第８卷第４期 ２０１１年８月 现代交通技术 Ｍｏｄｅｍ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖ０Ｉ．８ ＮＯ．４ Ａｕｇ．２０１１ ＣＲＤ＿Ｔ＿法施工大跨浅埋隧道的数值模拟与分析 胡 斌 ，周群利 （１．江苏省交通科学研究院股份有限公司，江苏南京２１００１７； ２．上海市隧道工程轨道交通设计研究院，上海２００２３５） 摘要：由于ＣＲＤ Ｃｒｏｓｓ Ｄｉａｐｈｒａｇｍ）工法施工工序较多，支护结构复杂，为了提供可靠的初支设计参数，必须根 据隧道要求、地质参数计算初支应力、应变。该文针对某ＣＲＤ工法施工的隧道工程，运用有限元法进行受力分 析，为隧道初支混凝土配筋设计提供依据。 关键词：隧道工程；ＣＲＤ工法；有限元法；大跨浅埋 中图分类号：Ｕ４５５．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—９８８９（２０１１）０４—００５０—０４ Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｓｈａｌｌｏｗ Ｂｕｒｉｅｄ Ｌａｒｇｅ Ｓｐａｎ Ｔｕｎｎｅｌ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｗｉｔｈ ＣＲＤ Ｍｅｔｈｏｄ Ｈｕ Ｂｉｎ ，Ｚｈｏｕ Ｑｕｎｌｉ （１．Ｊｉａｎｇｓｕ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００１７，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｔｕｎｎｅｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｒａｉｌ Ｔｒａｎｓｉｔ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２３５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓ ＣＲＤ ｍｅｔｈｏｄ ｈａｓ ｍａｎｙ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ａｎｄ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｓｔｕｃｔｕｒｅ ｉｒｓ ｃｏｍｐｌｅｘ，ｓｔｒｅｓｓ ａｎｄ ｓｔｒａｉｎ ｏｆ ｐｒｉｍａｒｙ ｓｕｐｐｏｒｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｎｅｅｄ ｔｏ ｂｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｌｉａｂｌｅ ｄｅｓｉｇｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｕｎｎｅｌ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ＦＥＡ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｓｔｒｅｓｓ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ａ ｔｕｎｎｅｌ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｗｉｔｈ ＣＲＤ ｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｔａｋｅｎ ａｓ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｕｎｎｅｌ ｐｒｉｍａｒｙ ｓｕｐｐｏｒｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｕｎｎｅｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ＣＲＤ ｍｅｔｈｏｄ；ＦＥＡ ｍｅｔｈｏｄ；ｌａｒｇｅ ｓｐａｎ ａｎｄ ｓｈａｌｌｏｗ ｂｕｒｉｅｄ １工程概况 ．必须要研究的问题。本文利用有限元理论对ＣＲＤ 广州康王路下穿流花湖隧道暗挖段拟采用 双联拱断面形式。断面总跨度达到２３ ｉｎ。高度达 １３ ｉｎ，埋深３．