摘要：隨著我國地鐵建設(shè)進程的加快，淺埋暗挖法在地鐵建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。選擇合理的施工工法和施工工序有利于規(guī)避風(fēng)險、加快進度和節(jié)約投資。本文以徐州地鐵車站為依托，借助于有限元軟件Midas/GTS建立數(shù)值計算模型，主要對徐州某單層暗挖地鐵車站的單洞采用CRD法進行了開挖過程的數(shù)值模擬，研究了車站開挖時的位移場，得出了最佳的開挖工序。
關(guān)鍵詞：淺埋暗挖；開挖工序
起初，我國地鐵車站的施工方法：為明挖法、蓋挖法以及暗挖法；前期暗挖法以淺埋暗挖法[1-3]為主，其中，暗挖法主要分為全斷面法、臺階法、分部開挖法等。分部開挖法分為雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、洞樁法、中洞法、中隔壁法、交叉中隔壁法（CRD）、環(huán)形開挖預(yù)留核心土法等[4]。本文針對徐州地鐵1號線某車站周邊環(huán)境和圍巖情況，重點開展了實際工程地鐵車站CRD工法施工工序的比選，希望能為同類型的施工提供借鑒和思路。
一、建模
1.1隧道尺寸及塊體劃分在本次數(shù)值計算中，隧道斷面尺寸為寬9.21m，高9.35m，隧道外圍是2.5m厚的錨桿加固區(qū)，初期支護為15cm的C25混凝土，中隔墻及臨時橫撐為15cm的剛架，CRD法的塊體劃分情況、開挖順序分別如圖1、表1所示。1.2模型材料參數(shù)及施工順序計算模型中，隧道圍巖假定為均質(zhì)各向同性材料，選取常用的彈塑性本構(gòu)模型、Mohr-Coulomb屈服準則進行非線性靜力分析，其余材料均使用線彈性本構(gòu)關(guān)系。CRD工法的巖土材料參數(shù)選取如表2所示。
二、CRD工法不同工序模擬結(jié)果對比分析
與應(yīng)力相比，隧道開挖過程中的位移顯現(xiàn)情況是防止隧道失穩(wěn)更重要的指標，尤其是作為淺埋隧道頂板的下沉量，更是控制隧道開挖變形量的重點。結(jié)合數(shù)值模擬結(jié)果，從隧道位移云圖分析，以得到CRD法不同開挖工序的圍巖位移的演化規(guī)律。同樣的，位移云圖也無法通過量化數(shù)據(jù)來判定開挖順序的優(yōu)劣，不將其作為判定工序優(yōu)劣的指標。與應(yīng)力數(shù)據(jù)分析時的側(cè)重不同，對待位移數(shù)據(jù)，主要參考隧道不同部位隨開挖擾動形成的最終位移量值。選取同部位不同施工順序的位移量絕對值最大及最小值，兩者做比較，得出其百分比，同時對隧道各部位按位移量大小采用最優(yōu)、較好、較差和最差四個等級進行評價。由圖3和表5中的最優(yōu)及最差工法位移量比值可知，不同開挖順序產(chǎn)生的位移量差別很大，在隧道工程施工方案選擇中，合適的施工順序非常必要。隧道不同部位的評價結(jié)果從整體上分析，第一種開挖順序是最合理的，若考慮拱頂在淺埋隧道失穩(wěn)中的權(quán)重，第二種開挖工序最優(yōu)。將兩者結(jié)合起來，僅就位移量，可判定隧道CRD法不同開挖方案的合理性排序為第一種、第二種、第三種、第四種。
綜上，隧道CRD法不同開挖方案合理性評價項目有塑性區(qū)、應(yīng)力和位移等三方面，由于塑性區(qū)與應(yīng)力、位移在淺埋隧道施工中權(quán)重不同，最終位移量值顯得更重要，鑒于此情況，本文重點模擬、考慮了位移量的評價結(jié)果，綜述所述，隧道CRD法不同開挖方案以第一種最為合理。
參考文獻
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