海滄疏港通道IV、V級圍巖特大斷面支護方案的變形特征有限元分析

甘港璐，張文龍，吳其泰，趙羚子

（福建巖土工程勘察研究院有限公司上海福巖工程勘察分公司，上海 200000）

目前特大斷面隧道工程在國內外建成并投入使用的例子并不多，該類工程結構受力復雜，設計、施工的綜合難度大。隧道分步開挖工序多且相互影響，圍巖應力變化情況復雜[1]。通過數值分析研究超大隧道、超大斷面隧道及復雜環境與特殊地質條件下的隧道修建技術日益成為隧道設計與施工技術的主要研究方向。吳張中等[2]結合深圳橫龍山隧道工程，通過數值計算分析了單次擴挖寬度力學特征；霍衛華[3]采用ANSYS模擬了大梅沙隧道雙側壁導坑法施工，研究了應力集中和卸荷效應引起拱頂和地表的大幅度沉降；葉均華等[4]分析了大跨度地下工程錨噴支護的塑性區分布。但是對IV、V級圍巖等級下的特大斷面隧道雙側壁導坑開挖支護、圍巖變形的研究仍處于經驗累積階段，需要不斷補充和完善。文章結合海滄疏港通道特大斷面隧道的開挖支護工程，通過數值分析研究特大斷面IV、V級圍巖下支護的內力、變形情況，確定較為合理的支護方案，為相近工程方案設計提供參考與技術積累。

1 工程概況

擬建的海滄疏港通道工程特大斷面隧道內空最大凈跨達28.00m，最大開挖跨度達30.52m，為國內外已建或在建隧道斷面最大跨度隧道。國內主要大跨度隧道如表1所示[5-6]。

表1 國內主要大跨度隧道

根據勘察數據與地質分析，隧道大跨度段穿過山體較差的節理裂隙發育帶處，經統計，支護開挖過程中遇到的周邊圍巖級別及圍巖破碎情況如表2所示。……