６ ｉｎ，地下水埋深１．６ ｉｎ，拱顶上部主要 工法中的各个施工阶段进行数值模拟，分析隧道 初支和周围土体的应力应变状态，提供初支设计 强度。隧道断面形状见图ｌ，ＣＲＤ工法开挖分区和 为淤泥和人工填土。具体地质参数见表１。复杂的地 质条件和大断面隧道形式，导致隧道设计、施工将 遇到许多复杂的技术难题，其中初支强度设计是 初支施工顺序见图２．初支设计采用钢格栅喷混， 厚度３０ ｃｍ，强度为Ｃ３０，侧壁锚杆为Ｆ２５中空注浆 锚杆．间距１ ｉｎ，梅花形布置。 表１地层计算参数表 作者简介：＃１￣（１９７３一），男，安徽歙县人，高级工程师，主要从事地下工程的设计、科研和检测工作。 第４期 胡斌．等：ＣＲＤ工法施工大跨浅埋隧道的数值模拟与分析 ‘５３・ ４初支配筋设计 ５结论 利用初支的弯矩、轴力，计算初支配置合理的 钢筋尺寸和数目，见表２： 表２初支配筋设计 通过以上建模、计算和分析，可以得到以下结论： （１）隧道ＣＲＤ工法施工过程中，弯矩最大值为 仰拱端部的负弯矩。 （２）初支底部跨中、拱顶弯矩值也较大，同为设 计控制点。 （３）在计算分析过程中要着重考虑初支的节 第１步 第Ｉ区仰拱中部 Ｉ区仰拱两端 ０．３ １３３．４—６１．３ １ ９１７ ３．１ ２．８ ６．３ ６．５ ４．８ 点、跨中的荷载效应，以保证设计承载能力大于荷 载效应。 （４）隧道ＣＲＤ工法工序较多，初支复杂，有条 件的情况下应进行３维数值模拟分析。 参考文献 ０．３ １２３．６—６６．９ １ ６９２ ２５３．０—１９０．１ ３ ８３６ ２６１．５—２００．３ ３ ９８６ ２０１．６—２０１．２ ２ ９２０ ３ ＩＩＩ区仰拱中部 ０．２步 ３ ＩＩＩ区仰拱两端 ０．ＩＩＩ区仰拱中部 Ｏ．３ 第６步 ＩＩＩ区边墙两端 ０．３ ．． ２９２．９—２１９．２ ４ ５９３ ２３５．２—２０１．２ ３ ５０８ ２４２．１ ３５－ｌ ３ ６３４ ７．５ ５．７ ５．９ ４． ４．６ ７．７ ９．４ ［１］王玉军，崔承武．ＣＲＤ工法在城市地铁车站施工中的应 用［Ｊ］．铁道建筑技术，２００７（ｚ１）：１２６—１２９ ［２］李振东，李辉，王健．地铁隧道支护系统的数值模拟研究 ［Ｊ］．地下空间，２００４，２４（１）：１９—２２． ＩＩＩ区仰拱两端 Ｏ．３ 第８步Ｉｖ区边墙顶端 ０．３ ｖ区仰拱中部 ０．３ １８２．４—２００．３ ２ ６０７ １９６．２—２００．５ ２ ８３７ ２９８．９—２０２．４ ４ ７１７ ３４５．９ ２６．２ ５ ７５８ ［３］王勖成，邵敏．有限单元法基本原理［Ｍ］．北京：清华大学 出版社．１９９５． ３ ＩＩＩ区仰拱中部 ０．３ 第１Ｏ步Ｉｘ区仰拱两端 ０．３ ｖＩ区拱部两端 ０．［４］王梦恕．隧道工程浅埋暗挖法施工要点［Ｊ］．隧道建设， ２００６，２６（５）：１－４． （收稿日期：２０１１－０３—０８） （上接第４５页） ３．５支座更换后的验收 机控制整体顶升系统进行桥梁顶升具有不中断交 通、施工工期大为缩短等优点，并且其施工工艺并 不十分复杂，具有进一步推广应用的价值。 参考文献 ［１］樊叶华，陈雄飞．江阴长江大桥主桥支座 ＦＥ滑板的维 通过在顶升施工结束后对桥梁上下部结构的 全面检测。对比顶升施工前的状况，判断顶升施工 未对桥梁结构造成损伤。从江阴大桥北引桥Ｔ梁支 座更换工程实施情况来看，工程质量良好，严格执 行了基建程序，特别是严格执行了监理程序，施工 质量、工期控制情况基本良好。 ４结语 护与更换技术研究［Ｊ］．现代交通技术，２００９，６（６）：６４—６６． ［２］周明华，葛宝翔．公路桥梁橡胶支座的使用寿命与应用对 策［Ｊ］．土木工程学报，２００５，３８（６）：９２—９６．，２０１０． ［３］周明华，翟瑞兴．公路桥梁橡胶支座更换技术的探讨［Ｊ］． 现代交通技术，２００５，２（３）：５２—５４． 本次支座更换施工除梁体顶升和回落时曾进 行短暂交通管制外，对大桥的交通运营并未造成影 响，对桥面系结构、整体受力也基本没有造成影响， 桥梁支座更换前后标高、位置一致．这说明在不中 ［４］江苏扬子大桥股份有限公司．江阴长江公路大桥维护手 册（第三版）［Ｒ］．２００９． 『５］江苏现代工程检测有限公司．江阴长江大桥北引桥支座 检查报告『Ｒ］．２００８． 断交通状态下采用液压整体同步顶升技术进行支 座更换是可行的。 与传统的支座更换方法相比，采用ＳＰＬ一８计算 ［６］东南大学．江阴大桥北引桥支座更换工程５０米Ｔ梁同步 顶升施工方案『Ｒ］． （收稿日期：２０１１—０３—１６）
