﻿ 浅埋偏压隧道围岩变形特性及施工方案比选研究 Study on Deformation Features and Comparison of Construction Methods for Shallow Tunnel with Unsymmetrical Loadings

Open Journal of Transportation Technologies
Vol. 08  No. 02 ( 2019 ), Article ID: 29410 , 7 pages
10.12677/OJTT.2019.82017

Study on Deformation Features and Comparison of Construction Methods for Shallow Tunnel with Unsymmetrical Loadings

Fan Yang1, Jianyi Geng2, Xin’an Yang2

1Zhejiang Wenzhou Shenhai Expressway Co., Ltd., Wenzhou Zhejiang

2College of Transportation Engineering, Tongji University, Shanghai

Received: Mar. 4th, 2019; accepted: Mar. 18th, 2019; published: Mar. 25th, 2019

ABSTRACT

Features of tunnel deformation, ground settlement and plastic-zone distribution under different construction methods are analysed, based on the Anfeng tunnel. The study shows that the curve of ground settlement is not symmetrical and the affected area of deep-buried side is farther than the shallow-buried side. The plastic zone concentrates near the connection direction between arch foot of deep-buried side and arch waist. By comparison, both side drift method under advanced shed-pipe support can control the deformation of tunnel effectively. Results of field monitoring coincide with the numerical results, which prove the numerical results are reliable. The study can provide reference for design and construction of tunnel with unsymmetrical loadings.

1浙江温州沈海高速公路有限公司，浙江 温州

2同济大学交通运输工程学院，上海

1. 引言

2. 浅埋偏压隧道变形分析与方案比选

2.1. 工程概况与计算模型建立

(a) 台阶法 (b) 预留核心土法 (c) 双侧壁导坑法

Figure 1. Meshes of calculation model under different construction methods

2.2. 模型参数确定

Table 1. Mechanical properties of stratum and lining structure

2.3. 进口段变形特性与方案比选

2.3.1. 关键监测点变形

Figure 2. Layout of monitoring points

Table 2. Deformation of monitoring points under different construction methods

2.3.2. 地表沉降

Figure 3. Ground settlement curve under different construction methods

3. 现场监测分析

3.1. 隧道关键点变形现场监测

(a) 拱顶沉降 (b) 边墙收敛

Figure 4. Field monitoring of tunnel deformation

3.2. 地表沉降现场监测

Figure 5. Curve: Field monitoring of ground settlement

4. 结论

1) 浅埋偏压隧道施工造成的地面沉降曲线与无偏压隧道明显不同，其埋深较深侧的沉降曲线缓，地表受影响的范围大。根据数值计算和现场监测资料，安峰隧道左线出口段浅埋偏压隧道浅埋侧在距隧道中线10 m外地面基本不受影响，而深埋侧在距离中线10 m处地面沉降仍有10 mm。根据数值计算结果分析，该工程浅埋侧地表沉降范围约为隧道轮廓线外1倍洞径，而深埋侧地表沉降范围可达到轮廓线外3倍洞径。

2) 与无偏压隧道塑性区分布不同，浅埋偏压隧道施工中，围岩塑性区的分布并不对称，其主要沿着深埋侧拱脚和浅埋侧拱腰连线方向，呈现“/”形的分布规律，而在浅埋测的拱脚处塑性区的分布范围较小。

3) 利用数值计算方法分析台阶法、预留核心土法和双侧壁导坑法对强风化岩浅埋偏压隧道施工过程中，隧道周边关键点变形、地面沉降和塑性区大小差异的影响，得出双侧壁导坑法更适用于强风化岩浅埋偏压隧道工程的结论。数值计算的结果与安峰隧道现场检测数据较吻合，说明分析结果具有可靠性，可为相关工程的设计与施工提供参考。

Study on Deformation Features and Comparison of Construction Methods for Shallow Tunnel with Unsymmetrical Loadings[J]. 交通技术, 2019, 08(02): 138-144. https://doi.org/10.12677/OJTT.2019.82017

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