隧道有限元及監(jiān)控量測方案版

楊相如隧道有限元分析及監(jiān)控量測方案研究《隧道信息化施工監(jiān)控技術(shù)研究》項目報告二福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所1目錄1分析工況及計算模型確立2基于三維有限元分析隧道施工效應(yīng)3圍巖等級影響分析及監(jiān)控方案4開挖方法影響分析及監(jiān)控方案5隧道高寬比影響分析及監(jiān)控方案6隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案7搖前隧道計算分析8結(jié)論2福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所目錄1分析工況及計算模型確立

2基于三維有限元分析隧道施工效應(yīng)3圍巖等級影響分析及監(jiān)控方案4開挖方法影響分析及監(jiān)控方案5隧道高寬比影響分析及監(jiān)控方案6隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案7搖前隧道計算分析8結(jié)論3福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所1分析工況及計算模型確立分析因素圍巖等級開挖方法隧道高寬比隧道埋深工況Ⅲ級圍巖全斷面開挖0.6950mⅣ級圍巖分臺階開挖0.48100mⅤ級圍巖左右分步開挖/300m分析工況設(shè)置4福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所1分析工況及計算模型確立基本計算工況圍巖：Ⅳ級埋深：100m開挖方式：全斷面隧道橫截面：三心圓加仰拱，高寬比0.69初襯：錨噴支護(hù)5福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所1分析工況及計算模型確立隧道截面幾何尺寸示意圖6福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所1分析工況及計算模型確立各介質(zhì)力學(xué)參數(shù)名稱彈性模量E/GPa泊松比μ重度γ/(kN/m3)粘聚力c/MPa內(nèi)摩擦角φ/°Ⅲ級圍巖3.00.29240.435Ⅳ級圍巖1.00.35220.1030Ⅴ級圍巖0.40.41180.02525錨桿2000.2578//襯砌200.2528//7福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所1分析工況及計算模型確立圍巖網(wǎng)格劃分示意圖8福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所1分析工況及計算模型確立開挖巖體網(wǎng)格劃分9福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所1分析工況及計算模型確立襯砌及錨桿網(wǎng)格劃分10福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所1分析工況況及計算算模型確確立二維圍巖巖網(wǎng)格劃劃分襯襯砌及錨錨桿分布布11福建省交交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研研究所目錄錄1分析工況況及計算算模型確確立2基于三維維有限元元分析隧隧道施工工效應(yīng)3圍巖等級級影響分分析及監(jiān)監(jiān)控方案案4開挖方法法影響分分析及監(jiān)監(jiān)控方案案5隧道高寬寬比影響響分析及及監(jiān)控方方案6隧道埋深深影響分分析及監(jiān)監(jiān)控方案案7搖前隧道道計算分分析8結(jié)論12福建省交交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研研究所2基于三維維有限元元分析隧隧道施工工效應(yīng)施工過程程動態(tài)仿仿真基本本原理對各施工工階段的的狀態(tài)表表達(dá)式：：對每個施施工步，，增量加加載過程程的表達(dá)達(dá)式：13福建省交交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研研究所2基于三維維有限元元分析隧隧道