客运专线隧道双侧壁导洞法施工稳定性模拟报告yg

xxx隧道下穿沈丹高速公路段施工过程数值计算分析报告一双侧壁导洞法施工稳定性分析报告xxxx废中铁傅xxx练集团有限公司敌201宜2王年匪9斑月目录凤HYPERL膝INK\l节"_Toc鸽335655共037"泛席1口、概述割馅1牺HYPERL星INK\l乐"_Toc香335655兔038"软许1.1每塔任务及模拟软卡件员广1宗HYPERL内INK\l逆"_Toc举335655呀039"办战1.臂2巩工程概况及施茂工工法简介青输2遵HYPERL匪INK\l救"_Toc安335655蜡040"养哲奶括工程概况房叼2吉HYPERL灰INK\l拖"_Toc炼335655庄041"学寿1.2.绒2袜施工工法介绍掠粉4找HYPERL贱INK\l贸"_Toc偿335655久042"秃列2自、数值计算模妙型的建立萍燕6斩HYPERL张INK\l蔽"_Toc灿335655各043"慰牌2.医1惜计算的基本假窝设域宴6挖HYPERL膛INK\l疗"_Toc符335655霸044"罗港2.鼓2墙模型材料参数垃及本构关系持掠6霜HYPERL云INK\l驻"_Toc咱335655忆045"凝衣2.3被xxx胀隧道三维计算泥模型锐惨7领HYPERL俯INK\l奇"_Toc冤335655麦046"摸团绕呢模型的计算范亦围柱偿7参HYPERL籍INK\l京"_Toc符335655斧047"修骨屿傻模型的网格划乒分妻筑7夜HYPERL军INK\l画"_Toc怪335655岗048"碰足精汉模型的边界条胞件及荷载条件桂泄8拐HYPERL逝INK\l掏"_Toc忙335655沾049"葱蛋2.4姑赶计算模型中施城工阶段的划分士浴9踢HYPERL惭INK\l威"_Toc抱335655邻050"旁熄3壤、数值计算结嫌果分析白无10极HYPERL维INK\l迁"_Toc眨335655纸051"物虾3.录1角支护结构安全梁性分析疲膨10电HYPERL兴INK\l千"_Toc假335655呈052"破笋3.1.镇1瞎第一层初衬内貌力分析今吃12豪HYPERL厚INK\l凶"_Toc殿335655旗053"碗可3.1.裁2抹第二层初衬内鉴力分析事谣14婚HYPERL墓INK\l佣"_Toc血335655闪054"侄御3.1.膊3明二衬内力分析罚描16参HYPERL袖INK\l草"_Toc慰335655求055"胆督3.1.唱4纵隧道中隔壁内著力分析千槽18躁HYPERL桐INK\l市"_Toc抬335655童056"沈券3.举2匀洞内收敛分析铃申20颗HYPERL桂INK\l霞"_Toc艇335655元057"嫌转隶案左导洞贯通后何洞内收敛分析冒岛20言HYPERL计INK\l尸"_Toc骂335655重058"筑净击伍右导洞贯通后绳洞内收敛分析史纳21怪HYPERL及INK\l知"_Toc悟335655剃059"经路3.辆3滑地层沉降分析揭拍24添HYPERL据INK\l侮"_Toc挑335655粥060"姑幻3.3.催1叼工后模型拱顶麦沉降分析带愤24雨HYPERL避INK\l视"_Toc伸335655哀061"丘怀3.3.裹2绸工后模型地表再沉降分析资栋25蛇HYPERL稳INK\l谈"_Toc译335655姨062"稳标3.肿4吊开挖过程危险驰点分析饺涂27允HYPERL欣INK\l厅"_Toc桨335655董063"秤众3.4.方1细各分部开挖后箩地表沉降分析纽蓝27版HYPERL织INK\l碑"_Toc背335655视064"竹竿3.4.床2乖各分部开挖后鸭拱顶沉降分析弱淡30倾HYPERL群INK\l居"_Toc符335655硬065"挑百3.都5糠围岩塑性区分柿布冷鹊31吓HYPERL灰INK\l爹"_Toc蛇335655约066"锈代4厚、结论悄岭321、概述塘1.1笨任务及模拟软卷件赔1系．数值分析任勇务壁受中铁超xxx势集团有限公司奋委托，本数值夏模拟的主要任桂务是分析皇xxx纤隧道下穿沈丹息高速公路段崇采用握设计施工方案哲（双侧壁导坑娃法）锤施工的稳定性翻，预测施工中坚可能出现的问食题，主要分析饺内容有：击（互1倍）支护结构安与全性分析锁（乓2位）洞内收敛分租析混（置3银）地层沉降分丽析剖（蓝4也）开挖过程危有险点分析境（闭5违）围岩塑性区删分布黄2史．分析采用的程数值模拟软件商及其简介挠数值模拟采用得大型苏有限差分众软令件蔬FLAC3D爹青(毁FastL符agrang鸦ianAn绿alysis姐ofCo丝ntinua明)脂进行白。熔FLAC3扇D严是美国明尼苏汇达珠ITASC筋A梢软件公司编制怖开发基于连续量介质快速拉格抖朗日法的有限秋差分分析程序宾，也是美国咨北询集团公司的级软件核心产品武中最知名的软猾件系统之一。睡FLAC3观D牵是帮助土木、但交通、采矿、践水利工程师进喂行分析、测试摔及设计的连续萝介质程序，由骑于其分析能力槽并不局限于某你一类特殊问题姓或分析类型控，码FLAC3津D迅得到了非常广围泛的应用塘，师其设计思想是夺针对任何需要拢连续介质力学谱分析的岩土工旅程项目。池FLAC3D看是一个利用显糊式有限差分方数法为岩土工程楚提供精确有效抹分析的工具，东可以解决诸多滋有限元程序难雕以模拟的复杂粮的工程问题，革例如：分步开搜挖、大变形大浪应变、非线性除及非稳定系暗统撤(旧甚至大面积屈喝服祝/反失稳或完全塌形方干)关等爬。议FLAC3脑D晚中的非线性运酬算不仅可以考吵虑土体的失水研固结、土体本悟身的压缩性，肺而且能够考虑挪到不同的施工廊方法、考虑不卵同断面形式、退不同的支护形责式与不同支护虚参数对地表沉格降的影响及隧落道施工引起的漫地层损失的影番响，是研究隧秋道开挖非常实古用的工具。拜FLAC3罪D黑采用涨了爪“驴显蠢式谣”章有限差分格式少来求解场的控扩制微分方程，斥并应用了混合砍离散模型，可县以准确地模拟雪材料的塑性破删坏、塑性流动碌、软化直至大垄变形，尤其在许材料的弹塑性缸分析、大变形登分析以及模拟予施工过程等领拴域有其独到的央优点。畅FLAC3秩D晃中为岩土工程砍问题的求解开克发了特有的本虚构模型，总共向包含悟了俘1妥0痕种材料模型：逗开挖模甚型器nul织l爹；肚3车个弹性模型（编各向同性、横仇观各项同性和湾正交各向同性还弹性模型）；督6阿个塑形模型泊（提Drucke品r-Prag赖e辜r竖模型埋、堂Morh-C著oulom萄b抗模型、应变硬边化埋/珠软化模型、遍序布节理模型、荡双线性应变硬根化变/碑软化遍布节理浅模型和修正脚的徐ca佣m味粘土模型）。染FLAC3疤D狸还可以模拟多棒种结构形式，谊如岩体、土体责或其他材料实济体，居梁攻(Beal科)跨、河锚呜(cable爬)削、在桩昼(Pile煤)苍、蓄壳献(Shell劝)东以及人工结构件如支护、衬砌门、锚索、土工节织物、摩擦桩贩、板桩等。另诉外垮，少FLAC3还D聚设有界面单砌元栏(Inter匹faces绳)释，可以模拟节锄理、断层或虚悉拟的物理边界费等。绳FLAC3卫D储不足之处是要淘比相应的有限毛元方法花费更尺多的计算时间戒，求解时间受酒网格尺寸影响宋很大黄；秃FLAC3阔D拥的收敛速度取勺决于系统的最括大固有周期与垄最小固有周期菊的比值，从而抽使得它对某些瑞问题的模拟效唯率非常低；前穴处理功能较弱饮，独特位的润FIS荡H驱语言制约了推涝广奴。烂1.极2郑工程概况及施勿工工法简介情首贺工程概况匀xxx被隧道堪在漏DK77+6杜6抓0捷～舰DK77+7丑6商0涝下穿沈丹高速笋公路，全长属100m畜。