crd法與臺(tái)階法對(duì)近距離交疊隧道影響模擬分析

李松穎

【摘要】在對(duì)近距離交疊隧道施工中，可以應(yīng)用crd法、臺(tái)階法，可以根據(jù)隧道地層和圍巖，采取不同開挖方式，以提升隧道施工安全。以下本篇研究crd法與臺(tái)階法對(duì)近距離交疊隧道影響模擬分析。

【關(guān)鍵詞】近距離交疊隧道；影響；crd法；臺(tái)階法

引言

在近距離交疊隧道開挖施工，會(huì)對(duì)其圍巖產(chǎn)生較大影響，研究不同開挖方式，針對(duì)crd法與臺(tái)階法，模擬其在近距離交疊隧道施工中的影響，并為之采取改進(jìn)措施，提升近距離交疊隧道施工質(zhì)量安全，以下對(duì)此做具體分析。

1、淺析兩種施工方法

1.1crd法

crd法，適用于軟弱且大斷面隧道施工場(chǎng)合；應(yīng)用隔壁、仰拱把斷面上下、左右進(jìn)行分割開挖，并且在施工過程中，每一步都要求臨時(shí)仰拱（橫撐）閉合。

1.2臺(tái)階法

臺(tái)階法中，可以分為正臺(tái)階法與反臺(tái)階法。前者適用于穩(wěn)定性較差的巖層施工，可以將整個(gè)坑道斷面分為幾層，由上向下分部進(jìn)行開挖，每層開挖面的前后距離較小而形成幾個(gè)正臺(tái)階。后者主要用于穩(wěn)定性較好的巖層中施工，也可以將整個(gè)坑道斷面分為幾層，在坑道底層先開挖寬大的下導(dǎo)坑，再由下向上分部擴(kuò)大開挖。

2、模擬分析crd法、臺(tái)階法對(duì)近距離交疊隧道的影響

2.1近距離交疊隧道案例

實(shí)際工程中，該隧道施工項(xiàng)目，全長6827m，是雙連拱結(jié)構(gòu)，全長 705m，其大跨雙線長度是182m；右側(cè)設(shè)長為6854m貫通平導(dǎo)。該偏近距離交疊隧道地質(zhì)情況較為復(fù)雜，具備溶洞、暗河以及落水洞等巖溶現(xiàn)象。

2.2數(shù)值模擬分析

應(yīng)用FLAC3D有限差分程序，對(duì)近距離交疊隧道施工進(jìn)行數(shù)值模擬，如下圖1、圖2所示：

對(duì)crd法以及臺(tái)階法施工中引起的地表沉降進(jìn)行預(yù)測(cè)規(guī)劃。計(jì)算結(jié)果見表1。

從中我們可以看出，針對(duì)近距離交疊隧道開挖施工中，針對(duì)近距離交疊隧道施工中，應(yīng)注意避免偏壓，可以在淺埋隧道洞口段施工中，對(duì)于其最大彎矩處，確保其應(yīng)力可以分布在中隔墻之上，以此來承受荷載，故此應(yīng)該確保開挖的輪廓線圓順，避免荷載應(yīng)力集中。

2.3影響分析

近距離交疊隧道施工中，在其下部開挖中應(yīng)用CRD法，由于每個(gè)開挖面支護(hù)限制塑性區(qū)演化，從而可以減少施工中的塑性區(qū)范圍。CRD 法開挖近距離交疊隧道時(shí)，拱頂累積位移量會(huì)產(chǎn)生變化，開挖初始影響距離僅為12m；在開挖面0～7以及10～17m位置處，近距離交疊隧道拱頂位移量變化則較為明顯；然而在開挖面-4～7m處，隧道拱頂位移量變化顯著。CRD法施工時(shí)，每開挖步施工完畢后開挖面能夠封閉成環(huán)，可以有效減小圍巖塑性區(qū)拓展，CRD法圍巖塑性區(qū)體積小。近距離交疊隧道施工中，其中主要影響中，破壞危險(xiǎn)點(diǎn)主要集中在拱頂、拱腳、拱底以及直墻邊處，CRD法、臺(tái)階法的最大、最小主應(yīng)力都表現(xiàn)是拉應(yīng)力， CRD法施工中其各點(diǎn)最大、最小主應(yīng)力最小。

根據(jù)模擬分析，近距離交疊隧道施工中，應(yīng)用臺(tái)階法施工，在下部臺(tái)階開挖滯后，襯砌直墻底部位置處塑性區(qū)體積變小。破壞危險(xiǎn)點(diǎn)主應(yīng)力存在拱頂、拱腳、直墻邊、拱，均是拉應(yīng)力，并且拱腳位置處的最大、最小主應(yīng)力大。

3、優(yōu)化近距離交疊隧道施工

在近距離交疊隧道施工中，找好施工中的關(guān)鍵點(diǎn)，優(yōu)選施工方法，選擇臺(tái)階法、crd法、臺(tái)階法交叉施工的形式，還應(yīng)該根據(jù)施工工期、施工質(zhì)量因素，做好施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。中隔墻的施工作業(yè)，采取自大里程往小里程方向的施工方法，在中隔墻施工開始一段時(shí)間之后，需要及時(shí)轉(zhuǎn)入對(duì)隧道正洞的開挖作業(yè)。在近距離交疊隧道施工過程當(dāng)中，應(yīng)用crd法，需要做好每一步的支護(hù)工作，分別完成對(duì)鎖扣導(dǎo)管以及護(hù)拱的施工作業(yè)；近距離交疊隧道施工中，襯砌C30鋼筋混凝土，厚達(dá)到50cm，仰拱填充為C25號(hào)混凝土，近距離交疊隧道仰拱、仰拱填充一定要分開澆筑。近距離交疊隧道臺(tái)階法施工中，可以利用上一循環(huán)架立鋼架，開挖隧道上部弧形導(dǎo)坑，并在拱部進(jìn)行超前支護(hù)，之后在環(huán)向開挖上部弧形導(dǎo)坑，并需要預(yù)留核心土3～5m，及時(shí)做好初期支護(hù)，噴4cm厚的混凝土，架設(shè)鋼架。施工中，一定要參考圍巖的監(jiān)控量測(cè)數(shù)值，了解圍巖的收斂速率，選擇合適的澆筑時(shí)機(jī)，以防在隧道個(gè)別部位出現(xiàn)受拉、受壓破壞。在已施工鎖口導(dǎo)管、以及護(hù)拱的掩護(hù)作用之下，需要展開對(duì)正洞的施工作業(yè)，正洞的施工作業(yè)需要在“上下臺(tái)階”方案作用之下進(jìn)行開挖，同時(shí)對(duì)兩側(cè)邊導(dǎo)洞施工作業(yè)予以取消。

結(jié)論

綜上所述，通過以上模擬分析，針對(duì)近距離交疊隧道施工中，應(yīng)用不同開挖方法，也會(huì)對(duì)圍巖拱頂沉降量、襯砌應(yīng)力集中、圍巖塑性區(qū)大小產(chǎn)生不同程度的影響。實(shí)際中，可以應(yīng)用臺(tái)階法、CRD法、臺(tái)階法施工模式，有效降低對(duì)近距離交疊隧道的影響，防止隧道襯砌變形，提升近距交疊隧道施工安全，提升施工經(jīng)濟(jì)效益。

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