软弱围岩条件下山岭隧道新奥法施工地层变形机理的研究

摘要

近年来，我国交通事业的发展带动了轨道交通的快速崛起，大规模的地铁、高铁的修建，使得隧道建设成为其中重要的一环。新奥法由于其先进的围岩自身承重理论而受到隧道施工者的广泛使用，而软弱围岩条件下，台阶法施工以其独特的优势被人们所采用。研究一种施工方法最重要是考虑其安全性和高效性，本文主要是通过研究山岭隧道施工引起的地层变形，来分析台阶法施工中应着重注意的支护措施和施工阶段等。
　　本文以佛岭隧道软弱围岩段为背景：
　　首先，根据实际的隧道施工及地质情况，运用MIDAS/GTS有限元软件建立有限元数值模型，分上环形开挖、核心土开挖及下台阶开挖三阶段来数值模拟台阶法开挖的过程，进尺2m。通过数值模拟得出施工过程中隧道断面的垂直位移、水平位移、围岩应力特征、塑性区形态和发展规律等，研究不同开挖阶段对地层变形的影响。由于数值模拟中进尺2m时，安全储备不是很足，遇到要求较高的地质情况时就需要缩短进尺，所以模拟了工程中经常采用的进尺1m与进尺2m对比，可见进尺1m安全储备更足，也对以后的施工提供了科学依据，也正好体现了新奥法“短进尺”的施工原则。
　　其次，在实际工程的监控测量中，地铁隧道与山岭隧道的最大不同就是，地铁隧道主要体现在地表沉降，山岭隧道主要是洞身的拱顶沉降和水平收敛，因为山岭隧道埋深大，上部为山地表沉降难测。佛岭隧道主要是通过分析三个施工阶段的拱顶沉降和水平收敛，得出对变形影响最大的施工阶段。并且分析其造成变形的原因，找出相应的解决措施。
　　最后，将数值模拟的结果与实际监控测量结果作对比，通过整体的变形趋势分析出两者共同点，找出台阶法施工引起地层变形的原因并提出相应的解决措施。
　　本文所得出的理论，给佛岭隧道的施工提供一定指导和技术依据，同时对类似软弱围岩情况下山岭隧道施工采用台阶法施工时，提供可靠借鉴和参考作用，对确保安全施工和科学指导类似隧道软弱围岩条件下的施工，有一定的意义。