六潜高速小净距隧道施工方法及合理净距的数值模拟研究

随着我国国民经济的不断发展,高等级公路建设中隧道的数量日益增多,由于特殊地质及地形条件、线桥隧衔接方式等原因的限制,双洞隧道左右线间距不能保证达到规范的要求,必须采用小净距隧道或连拱隧道等特殊结构型式。另外从目前来看,采用连拱隧道存在防水、中墙开裂等质量问题。与此同时,小净距隧道既较好地解决了双洞隧道接线问题,又有效地克服了连拱隧道的质量等问题,在山区公路隧道建设中正得到广泛的应用。但小净距隧道设计、施工中较多关键技术未能解决,诸如对中间岩柱进行加固的判定条件和加固方法、合理施工方法、长期安全性评估等,因此加强针对小净距隧道研究是十分必要的和具有现实意义的。 本文选题依托六潜高速公路实际隧道工程,通过理论分析及数值模拟方法,探讨了小净距隧道围岩受力特征,分析了具体工程条件下小净距隧道的合理施工方法,研究了在合理施工方法下的小净距隧道净距优化等问题。论文通过建立隧道施工有限元力学模型,对小净距隧道在三种开挖方法下的力学特性进行数值模拟。通过对隧道围岩应力、应变特征、围岩位移特征及支护结构受力情况等进行综合比较,给出了V级围岩段、一定埋深条件下小净距隧道的合理施工方法。论文结合小净距隧道合理施工方法的分析结果,对采用合理施工方法时,不同埋深的小净距隧道在不同净距下的进行数值模拟,中夹岩柱塑性区大小与净距紧密相关。同时,隧道埋深和围岩类别也是影响塑性区大小的重要因素,给出了Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩条件下小净距隧道的合理净距值。