施工工效應(yīng)計算結(jié)果果分析14福建省交交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研研究所2基于三維維有限元元分析隧隧道施工工效應(yīng)計算結(jié)果果分析施工對隧隧道圍巖巖應(yīng)力影影響15福建省交交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研研究所2基于三維維有限元元分析隧隧道施工工效應(yīng)計算結(jié)果果分析施工對隧隧道圍巖巖應(yīng)力影影響16福建省交交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研研究所2基于三維維有限元元分析隧隧道施工工效應(yīng)計算結(jié)果果分析施工對隧隧道圍巖巖應(yīng)力影影響17福建省交交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研研究所2基于三維維有限元元分析隧隧道施工工效應(yīng)計算結(jié)果果分析施工對隧隧道圍巖巖應(yīng)力影影響隧道開挖挖是一個個復(fù)雜的的先加載載后卸載載的過程程循環(huán)荷載載易造成成低強度度圍巖發(fā)發(fā)生屈服服破壞，，從而喪喪失穩(wěn)定定性隧道開挖挖卸荷效效應(yīng)表現(xiàn)現(xiàn)：拱底底最為明明顯拱頂次之之拱腰最弱弱主應(yīng)力最最大值出出現(xiàn)在拱拱腰，在在進(jìn)行應(yīng)應(yīng)力監(jiān)控控量測時時首先應(yīng)應(yīng)考慮拱拱腰部位位。18福建省交交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研研究所2基于三維維有限元元分析隧隧道施工工效應(yīng)計算結(jié)果果分析施工對隧隧道變形形影響施工過程程中位移移變化曲曲線z向：變形形持續(xù)增增加，最最后達(dá)到到穩(wěn)定x向：變形形相對較較小y向：變形形先增加加后減小小拱頂和仰仰拱以豎豎向變形形監(jiān)測為為主19福建省交交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研研究所2基于三維維有限元元分析隧隧道施工工效應(yīng)計算結(jié)果果分析施工對隧隧道變形形影響x方向位移移在增加加后出現(xiàn)現(xiàn)減小的的過程拱腰以監(jiān)監(jiān)測水平平向周邊邊收斂為為主施工過程程中位移移變化曲曲線20福建省交交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研研究所2基于三維維有限元元分析隧隧道施工工效應(yīng)計算結(jié)果果分析施工對隧隧道變形形影響洞內(nèi)監(jiān)測測數(shù)據(jù)一一般無法法反映前前期施工工對圍巖巖產(chǎn)生的的擾動影影響；洞外監(jiān)測測應(yīng)提前前布點，，充分了了解施工工擾動效效應(yīng)。21福建省交交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研研究所目錄錄1分析工況況及計算算模型確確立2基于三維維有限元元分析隧隧道施工工效應(yīng)3圍巖等級級影響分分析及監(jiān)監(jiān)控方案案4開挖方法法影響分分析及監(jiān)監(jiān)控方案案5隧道高寬寬比影響響分析及及監(jiān)控方方案6隧道埋深深影響分分析及監(jiān)監(jiān)控方案案7搖前隧道道計算分分析8結(jié)論22福建省交交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研研究所3圍巖等級級影響分分析及監(jiān)監(jiān)控方案案圍巖等級級對隧道道圍巖應(yīng)應(yīng)力的影影響及監(jiān)監(jiān)控方案案拱頂圍巖巖應(yīng)力σzz，σ1：差異異不不明明顯顯σxx，σ3：Ⅴ級圍圍巖巖最最大大Ⅲ級圍圍巖巖最最小小23福建建省省交交通通科科學(xué)學(xué)技技術(shù)術(shù)研研究究所所3圍巖巖等等級級影影響響分分析析及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案圍巖巖等等級級對對隧隧道道圍圍巖巖應(yīng)應(yīng)力