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浅 埋 暗 挖 小 净 距 隧 道 施 工 方 案 的 优 化
段 军 朝 ’· 吴 贤 国 ’ 孙 建 刚 王 静
1．华中科技大学土木工程与力学学院 武汉 430064；2．中建三局基础设施工程有限公司 武汉 430064
摘要 ：结合武汉东湖通道工程团山隧道项 目中的浅埋暗挖小净距隧道工程实际，建立了小净距隧道施工的有限元分析
模型。对隧道施工工序的优化进行了数值模拟分析，并根据团山隧道围岩的实际情况，在隧道V级围岩段，改六部交叉
中隔壁法为优化后的四部交叉中隔壁法 ，顺利完成了施工 ，既降低了施工成本、又缩短了施工工期。该研究结果对今
后类似浅埋暗挖小净距隧道的施工具有重要的指导意义。
关键词：浅埋暗挖；小净距隧道；数值模拟；施工方案；优化
中圈分类号：TU94 文献标志码：B DOI：1 0．1 41 44／j．cnki．jzsg．201 7．02．022
Optimization of Construction Scheme for Shallow Underground
Excavation of Sm all Interval Tunnel
DUAN Junchao’_ WU Xianguo~ SUN Jiangang WANG Jing
1．School of Civil Engineering&Mechanics．Huazhong University of Science&Technology Wuhan 430064；
2．CCTEB Infrastructure Construction C0．．Ltd． Wuhan 430064
随着城 市公路工程建 设的发展 ，公路 隧道得到 了广
泛应用，其形式也多种多样 ，小净距隧道就是其中一种特
殊 的结构形式。在地形复杂的山区公路设计中，此种结构
形式的隧道 ，对于改善公路线形 、节省 占地、节约工程施
工成本有着重要意义，特别是在 山区公路隧道中修建中短
隧道 ，有着较大 的优势。作为一种新型的结构形式，小净
距隧道围岩的稳定性及支护结构 的受力比较复杂 ，迄今为
止 ，围绕分离式双洞隧道 的相关理论和 设计施 工关键技术
的研 究还不够 ，尤其是不 同的开挖方式对 隧道的影响不
同，在一定程度上 ，开挖方式的选择正确与否可能决定隧
道建设的成败[1 】。因此，对不同开挖方式下围岩和支护结
构的变形及力学特征进行研究很有必要 。优化 隧道施工方
案对推动小净距隧道的发展和应用具有重要的现实意义。
1 工 程 概 况
武汉市东湖通道团山隧道位于武汉市东湖风景区，采
用双 向六车道。团山隧道 (图1)分为 I号隧道和 II号隧
道 ，桩号为K7+760～K8+342，全长约582 m，两隧道 间距
控制在7～ 15 m之间，其 中 I号隧道暗挖长度约200 m，隧
道最大埋深35 m；II号隧道暗挖长度约130 m，隧道最大埋
深17 m。该隧道为分离式小净距隧道 ，两隧道 中线之间距
离 为23．30～32．30 m，暗 挖 段两 隧 道净 距 为 10．62～
16．73m。
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图1 团山隧道断面示意 (单位：cm)
隧道开挖邻近东湖，从 内到外穿越Ⅳ和V级围岩 ，沿
线地质条件复杂多变 ，隧址所在场地 内分布 的三叠系～石
炭系各类可溶性碳酸盐类岩石分布有大小不等、充填物不
同的溶洞 ，岩石裂隙较发育，岩溶水水量较大 ，隧道开挖
容易出现塌方 、突水等地质灾害 ，施工难度大、风险高，
为本项 目控制性工程 。隧道采用复合式衬砌 ，以锚杆、钢
筋网喷混凝土 、钢拱架为初期支护，钢筋混凝土为二次支
护，在2次衬砌之间设复合防水板作为防水层 。
2 隧 道 施 工 数 值 模 拟
2．1 计算模 型与参数
隧道施工数值模拟采用理想弹塑性模型结合弹性模型
进行分析，通过对不 同开挖过程的施工模拟 ，以达到优化
施工方案、指导施工的 目的。
计算模型 中，平面应变用Plane42单元来模拟岩土体 ，
用平面梁Beam3单元来模拟初衬和锚杆作用 。团山隧道土
体开挖施工过程
浅埋暗挖小净距隧道施工方案的优化（论文）.pdf
