单跨5车道公路隧道工法优化及施工力学特性研究

作     者：张俊儒 徐剑 龚彦峰 徐向东 张航 叶伦 ZHANG Junru;XU Jian;GONG Yanfeng;XU Xiangdong;ZHANG Hang;YE Lun

作者机构：西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室四川成都610031 中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063 

出 版 物：《隧道建设（中英文）》 (Tunnel Construction)

年 卷 期：2021年第41卷第5期

页      面：831-840页

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：中铁第四勘察设计院集团有限公司科技项目(2018K038) 

主　　题：公路隧道 单跨5车道 大断面 工法优化 数值计算 岩石三轴压缩试验 施工力学特性 钢架岩墙组合支撑法 

摘      要：为解决超大断面公路隧道传统工法工序繁杂、效率低等问题,依托厦门芦澳路—海沧疏港通道2#分岔隧道大跨段(国内在建最大断面公路隧道),利用“以索代撑的思想,并结合围岩强度高的特点,提出主动支护的钢架岩墙组合支撑法并对其进行工法优化。通过岩石三轴压缩试验和Hoek-Brown估算方法获得围岩力学参数,并采用数值计算的方法验证该工法的合理性,确定预应力锚索长度为10 m,预应力值为1000 kN,同时对其施工力学特性进行研究。结果表明:围岩变形主要发生在岩墙(⑤分部)开挖前,且以竖向变形为主,上台阶开挖是引起隧道拱部沉降和仰拱隆起的主要原因;在预应力锚索的作用下,隧道岩墙(⑤分部)的开挖和中隔壁的拆除对围岩变形和初期支护内力影响较小;初期支护拱脚处压应力集中,拱顶和仰拱处受到较大的拉应力;隧道围岩变形及初期支护承载力均满足公路隧道施工安全要求。