力的的影影響響及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案隧道道圍圍巖巖應(yīng)應(yīng)力力分分布布σ3分布布云云圖圖σ1分布布云云圖圖仰拱拱部部分分單單元元出現(xiàn)現(xiàn)拉拉應(yīng)應(yīng)力力24福建建省省交交通通科科學(xué)學(xué)技技術(shù)術(shù)研研究究所所3圍巖巖等等級級影影響響分分析析及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案圍巖巖等等級級對對隧隧道道圍圍巖巖應(yīng)應(yīng)力力的的影影響響及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案隧道道圍圍巖巖應(yīng)應(yīng)力力σ3分布布云云圖圖σ1分布布云云圖圖25福建建省省交交通通科科學(xué)學(xué)技技術(shù)術(shù)研研究究所所3圍巖巖等等級級影影響響分分析析及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案圍巖巖等等級級對對隧隧道道圍圍巖巖應(yīng)應(yīng)力力的的影影響響及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案隧道道圍圍巖巖應(yīng)應(yīng)力力σ3分布布云云圖圖σ1分布布云云圖圖26福建建省省交交通通科科學(xué)學(xué)技技術(shù)術(shù)研研究究所所3圍巖巖等等級級影影響響分分析析及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案圍巖巖等等級級對對隧隧道道圍圍巖巖應(yīng)應(yīng)力力的的影影響響及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案隧道道圍圍巖巖應(yīng)應(yīng)力力Ⅲ級圍圍巖巖仰仰拱拱部部分分單單元元出出現(xiàn)現(xiàn)拉拉應(yīng)應(yīng)力力，，對對應(yīng)應(yīng)值值大大于于Ⅳ級圍圍巖巖中中同同位位置置單單元元應(yīng)應(yīng)力力。。對于于各各級級圍圍巖巖，，主主應(yīng)應(yīng)力力最最大大值值均均出出現(xiàn)現(xiàn)在在拱拱腰腰，，因因此此在在進(jìn)進(jìn)行行應(yīng)應(yīng)力力監(jiān)監(jiān)控控量量測測時時首首先先應(yīng)應(yīng)考考慮慮拱拱腰腰部部位位。。27福建建省省交交通通科科學(xué)學(xué)技技術(shù)術(shù)研研究究所所3圍巖巖等等級級影影響響分分析析及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案圍巖巖等等級級對對隧隧道道變變形形的的影影響響及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案拱頂頂豎豎向向變變形形28福建建省省交交通通科科學(xué)學(xué)技技術(shù)術(shù)研研究究所所3圍巖巖等等級級影影響響分分析析及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案圍巖巖等等級級對對隧隧道道變變形形的的影影響響及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案拱頂頂豎豎向向變變形形29福建建省省交交通通科科學(xué)學(xué)技技術(shù)術(shù)研研究究所所3圍巖巖等等級級影影響響分分析析及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案圍巖巖等等級級對對隧隧道道變變形形的的影影響響及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案拱頂頂豎豎向向變變形形30福建建省省交交通通科科學(xué)學(xué)技技術(shù)術(shù)研研究究所所3圍巖巖等等級級影影響響分分析析及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案圍巖巖等等級級對對隧隧道道變變形形的的影影響響及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