无中导连拱隧道施工力学性态分析

摘要

无中导连拱隧道在复杂地形与不良地质条件下得到广泛应用，但施工阶段结构受力不均及两洞间相互扰动机制仍未完全明确。依托云南宣会高速下寨隧道工程，在现场监测数据验证的基础上，通过数值模拟方法分析不同埋深与不同偏压下的无中导连拱隧道施工全过程力学响应规律。研究结果表明：无中导连拱隧道先行洞右肩、中墙与右侧拱脚为危险区域，后行洞施工对先行洞位移变化影响显著，后行洞上台阶开挖对偏压25°工况下的先行洞拱肩沉降贡献率可达25.9%;先行洞下台阶水平收敛显著高于上台阶，中墙与右侧拱脚为关键应力集中区；埋深增大导致围岩自重应力提升从而增大整体绝对变形，但围岩约束增强使得后行洞施工的相对贡献呈减小趋势；偏压增大时，台阶线两侧位移出现左倾趋势，结构荷载路径出现倾斜，初支与二衬分别在偏压13°与偏压25°工况下最不利。成果表明埋深大于40 m或偏压大于13°时需重点强化中墙与拱脚支护，为复杂地质下无中导连拱隧道稳定性控制提供量化依据与工程参考。

关键词

无中导洞 / 连拱隧道 / 数值模拟 / 力学性态 / 偏压效应