． ２ 初期 支护 移 等¨ ０ Ｊ 。高速公路隧道 开挖后 ， 由于 回弹和应 力 重分 布作用 使 １ 喷锚支护紧跟 。喷锚 支护 要严 格检测 超前 锚 杆和 系统 锚杆 得强度较低 的围岩产 生塑性 变形 ， 甚 至发生 破坏 ， 造 成施 工不 便 间距 ， 决不 允许 发 生 “ 长锚 短 打 ” 的偷工 减 料现 象 。 甚 至影 响施工安全 引。国内外学者 对隧道 开挖和支 护施工 引起 的进 深长度 、
在 放 移规律 ， 提 出采 用锚 喷联合 支护的方法控 制隧道 变形 。将 数值模 料 的标准规格必须符 合要 求。为保证衬砌 不侵入 建筑界 限 ， ０ ｍ ｍ。 拟计算 结果和现场监测结果进行对 比， 分 析 了支 护后 围岩的变 形 样 时可将设 计的轮廓扩大 ５
情况， 验证 了数值模拟结果 的准确性 。
的围岩进行 了广泛 的研 究。张 向东等 采用 大型非 线性 有 限元 施 工 时 应 注 意 ： １ ） 构件应 架设在隧道 中线方 向的垂直 面上 ， 各排 支护间应纵 分 析软件 Ａ Ｄ Ｉ Ｎ Ａ对隧道 开挖 变 形进 行数值 模 拟 ， 建立 二 维有 限
形成整体 ； ２ ） 支护结构形式应根据 围岩级别 而定 ； ３ ） 元 分析模型 ； 采用 Ａ Ｄ Ｉ Ｎ Ａ 自带 的单 元生 死 功能 动态模 拟 开挖 支 撑 连接 牢固 ， 锚杆施工应 在初 喷混凝 土后及 时进 行 ； ４ ） 钢 架应垂 直 隧道 中线 ， 护过程 ， 对 比全 断面开 挖法 与上 下 台阶法开 挖两 种施工 方 法 ， 分 ｃ ｍ， 紧贴岩 面 留有 ２ ｃ ｍ一３ ｃ ｍ的 间隙作 为混 析 两种 方法对隧道 围岩 变形 的影 响。王义 国等 基 于灰 色理 论 左右偏 差不超过 ５ 凝 土保 护层 ， 并用 纵 向钢 筋 连接 ， 置 于牢 固基 础上 ； ５ ） 超 前小 钢 的Ｇ Ｍ（ １ ， １ ） 模 型对 隧道 围岩变 形 进行 了短 期预 测 。孙 元 春 Ｊ 、 超前锚杆应与钢架 支撑 配合使 用 ； ６ ） 喷射用水 泥应 采用 标号 ， 管、 ２ ． ５级普通硅 酸盐水泥 ； 速凝剂要求初凝不超过 ５ ａ ｒ ｉ ｎ ， 终 结合 隧道量测剖面的实测数据 ， 对 围岩变 形的空 间效应 和时 间效 不低 于 ３ 凝不超过 １ ０ ｍ ｉ ｎ ； 喷射混凝 土终凝 ２ ｈ后应喷射水养护 ， 养 护时间 应进行 了分 析。王树 栋 以宜万铁路 堡镇 隧道软 弱 围岩大变形
隧 道 变 形 控 制 技 术 研 究
张 忠 俊
（ 沈 阳公路 工程监理有 限责任公 司， 辽宁 沈阳 １ １ ０ １ ６ ８ ）
摘
要： 采用有限元数值模拟 软件 Ａ Ｄ Ｉ Ｎ Ａ对隧道开挖和支护 变形进行分析 ， 根据隧道 围岩 变形特 点 ， 提 出采用锚 喷支护 的形 式对
隧道进行 二次 支护。数值模拟结果表 明： 采用锚喷支护可 以改 变围岩 受力状 态 ， 显著 的减小 隧道拱顶 变形和两帮侧移。 关键词 ： 隧道 ， 围岩 ， 变形 ， 锚喷支护 ， 数值模 拟 中图分类号 ： Ｕ ４ ５ ７ 文献标识码 ： Ａ 平均不大于 １ ０ ０ ｍ ｍ， 最大 １ ５ ０ ｍ ｍ； 边墙 、 仰拱 、 隧底超挖平 均不 大
第３ ９卷 第 ４期
２ ０ １ ３年 ２ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲ ＣＨＩ Ｔ Ｅ Ｃ Ｔ ＵＲＥ
Ｖ ｏ １ ． ３ ９ Ｎｏ ． ４
Ｆ ｅ ｂ ． ２ ０ １ ３
・１ ９ ７・
文章编号 ： １ ０ ０ ９ — ６ ８ ２ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ — ０ １ ９ ７ － ０ ３
２ 数 值模 拟
１ 施 工技 术
１ ． １ 隧 道 开 挖
１ ） 加强超前支护工作 。
２ ． １ 建立模 型及 参数 选取
依据抚通高速某 隧道工程实例 ， 建立 ２ Ｄ平面简化 隧道模 型。 根据岩体力学理论 ， 地下开挖后所 引起的扰动 范围为 开挖空 间尺
合理确定混凝 土的和易 性、 坍 落度 、 流动性 等各 本文依 据抚通高速某 隧道工程 实例 ， 利用大 型有 限元分析 软 量及粗 骨料 尺寸 ， 麻面 、 强度 不 足 、 施工缝 漏 水 、 衬砌 表 件 Ａ Ｄ Ｉ Ｎ Ａ， 建立２ Ｄ平面简化隧道模型 ， 对隧道开挖和支护过程进 项指标 。不允许 出现蜂 窝 、 标高、 断面尺 寸、 净 空及衬砌 材 行动态模拟 ， 研究 隧道 开挖和支护过程 引起的拱顶 沉降 和两帮侧 面不平整等质量 问题 。隧道中线 、
０ 引言
０ ０ ｍ ｍ。尽量避免欠挖 ， 当围岩完整 、 石质坚硬时 ， 容许 个别 岩 隧道开挖和 支护 施 工 改变 了其 围岩 的受 力 状态 ， 形成 松 动 于 １ 石 坚硬凸出部分进入衬砌 ， 但不得大于 ５ ｃ ｍ。 圈， 从而产生岩 石分离 、 冒落 、 坍塌 、 拱顶下沉 、 拱 顶鼓起 和两 帮侧
Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ Ｙ Ｍ Ｊ 刘 志春等 。 。 通过总结分析 围岩变形 ３阶段 的特点
、
Hale Waihona Puke ｄ 。 段施工 为依 托工程 ， 综合 应用现场实测 、 理论 分析 、 数值模 拟和 室 不 少 于 ７ ． ３ 二 次衬 砌 内试验 等手段 ， 并 引入人 工智 能技术对 隧道施工期 软弱 围岩段 变 １ 二次衬砌混凝 土必须 具有 足够 的强 度 、 耐久 性 、 抗渗 性 和可 形机理进行 了研究 ， 对 支护结 构参 数进 行 了优化 ， 上述 研究 取得 靠性 。因此应严格 控制混 凝 土的配 合 比设 计 、 水灰 比、 单 位用 水 了丰富 的成 果。