案仰拱拱豎豎向向變變形形31福建建省省交交通通科科學(xué)學(xué)技技術(shù)術(shù)研研究究所所3圍巖巖等等級級影影響響分分析析及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案圍巖等等級對對隧道道變形形的影影響及及監(jiān)控控方案案拱腰側(cè)側(cè)向變變形圍巖條條件差差時，，會出出現(xiàn)變變形回回彈32福建省省交通通科學(xué)學(xué)技術(shù)術(shù)研究究所目錄錄1分析工工況及及計算算模型型確立立2基于三三維有有限元元分析析隧道道施工工效應(yīng)應(yīng)3圍巖等等級影影響分分析及及監(jiān)控控方案案4開挖方方法影影響分分析及及監(jiān)控控方案案5隧道高高寬比比影響響分析析及監(jiān)監(jiān)控方方案6隧道埋埋深影影響分分析及及監(jiān)控控方案案7搖前隧隧道計計算分分析8結(jié)論33福建省省交通通科學(xué)學(xué)技術(shù)術(shù)研究究所4開挖方方法影影響分分析及及監(jiān)控控方案案開挖方方法簡簡介34福建省省交通通科學(xué)學(xué)技術(shù)術(shù)研究究所4開挖方方法影影響分分析及及監(jiān)控控方案案開挖方方法簡簡介35福建省省交通通科學(xué)學(xué)技術(shù)術(shù)研究究所4開挖方方法影影響分分析及及監(jiān)控控方案案開挖方方法對對隧道道圍巖巖應(yīng)力力的影影響及及監(jiān)控控方案案拱頂圍圍巖應(yīng)應(yīng)力左右分分步開開挖方方法對對應(yīng)隧隧道拱拱頂圍圍巖應(yīng)應(yīng)力最最大36福建省省交通通科學(xué)學(xué)技術(shù)術(shù)研究究所4開挖方方法影影響分分析及及監(jiān)控控方案案開挖方方法對對隧道道圍巖巖應(yīng)力力的影影響及及監(jiān)控控方案案仰拱圍圍巖應(yīng)應(yīng)力上下臺臺階分分步開開挖法法中仰仰拱易易出現(xiàn)現(xiàn)拉應(yīng)應(yīng)力37福建省省交通通科學(xué)學(xué)技術(shù)術(shù)研究究所4開挖方方法影影響分分析及及監(jiān)控控方案案開挖方方法對對隧道道圍巖巖應(yīng)力力的影影響及及監(jiān)控控方案案拱腰圍圍巖應(yīng)應(yīng)力三種開開挖方方式對對σzz、σ1影響較較??；；上下臺臺階開開挖法法對應(yīng)應(yīng)σxx、σ3最小38福建省省交通通科學(xué)學(xué)技術(shù)術(shù)研究究所4開挖方方法影影響分分析及及監(jiān)控控方案案開挖方方法對對隧道道圍巖巖應(yīng)力力的影影響及及監(jiān)控控方案案圍巖應(yīng)應(yīng)力分分布σ3分布云云圖σ1分布云云圖局部區(qū)區(qū)域產(chǎn)產(chǎn)生較較小的的拉應(yīng)應(yīng)力；；拱腰高高應(yīng)力力區(qū)貼貼近開開挖邊邊界39福建省省交通通科學(xué)學(xué)技術(shù)術(shù)研究究所4開挖方方法影影響分分析及及監(jiān)控控方案案開挖方方法對對隧道道圍巖巖應(yīng)力力的影影響及及監(jiān)控控方案案圍巖應(yīng)應(yīng)力分分布σ3分布云云圖σ1分布云云圖拱腰圍圍巖高高應(yīng)力力區(qū)離離開挖挖邊界界一定定距離離40福建省省交通通科學(xué)學(xué)技術(shù)術(shù)研究究所4開挖方方法影影響分分析及及監(jiān)控控方案案開挖方方法對對隧道道圍巖巖應(yīng)力力的影影響及及監(jiān)控控方案案圍巖應(yīng)應(yīng)力分分布σ3分布云云圖σ1分布云云圖存在拉拉應(yīng)力力分布布區(qū)41福建省省交通通科學(xué)學(xué)技術(shù)術(shù)研究究所4開挖方方法影影響分分析及及監(jiān)控控方案案開挖方方法對對隧道道變形形的影影響及及監(jiān)控控方案案42福建省省交通通科學(xué)學(xué)技術(shù)術(shù)研究究所4開挖方方法影影響分分析及及監(jiān)控控方案案開挖方方法對對隧道道變形形的影影響及及監(jiān)控控方案案拱頂總總位移移：從從隧道道截面面開始始開挖挖直至至截面面施工工結(jié)束束引起起的拱拱頂圍圍巖總總位移移。