坡DK77+6速6累0结～户DK77+7两6午0聪段骡为咳3.鬼0调‰质的上坡，与公甩路交惩角呢60乳°单，公路宽度约喉40m检，隧道与公路惩中心相交里程夺为辈DK77+7倚09.6纳3户。隧道开挖顶饺面到路面的距呀离为惰13.2m略，围岩岔为顾Ⅴ福级，工程地质愁为水平层理薄芦层状页岩、强翠风化、岩体破姜碎，节理发育裤、岩体条件差鹰，极易发生坍叛塌甚至冒顶。糖富含基岩裂隙龄水，地表有山幅间溪水，基岩怒裂隙有与地表贺连通的可能，室且受季节降水卵影响较大。下导穿高速公路示龄意图如数图挑1-裳1远：老图伙1-1柱xxx础隧道下穿沈丹鸽高速公路平面灶示意图残DK77+6怨6窑0煌～状DK77+7偿6统0珍段件10怪0导米陆采用烤xxx寇下穿高速公路污衬砌断面图，摄断面尺寸为壮15m鹅×欢13m璃，如惊图露1-床2远；施工方法为遥双侧壁导坑法堪施工，施工工厨序如仔图丽1-食3存所示。酬图差1-2铃列下穿高速公路设段耍Ⅴ袄级加强衬砌断饥面扮图炊1-3宗企双侧壁导坑法颠施工工序图匹哗施工工法介绍跨1勤、双侧壁导洞绝法简介洽双侧壁导洞法越，又称眼镜法柄。该工法将隧蹦道划分钩成扔4烂大部分，是先喝开挖一侧导洞妻，间隔一定距您离后再开挖另魄一侧导洞，然献后开挖上部核筐心土，间隔一富定距离后再开恒挖下台阶的施驼工工法。悲双侧壁导洞法冒属于新奥法的恒一个分支，以教新奥法怀基本原理为依拿据。其基本思默想是通过设置抽临时仰拱和中天隔壁把地下大该空间开挖分解传成若干个小空测间的开挖，不影仅可以减小单凳次开挖断面的夕面积，同时也葵提高了初期支存护的总体刚度难和承载力，从傻而在开挖期间案改善围岩的应县力场，减小因气开挖形成的塌债落拱的高度，率有效地提高开凯挖期间围岩的涛稳定性。遇2蹲、双侧壁导洞短法施工歩序脸第一夺步震跨安第二愤步盯猾袍港第三掀步症稻庆哪第四步堵第五咏步静辉达劈去第六境步躁粥炉蛇吊第七步碌第八巩步但凭舒踩论第九们步谅帮困尘好第十步务图权1-4污刘双侧壁导洞法直施工歩序图朋1塔）施做拱部大狐管棚超前支护蝴，大管棚从两朱边往中间打设娱。疏2脾）掌子面戒φ宗2签5嚷纤维锚杆预加躺固。衔3吐）开挖双侧壁茅导坑左侧上台招阶土体，及时煮施做初期支护撕、加强支护和楚临时支护、打寿设锁脚锚管并谜架设横撑，施栗做导坑上台阶鸟临时支护侧壁徐φ蹈4尝2欺超前小导管。的4稍）开挖双侧壁船导坑左侧下台麦阶土体，及时求施做初期支护菊、加强支护和巾临时支护、打棵设锁脚锚管，腥要求钢架尽快莫封闭成环过。侨5紧）开挖双侧壁旦导坑右侧上台唱阶土体，及时锤施做初期支护浩、加强支护和峡临时支护、打炮设锁脚锚管并籍架设横撑，施情做导坑上台阶葬临时支护侧壁寿φ屑4显2献超前小导管。送6妙）开挖双侧壁零导坑右侧下台旱阶土体，及时吴施做初期支护织、加强支护和示临时支护、打江设锁脚锚管，违要求钢架尽快筑封闭成环新。船7答）开挖中间导身坑及仰拱土体身，并施做中心宣深埋水沟及时先施做第一层初牌期支护，并封陕闭成环。其8无）施做第二层会全环初期支护浪，并施做二次染衬砌仰拱、矮弃边墙和部分仰象拱填充。鉴9串）第二层初支世封闭达到设计宵强度后，拆除销临时中壁。洲1魔0隶）施做防排水遗、拱墙二次衬留砌、仰拱填充州、轨道垫层及程水沟电缆槽。倘2撒、数值计算模淡型的建立吧2.滨1黑计算的基本假村设颂采用连续介质盗模型伪的仇有限乓差分固法乎，鉴岩石的裂隙与畅节理对岩石本数身力学性能的倚影响通过折减周力学参数的方慧法来佩模拟闭，模型假定如拥下：彻1式）同一层岩体味是连续、均匀并的，而且各向步同性体，将岩笛体简化成理想奏的弹塑性体，倡隧道衬砌假定朵为线性弹性体桂。氏2记）隧道开挖过敬程中不考虑时去间因素的影响够。艰3同）隧道开挖时辆堵水止水已完榨成，不单独考谎虑地下水的影凑响。恼4责）不同地层材胡料之间不设置赞接触面参数，狼两者不存在相域对滑移，且两敏者位移协调。米5予）考虑喷射混内凝土的粘结作拔用，计算中不久考虑隧道初衬例与岩体的脱离踪现象，认为它近们始终是协调城变形的。魔6号）初始应力场洲只考虑自重应轻力。腰2.圾2馋模型材料参数丰及本构关系国xxx纳隧道下穿高速携公路区域围岩模为瓶Ⅴ稳级，工程地质低为页岩、强风栏化、岩体破碎辫，节理发育、牲岩体条件差，碎计算中采用摩阶尔配-厚库伦场（炕Mohr-C颂o反l骑um恭b痛）破坏准则。阵在计算模型中起，第一层初衬爷及二衬等采扛用隶soli墙d焰单元模拟，第楚二层初衬及临策时钢架支护等复采娇用跳shel吗l添单元模拟，锁怠脚锚管采腿用泻cabl吗e倘单元模拟，计舍算中采用提高沟局部围岩力学诱参数的方法模赢拟大管棚超前石支护以及小导威管注浆的加固引效果。谨岩体基本质量事等级座为拼V蚁级，遇水以后翻强度下降非常闪大，在荷载作回用下，岩体会委发生更大的变肿形，强度也会纷大幅度降低。呀考虑实际工程端有许多不确定默的因素，参考殖工程的经验值挎，在计算模型屡中，对围岩的液弹性模量作了对适当的折减，叶同时其粘聚户力掘C幼和摩擦角揭φ派也做适当折减筋。对于初期喷颠射混凝土（初穴衬），考虑时尚间效应，将其乓弹模适当折减迎。模型中地表巾简化为水平。径根据实际环境进的影响，结合淋相关的参数折弊减理论，计算陈得到模型中各晶种材料计算参威数见它表这2-肯1视。淡表痒2-1封碌模型采用参数隆取值表货E(MPa)湖μ垂γ蜡(踢KN/m拳3逐)锤K(MPa)锹G(MPa)欢C(MPa)性φ或（餐°采）蹈强晴风化化板岩糕5×10根2懂0.33牧20风4.17×1篇0银2慈1.92×1版0南2较0.06袖20续中风化板岩趴1×10累3暂0.3器22驱9.8×10对2敞3.76×1鹿0蜜2顷0.1城25肃大管棚加固圈浴5×10冷3己0.3纺23轰4.17×1效0奉3考1.92×1堆0造3帜0.3袖29请型钢混凝土初樱衬突1×10龄4讲0.25桂25搅6.7×10木3仿4×10坝3叠格栅混凝土初复衬钓2.5×10闯4诊0.2廊25量1.39×1吼0搏4播1.04×1炼0饿4驻二衬中3×10纯4尘0.2办25订1.67×1男0兵4奴1.25×1索0旧4扫小导管加固圈荣1.5×10专3封0.25放22运1×10语3谁6.0×10顶2巡0.2矛25优锁脚锚管机2.1×10讯5撤0.26卖78细1.46×1隐0称5列8.33×1猛0披4苏型钢砼临时支下撑胜2.5×10绝4仓0.2阀25件1.39×1送0堤4最1.04×1缠0叫4苗2.3壁xxx未隧道三维计算叫模型桶橡准模型的计算范导围椅有限元模型计蛇算范围在水平个方向流取命3-饱5邮倍的车站主体和隧道跨度，向银上取至地表。待根据胸xxx敲地质条件，模手型在水平方向论取忆3罚倍隧道跨度，瓶水平方向计算乳宽度约为离105m滋；在竖直方向猛，从隧道底部疼开始向下棉取葛2在倍洞径，竖直生方向计算深度板约为辨64m寸；纵向计算长欢度取厦50m微。娱抓桥模型的网格划闸分雪由撞于松FLAC3知D摔的前处理功能详的缺点，建立烧模型较复杂，授鉴于此，酷在惑ANSYS1皮1.米0勾中新添加了土患木工程模块（隶隧道、桥梁、吼混凝土模块）若中塘FLAC3东D超命令可以蚁将啄ANSY慧S毫的模型转化桨成怎FLAC3闷D伸的模型，所以塔本文采用这个聚模块的优点，挑岩石层与隧道毕模型隙在构ANSY捷S拼中建模完成，嘉并划分网格。土其计算模型图蜓和网格图分别史如燃图男2-寺1河、嫩2-迟2逐所示。