八达岭长城站超大跨度隧道设计施工技术研究

作     者：张民庆 吕刚 何志军 刘建友 焦云洲 罗都颢 ZHANG Minqing;LYU Gang;HE Zhijun;LIU Jianyou;JIAO Yunzhou;LUO Duhao

作者机构：中国铁路总公司工程管理中心北京100844 中铁工程设计咨询集团有限公司北京100055 中铁五局集团有限公司湖南长沙410117 

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

年 卷 期：2018年第38卷第3期

页      面：372-382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：中国铁路总公司科技研究开发项目(2017G007-A) 

主　　题：超大跨度隧道 支护参数设计 开挖工法 变形控制标准 

摘      要：八达岭长城站大跨过渡段最大开挖跨度为32.7m,开挖面积为494.4m2,是目前世界上开挖跨度最大、开挖断面面积最大的交通隧道,施工难度大,安全风险高。为确保八达岭长城站施工安全,对超大断面隧道的支护参数设计、开挖新方法以及围岩变形控制原则进行研究。研究表明:1)采用设计的支护体系,通过检算得到施工期安全系数为1.16?2.46,运营期安全系数为1.59?3.54,证明工程结构是安全可靠的;2)超大跨度、超大断面隧道采用创新的“品字形开挖方法,具有“方法简洁清晰、结构安全可靠、机械化程度高、施工效率高的特点;3)八达岭长城站大跨过渡段总变形M控制标准,按不同围岩级别和不同跨度划分,II级围岩总沉降值为20~30mm、总水平收敛值为15~20mm,HI级围岩总沉降值为30~40mm、总水平收敛值为20~25mm,IV级围岩总沉降值为60~90mm、总水平收敛值为40~55mm,V级围岩总沉降值为130~180mm、总水平收敛值为90~105mm;4)采用数值模拟计算“品字形开挖方法的变形量主要集中在隧道成拱阶段,约占总变形量的95%;其次是落边阶段,占总变形量的4%;最后是仰拱实施阶段,仅占总变形量的1%。