冯仁科，彭 斌，秦金德，乔建刚

(1.山西省公路局阳泉分局 阳泉市 045000; 2.河北工业大学 土木与交通学院 天津市 300401;3.蒙西华中铁路股份有限公司 北京市 100071)

0 引言

受地质构造影响，目前隧道施工亟待解决的技术难题主要为大断面软岩隧道的开挖施工技术[1]。通常大断面软岩隧道经过方案比选后会选用三台阶分布交错开挖法进行施工，由于开挖步序繁琐，多次开挖对围岩以及已支护段的扰动明显，同时初支闭合落后掌子面较多，未能及时封闭成环，造成初期支护出现开裂，支护变形出现明显的异常加速，围岩变形没有得到有效控制，台阶接长和落脚部位作为初期支护薄弱环节变形最为明显。因此，对三台阶分步交错开挖法进行相应的优化和调整，得到三台阶仰拱初支快速封闭施工技术。再通过Midas/GTS有限元软件进行数值模拟分析，对两种开挖方法下围岩的变形、塑性区的发展、初支内力及二衬安全系数进行分析。

刘瑞斌[2]运用三维有限元模拟的方法测算初支围岩压力、二次衬砌背后水压、接触压力和钢拱架受力；张成良等[3]对大断面软弱围岩隧道岩体的变形规律与初支时机之间的关系进行了分析；朱卫东[4]利用有限元模拟的方式得出三台阶法施工后的隧道衬砌和围岩受力及变形特征。以上软岩隧道工程的研究均存在以下两个特点：多次对既有围岩进行扰动，围岩扰动所产生的应力变化对施工安全影响较大，且直观上无法判定；……