怪厘违(a)祥闪整体计算模狐型墨奥钟述(栽b)仿拢隧道计算模型慧图山2-找1喜计算模型概(a)敌ANSY电S爆中计算模型网悦格厅宰弟(b融)FLAC云3害D陶中计算模型伤图小2-嚷2夜双侧壁导洞法希计算模型网格耻图谣迹胞模型的边界条罢件及荷载条件粪该模型侧面和限底面采用位移俘边界条件，上缺部地表为自由铅边界，泊沿牵X筋轴育和姜Z逆轴方向的四个顷侧面约束模型商的水平方向位适移，底边界约堵束模型的竖向宫位移。初始应泉力场按自重应比力场考虑。基够本可变荷载主蝇要为地面超载继，交通荷载，梢施工荷载和设额备荷载，考虑怖xxx帮隧道上方为沈蔑丹高速公路，待计入隧道上方拘交通荷载的影群响，模型中按迹均布荷樱载坦50kN/m面2驻考虑。老计算简化力学早模型如杯图涂2-绘3劫所示。草图色2-会3适计算简化力学柜模型灭2.4做捐计算模型中施氧工阶段的划分些根据设计采用慨的施工工序，糊xxx汁隧道采用双侧权壁导洞法施工床。印参考设计资料墓，根据施工单代位要求，并考丝虑实际施工的降经验性，在计辉算模型中，施矛工阶段可总结救如下：畅1副）开挖左侧导灭洞上下台阶，岩每步开挖进尺茫取碍1m穿，上下台阶掌聚子面错开痛3m忍；趣2芝）根据施工图虎双侧壁导坑法科设计图（二）诵（沈丹客专阶梁施织隧红15-21-梨0近2略），可扑知恒①轮与禁③底导洞掌子面至虹少间隔互8m支，所以墙当楚①拾部开挖至炮-10m虾，逗即洗①叙与思③权间隔兔10m册时，开始开挖痛右侧导洞上下榴台阶，每步开北挖进尺取杂1m振，上下台阶掌露子面错开奇3m诞；湿3刑）开挖中导洞缓上台阶恼即腔⑤蛇部，每步开挖唉进尺取碌1m胀，若⑤雁与批④酸掌子面错开赚30m朋；其瞎余所3顶个台阶，阔即糊⑥⑦背⑧鹰部，每步开挖牢进尺取独1m笼；共4丛）中导洞开挖霞后，及时施做婚第二层初期支分护，封闭成环管，并同步施做绣仰拱。放5同）分部拆除中侮隔壁临时支撑卷，施做二衬。个3长、数值计算结鹿果分析休3.不1止支护结构安全线性分析遇地下结构应就通其施工和正常各使用阶段，进鹊行结构强度的轰计算，必要时致也应进行刚度周和稳定性计算扑。地下结构设询计中，应根据帝施工方法、结伯构或者构件类献型、使用条件夜及荷载特性等耗，选用与其特棒点相近的结构什设计规范和设悲计方法，结合件施工监测逐步危实现信息化设容计。《铁路隧壮道设计规范考》询TB1000情3-200爱5价中规定了按概诚率极限状态法羞设计的材料性骤能，应用于隧喷道施工中不同雨等级混凝土的拍强度设计值，奶如下表所示。鲁表刺3-炒1熄混凝土强度设锯计值怎（跑MP商a命）巴强度种类卖符号初混凝土强度等属级胡C15略C20格C25纸C30禁C40断C50表轴心受压箩f屿ck门7.5奴10.0模12.5浆15.0译20.0兼25.0伸弯曲抗压繁f受cmk马8.5壳11路13.5触16.5便21.5据27.5姥轴心抗拉从f师tk屯0.93吼1.13青1.33本1.47峰1.80侮2.07薪表迫3-壁2爬喷射混凝土强皆度设计值拣喷射混凝土阻强度等级盒强度种类淋C20诞C25言C30中轴心抗压框（性MP暮a伴）泥10.0塌12.5触15.0可弯曲抗压泼（烧MP持a槐）拥11.0健13.5询16.5偷抗拉隆（漠MP扰a绞）梅1.1灿1.3满1.5帐表昏3-均3罩钢筋抗拉和抗绞压强度标准值族与设计值乘钢筋种类胞HPB235骡(Q235)攀HRB335表(20MnS房i)纱抗拉强度标准随值圈（艘MP度a锹）砌235吹335(辆d状=8~威25mm纲)谨335(唤d烈=28~40并)狠抗拉强度和抗清压强度设计值滤（蛾MP冶a霸）强188窄268别注：表中绸d砍为钢筋直径箩《混凝土结构喷设计规范拦》淘GB500都10-200插2筋规定包括受弯番构件在内的各乱种混凝土构件锹的正截面承载货力应按下列四艇个基本假定进以行计算：碧1剥截面应变保持侧平面；护2往不考虑混凝土宁的抗拉强度；乐3仍混凝土受压的恨应力与压应变键关系曲线应按饲下列规定取用捏：峡公式中参俱数直n隶、棕、疼的取值如下，背为混凝土立方止体抗压强度标浩准值。亿4姿纵向钢筋的应吊力丸—盆—恳应变关系方程率为择混凝土结构设估计规范中规定粥，纵向钢筋的遍极限拉应变裳为覆0.0忌1北。对于正截面梳非均匀受压时绝的混凝土，极堂限压应变的取杠值最大不超斥过单0.003霸3座。规定极限压政应变值壮，实际上给定鹰了混凝土单轴抵受压情况的破雄坏准则。对于西混凝土各强度轰等级，按照式雁中的计算结果唤规范建议对于童等级小茄于辛C5刘0幕的混凝许土呈n照取灶2纵；运取兴0.00税2壮；乌取辰0.003销3戚。丘根据材料力学骡中强度理论可绵知，对于石料叠或混凝土等脆枣性材料受轴向辩压缩时，材料闪将沿垂直于压仿力方向开裂。胳按照第二强度举理论，如在受旅压试块的压力论的垂直方向再碧加压力，使其扶成为二向受压险，其强度应与委单向受压不同露，但混凝土、巴花岗岩和砂岩暮的试验资料表已明，两种情况盏的强度并无明案显差别，所以毫对于隧道支护扁材料，采用单米轴抗压强度来各判定是可以的周。文中将采用绕规范中规定的拿混凝土单轴抗姐压强度设计值仪来判定支护材诵料的受压安全信性。欺沉第一层初衬内黑力分析乘图北3-1傲惜第一层初期支粱护模型机图滔3-2薯据第一层初期支静护最小主应力芳仓图良3-3尝颗第一层初期支腐护最大主应肥力允拔从第一层初期恋支护的主应力矿云蛇图谅3-炎1服、勾3-海2灿可知，第一层盲初衬所受最大摊压应买力张4.37MP锐a邻；在拱墙部位梁，所受压应力径均匀，测约划3.5MP选a宏。查规范可知刷对于弯曲抗压奥的宜C2驾5世喷射混凝土，缴其抗压强度蕉为木13.5MP盖a甚，所以第一层储初衬受压区相榴对安全。第一谈层初衬所受最联大拉应力串为茎1.06MP图a幸，查规范可知决，该值小群于狸C2府5妈喷射混凝土抗倡拉强度虏（槽1.3MP非a鉴），根据数值燃模拟的参数取贪值（第一层初片衬弹模递P宏a螺，第二层初衬注弹模原P仆a日，二衬弹模猫P载a踪，中隔壁弹模闷P域a晓，下同理）第畏二层初衬受拉架区的最大拉应吼变为乒：邪脱。对应钢拱架琴的应力为都，在弹性范围雄内。满足设计椒要求。在与临亩时支撑搭接处渣以及拱脚处，泳出现了应力集柏中，虽然应力厚值在合理范围遗内，但施工中除必须注意应力殿集中部位，严纱格按照设计进询行施工。脏捕第二层初衬内怠力分析玻图滩3-4仔薄第二层初期支将护模型蚕图呼3-5挥协第二层初期支将护最小主应雹力换心图倦3-6惯帐第二层初期支踩护最大主应力纽吸从第二层初期皂支护的主应力抗云滴图尺3-禾5罢、块3-续6缸可知，第二层凳初衬所受最大泰压应力第为离0.78MP柄a盼，查规范可知旧对于弯曲抗压青的能C2皂5侨喷射混凝土，刮其抗压强度枕为鞋13.5MP理a兴，所以第二层丢初衬受压区相际对安全，满足陶设计要求。第泽二层初衬所受别最大拉应力衬为举0.56MP劫a缩，跃。对应工字型补钢的应力为菊，在弹性范围狱内，满足设计点要求。伍煤二桑衬内力分析吓图柱3-7汁倚二衬支护模型爸图暮3-8千桨二衬最小主应征力驰脾图透3-9阵暑二衬最大主应掌力吨唐从二衬的主应俭力云状图陕3-说8份和寒图这3-痰9男可知，二衬所迈受最大压应力挖为勺1.40MP茫a携，查规范可知授对于弯曲抗压蜡的行C3屡5广模筑混凝土，净在弯压状态下势，其抗压强度献设计值评为税23.5MP磨a征，远大于二衬捡计算的最大压精应敲力杰1.40MP经a纸，满足设计要门求。二衬所受赠最大拉应力票为亮0.61MP牧a聋，根据数值模抗拟的参数取值灭，二衬最大拉象应变为：兽。对应钢筋的协应力为打。即二衬的最爽大拉应变小于甚混凝土结构设酒计规范中规定绿的钢筋的极限星拉应变，且应镜力在弹性范围狮内，只要合理陈配置配筋可满吼足要求。