颜杜民，何　平，陈　峥，王　东

(1.北京交通大学土木建筑工程学院，北京　100044；2.中铁十二局集团第三工程有限公司，太原　030024)



Ⅳ级围岩隧道两台阶法开挖进尺研究

颜杜民1，2，何平1，陈峥1，王东2

(1.北京交通大学土木建筑工程学院，北京100044；2.中铁十二局集团第三工程有限公司，太原030024)

以吉图珲高铁富岩1号隧道为工程实例，运用有限元分析方法对不同开挖循环进尺下的隧道两台阶法进行数值模拟，对比分析不同工况下隧道变形和应力的响应规律，得出工程适用的开挖循环进尺。研究结果表明：开挖进尺对围岩变形影响较大，两者呈线性正相关关系；在Ⅳ级较差围岩条件下，拱顶受拉破坏先于拱腰和掌子面的受剪破坏，拱顶掌子面后方1 m处第一主应力达到最大值；随着开挖进尺的增大，拱顶第一主应力和拱腰、掌子面处D-P值均增大，隧道更易发生破坏；Ⅳ级较差围岩，开挖进尺建议取2.0 m，Ⅳ级偏好围岩开挖进尺可增大至4 m。

铁路隧道；Ⅳ级围岩；两台阶法；开挖进尺；数值模拟

两台阶法是新奥法隧道施工中一种重要的方法，台阶法具有初次支护全断面闭合时间短，有利于控制围岩变形等优点[1-4]。但施工中开挖进尺没有一个明确的标准，开挖进尺过小，会使工期延长，施工成本加大；开挖进尺过大，则使拱顶覆土不稳定，甚至塌方，这对于隧道掌子面的稳定及隧道安全极为不利[5-10]。

以富岩1号隧道工程为例，采用有限元分析软件ANSYS研究两台阶法在不同开挖进尺下对隧道变形及受力的影响，通过研究隧道开挖以后周围围岩及隧道的受力和变形来确定合适的开挖进尺。……