莫忠毅 刘远明 马智理

摘 要：贵阳轨道交通工程通区间隧道是建设工程中的难点。贵阳轨道交通3号线区间隧道主要采用悬臂掘进机施工。依据贵阳市轨道3号线某区间隧道施工方案，对贵阳市轨道交通区间隧道悬臂掘进机施工工法数值模拟分析。研究成果可为类似工程提供参考。

关键词：轨道交通;隧道;悬臂掘进机;数值模拟;施工工法

1 工程概况

贵阳轨道交通3号线某标段区间隧道左线长度1 009.343 m;右线长度1 001.465 m。左右线间距为11.0 m～19.0 m，隧顶埋深约6.7 m～117.8 m。沿线岩体结构以层状岩体为主，围岩为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级，衬砌类型为复合式衬砌。采用悬臂掘进机法施工。

2 建立数值模型

2.1 数值模型

建立数值分析模型时，隧道埋深取为30 m，隧道两侧单元取至隧道外轮廓30 m，如图1。岩土体采用摩尔库伦本构模型，支护结構考虑材料的弹性模量和泊松比，喷射混凝土厚度为23 cm、强度为C20。锚杆可将周边的岩体连接为一个加固区，经过锚杆等效原则后它能够提升围岩的E、c、值。以IV级围岩为例，其力学参数见表 1。

2.2 开挖方法

建模完成后，先模拟地应力的释放，再进行初期支护，最后模拟悬臂掘进机开挖。基于贵阳轨道交通3号线实际的工程地质情况，全断面法每一次掘进2 m，由下至上左右循环依次开挖。二台阶法采用超前开挖，上台阶超前2 m。

隧道总掘进16 m，以2 m长度为一个开挖区间，共设定8个特征断面，依次为C1～C8，每个特征断面对应的初期支护依次分为T1～T8。对于C3断面，在拱顶设置8个监测点，拱腰附近设置12个监测点，监测围岩变形。……