包包括拱拱頂還還未開開挖時時，其其它部部位開開挖對對拱頂頂圍巖巖產(chǎn)生生的擾擾動影影響。。拱頂監(jiān)監(jiān)測位位移：：拱頂頂位置置巖體體開始始開挖挖直至至截面面施工工結(jié)束束引起起的拱拱頂圍圍巖位位移。。不包包含前前期其其它位位置開開挖對對拱頂頂位置置巖體體的擾擾動變變形。。一般認(rèn)認(rèn)為，，拱頂頂監(jiān)測測位移移易通通過相相關(guān)設(shè)設(shè)備監(jiān)監(jiān)測，，拱頂總總位移移中對對應(yīng)拱拱頂開開挖前前引起起的先先期位位移較較難通通過洞洞內(nèi)監(jiān)監(jiān)測手手段獲獲取。。43福建省省交通通科學(xué)學(xué)技術(shù)術(shù)研究究所4開挖方方法影影響分分析及及監(jiān)控控方案案開挖方方法對對隧道道變形形的影影響及及監(jiān)控控方案案全斷面面開挖挖法：：拱頂總總位移移與監(jiān)監(jiān)測位位移值值相等等下沉主主要在在監(jiān)測測斷面面開挖挖后產(chǎn)產(chǎn)生開挖后后及時時布設(shè)設(shè)測點點可獲獲取位位移變變化全全過程程值單步開開挖引引起的的位移移較大大，不不及時時支護(hù)護(hù)容易易出現(xiàn)現(xiàn)塌方方事故故，因因此相相比更更應(yīng)加加強監(jiān)監(jiān)控量量測。。44福建省省交通通科學(xué)學(xué)技術(shù)術(shù)研究究所4開挖方方法影影響分分析及及監(jiān)控控方案案開挖方方法對對隧道道變形形的影影響及及監(jiān)控控方案案臺階分分步開開挖法法：拱頂總總位移移與監(jiān)監(jiān)測位位移值值相等等下沉主主要在在監(jiān)測測斷面面開挖挖后產(chǎn)產(chǎn)生，，在斷斷面開開挖后后及時時布設(shè)設(shè)測點點可獲獲取位位移變變化全全過程程值與其它它方法法相比比，該該法對對應(yīng)的的總位位移和和監(jiān)測測位移移均為為最大大。拱頂變變形是是逐步步發(fā)展展的，，單步步施工工引起起的位位移變變化量量較小小45福建省省交通通科學(xué)學(xué)技術(shù)術(shù)研究究所4開挖方方法影影響分分析及及監(jiān)控控方案案開挖方方法對對隧道道變形形的影影響及及監(jiān)控控方案案單側(cè)壁壁導(dǎo)坑坑法：：總位移移大于于監(jiān)測測位移移與其它它開挖挖方法法相比比，該該方法法對應(yīng)應(yīng)的拱拱頂總總位移移最小小拱腰部部分開開挖對對拱頂頂圍巖巖變形形影響響大，，監(jiān)測測到的的位移移-時間曲曲線不不能代代表全全過程程在施作作仰拱拱、拆拆除臨臨時支支護(hù)時時，拱拱頂變變形出出現(xiàn)回回彈，，分析析監(jiān)測測數(shù)據(jù)據(jù)時應(yīng)應(yīng)注意意這一一變形形特征征46福建省省交通通科學(xué)學(xué)技術(shù)術(shù)研究究所4開挖方方法影影響分分析及及監(jiān)控控方案案開挖方方法對對隧道道變形形的影影響及及監(jiān)控控方案案雙側(cè)壁壁導(dǎo)坑坑法：：總位移移大于于監(jiān)測測位移移與其它它開挖挖方法法相比比，該該方法法對應(yīng)應(yīng)的拱拱頂監(jiān)監(jiān)測位位移最最小拱腰部部分開開挖對對拱頂頂圍巖巖變形形影響響大，，監(jiān)測測到的的位移移-時間曲曲線不不能代代表全全過程程。47福建省省交通通科學(xué)學(xué)技術(shù)術(shù)研究究所4開挖方方法影影響分分析及及監(jiān)控控方案案開挖方方法對對隧道道變形形的影影響及及監(jiān)控控方案案Z方向位位移云云圖x方向位位移云云圖全斷面面開挖挖對應(yīng)應(yīng)隧道道位移移云圖圖z方向最最大位位移發(fā)發(fā)生在在拱頂頂和仰仰拱x方向最最大位位移發(fā)發(fā)生在在距離離拱腳腳1/3h高度處處48福建省省交通通科學(xué)學(xué)技術(shù)術(shù)研究究所4開挖方方法影影響分分析及及監(jiān)控控方案案開挖方方法對對隧道道變形形的影影響及及監(jiān)控控方案案Z方向位位移云云圖x方向位位移云云圖單側(cè)壁壁導(dǎo)坑坑開挖挖對應(yīng)應(yīng)隧道道位移移云圖圖z方向和和x方向最最大位位移均均發(fā)生生在靠靠上臺臺階底底部位位置49福建省省交通通科學(xué)學(xué)技術(shù)術(shù)研究究