I工程建设与设计 IConstruction＆DesignForProject
大 断 面 隧 道 开 挖 方 案 分 析
Analysis of Tunnel Excavation Scheme for Large Section
韦刚
(中铁一局集团有限公司广州分公司，广州 5 1 1400)
WE1 Gang
(GuanzhouBranchofChinaRailwayFirstGourpCo．Ltd．，Guangzhou 511400，China)
【摘 要】采用数值有限元法，模拟分析了隧道浅埋段V类围岩采用双侧壁导坑法、CD工法和上下台阶法的隧道变形与受
力特点，对比分析了不同开挖工法的优缺点，为该隧道施工方案的比选提供了依据，保证了工程的顺利施工，可供参考。
[Abstract]Thispaperadoptsfiniteelementmethodnumericalsimulationanalysis，thesectionofVsurroundingrockwithdoubleside
heading method ofshallow buried tunnel，CD construction method and step method oftunnel deform~ion and stress characteristics，
comparativeanalysisoftheadvantagesanddisadvantagesofdifferentexcavationmethods，forthetunnelconstructionschemesprovide
abasis．Toensurethesmoothconstructionoftheproject，forreference．
【关键词】双侧壁导坑法；CD工法：上下台阶法
[Keywords]meshshotcreting firstly method；CD method；step method
【中图分类号]U455．41+2 【文献标志码1t3 【文章编号】1007．9467(2018)04-0222．02
[DOI]10．13616／j．cnki．gcjsysj．2018．04．070
1 工 程 概 况
隧道单洞建筑限界 18．25mx5m，隧道左右洞净距 9m，为
双向 8车道小净距超大断面隧道 。左 洞长1 055m，右洞长
1 036m。隧道受浅埋、大断面 、软弱罔岩等诸多因素影响，施工
难嚏大。
隧道主要由坡积上(由黏上和碎石 )、强风化及中风化白
云岩岩石组成 ，围岩级别属 V级 ，工程地质条件较差，洞口开
挖后稳定性差。残积土、全风化及强风化白云岩属特殊性土，
泡水易软化。碎块状强风化岩岩石风化强烈，节理裂隙发育。
工程特点及难点：
1)小净距隧道。左右洞设计线间距为 14m，净距约 9m，为
小净距隧道。
2)软弱围岩中超大断面扁平隧道。该隧道在 v级围岩小
净距段最大开挖宽度为21．6m，扁平率约 O．61，属软弱围岩中
超大跨度扁平隧道。
【作者简介】韦~g(1978～)，男，重庆人，工程师，从事项目管理研究。
3)隧道开挖采用双(单)侧壁导坑带临时仰拱法。该施工
工序繁多，施工技术要求高 ，造成隧道内施工空间狭小，导坑
之间难以拉开距离，二衬必须紧跟开挖面进行施工，工序安排
困难 ，施工难度增大，工期压力大。
2 施 工 方 案 分 析
2。1 隧道开 挖方 案
根据设计文件，洞口及浅埋段围岩级别为V级 ，开挖断面
面积 254．5rn2，开挖跨度 21．6m，采用双侧壁导坑法施工。根据
施工方法分别模拟分析 4种隧道开挖方案：(1)双侧壁法；(2)
7己横撑双侧壁法Ⅲ；(3)CRD法；(4)CD法与台阶法结合。
如图 1所示为双侧壁法，罔 2为无横撑双侧壁法，图 3为
CRD法，图4为 CD法与台阶法结合。图 1～图 4中：虚线表示
上下台阶开挖，不设置中间横撑。
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图 1双侧壁法(方案一)
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图 2无横撑双侧壁法(方案二)
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图3 CRD法(方案三) 图4 CD法与台阶法结合(方案四)
2．2 有限 元模 型
隧道开挖后的出力和应变，仅在隧道刷罔距离洞室中心
点 3～5倍隧道开挖宽度的范罔内存在影响。 此，上体模型大
小取距离洞边约 4倍洞 的范围，距离洞底边 3倍洞 的范
罔，模型宽度取 160m；模型高度选择时考虑最大埋深 76m，模
型总高为 176m，底部边界约束横向 、竖向 2个方向 ，其他陶边
界约束横向 ]。
3 计 算 结 果 与 结 论
如表 l所示为隧道扦挖方案对比分忻表，图 5为原 侧
壁方案 ，图 6为7己横撑 侧壁方案 ，图 7为 CRD法方案．罔 8
为 CD法方案。
表 I隧道开挖方案对 比分析表
工程施工技术I 珊ln 血n强c I‘’ l
方案分析具体如下：
1)变形分忻。各个方案的拱r页沉降变形和水平变形均不
大。
2)受力分析。罔岩断面、罔岩参数卡艮据设计资料所采川，
罔岩较好。 侧壁方案和 CRD方案由于横向支撑作朋，横撑
受力较大。当艘侧壁方案和 CRD方案均删除横撑后，受力体
系发生变化，临时支撑的受力整体减小，受力合理 。
3)CD法(即 CRD法删除横撑)支点靠中间．双侧壁方案
(删除横撑 )支点为两侧。由理论计算结果可得，CD法方案受
力相对小。(注 ：双侧壁方案受力较大产生在开挖过程中。)
4)依据设计文件的地质资料 ，隧道采 CD法与台阶法
结合方案可行。
5)若遇地质条什与设计
大断面隧道开挖方案分析（论文）.pdf
