张沛杰

(中铁十二局集团,山西太原 030024)

留村隧道软岩施工技术

张沛杰

(中铁十二局集团,山西太原 030024)

以留村隧道为工程背景,借助有限元软件ANSYS建立留村1号隧道软岩段施工过程的三维计算模型,对软岩地层隧道围岩变形、应力和塑性区做了分析研究。结果表明:随着隧道的开挖,核心土部分由于没有支护措施,产生了较大的塑性区;而隧道周围存在较小塑性区的主要原因是由于初期支护以及锚杆和超前小导管的作用限制了围岩塑性区的扩展。

隧道工程;软弱围岩;台阶法;有限元分析

0 引 言

随着社会的不断进步,地上空间的有限性和目前的交通现状已满足不了社会发展的需求,因而中国城市地铁与隧道工程得到迅速的发展[1-4];但随着隧道建设的增多,隧道设计和施工的问题也越来越多,其中比较突出的就是隧道软弱围岩大变形,这种问题在隧道工程中很常见并且具有较大危害[5-9]。本文以留村1号隧道为工程背景,主要对软岩地层隧道围岩变形、应力和塑性区做分析研究。

1 隧道计算模型的选取

1.1 模型选取

留村1号隧道起迄里程为DK400+240~DK401+ 386,Ⅴ级围岩,全长1 146 m,线路所经路段均为页岩、砂岩,其中DK400+240~DK400+255、DK401+ 386~DK401+371段设计为明洞。取DK400+300~ DK401+350段的隧道作为研究对象,依据以往的工程经验以及隧道的影响范围,左右两侧取3~5倍隧道总跨度,底部边界距隧道底部的距离为2~3倍隧道高度,即整个计算模型在X方向取110 m、Y方向取90 m、Z方向取50 m。隧道顶部距地面的距离取40 m。模型左、右边界约束横向位移,前、后边界约束纵向位移,下部边界均施加竖向位移,模型的顶部为自由边界。……