张强锋,张文婷

(西南交通大学峨眉校区,四川峨眉山 614202)

1 概述

三台阶七步开挖法是以弧形导坑预留核心土法为基本模式,分上、中、下3个台阶开挖面,各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开,平行推进的施工作业方法[1]。该方法适用于开挖断面为100～180 m2,具有一定自稳能力的Ⅳ、Ⅴ级围岩,由于其多方面的优点在铁路大断面隧道已经得到广泛的应用[2-6]。而双洞八车道公路隧道在Ⅳ级围岩中,单洞开挖断面达到220 m2,且小净距使左右洞相互影响,使用七步台阶法开挖是否可行是一个很有意义的课题。因此,本文依托广深沿江高速公路牛头山隧道,利用有限差分软件研究双洞八车道小净距公路隧道七步台阶法施工过程中初期支护结构位移、内力的动态特征,为七步台阶法在超大断面公路隧道中的应用推广打下基础。

2 工程背景

牛头山隧道为双洞八车道小净距公路隧道,全长373 m。围岩主要是中、强、全风化混合片麻岩。隧道埋深30 m,左、右线隧道开挖跨度均为20 m,左、右线隧道间净距为18 m,初期支护采用厚27 cm C25微纤维全环湿喷混凝土,φ25 mm中空注浆锚杆4.5 m@(纵×环)0.75 m×1 m,I20a型钢间距0.75 m,中间岩柱加固采用φ25自进式锚杆6 m@(纵×环)0.75 m×1 m及φ43 mm注浆锚管4.5 m@(纵×环)0.75 m×1 m,采用七步台阶法施工,开挖步序见图1。

图1 开挖步序

3 计算模型

本次计算采用有限差分软件Flac进行,模型水平方向为200 m,每边100 m,约5倍跨径,竖向为120 m,其中洞顶以上按埋深取30 m,洞底以下约55 m；隧道纵向方向取1 m,按照平面力学问题计算。总计划分网格25 440个,节点数51 502个。模型中注浆加固区、初期支护、围岩均采用实体单元。……