大 断 面 隧 道 在 软 弱 不 均 匀 地 层 中 出 洞 施 工 技 术
ConstructionTechnologyof Large—-Section TunnelinSoftandNon·—uniform Stratum
徐庆凯
(中铁十■局集团第七工程有限公二j，长沙 410004)
XU Qing—kai
(The7thEngineeringCo．Ltd．ofChinaRailway12thBureauGroup，Changsha 410004，China)
【摘 要】通过对大断面隧道在软弱不均匀的地层中的出洞施工技术进行分析和研究，重点对小导洞出洞方案的实用性
进行分析和探讨。通过分析后发现．小导洞出洞方案能有效地控制围岩变形情况的发生，保证了施工顺利进行，可供参考。
[Abstract]Based on the large section tunnel in weak inhomogeneous formation in a tunnel construction technology analysis and
research，focusing on a small tunnel are analyzed and discussed the practical scheme ofthe hole．Through the analysis found that the
small tunnel unkennelling program call effectively control the surrounding rock deformation，to ensure the smooth progress of
construction，forreference．
【关键词】软弱不均匀地层：数值模型建立：隧道支护
[keywords]weakinhomogeneousstrata；numericalmodeling；roadwaysupport
【中图分类号1U455．4 【文献标志码IB 【文章编号】1007．9467(2018)06—0249-03
[DOI]10．13616／j．cnki．gcjsysj．2018．06．079
1 工 程 概 况
某高速公路在进行隧道设计时，设置为舣向 6车道，隧道
行车速度为 120km／h，且刷酮围岩在进行开挖时．最高距离为
18．03m。当扦挖断面>180m：日、f，上部地质条件是具有碎石的
粉质性粘上；下部地质条件为强烈风华的变质砂岩。为易碎岩
石层 。岩石发生破碎 ，容 易发生坍塌 现象 ，降低围岩的稳
定性 ”。
由于受到施工条什的限制，在进口端进行施工时，存在较
大的难度。隧道的总长度为 600m，一般采用单向开挖的方式
从大里程向小 程方向进行掘进操作。右线进口段位于【Ij坡
坡脚处，且坡度为 30~35。，存在较大的偏压；由于罔岩的稳定
性差，在不同地层进行出动操作时 ，开挖的断面较大，在爆破
时 ，强烈的震动会对围岩操作一定的影响。该隧道在进行出洞
【作者简介】徐庆凯(1985～)，男，辽宁朝阳人，工程师，从事隧道施
工研究。
施工时 ，处于雨季 ，降水量较大，容易发生坍塌等地质灾害．存
在较大的风险。因此，根据施工环境选择何种类型的出动方式
保证施工的安全和边坡的稳定是现阶段施工中需迫切解决的
问题。
2 出 洞 施 工 方 案 的 比 选
高速公路在进行大断面隧道施工过程中，主要采用二台
阶的方式来进行操作，并在穿高压输电铁塔施工时 也采用此
方法进行操作，获取 _，一定的效果。在邓家湾左线进口进行施
工时 ，旨先对地层进行加阎处理．再采用三台阶法来进行操
作 ，确保顺利完成出洞操作。由于出洞地段存在一定程度的偏
压 ，且围岩稳定性较差，并未对其进行加固处理，通过对 3台
阶法直接出洞方案和小导洞出洞方案进行对比后．制定出最
合适的施工方案．确保隧道施工的顺利。
2．1 数值 模型 建立
通过对出洞施工的特点进行分析，建立平面应变模型，借
助 ABAQUS软件来对两种不同类型的施工方案进行模拟，详 249
l工程建设与设计 IConstrucl~ln&DesignF 脚“
情见图 l、图 2。模型的边界条件：左右两侧 方向代表水半方
向的约束 ，底部 X、Y方向代表水平 、竖直方向的约束 ，顶部不
对其进行约束，为自由表面。
l9O
图 1小导洞出洞方案计算模型尺寸及边界条件(单位 ：m)
一 ⋯ ⋯ ⋯ ～⋯一 ⋯一 巡 ．．．．⋯ ⋯ ⋯ 一．．．．．⋯ 一
图2 台阶法直接出洞计算模型尺寸及边界条件(单位：121)
2．2 计 算参数 确 定
隧道穿过的区域地层软硬程度不同，从上向下以此为黏
上 、微风化变质砂岩和强风化变质砂岩。由十地层的软硬程度
不同，在选择围岩材料时 ，需选择具有弹塑性的材料圆。
按照线弹性材料来对初期支护 、二衬数据进行计算，由于
考虑刽钢筋存在的等效作用力，需将钢筋的弹f生模量折算给
喷射混凝上，见式(1)。
+( × )／so (1)
式中， 为折算后混凝土所具有的弹性模量；E 为原混凝土具
有的弹性模量； 为钢拱架(钢筋)的截面积； 为钢材具有的
弹性模量；S为混凝上的截面积。在对其进行分析后，将管棚
和锚杆作为安全储备材料。如表 1所示为各种不例类型材料
的特性参数表。
表 l各类材料的特性参数
2．3 隧 道支护 方式
对十小导洞来讲，使用直墙断面的方式来进行操作，在T页
部使用网弧；在对／J、导洞进行初期支护时，采用锚杆和钢筋网
联合后喷射混凝上的方式 ，混凝上的喷射厚度需进行密 控
制，确保其符合施工要求；钢架使用工字型钢，并对钢架的纵
向距离进行控带lJ。
对十 洞来讲．在对其
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