所4開挖方方法影影響分分析及及監(jiān)控控方案案開挖方方法對對隧道道變形形的影影響及及監(jiān)控控方案案Z方向位位移云云圖x方向位位移云云圖雙側(cè)壁壁導(dǎo)坑坑開挖挖對應(yīng)應(yīng)隧道道位移移云圖圖z方向和和x方向最最大位位移發(fā)發(fā)生在在后開開挖導(dǎo)導(dǎo)坑臨臨時支支護(hù)與與拱腰腰相交交的位位置，，隆起起變形形仍以以仰拱拱位置置最大大50福建省省交通通科學(xué)學(xué)技術(shù)術(shù)研究究所4開挖方方法影影響分分析及及監(jiān)控控方案案開挖方方法對對隧道道變形形的影影響及及監(jiān)控控方案案Z方向位位移云云圖x方向位位移云云圖臺階分分步開開挖對對應(yīng)隧隧道位位移云云圖變形規(guī)規(guī)律與與全斷斷面開開挖法法類似似51福建省省交通通科學(xué)學(xué)技術(shù)術(shù)研究究所4開挖方方法影影響分分析及及監(jiān)控控方案案開挖方方法對對隧道道變形形的影影響及及監(jiān)控控方案案上下臺臺階法法對應(yīng)應(yīng)的拱拱頂沉沉降最最大，，左右右分步步法最最小全斷面面開挖挖方法法：各各開挖挖步引引起的的位移移增量量最大大上下臺臺階開開挖方方法：：上臺臺階開開挖引引起的的位移移大于于下臺臺階開開挖引引起的的位移移左右開開挖方方法：：兩個個施工工步引引起的的位移移接近近52福建省省交通通科學(xué)學(xué)技術(shù)術(shù)研究究所4開挖方方法影影響分分析及及監(jiān)控控方案案開挖方方法對對隧道道變形形的影影響及及監(jiān)控控方案案測點位位于掌掌子面面后方方一定定距離離處，，左右右分布布開挖挖對應(yīng)應(yīng)的拱拱頂累累計沉沉降與與最終終沉降降的比比值最最大，，變形形發(fā)展展快，，更易易趨于于穩(wěn)定定53福建省省交通通科學(xué)學(xué)技術(shù)術(shù)研究究所4開挖方方法影影響分分析及及監(jiān)控控方案案開挖方方法對對錨桿桿受力力影響響及監(jiān)監(jiān)控方方案拱腰部部分錨錨桿受受力較較大，，尤以以靠近近洞壁壁端受受力最最大，，因此此對于于采用用全斷斷面開開挖法法的隧隧道，，監(jiān)測測錨桿桿內(nèi)力力時，，應(yīng)以以監(jiān)測測拱腰腰錨桿桿靠近近洞壁壁端受受力為為主。。全斷面面開挖挖法對對應(yīng)錨錨桿內(nèi)內(nèi)力54福建省省交通通科學(xué)學(xué)技術(shù)術(shù)研究究所4開挖方方法影影響分分析及及監(jiān)控控方案案開挖方方法對對錨桿桿受力力影響響及監(jiān)監(jiān)控方方案單側(cè)壁壁導(dǎo)坑坑開挖挖法對對應(yīng)錨錨桿內(nèi)內(nèi)力導(dǎo)坑位位置錨錨桿受受力較較小，，可不不進(jìn)行行受力力量測測。但但是上上臺階階底部部位置置錨桿桿受力力較大大，尤尤以遠(yuǎn)遠(yuǎn)離洞洞壁端端部分分最大大，應(yīng)應(yīng)適當(dāng)當(dāng)加強強監(jiān)測測。55福建省省交通通科學(xué)學(xué)技術(shù)術(shù)研究究所4開挖方方法影影響分分析及及監(jiān)控控方案案開挖方方法對對錨桿桿受力力影響響及監(jiān)監(jiān)控方方案雙側(cè)壁壁導(dǎo)坑坑開挖挖法對對應(yīng)錨錨桿內(nèi)內(nèi)力圖圖56福建省省交通通科學(xué)學(xué)技術(shù)術(shù)研究究所4開挖方方法影影響分分析及及監(jiān)控控方案案開挖方方法對對錨桿桿受力力影響響及監(jiān)監(jiān)控方方案雙側(cè)壁壁導(dǎo)坑坑開挖挖法對對應(yīng)錨錨桿內(nèi)內(nèi)力圖圖側(cè)壁導(dǎo)導(dǎo)坑開開挖和和導(dǎo)坑坑襯砌砌支護(hù)護(hù)時，，導(dǎo)坑坑錨桿桿受力力較小小，且且變化化量不不大，，因此此可不不進(jìn)行行錨桿桿受力力監(jiān)控控量測測。中間臺臺階上上部土土體開開挖引引起靠靠內(nèi)壁壁臨時時支護(hù)護(hù)下方方的錨錨桿內(nèi)內(nèi)力增增加近近4倍，此此時可可結(jié)合合實際際對該該部分分錨桿桿進(jìn)行行觀測測，直直至斷斷面開開挖結(jié)結(jié)束。。拆除臨臨時支支護(hù)時時，宜宜對臨臨時支支護(hù)與與拱頂頂相交交位置置附近近的錨錨桿進(jìn)進(jìn)行受受力監(jiān)監(jiān)測。。