300m级5车道隧道九硐室施工力学特性数值计算

作     者：王星 黄帅 王帅帅 霰建平 葛国库 

作者机构：中交第二公路工程局有限公司 中交集团山区长大桥隧建设技术研发中心 

出 版 物：《北京交通大学学报》 (Journal of Beijing Jiaotong University)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金(52278328) 中交第二公路工程局科技研发项目(GHTJ-07-QT-046) 

主　　题：地下互通式立交 5车道隧道 双侧壁导坑+双临时横撑 双层初支 动态响应 

摘      要：针对深圳侨城东路宝鹏大型地下互通式立交涉及的300 m2级5车道超大断面隧道，开展施工技术方案及结构受力研究。首先，提出了一套“分硐室开挖+衬砌加强支护的超大断面隧道九硐室开挖施工技术。然后，结合隧道几何尺寸及支护方案，建立了MIDAS三维有限元数值计算模型探究5车道超大断面隧道开挖施工动态力学响应特性。最后，提取了隧道各分部结构应力云图，统计了特征测点应力及位移监测曲线。研究结果表明：施工期间需采用超前小导管+管棚注浆措施对围岩进行预加固；现场需通过双侧壁导坑+双临时横撑构成九硐室开挖工法，并采用双层初期支护+加强加厚二次衬砌支护方案；现场开挖施工后结构应力与位移呈现快速增加趋势，而后隧掌子面不断前移各统计曲线逐步趋于平稳；围岩压力峰值可达2.01 MPa，拱顶位置超前小导管内力值最大为10 kN，两侧拱腰位置管棚内力最高为20 kN，拱腰及拱脚位置钢拱架内力最大为113 kN，拱肩位置锁脚锚杆内力在第66开挖施工步达到18 kN；初支结构测点应力峰值为2.4 MPa；初支拱顶、拱肩部位沉降峰值分别为12.4、6.8 mm；管棚、锁脚锚杆等结构联合支护效果明显。