大跨隧道CD法施工稳定性与力学特征

为研究超大跨隧道施工安全性,结合某隧道大跨段,基于强度折减上限有限元与下限有限元法,分析大跨隧道在CD工法下各开挖步下的上下限稳定系数,以及能量耗散特征,并研究围岩条件以及跨对稳定性的影响,进而分析其变形受力特性。结果表明:随着隧道跨度增大,整体安全系数降低;围岩条件差,整体安全系数降低;隧道开挖部增大,开挖断面变大,安全系数降低。但各部安全系数均大于1.5,表明采用CD法施工整体安全性满足要求。开挖跨度越大,围岩变形越大;各施工步下,较大值发生在开挖部范围周边的中部;由于竖撑的约束,拱顶与仰拱位移较小;竖撑能很好控制变形。中墙轴力较大,且存在横向弯矩,易发生失稳,建议加强横向联系或约束。拱顶、边墙、拱脚及仰拱等部位应力较集中,施工应注意,保证锁脚锚杆等安设质量。