龄察隧道中隔壁内鹅力分析删图兴3-10觉爪隧道临时中隔杂壁模型衬图肚3-11援傻隧道中隔壁最尝小主应力挣图洞3-12依书隧道中隔壁最苦大主应力棵从中隔壁的主素应力云啦图哲3-1泄1宝、练3-1镇2眯可知，隧道中耕隔壁所受最大皮压应算力附16.2MP耍a矿，查规范可知庄对于弯曲抗压萌的捞C2恢5券喷射混凝土，翼其抗压强度兽为康13.5MP璃a谋，超出喷射混鬼凝土抗压强度片，虽然满足型认钢极限抗压强茫度要求，但是毁可能出现混凝小土压碎。同时申，隧道中隔壁热所受最大拉应卡力达锁到幼49.浸2拾MP燃a弓，虽然超逼过葛C2橡5昨喷射混凝土的膨抗拉强度，但刮是最大拉应变绕，小于钢筋极恼限拉应变，钢交筋未出现屈服被。由应力云图光可知，应力集蜂中出现颤在默②厉、配④授导洞曲形临时岸支撑与第二层女初期支护连接肢处，应力集中练区域面积较小赤。虽然满足型章钢极限抗压强流度要求，但是手可能出现混凝们土压碎，所以启必须严格控制酬上下台阶掌子寸面间距，及时闻施做初期支护谦，并且对该区渴域加强监测。蔽3.盲2躁洞内收敛分析土根据铁道第三攀勘察设计院集墨团有限公司提合供的《新建铁红路沈阳至丹东次铁路客运专乐线途—拿—科施工图》，要妄求对隧道洞内括水平收敛进行遵监测，故本报酒告分析了各特援征阶段洞内水事平收敛。根据联设计文件相关思说明，在数值谎模拟中，研究怖了虹1贫1硬个断面，每个违断面兽各扔1笋3丑个点，断面点促布置如执图扯3-1估3睬所示。坟图艘3-13驶桶洞内断面点布舱置图今驳足左导洞贯通后遵洞内收敛分析警图滴3-14从朵①复导坑水平收敛禽图拆从第①鼓号导坑水平收斧敛暑图吧3-1捐4感可以看出，在帮左导洞贯通后僵，愚①贷号导坑水平收售敛累计值最大北处发生在进洞始端，仅为播0.85mm渗，远小于设计报文件中规定的挡变形量警戒值雅12mm芹，满足施工控循制要求。嗽图刺3-15姜侧②架导坑水平收敛将图员从充②暗号导坑水平收灶敛令图盒3-1里5昆可以看出，在谷左导洞贯通后继，利②博号导坑水平收哀敛累计值最大往处发生在出洞邀端，仅为咐1.3mm半，远小于设计基文件中规定的获变形量警戒值拥12mm据，满足施工控健制要求。兄读欣右导洞贯通后县洞内收敛分析辆图去3-16更铲①保导坑水平收敛状图皆从坚①冷号导坑水平收渣敛免图遵3-1某6争可以看出，在共右导洞贯通后木，盗①迅号导坑水平收微敛累计值最大卡处发生在进洞蓄端，仅为米0.98mm榨，远小于设计废文件中规定的昏变形量警戒值锋12mm木，满足施工控河制要求。啊图榨3-17撒拴②使导坑水平收敛粗图羡从墙②恒号导坑水平收肾敛胖图斗3-1良7跑可以看出，在孟右导洞贯通撇后锋②隔号导坑水平收颜敛累计值最大威处发生在出洞海端，仅为骗1.0mm扔，远小于设计挥文件中规定的光变形量警戒值佛12mm想，满足施工控装制要求。慢图咸3-18裂炊③挠导坑水平收敛洒图挖从谊③傅号导坑水平收委敛艺图孤3-1干8辫可以看出，在阀右导洞贯通亩后嘱③没号导坑水平收匀敛累计值最大徐处发生在进洞走端，仅为少1.0mm真，远小于设计三文件中规定的荡变形量警戒值撑12mm奏，满足施工控汪制要求。嚼图梢3-19往套④歉导坑水平收敛拔图弓从剃④遍号导坑水平收胀敛伯图夜3-1坟9下可以看出，在谊右导洞贯通株后忽④抬号导坑水平收锋敛累计值最大变处发生在进出乡洞两端，仅为五1.05mm垂，远小于设计嘉文件中规定的铃洞内变形量警害戒值剪12mm猾，满足施工控苹制要求。瓶3.视3欣地层沉降分析母寒工后模型拱顶肝沉降分析见图傻3-20臭献纵断面位移云久图叔图胸3-21纵蜓工后拱顶沉降稠曲线图雪图果3-2赴0州为测X=个0m静位置剖面图，总从该纵断面沉资降云图以及工僻后拱顶沉降曲坚线帜图鹅3-2喘1伟可知，模型最鸡大沉降发生在丝中导洞拱顶处阳，约为笼8.37mm环，葛底部另拱起约承3.61mm仇，远小于设计抢文件中规定的比洞内变形量警激戒值僵15mm乔，满足施工控垂制要求。原械工后模型地表龄沉降分析既图罪3-22杠廉工后模型整体父沉降云图关表抗3-4的延工后模型地表戴各断面沉降值葬标京距离翠（搅m全）裕断面速-30鞠-27漠-24伏-21驾-18趟-15治-12际0.5m突断面蹲-1.507裕-1.507游-1.827仆-2.081鸦-2.381覆-3.33改-4.225智15m抚断面妹-1.507散-1.507蜘-1.829俱-2.084断-2.384范-3.336院-4.232物25m谨断面桥-1.509并-1.509稿-1.832冈-2.088杨-2.388营-3.341白-4.238季35m傍断面省-1.511挽-1.511坡-1.834咐-2.092娃-2.392巨-3.343昂-4.237重49.疮5笼断面爷-1.512聋-1.512壮-1.835是-2.092凑-2.392核-3.339历-4.226荷续盾表诸3-4初铸工后模型地表双各断面沉降值钱蚕里距离额（磁m于）送断面挨-9羡-6典-3卖0靠3铁6尘9烟0.5m槽断面健-4.678港-5.118衰-5.437咱-5.534扒-5.371志-5.002酱-4.538五15m佣断面筒-4.688巴-5.131康-5.453谊-5.55沿-5.383银-5.009严-4.54驰25m荐断面萍-4.694旨-5.135骗-5.455共-5.551福-5.384燕-5.01幅-4.541悉35m椅断面陵-4.688弓-5.124屠-5.439截-5.533虎-5.368坟-4.999勿-4.535匆49.唐5娇断面头-4.67篇-5.097葡-5.404厅-5.495略-5.333抢-4.971宿-4.516股续服表撤3-4鞭田工后模型地表锤各断面沉降值召粉建距离缠（紫m说）狭断面单12带15葬18喝21竿24貌27袜30灿0.5m描断面侮-4.083投-3.203呀-2.287肝-1.987誉-1.765距-1.469蚀-1.469鼓15m俯断面右-4.081厌-3.199态-2.284呆-1.984蔑-1.762同-1.466贞-1.466则25m静断面居-4.082久-3.2照-2.284陈-1.984厅-1.763粱-1.466足-1.466粱35m勉断面拴-4.079听-3.2队-2.285银-1.985驶-1.763承-1.466绢-1.466研49.锋5疗断面鞋-4.068缘-3.194窝-2.285亩-1.985没-1.763匪-1.466捐-1.466俗图颠3-23为翁工后地表沉降脱槽罪从工后模型的倾沉降云冒图想3-2掉2雹以及从工后地移表沉降汉槽残3-23栋添可知，隧道上赖方地表沉降最红大值为装5.50mm岗，发生在隧道状中心线正上方北，沉降值从隧却道中心线上方肉向两侧递减。圾最大沉降值小倍于设计文件中缝规定的地表沉肢降警戒值节12.5mm晌，满足施工控切制要求。行3.悔4买开挖过程危险婆点分析况为分析在隧道贸开挖过程中，杂按设计文件进羊行分部开挖时舌的危险步骤，遗预测施工进程岂中可能出现危惹险的位置及时芒间，本报告分炭析了各部分开挨挖后的地表沉然降以及拱顶沉啊降。似道各分部开挖后唉地表沉降分析盾科根据设计文件颗，将隧道分暗成历8堤个小导洞分别柴开挖，盖建立二维模型肯，模拟各分部脑开挖，兵开挖过程中各横部分开挖后的份位移云图如下肠图拳3-2姜4渐所示。自①懒导洞开挖洋②休导洞开挖悦③胶导洞开挖散④索导洞开挖剥⑤吴导洞开挖迅⑥沸导洞开挖奔⑦设导洞开挖变⑧无导洞开挖锁临时支撑拆除枣图能3-24茫哑各分部开挖位队移云图车在开挖过程数娇值模拟时，于午模型中葬设鼓2拐1跳个地表沉降监赴测点，从隧道煎中心开始沿横广向每理3m才设置一个监测犁点，监控范围确为龄60m固，每侧各沫30m明；开挖过程中穿各部分开挖后嗽地表监控点的纹沉降值列于下悔表破3-失5北。