，质量也更难把控。目前已有很多特征的隧道已经设计修建成功，很多学者也利用隧道施工现场监控量测数据和有限元分析软件对隧道围岩变形进行了及时有效地分析研究，为类似隧道建设提供了极有用的价值。本文依托的工程背景麒麟山隧道工程，却有着极为罕见的综合特征，属于大断面浅埋软弱围岩隧道。不同的是，本文主要分析研究大断面浅埋软弱围岩隧道围岩变形规律。
　　 本文即是利用本人所在课题组在麒麟山隧道长期现场监测得到的数据，并采用MIDAS/GTS有限元软件对麒麟山隧道进行二维及三维开挖模拟，得到大断面浅埋软弱围岩隧道围岩变形规律，主要工作及结论有如下几点：
　　 (1)根据现场监控量测的数据，得到了地表沉降随水平距离近似呈现抛物曲线并随施工阶段呈现上台阶型变化规律。
　　 (2)用MIDAS/GTS有限元软件模拟以全断面、CD法、双侧壁导坑法三种方法开挖麒麟山隧道，分析并对比了不同开挖下地表及围岩的变形规律。
　　 (3)对双侧壁导洞多台阶法(实际工况)开挖麒麟山隧道进行了平面应变二维数值模拟，得到地表及围岩沉降曲线都成抛物曲线、地表水平位移曲线图近似成正弦函数等规律。
　　 (4)对双侧壁导洞多台阶法(实际工况)开挖麒麟山隧道进行了三维数值模拟，得到地表、围岩及中岩柱沉降和水平位移随施工阶段变化规律。