? 由应力分布图可以看出,采用先左洞后右洞开挖顺序,最大Y 向应力出现在左洞右拱腰,最大X 向应力出现在左洞拱顶;采用先右洞后左洞开挖顺序,最大Y 向应力出现在右洞左拱腰,最大X 向应力出现在右洞拱顶。
? 由塑性应变分布图可以看出,采用先左洞后右洞开挖顺序所得到的塑性区小于其它两种开挖顺序所得到的塑性区。各开挖顺序所得到的塑性应变如图6、图7、图8 所示。
5 现场量测资料分析
桥头隧道的SK342+403 断面和XK342+402 断面,收敛量测结果如图7、图8 所示。由量测结果可得出如下结论:
? 左洞XK342+402 断面周边收敛(如图9)表现为负值缩小, 拱腰最终收敛值为9.571mm,边墙最终收敛值为1.521mm;而右洞SK342+403 断面(如图10)表现为正值扩大,拱腰最终收敛值值为16.853mm,边墙最终收敛值为0.963mm
Fig.9 Around constringency for XK342+402 section Fig.10 Around constringency for SK3
42+403 section
? 从整个量测断面的数据分析,两个断面的受力均为偏压状态,左大右小。 ? 桥头隧道开挖初期采用左、右洞同时开挖法施工,左、右洞的掌子面、下台阶以及二次衬砌均在同一个断面上。在6 月8 日,XK342+403 断面就因为两个洞的下台阶对称开挖而出现量测数据异常变化,表现为中隔墙开裂,靠近中隔墙的拱腰位置,喷射混凝土壁面有环向的裂纹;左右洞的水平收敛值都有较大增长;靠近中隔墙的拱腰位置的压力盒数据显示,左右洞的围岩压力分别达到400kPa 和500kPa;且拱腰部位的多点位移计在不同深度的各测点的位移值在这段时间也有大幅增长。初步估计是两个洞的掌子面和下台阶均在同一断面上开挖,这样使得围岩垂直压力比只开挖一个洞的压力要大得多,不利于结构的受力和稳定,导致初期支护及中隔墙开裂。故重庆交通科研设计院现场量测组建议:上行
线掌子面先掘进,待其二次衬砌超过下行线掌子面30 米后,下行线的掌子面再开挖。施工队按此法施工后取得了较为满意的结果。 6 结语
从以上结果可以看出,实测结果与有限元计算结果是有一定差别的。通过对计算结果及现场量测资料的分析,得出以下结论:
? 通过偏压连拱隧道的有限元计算结果,可知在桥头隧道施工中所采用的先做中墙,再对左、右隧洞进行上下台阶开挖的施工方法是完全可行的。
? 从有限元计算结果可以得出,隧道变形最明显位置在拱顶、拱腰,与现场周边收敛、拱顶下沉的埋点一致;而应力测点的埋设应根据开挖顺序,最明显位置出现在拱顶及拱腰,故应根据开挖顺序对相应拱顶及拱腰进行应力监测。另外,对中墙的应力监测也是必须的。 ? 由计算结果可知在偏压状态下,左右两洞同时开挖,其产生的应力值较其它两种开挖顺序大的多,故建议不宜采用。开挖先左洞,后右洞和先右洞,后左洞的开挖顺序对围岩的影响,以及其产生的位移,应力等结果是各有利弊的,但综合塑性区的范围,可以得出先右洞,后左洞的开挖顺序比先左洞,后右洞的开挖顺序更为合理。
? 在实际工程中由于地质条件的复杂性,使得量测结果与计算结果有出入(如现场量测分析的结论?),这就进一步体现了岩土工程问题的不确定性,解决这一问题,就得采用半理论半经验的方法,并结合现场监控量测,灵活的进行设计、施工。
当然,偏压连拱隧道作为一种较新的隧道形式,还有很多问题有待于研究,本文只是作者的一些看法,希望能对连拱隧道理论上的发展有所帮助。另外,关于空间效应对连拱隧道的影响,还有待于进一步的研究。 参考文献:
[1] 夏才初.地下工程测试理论与监测技术.上海:同济大学出版社,1999 [2] 美国ANSYS Inc.,ANSYS 使用手册,1998
[3] 李世辉.隧道围岩稳定系统分析.北京:中国铁道出版社,1991 [4] 易萍丽.现代隧道设计与施工. 北京:中国铁道出版社,1997