则表匹3-5孝飞分部开挖每步吼开挖后地表沉纲降分布点沉降耳值嗽辆咏距离最（委m本）捞开挖步席-30画-27描-24稿-21张-18框-15痒-12族1索导坑开挖胡-0.281裳-0.476田-0.563些-0.72钓-0.791筒-0.918破-1.006漆2哄导坑开挖守-0.306谜-0.48余-0.555央-0.687秘-0.745幼-0.845箩-0.911冈3柄导坑开挖麦-0.285酷-0.463搅-0.543拒-0.687辛-0.754助-0.879夏-0.976完4溪导坑开挖辨-0.272爱-0.437映-0.51宾-0.638漂-0.696鲁-0.804柳-0.884弦5盖导坑开挖蜜-0.175币-0.368垮-0.47私-0.707朝-0.854者-1.237弦-1.663舟6狠导坑开挖改-0.265孩-0.513脚-0.651绝-0.981日-1.183疏-1.68误-2.182谊7送导坑开挖艘-0.428盯-0.744离-0.928富-1.376骑-1.65残-2.315差-2.961疏8秧导坑开挖厘-0.309炼-0.605傍-0.779挺-1.209爹-1.477跳-2.131梦-2.773霜拆除临时支撑怜-0.457柴-0.858橡-1.091夹-1.654荒-1.993殖-2.803插-3.576魂续秧表为3-5玻课分部开挖每步鲁开挖后地表监竹控点沉降值逐房珠距离软（怀m北）脂开挖步边-9泼-6舌-3重0修3棚6市9蹄1弃导坑开挖廊-1.073舟-1.098畏-1.13篇-1.136戴-1.119到-1.083幕-1.058肆2稳导坑开挖零-0.961欠-0.98织-1.007橡-1.019捡-1.017浇-1.001贸-0.988龄3荣导坑开挖琴-1.067盼-1.109纠-1.182镇-1.228孙-1.237财-1.202湾-1.17河4怪导坑开挖没-0.957厌-0.991欣-1.049撇-1.085稠-1.089厌-1.056息-1.028颠5折导坑开挖邀-2.175就-2.438厨-2.883脱-3.072练-2.915弦-2.491移-2.232窃6退导坑开挖孙-2.732伙-2.997慌-3.424徒-3.598壁-3.451反-3.043蔑-2.782稍7述导坑开挖蒜-3.636欺-3.949薯-4.436护-4.622芝-4.446振-3.964骡-3.652掌8盐导坑开挖显-3.447镇-3.76行-4.248尿-4.434择-4.255昂-3.771骄-3.458洲拆除临时支撑爹-4.37史-4.736内-5.299仆-5.509营-5.309园-4.75烦-4.385青续燃表脚3-5所撑分部开挖每步卵开挖后地表沉笛降分布点沉降历值赶距离呜（疾m崭）袜开挖步岁12茄15瓣18祖21拥24越27挡30谎1干导坑开挖袭-0.995抓-0.915棚-0.795蒸-0.726狼-0.572旱-0.485唇-0.29慈2的导坑开挖滋-0.949思-0.892玉-0.797拼-0.739视-0.604港-0.525忌-0.34伙3揭导坑开挖洁-1.083拥-0.978贸-0.836看-0.761担-0.604侦-0.519障-0.332毕4旁导坑开挖艘-0.953健-0.862雕-0.738绝-0.673榜-0.535绒-0.46森-0.292碎5魄导坑开挖别-1.721充-1.286劝-0.89下-0.737丑-0.49林-0.384清-0.186们6宗导坑开挖哨-2.234眯-1.724模-1.215伪-1.008助-0.668姨-0.527恩-0.274理7境导坑开挖时-2.976运-2.325滥-1.655沸-1.378瞎-0.927糟-0.743主-0.427逮8拿导坑开挖磁-2.781条-2.134耕-1.474须-1.205读-0.773牲-0.599摩-0.303丹拆除临时支撑速-3.589立-2.812前-1.996皂-1.654庆-1.088惜-0.854誉-0.453昆图壶3-2比5伪分部开挖每步哗开挖后地表呈25m睡断面沉降槽产从艰表箩3-君5嫩以及位移云蒜图额3-2怒4湿、地表沉降当槽苗3-2压5帽可以看出，开辛挖左右导洞，旨即侧①②③耻④进导坑开挖时，京地表沉降均匀竖，各步之间没碧有突变；当开惨始开挖中导洞馅时，地表沉降赴突变明显，锤当阀⑤露导坑开挖时，济最大沉降值达承到斩3mm山，约增匀大绪200精%承；诚当袖⑥霜导洞开挖时，女沉降值变化约肢0.6mm垂，杯当蜓⑦逝导洞开挖时，籍沉降变化约斗1mm浓；同时，当临个时支撑拆除后持，沉降值增加筐约欠1mm羡。虽然沉降累涌计值在警戒值曾之内，但是中荷导洞开挖，特峰别絮是础⑤闲导坑，中间核靠心时土析⑥腹⑦皱导坑以及临时偶支撑拆除这几其个过程，地表污沉降突变明显丧，在施工过程宋中应注意其突秤变，必须严格州按照施工图施翁工，并及时喷见射混凝土、施匀做初期支护，尾提高监测频率卸。贿本各分部开挖后拳拱顶沉降分析光在开挖过程数盏值模拟时，根督据设计文件以将及监测方案，概于模型中设置售拱顶沉降监测脆点有，劣每断面共呆设牢3泪个监测点，即剩左导洞拱顶沉镰降监测点，中满导洞拱顶沉降妹监测点，右导勿洞拱顶沉降监屡测点；将开挖勇过程中各部分负开挖后拱顶沉之降监测点的沉勺降值列于下塞表朋3-堂6番。刻表伴3-6盐迟分部开挖每步奖开挖后拱顶沉桐降监测点沉降恶值闲开挖步陈部位报1慢导坑往2喝导坑稻3弦导坑锡4下导坑悠5觉导坑遍6糊导坑石7花导坑织8塞导坑莲拆撑师左导洞拱顶沉脾降总-2.729册-2.559长-2.622承-2.495阴-3.365农-4.552毅-5.928泉-5.755肺-7.03末右导洞拱顶沉学降歪-2.658躁-2.567朽-2.918涝-2.81欠-3.641跪-4.808蛮-6.115迫-5.853竿-7.13结中导洞拱顶沉武降舱-3.074扫-2.943搅-3.263灌-3.206运-6.839呢-7.222历-8.299徒-8.051渣-9.451免图肝3-26穗路分部开挖每步胀开挖后各导洞雁拱顶沉降似从技表取3-鸣6唱以及各导洞拱宵顶沉降捐图摩3-2妙6敢可以看出，开庸挖左右导洞，乖即具①②③浅④瘦导坑开挖时，览拱顶沉降均匀黄，各步之间没驾有突变；当开粱始开挖中导洞踪时，地表沉降惯突变明显，活当孕⑤锯导坑开挖时，萍中导洞拱顶沉荐降值达到疗6.8mm段，约增剪大减225艳%撒；剥当态⑥鄙⑦赠导洞开挖时，附沉降变化约洒1.5mm届；同时，当临纤时支撑拆除后侮，沉降值增加伙约思1.6mm语。虽然沉降累片计值在警戒值夏之内，但是中绍导洞开挖，特碰别松是迹⑤池导坑，中间核嘱心鼠土挺⑥怨⑦午导坑以及临时汗支撑拆除这几桨个过程，地表腿沉降突变明显压，在施工过程酬中应注意其突可变，必须严格朴按照施工图施棍工，并及时喷尿射混凝土，施欺做初期支护，镇提高监测频率确。逮3.骑5箩围岩塑性区分晒布版由豆数值分析洲得到的殃隧道开挖过程档中围岩的塑性绵分布图眨可知，隧道结圆构拱脚位置以缴及开挖掌子面如围岩出现塑性酒区域，如果喷模射混凝土封闭哄不及时，初期额支护结构施加阔不及时，或者择超前注浆不均观匀，可能导致钱掌子面风化岩太石脱落以及拱元脚风化岩石拱热起，梨对施工造成影薯响私。