左右线分叉四洞隧道施工力学特性三维分析

作者:安永林; 李佳豪; 雷明锋; 周进; 谭格宇; 刘文娟
来源:铁道科学与工程学报, 2022, 1-11.
DOI:10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20210955

摘要

分叉隧道在地下工程中应用越来越多,然而对于分叉多洞(四洞)的影响研究很少。因此,为了揭示左右线分叉四洞隧道(左匝道隧道、左主线隧道、右匝道隧道、右主线隧道)依次施工的相互影响规律,依托珠海大横琴山隧道工程,建立左右线分叉隧道三维模型,分析施工过程中拱顶沉降、地表沉降、围岩应力、支护结构位移与应力等变化规律,重点研究了过渡段的空间变形受力特性,如过渡段位移、过渡段最大主应力与最小主应力、过渡段端头墙的端头墙的位移、应力的空间分布规律,并提出相应设计与施工建议。结果表明:地表沉降由小净距段至大跨段逐渐增大;后行开挖左线隧道使先行右线隧道拱顶竖向位移增大;开挖对分叉大跨段的纵向位移影响最大;隧道上方围岩竖向位移由进口端至出口端逐渐增大,且左右线隧道相互影响逐渐变大;后行左线隧道的开挖,使先行右线隧道周边围岩主应力变大。过渡段支护结构主要受压,中间支撑位置存在应力集中,拉应力出现在拱顶、拱肩及仰拱部位;过渡段支护结构在水平位移上向匝道方向倾斜;在纵向位移上,向大跨段方向倾斜;在竖向位移上,上部向下变形,下部向上变形。因此,在设计施工时需要注意,在必要时进行不对称支护,施工过程中要加强支护,变形过大时注意加强,以防止失稳。

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