淺埋土質(zhì)大斷面隧道開挖順序三維數(shù)值模擬研究

1、淺埋土質(zhì)大斷面隧道開挖順序三維數(shù)值模擬研究摘要：金普快速軌道線路DK28160DK28890設(shè)計(jì)為地下暗挖雙車道大斷面隧道，下穿沈大高速公路。該區(qū)域地質(zhì)復(fù)雜，圍巖為黏土，性質(zhì)比較差。本文基于彈塑性MohrColoumb本構(gòu)模型和三維拉格朗日數(shù)值模擬方法，對開挖順序和施工過程進(jìn)行三維數(shù)值模擬，分析了不同開挖順序和支護(hù)條件下的圍巖應(yīng)力、位移和破損區(qū)情況，并對于地面沉降情況進(jìn)行了分析。通過對不同方案施工結(jié)果的比較與評價(jià)，為合理的方案選擇提供基

2、礎(chǔ)，對于施工具有重要的參考意義。關(guān)鍵字：隧道；淺埋；大斷面；開挖順序；數(shù)值模擬中圖分類號：U45文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A一、引言金普線位于遼東臺隆和華北斷坳兩個(gè)二級構(gòu)造單元的交接部位。金普快速軌道線路第六標(biāo)段位于三十里堡，施工里程為DK28160DK28890，長750米。隧道拱頂離地面最深為5米，由于下穿沈大高速公路，地表沉降控制比較嚴(yán)格。隧道設(shè)計(jì)采用CRD法施工，部分區(qū)段為Ⅵ級圍巖。鑒于隧道結(jié)構(gòu)和所處地質(zhì)體的復(fù)雜性，為了對施工方案進(jìn)行評價(jià)，基

3、于彈塑性MohrColoumb本構(gòu)模型和三維拉格朗日數(shù)值模擬方法，對開挖順序和施工過程進(jìn)行三維數(shù)值模擬。表1圍巖及支護(hù)體系的物理力學(xué)參數(shù)四、不同支護(hù)條件的計(jì)算結(jié)果分析（一）有支護(hù)條件的不同開挖順序在地質(zhì)條件較差的情況下地下工程往往不能全斷面開挖一蹴而就這就需要在施工中采用合理的施工順序。另外在地鐵、公路鐵路隧道中由于受地形限制往往不得不在距離較小的條件下實(shí)施兩孔或多孔隧道的施工。多孔隧道的不同開挖順序效果往往有所差異[1]尤其是地質(zhì)條件

4、比較特殊的情況。本模型考慮開挖次序?qū)Φ乇沓两档挠绊?，先采取支護(hù)條件下1234的開挖順序，本次開挖順序由右向左，支護(hù)條件不變。軟件記錄地表歷史沉降。變換開挖順序1324，即調(diào)換第2步跟第3步。開挖順變?yōu)橛缮贤隆?234開挖順序1324開挖順序圖3地表沉降曲線對比圖由圖3看出，開挖完第一步時(shí)的位移大約在14mm，若以第一種開挖順序繼續(xù)開挖至第二步，地表的位移沉降值表現(xiàn)出明顯不同。1234方案的豎向最大位移比1324方案的減少約3.3mm。