下畏图牵3-2俱7柱、柳3-2污8哭分别为隧道开喘挖过程中围岩滔的塑形区分布弄。见图军3-2声7灭工后岩体剪切回破坏产生的塑拾性区分布贷图历3-2亭8烛施工过程中岩伐体受拉、受压蜜屈服产生的塑塘性区分布4、结论古采明用行FLAC鸦3D循大型岩土工程钞数值分析软件创，依据施工单匠位提供的设计返文件，按照施玩工单位的要求区，对醒xxx宏隧道下穿沈丹夕高速公路爸段（霉DK77+6盟6厌0卧～庸DK77+7偏60个）双侧壁导坑辞法蒜施工过程螺进行了鼓三维数值模拟买。炒计算帆中相关参数依藏据规范选取，康参考工程经验厨值辣对围岩强度进紧行底了劫一定柴折减。三维数与值模拟分析惠结果表明：督1并．施工过程中辫地表沉降、拱释顶沉降、洞内算收敛后均唯小于设计文件索的变形量警戒际值，能满足施漏工控制要求；丧2爱．午支护结构中：撕第一层初衬、半第二层初衬、礼二衬的应力都专满足规范要求给，但犬隧道中隔壁临略时支撑居（谎②织、椅④赛导洞曲形临时迷支撑与第二层菌初期支护连接疫处瓦）做出现杜局部尸小区域偿拉高建应力集中，虽婚然低于型钢极箭限抗努拉肤强度，但是混谦凝土可能出现旅拉压破坏，海施工中伟必须严格控制启上下台阶掌子喇面间距，及时离施做初期支护冻并加强监测只；答4幕．防开挖过程中，呢工后沉降间值均笋在警戒值承以苏内炒。想但门应注意的雪是在惨⑤变号导坑开挖时叔，地表沉降以回及拱顶沉降变肠化明显，同时唇核心土开挖以嘉及临时支撑拆挪除时沉降变化怀也相对比较明羡显，所以施工刺过程应该按照留施工图进行，掠在中导洞开挖饶时应特别注意阁，必须及时施杯做初期支护，全并且提高监测若频率遣；谋5薪．幼从施工过程中伸岩体受拉、受百压屈服产生的算塑性区分仪布来看，隧道回结构拱脚位置我以及开挖掌子广面围岩出现塑会性区，施工过米程碎易出现拱起及胀塌落，超前注味浆必须严格控预制，且初期支白护施作要及时贪。之综合分析可得咬出：在分析中驼极易出现问题抱的过程及区域克（中导洞开挖缠，中隔壁连接摧处，隧道拱脚漂，开挖掌子面膜），必须严格尸按照设计要求拌施工魄并加强监测汽，根据监测结眉果判断是否需窑要提高支护强蝴度。束xxx杨隧道下穿沈丹畅高速公路段施辟工过程数值计算分析报告二劫CR似D灶工法施工稳定愁性分析报告xxxx概中铁垫xxx望集团有限公司修201血2册年界9煮月目录HYPERLINK\l"_Toc336171937"1、概述 1卵HYPERL鲜INK\l柿"_Toc画336171肯938"血册1.1伴它任务及模拟软呈件铃驴1陶HYPERL督INK\l章"_Toc愁336171塞939"苍截1.铅2做工程概况及施敲工工法简介椒作2酿HYPERL泥INK\l淡"_Toc富336171草940"呆厘响既工程概况拉哥2解HYPERL味INK\l孟"_Toc数336171愁941"农智1.2.寇2质施工工法介绍许敏4HYPERLINK\l"_Toc336171942"仿2团、数值计算模饺型的建立影毅6微HYPERL堆INK\l退"_Toc漏336171疮943"载率2.壶1秘计算的基本假低设输顽6圈HYPERL该INK\l伐"_Toc杆336171送944"走碍2.缘2总模型材料参数代及本构关系乞乐6薪HYPERL筹INK\l申"_Toc表336171潮945"轿固2.3梳xxx拔隧道三维计算指模型窝三7房HYPERL蛛INK\l爆"_Toc狭336171作946"筛蓬躬凝模型的计算范事围喊峡7族HYPERL称INK\l陡"_Toc荐336171泪947"遮倦尿代模型的网格划矛分败彻7六HYPERL斤INK\l动"_Toc扫336171尸948"捉笨瞎荷模型的边界条脾件及荷载条件吼证8苗HYPERL勾INK\l区"_Toc片336171丈949"戏件2.4妻供计算模型中施塞工阶段的划分丽姜9HYPERLINK\l"_Toc336171950"吗3梳、数值计算结冤果分析很时10刷HYPERL晶INK\l妨"_Toc李336171内951"佳掠3.唉1闯支护结构安全端性分析音界10软HYPERL怀INK\l允"_Toc给336171悠952"刊班3.1.刊1拍第一层初衬内曲力分析究棕12晒HYPERL烤INK\l碎"_Toc遣336171凶953"巷构3.1.适2奸第二层初衬内役力分析桶缺14秀HYPERL框INK\l沾"_Toc搬336171加954"柜洞3.1.除3颗二衬内力分析鉴记16哲HYPERL校INK\l材"_Toc宜336171栗955"磨圆3.1.寨4齐隧道中隔壁内久力分析嫁竟18诵HYPERL瓶INK\l磁"_Toc祝336171惭956"塘塑3.扁2杂洞内收敛分析询缠20烂HYPERL城INK\l不"_Toc凳336171奏957"增报州贸左导洞贯通后羞洞内收敛分析设技20亡HYPERL识INK\l姜"_Toc制336171杆958"亩滥赵独右导洞贯通后伏洞内收敛分析哗灾21蛛HYPERL固INK\l仪"_Toc构336171贝959"悄灌3.抓3紫地层沉降分析咏厌24罪HYPERL腥INK\l皆"_Toc说336171部960"景临3.3.岭1赏工后模型拱顶瓜沉降分析补瞧24径HYPERL狸INK\l煌"_Toc探336171充961"怪站3.3.烤2劲工后模型地表欧沉降分析旋玉25贡HYPERL旨INK\l掉"_Toc端336171持962"兰蹦3.灿4玻开挖过程危险馅点分析绍然27品HYPERL猜INK\l咱"_Toc吴336171神963"惭锯3.4.赶1绵各分部开挖后暮地表沉降分析写轮27馒HYPERL潮INK\l犁"_Toc诸336171丘964"奴庄3.4.绣2救各分部开挖后服拱顶沉降分析肯涂30宣HYPERL镇INK\l过"_Toc泰336171金965"撒茧3.购5贺围岩塑性区分易布咏着31HYPERLINK\l"_Toc336171966"铺4租、结论消脱321、概述厕1.1列叼任务及模拟软吸件棵1呜．数值分析任野务转受中铁浓xxx紫集团有限公司决委托，本数值设模拟的主要任叛务是分析远xxx专隧道下穿沈丹藏高速公路段邪采高用除CR央D载法随施工的稳定性维，预测施工中河可能出现的问啊题，主要分析端内容有：缎（备1差）支护结构安榴全性分析纱（素2艺）洞内收敛分劈析舱（恐3恭）地层沉降分察析刷（挨4钩）开挖过程危把险点分析忙（萌5稻）围岩塑性区震分布势2耽．分析采用的品数值模拟软件等及其简介环数值模拟采用受大型酱有限差分副软童件即FLAC3D延杜(历FastL或agrang运ianAn纱alysis冒ofCo青ntinua溪)释进行柳。里FLAC3推D笼是美国明尼苏亦达裁ITASC斥A擦软件公司编制催开发基于连续彻介质快速拉格圆朗日法的有限析差分分析程序眉，也是美国咨躁询集团公司的瞒软件核心产品阁中最知名的软收件系统之一。锤FLAC3拔D年是帮助土木、碌交通、采矿、傍水利工程师进杠行分析、测试娘及设计的连续霜介质程序，由尤于其分析能力仰并不局限于某剂一类特殊问题花或分析类型挖，去FLAC3趣D春得到了非常广洲泛的应用软，立其设计思想是坊针对任何需要坚连续介质力学立分析的岩土工狼程项目。洋FLAC3D绩是一个利用显弯式有限差分方丑法为岩土工程嘴提供精确有效早分析的工具，伶可以解决诸多许有限元程序难商以模拟的复杂玻的工程问题，逮例如：分步开突挖、大变形大作应变、非线性柜及非稳定系昂统锈(欧甚至大面积屈群服踏/应失稳或完全塌炊方脂)淹等券。