施工技术
CONSTＲUCTIONTECHNOLOGY2019
年 6月
第
48 卷增刊
通省隧道竖井支护结构稳定性分析与参数优化
李长白
(中铁七局集团有限公司 ，河南郑州 450016 )
［摘要 ］以湖北十堰至房县高速公路第九合同段通省隧道 1号超长大口径通风竖井工程为例 ，利用有限元软件 AN-
SYS
建立模型对竖井支护结构稳定性进行分析和参数优化 ，以提高公路隧道通风竖井施工的安全性和经济性 。经
过实施取得了良好的效果
。
［关键词 ］隧道 ;竖井 ;支护结构 ;稳定分析 ;参数优化
［中图分类号 ］U459 ［文献标识码 ］A ［文章编号 ］1002-8498 (2019 )S1-0878-02
StabilityAnalysisandParameterOptimizationofShaftSupport
StructureinTongshengTunnel
LIChangbai
(ChinaＲailwaySenventhGroupCo .，Ltd .，Zhengzhou ，He’nan 450016 ，China )
Abstract :TakingtheNo.1super－
longandlargediameterventilationshaftprojectofTongyutunnelintheninthcontract
sectionofShiyantoFangxianexpresswayinHubeiasanexample
，thefiniteelementsoftwareANSYSisusedtoestablishthe
modeltoanalyzethestabilityoftheshaftsupportstructureandoptimizetheparameterstoimprovesafetyandeconomyof
ventilationtunnelconstructionofroadtunnels.Afterimplementation
，ithasachievedgoodresults.
Keywords :tunnel ;shaft ;supportstructure ;stableanalysis ;parameteroptimization
［作者简介 ］李 长 白 ，工 程 技 术 中 心 副 主 任 ，高 级 工 程 师 ，E-mail : 34363444@qq.com［收稿日期 ］2019-03-05
0 引言
随着我国交通 基 础 设 施 建 设 不 断 发 展 ，一 些 长 大
公路隧道也随 之 涌 现
。 对长大公路隧道而言 ，通 风 系
统是其建 设 的 重 要 组 成 部 分
。 而从工程实际经验来
看
，为保证 5km 以上的特长隧道运营通风的局部最大
风速满足
《公路隧道通风照明设计规范 》的规定 (10m/
s
)和火灾时的通风 控 制 要 求 ，一般通过设置通风井来
实现分段通风
。对于直径与深度均较大的通风竖井 ，
现行的 JTG_D70 —2004 《公路隧道设计规范 》中也没有
关于直径
＞7m 的支 护 参 数 的 规 定 ，且规范中关于竖井
的支护参数也没有 考 虑 深 度 的 影 响
，因此有必要对大
口径深竖井的支护结构稳定性进行分析和参数优化
。
本文以湖北十堰至房县高速公路第九合同段通省隧道
1号超长大 口 径 通 风 竖 井 工 程 为 例 ，利 用 有 限 元 软 件
ANSYS 建立模型对竖井支护结构稳定性进行分析和
参数优化
，以提高公路隧道通风竖井施工的安全性和
经济性
。
1 工程概况
十房高速公路第九合同段是湖北省十房高速公路
控制性工程
，主 要 工 程 是 全 长 为 6900m 的 通 省 隧 道 ，
隧道左右洞轴线相距 48.6m ，根据隧道运营通风需要 ，
在距离 隧 道 进 口 端 1355m 桩 号 YK111+
440 右 侧 40m
处，设置净直径 8.5m 的 深 223m 的 1号 通 风 竖 井 。 隧
道
1号通风竖井主要穿越地层为强风化片岩 、中 ～微
风化片岩
，鳞片变 晶 结 构 ，片 状 构 造 ，竖 井 口 附 近 坡 面
覆盖有第四系残坡积层
。通省隧道 1号竖井竖井施工
方法采用反井钻机法进行开挖导洞
，并 利 用 导 洞 自 上
而下钻爆法扩挖成井
，喷射混凝土施作初期支护 ，整体
滑模施工二次衬砌
。
2 通省隧道 1号竖井支护结构稳定性分析
2.1 计算模型的建立
利用
ANSYS 建立有限元模型 (见 图 1) ， 竖 井 分 为
四段
，分 别 为 井 口 Ⅴ 级 围 岩 段 50m 、井 身 Ⅳ 级 围 岩 段
75m 、井身 Ⅲ级围岩段 25m 、井 身 Ⅳ 级 围 岩 段 25m 和 井
底加强段
。并模拟竖井的开挖与支护 ，分 析 竖 井 支 护
结构的稳定性
。
图 1 有限
通省隧道竖井支护结构稳定性分析与参数优化（论文）.pdf
