高速公路隧道施工中的稳定性分析

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高速公路隧道施工中的稳定性分析

作者：李啟泰

来源：《建筑工程技术与设计》2014年第23期

【摘要】下穿高速公路隧道的开挖将引起路面发生不均匀沉降，严重时甚至会引发路面开裂或塌陷，对二级公路行车产生威胁。因此，研究下穿高速公路合理的施工工法，控制开挖对周边环境产生的影响显得十分重要。

【关键词】高速公路；隧道施工；FLAC3D计算；结果分析 1、FLAC3D计算模型及分析工况 1.1计算模型

基于FLAC3D建立二维模型对隧道开挖进行数值分析，按照实际工况进行数值计算.模型尺寸为106m×64m×1m。模型沿隧道横断面方向长度为106m，地层厚度为64m，纵向长度取1延米。模型的单元划分全部采用六面体，双侧壁导坑法模型网格如图1所示。模型边界条件中，取地表为自由表面，其他面均为法向约束。 图1数值计算模型示意图

初始应力场按自重应力场考虑。基本可变荷载主要为地面超载，交通荷载，施工荷载和设备荷载，考虑某隧道上方为某高速公路，计入隧道上方交通荷载的影响，模型中按均布荷载50kN/m2考虑。

根据隧道设计方案，隧道初衬支护形式为钢拱架+喷射混凝土支护。对初期支护及临时支护进行适当的简化，假定钢拱架、钢筋网、喷射混凝起到封闭围岩的作用，对钢拱架支撑不单独予以考虑，通过刚度等效的方法，把它的影响结合在喷射混凝土中，采用实体单元模拟。对于大管棚超前支护，假设其与围岩共同形成加固圈，通过提高围岩力学参数的方法，模拟大管棚的加固效果，采用实体单元模拟。

围岩参数及支护结构计算参数如表1所示。 1.2分析工况

根据工程经验，以及下穿高速公路隧道的特点，本文选取双侧壁导坑法、CRD法及CD法3种施工工法。分析模型如图2～图4所示。

图2双侧壁导坑法模型 图3CRD法模型 图4CD法模型