帐FLAC3父D呼中的非线性运繁算不仅可以考覆虑土体的失水肝固结、土体本肆身的压缩性，忽而且能够考虑阻到不同的施工县方法、考虑不骄同断面形式、黑不同的支护形卧式与不同支护鸟参数对地表沉霜降的影响及隧虏道施工引起的吸地层损失的影聋响，是研究隧仅道开挖非常实抗用的工具。惭FLAC3展D默采用喂了惰“它显印式藏”屑有限差分格式嘱来求解场的控柏制微分方程，唯并应用了混合仪离散模型，可宅以准确地模拟挂材料的塑性破努坏、塑性流动冲、软化直至大押变形，尤其在潮材料的弹塑性称分析、大变形奉分析以及模拟愈施工过程等领油域有其独到的土优点。纸FLAC3再D絮中为岩土工程构问题的求解开窝发了特有的本驱构模型，总共腥包含金了病1贝0糊种材料模型：贫开挖模染型肢nul竹l筛；肉3佳个弹性模型（图各向同性、横少观各项同性和赚正交各向同性袖弹性模型）；晒6亮个塑形模型早（团Drucke莫r-Prag呆e填r紧模型灌、沃Morh-C漏oulom若b耽模型、应变硬妻化毕/族软化模型、遍区布节理模型、荒双线性应变硬戒化告/解软化遍布节理巾模型和修正晒的新ca竭m较粘土模型）。驶FLAC3生D逝还可以模拟多见种结构形式，洗如岩体、土体苹或其他材料实泡体，叮梁惧(Beal硬)弓、静锚疮(cable堤)贝、脊桩脱(Pile为)蝶、升壳尸(Shell北)间以及人工结构理如支护、衬砌疲、锚索、土工由织物、摩擦桩蕉、板桩等。另迟外宏，钢FLAC3眯D赴设有界面单筋元征(Inter妙faces蜜)蜂，可以模拟节朵理、断层或虚得拟的物理边界给等。酱FLAC3扶D率不足之处是要遭比相应的有限降元方法花费更嫁多的计算时间蓄，求解时间受津网格尺寸影响辟很大旱；指FLAC3课D唉的收敛速度取结决于系统的最追大固有周期与扔最小固有周期概的比值，从而溜使得它对某些贿问题的模拟效揭率非常低；前烛处理功能较弱戚，独特爆的茶FIS拿H达语言制约了推洞广绵。汉1.哭2费工程概况及施倾工工法简介帐瓶导工程概况体xxx利隧道坦在灵DK77+6洒6失0浊～摊DK77+7绞6偷0记下穿沈丹高速锦公路，全长非100m惕。亡DK77+6煮6勺0掏～腾DK77+7仍6脑0认段攀为纹3.罢0永‰衫的上坡，与公捞路交鸭角企60来°棉，公路宽度约勾40m吩，隧道与公路刷中心相交里程调为遇DK77+7下09.6均3牙。隧道开挖顶锄面到路面的距惑离为梨13.2m唱，围岩崭为途Ⅴ誉级，工程地质粮为水平层理薄问层状页岩、强茎风化、岩体破套碎，节理发育碎、岩体条件差脱，极易发生坍骗塌甚至冒顶。莫富含基岩裂隙捷水，地表有山锹间溪水，基岩发裂隙有与地表忌连通的可能，惕且受季节降水刑影响较大。下构穿高速公路示剖意图如饮图姓1-循1胆：廊图届1-1爹xxx缩隧道下穿沈丹践高速公路平面苦示意图牛DK77+6速6引0撤～呀DK77+7局6遗0着段鹰10妨0莲米苦采用贝xxx渐下穿高速公路钻衬砌断面图，亲断面尺寸为娘15m创×溪13m陪，如润图艺1-攀2洽；模拟施工方至法绿为竹CR涌D笛法施工，施工刻工序如开图晴1-界3笔所示。虚图障1-2寸崭下穿高速公路蒙段勇Ⅴ删级加强衬砌断盲面证图妙1-3CR躁D增工法施工工序喜图格晕施工工法介绍傅1它、岔CR爹D线工法法简介干CR档D采工法，即交叉余中隔壁法，主币要适用于地层雀较差和不稳定亮岩体，且地面艘沉降要求严格纸的地下工程施码工。该工法将郑隧道划分秀成辫4河大部分，是先贵开挖左侧上导访洞，间隔一定亮距离后再开挖摆左侧下导洞，墓并在设计中间膨部位作中隔壁沾，然后开挖右第侧上导洞，间走隔一定距离后吊再开挖右侧下莲导洞的施工工翼法。嫂CR乏D厅工法在施工中阻应严格遵守正当台阶法的施工卖要点，尤其要场考虑时空效应惩，每一步开挖乏必须快速，必裁须及时步步成醉环，工作面留继核心土或用喷候混凝土封闭，睡消除由于工作扯面应力松弛而死增大沉降值的袭现象。努2滤、疤CR谎D岗工法施工歩序瓶第一富步跃笛留第二堪步纽聪边翅第三妖步责叹关奇第四步流第五怎步家会干饭毒第六察步衰姜奖满缴第七步悄第八帜步例阻棕友晴第九饲步闪幻脂义尽第十步驾图崭1-4CR呢D盆工法施工歩序务图否1味）施做拱部大感管棚超前支护炒，大管棚从两池边往中间打设虑。因2另）掌子面墙φ缠2钓5皂纤维锚杆预加爆固。凶3环）开挖隧道左秩侧上台阶土体载，及时施做初灰期支护、加强即支护和临时支窑护、打设锁脚树锚管并架设横处撑料。裹4窗）开挖隧道左膨侧下台阶土体价，及时施做初光期支护、加强殊支护和临时支阴护、架设横撑笑。扒5兔）开挖隧道右害侧上台阶土体茂，及时施做初别期支护、加强阿支护和临时支幻护、打设锁脚盖锚管并架设横完撑暮。佛6脖）开挖隧道右传侧下台阶土体聋，及时施做初寺期支护、加强毁支护和临时支太护、架设横撑慨。闲7傅）开挖隧道下此侧台阶土体，把并及时施做第形一层初期支护轰，并封闭成环阶。滑8用）施做第二层绵全环初期支护被，并施做仰拱硬、矮边墙和部至分仰拱填充。晶9爆）第二层初支膨封闭达到设计叛强度后，拆除泛临时中壁。淡1唐0居）施做防排水形、拱墙二次衬晶砌、仰拱填充株、轨道垫层及注水沟电缆槽。沃2期、数值计算模追型的建立玻2.俗1竿计算的基本假伤设眉采用连续介质李模型社的煌有限读差分耍法仰，辜岩石的裂隙与赚节理对岩石本帆身力学性能的黄影响通过折减船力学参数的方科法来落模拟煌，模型假定如诚下：栽1稳）同一层岩体翼是连续、均匀临的，而且各向劣同性体，将岩情体简化成理想谨的弹塑性体，扬隧道衬砌假定静为线性弹性体追。糖2耀）隧道开挖过片程中不考虑时效间因素的影响思。胖3漂）隧道开挖时验堵水止水已完拦成，不单独考全虑地下水的影穷响。皱4黑）不同地层材骨料之间不设置料接触面参数，妨两者不存在相我对滑移，且两牙者位移协调。季5帐）考虑喷射混棚凝土的粘结作块用，计算中不含考虑隧道初衬带与岩体的脱离淹现象，认为它隐们始终是协调淹变形的。姓6岛）初始应力场勒只考虑自重应柴力。抚2.竹2载模型材料参数裂及本构关系历xxx然隧道下穿高速全公路区域围岩男为慌Ⅴ画级，工程地质你为页岩、强风估化、岩体破碎惩，节理发育、浴岩体条件差，尝计算中采用摩仍尔诊—倒库伦埋（修Mohr-C危o羊l棉um锯b独）破坏准则。晓在计算模型中玩，第一层初衬充及二衬等采融用渣soli朵d伶单元模拟，第捎二层初衬及临荐时钢架支护等马采唉用夸shel甩l包单元模拟，锁砖脚锚管采您用脉cabl炎e脊单元模拟，计捏算中采用提高蝇局部围岩力学脸参数的方法模坏拟大管棚超前焦支护的加固效委果。源岩体基本质量座等级放为孙V浴级，遇水以后嫁强度下降非常绢大，在荷载作股用下，岩体会拐发生更大的变悔形，强度也会老大幅度降低。悉考虑实际工程姨有许多不确定川的因素，参考拘工程的经验值雁，在计算模型址中，对围岩的精弹性模量作了僚适当的折减，吩同时其粘聚栋力捉C击和摩擦角迈φ闭也做适当折减苦。对于初期喷单射混凝土（初宪衬），考虑时原间效应，将其端弹模适当折减姑。另外模型中杰地表简化为水陡平。壤根据实际环境蔽的影响，结合揪相关的参数折办减理论，计算亦得到模型中各酷种材料计算参览数见运表极2-使1芝。林表拍2-1鹰挥模型采用参数恼取值表揪E(MPa)窄μ秋γ鸡(富KN/m段3角)各K(MPa)爸G(MPa)足C(MPa)样φ县（耗°究）咸强排风婆化板岩走5×10谱2方0.33议20伶4.17×1眼0牧2荷1.92×1坊0棒2啄0.06策20涌中风化板岩售1×10纽3食0.3惠22逗9.8×10鉴2今3.76×1虏0姨2霜0.1聋25惹大管棚加固圈洗5×10房3纪0.3糖23致4.17×1肢0致3遣1.92×1猎0储3帅0.3悔29炊型钢混凝土初然衬丸1×10蝴4笼0.25倒25厦6.7×10够3彩4×10岸3捉格栅混凝土初竭衬柱2.5×10心4符0.2优25粮1.39×1议0芝4范1.04×1味0克4飘二衬订3×10朵4喉0.2拿25颤1.67×1尼0寻4竞1.25×1帮0膜4缓锁脚锚管背2.1×10稿5脑0.26突78私1.46×1始0病5萄8.33×1学0摘4恋型钢砼临时支晓撑列2.5×10蝇4恳0.2玻25壁1.39×1倦0萝4香1.04×1阿0缓4蓝2.3并xxx倒隧道三维计算丽模型贡就从模型的计算范附围电有限元模型计顾算范围在水平敬方向抄取恭3-衬5捉倍的车站主体国隧道跨度，向享上取至地表。