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第４４卷第２３期山西建筑Ｖｏｌ．４４Ｎｏ．２３

２０１８年８月Ａｕｇ．２０１８·１７５·

ＳＨＡＮＸＩＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ

１００９６８２５（２０１８）２３０１７５０２

文章编号：

仰坡隧道开挖技术研究

１２

于孝东黄明利

（１．中铁东方国际集团有限公司，北京１０００７１；２．北京交通大学，北京１０００４４）

摘要：仰坡隧道开挖在隧道施工中具有典型性的代表，存在着较大的施工难度。为对该结构隧道开挖技术进行研究，从开挖围

岩失稳机理以及开挖工法模拟分析两个方面进行了论证，得出采用台阶法开挖是仰坡隧道开挖较好的方法。通过研究分析得出

的结论，为其他类似工程施工提供了较大的参考价值。

关键词：仰坡，围岩失稳，ＲＦＰＡ数值模拟

中图分类号：ＴＵ９４１文献标识码：Ａ

０引言特点同一般平直隧道有较大的不同，下面将用ＲＦＰＡ离心加载法对

该仰坡隧道开挖围岩失稳机理进行分析。ＲＦＰＡ是一种可以模拟

随着我国经济的快速发展，基础设施建设规模逐渐增大，隧

岩土真实破坏过程的软件，ＲＦＰＡ离心加载法就是在满足相似性原

道工程作为重要的一部分并根据其所发挥的功能的不同，在公

理的前提下，用按照一定比例缩小的模型研究各种岩土力学问题。

路、铁路、市政、引水工程等领域得以广泛的应用。通过近十几年

的发展，我国的隧道建设不仅在数量和长度上有了突破，而且在３．１模型建立与参数选择

技术上也走在了世界的前列，在各种工法的应用方面更是有了较数值模拟计算以下面的模型为基础进行，对模型左右边界施

大飞跃。仰坡隧道作为特殊结构的隧道，在开挖过程中存在着较加水平位移约束，对模型底边界施加竖向位移约束，上边界为自

大的难度，本文结合某隧道工程，对其仰坡开挖技术进行了分析由边界。本模型选择该隧道４５％坡率（２５°）段，仰坡开挖模型如

研究，希望能为以后类似工程提供参考价值。图２所示，模型材料参数如表１所示。

１工程概况

本隧道工程为某科研单位进行某项试验而建造，隧道总长

１２３ｍ，隧道结构自地面以５％～７０％的坡率逐渐上升至出口，两

端洞口高差３６．４７ｍ，采用复合式衬砌结构，曲墙带仰拱断面形

２

式，内净空５．６５ｍ×６ｍ（高×宽），断面面积２８．３４ｍ，隧道纵断

面结构如图１所示。

表１模型材料参数表

参数天然重度／ｋＮ·ｍ－３弹性模量／ＭＰａ泊松比粘聚力／ｋＰ