愚根据动xxx共地质条件，模稀型在水平方向棉取蕉3吓倍隧道跨度，睛水平方向计算淘宽度约为领105m械；在竖直方向嗓，从隧道底部其开始向下娱取驾2兽倍洞径，竖直瞧方向计算深度桑约为便64m碍；纵向计算长纤度取透50m揭。搞政也模型的网格划祖分野由嫁于敲FLAC3聚D馅的前处理功能冬的缺点，建立勺模型较复杂，愚鉴于此，稠在萝ANSYS1贫1.渣0乓中新添加了土腰木工程模块（灿隧道、桥梁、预混凝土模块）茄中男FLAC3叶D涝命令可以前将油ANSY但S锻的模型转化勉成稍FLAC3清D烟的模型，所以付本文采用这个己模块的优点，你岩石层与隧道国模型银在奉ANSY盟S狡中建模完成，站并划分网格。挺其计算模型图诸和网格图分别揉如永图告2-貌1乎、艳2-奉2梨所示。亲渡资(a)铺谨整体计算模召型辉膜烂循(否b)打粱隧道计算模型房图梦2-栏1象计算模型旅(a)离ANSY折S在中计算模型网埋格薄锣乔(b擦)FLAC芽3摩D永中计算模型堂图肾2-2CR警D柴法计算模型网旦格图姑裙校模型的边界条航件及荷载条件臂该模型侧面和摸底面采用位移暗边界条件，上兰部地表为自由街边界，响沿兼X进轴猾和削Z网轴方向的四个圈侧面约束模型剂的水平方向位吵移，底边界约希束模型的竖向灯位移。初始应淡力场按自重应衔力场考虑。基描本可变荷载主颜要为地面超载赔，交通荷载，玩施工荷载和设浅备荷载，考虑眉xxx吐隧道上方为沈罗丹高速公路，塘计入隧道上方渔交通荷载的影区响，模型中按钉均布荷惹载种50kN/m惜2黑考虑。搏计算简化力学滩模型如形图痕2-折3忍所示。丘图左2-揪3第计算简化力学芽模型犬2.4掌塔计算模型中施否工阶段的划分午根泪据施工单位齐的要求换并考虑实际施闸工的经验性，罩在计算模型中燃，施工阶段可陶总结如下：姥1绢）开挖左侧导仇洞上下台阶，语每步开挖进尺侦取外1m循，上下台阶掌线子面错开妖3m事；稀2言）冒当扭①割部开挖至剩-15m倡，宝即丑①村与刊③效间隔爱15m洞时，开始开挖什右侧导洞上下直台阶，每步开属挖进尺取饼1m撞，上下台阶掌惭子面错开贷3m抱；诉3赴）开掏挖泽⑤匹部，每步开挖劫进尺取卖1m朴，互⑤盼与滩③饱掌子面错开衣10m溪；盲4辜）兼⑤染导洞开挖后，功及时施做第二贝层初期支护，残封闭成环，并脚同步施做仰拱疗；法5供）分部拆除中右隔壁临时支撑状，施做二衬。啦3泰、数值计算结思果分析蚀3.状1欢支护结构安全街性分析泊地下结构应就远其施工和正常技使用阶段，进亲行结构强度的葡计算，必要时递也应进行刚度爱和稳定性计算饥。地下结构设普计中，应根据圣施工方法、结森构或者构件类扛型、使用条件自及荷载特性等清，选用与其特沾点相近的结构忙设计规范和设版计方法，结合史施工监测逐步画实现信息化设丝计。《铁路隧值道设计规范诵》消TB1000氧3-200郑5安中规定了按概摘率极限状态法尾设计的材料性使能，应用于隧积道施工中不同姻等级混凝土的振强度设计值，虑如下表所示。相表躬3-超1诸混凝土强度设摆计值朵（崭MP盛a膜）茶强度种类逼符号慕混凝土强度等蝶级蹦C15派C20预C25知C30践C40促C50裹轴心受压促f远ck困7.5炸10.0样12.5尝15.0轻20.0嘴25.0挺弯曲抗压伸f酿cmk捆8.5居11罩13.5拜16.5差21.5娘27.5附轴心抗拉故f劲tk晴0.93袄1.13背1.33已1.47强1.80核2.07茄表骂3-轨2沃喷射混凝土强逮度设计值叛（航MP雄a彼）鸽喷射混凝土玻强度等级斜强度种类两C20仓C25意C30主轴心抗压匙10.0梨12.5疲15.0届弯曲抗压静11.0汉13.5岁16.5奖抗拉跳1.1献1.3捡1.5陪表狂3-棵3持钢筋抗拉和抗厦压强度标准值界与设计值非（洋MP喊a狼）农钢筋种类洽HPB235扯(Q235)久HRB335俊(20MnS中i)书抗拉强度标准士值矩235杜335(巨d诸=8~列25mm反)弄335(吹d车=28~渗40于mm授)购抗拉强度和抗督压强度设计值是188您268锣注：表中治d住为钢筋直径断《混凝土结构跃设计规范刑》离GB500美10-200疯2摘规定包括受弯脏构件在内的各诞种混凝土构件勒的正截面承载毕力应按下列四括个基本假定进净行计算：陈1怎截面应变保持翻平面；狡2卧不考虑混凝土态的抗拉强度；耽3愚混凝土受压的怖应力与压应变荷关系曲线应按汤下列规定取用诊：俭公式中参反数鸣n丛、备、本的取值如下，痕为混凝土立方锹体抗压强度标壳准值。振4勉纵向钢筋的应零力巧—肤—闭应变关系方程狗为破混凝土结构设棕计规范中规定权，纵向钢筋的钞极限拉应变熔为柄0.0利1显。对于正截面侄非均匀受压时猜的混凝土，极士限压应变的取眨值最大不超应过愿0.003纯3晕。规定极限压呈应变值请，实际上给定颈了混凝土单轴神受压情况的破厌坏准则。对于甚混凝土各强度齐等级，按照式晚中的计算结果孙规范建议对于尼等级小妥于车C5储0营的混凝孕土寇n茄取僚2虽；鞋取量0.00商2部；宜取乒0.003让3答。京根据材料力学恐中强度理论可崖知，对于石料名或混凝土等脆等性材料受轴向欺压缩时，材料奋将沿垂直于压抽力方向开裂。朋按照第二强度惕理论，如在受禁压试块的压力烤的垂直方向再绘加压力，使其唐成为二向受压访，其强度应与复单向受压不同辩，但混凝土、涌花岗岩和砂岩秤的试验资料表默明，两种情况图的强度并无明鱼显差别，所以黑对于隧道支护屑材料，采用单踏轴抗压强度来矛判定是可以的肉。文中将采用都规范中规定的锄混凝土单轴抗鲜压强度设计值缺来判定支护材骑料的受压安全残性。惠祥第一层初衬内鹊力分析势图帽3-1CR传D太工法第一层初珍期支护最小主康应力岂蝶图蛛3-2CR羞D促工法第一层初山期支护最大主述应阴力喂辣从第一层初期铜支护的主应力灾云储图字3-俗1卖、融3-割2窃可知，第一层修初衬所受最大朝压应遗力槽4.39MP论a究。查规范可知毁对于弯曲抗压登的就C2员5凉喷射混凝土，偿其抗压强度扮为广13.5MP再a絮，所以第一层纺初衬受压区相氏对安全。第一孩层初衬所受最以大拉应力拘为隐0.45MP哪a后，根据数值模巴拟的参数取值围，第二层初衬食受拉区的最大就拉应变为纯：胖壤。对应钢拱架花的应力为篇，在弹性范围棋内。满足设计妙要求。在与临质时支撑搭接严处以及拱脚处骨，出现了应力突集中，虽然应幕力值在合理范滔围内，但施工街中巨须注意应力集吓中部位，严格熔按照设计进行蹦施工。主肆第二层初衬内后力分析狼图猾3-3廉CR掏D酸工法演第二层初期支乓护最小主应妇力越认图沫3-4蹈CR求D甜工法端第二层初期支黄护最大主应力匀乐从第二层初期宪支护的主应力撇云助图台3-丢3学、箱3-愁4餐可知，第二层恒初衬所受最大乐压应力丑为横1.73MP文a油，查规范可知死对于弯曲抗压糖的均C2写5直喷射混凝土，槐其抗压强度两为墙13.5MP消a雹，所以第二层傲初衬受压区相淋对安全，满足痛设计要求。第野二层初衬所受浴最大拉应力航为贱1.69MP炒a头，声。对应工字型许钢的应力为铅，在弹性范围勿内，满