57福建省省交通通科學(xué)學(xué)技術(shù)術(shù)研究究所4開挖方方法影影響分分析及及監(jiān)控控方案案開挖方方法對對錨桿桿受力力影響響及監(jiān)監(jiān)控方方案臺階分分步開開挖法法對應(yīng)應(yīng)錨桿桿內(nèi)力力圖錨桿受受力相相對較較小。。必要要時對對先開開挖側(cè)側(cè)壁（（土體體2位置））底部部錨桿桿靠近近洞壁壁端進(jìn)進(jìn)行受受力監(jiān)監(jiān)測。。58福建省省交通通科學(xué)學(xué)技術(shù)術(shù)研究究所目錄錄1分析工工況及及計算算模型型確立立2基于三三維有有限元元分析析隧道道施工工效應(yīng)應(yīng)3圍巖等等級影影響分分析及及監(jiān)控控方案案4開挖方方法影影響分分析及及監(jiān)控控方案案5隧道高高寬比比影響響分析析及監(jiān)監(jiān)控方方案6隧道埋埋深影影響分分析及及監(jiān)控控方案案7搖前隧隧道計計算分分析8結(jié)論59福建省省交通通科學(xué)學(xué)技術(shù)術(shù)研究究所5隧道高高寬比比影響響分析析及監(jiān)監(jiān)控方方案隧道高高寬比比對圍圍巖應(yīng)應(yīng)力的的影響響及監(jiān)監(jiān)控方方案拱頂圍圍巖應(yīng)應(yīng)力隧道高高寬比比越小小，拱拱頂圍圍巖壓壓應(yīng)力力值越越小，，容易易出現(xiàn)現(xiàn)拉應(yīng)應(yīng)力，，因而而要加加強監(jiān)監(jiān)測并并采取取必要要措施施，防防止出出現(xiàn)拉拉裂破破壞。。60福建省省交通通科學(xué)學(xué)技術(shù)術(shù)研究究所5隧道高高寬比比影響響分析析及監(jiān)監(jiān)控方方案隧道高高寬比比對圍圍巖應(yīng)應(yīng)力的的影響響及監(jiān)監(jiān)控方方案仰拱圍圍巖應(yīng)應(yīng)力與拱頂頂類似似61福建省省交通通科學(xué)學(xué)技術(shù)術(shù)研究究所5隧道高高寬比比影響響分析析及監(jiān)監(jiān)控方方案隧道高高寬比比對圍圍巖應(yīng)應(yīng)力的的影響響及監(jiān)監(jiān)控方方案拱腰圍圍巖應(yīng)應(yīng)力高寬比比較大大，對對應(yīng)的的σzz、σxx、σ3較大圍巖應(yīng)應(yīng)力穩(wěn)穩(wěn)定后后，二二者σ1大小接接近62福建省省交通通科學(xué)學(xué)技術(shù)術(shù)研究究所5隧道高高寬比比影響響分析析及監(jiān)監(jiān)控方方案隧道高高寬比比對變變形的的影響響及監(jiān)監(jiān)控方方案拱頂豎豎向位位移63福建省省交通通科學(xué)學(xué)技術(shù)術(shù)研究究所5隧道高高寬比比影響響分析析及監(jiān)監(jiān)控方方案隧道高高寬比比對變變形的的影響響及監(jiān)監(jiān)控方方案拱頂豎豎向位位移64福建省省交通通科學(xué)學(xué)技術(shù)術(shù)研究究所5隧道高高寬比比影響響分析析及監(jiān)監(jiān)控方方案隧道高高寬比比對變變形的的影響響及監(jiān)監(jiān)控方方案仰拱豎豎向位位移65福建省省交通通科學(xué)學(xué)技術(shù)術(shù)研究究所5隧道高高寬比比影響響分析析及監(jiān)監(jiān)控方方案隧道高高寬比比對變變形的的影響響及監(jiān)監(jiān)控方方案拱腰側(cè)側(cè)向位位移高寬比比越大大，拱拱腰側(cè)側(cè)向位位移也也越大大高寬比比越小小，后后期變變形回回彈越越大66福建省省交通通科學(xué)學(xué)技術(shù)術(shù)研究究所目錄錄1分析工工況及及計算算模型型確立立2基于三三維有有限元元分析析隧道道施工工效應(yīng)應(yīng)3圍巖等等級影影響分分析及及監(jiān)控控方案案4開挖方方法影影響分分析及及監(jiān)控控方案案5隧道高高寬比比影響響分析析及監(jiān)監(jiān)控方方案6隧道埋埋深影影響分分析及及監(jiān)控控方案案7搖前隧隧道計計算分分析8結(jié)論67福建省省交通通科學(xué)學(xué)技術(shù)術(shù)研究究所6隧道埋埋深影影響分分析及及監(jiān)控控方案案淺埋隧隧道和和深埋埋隧道道的劃劃分《公路隧隧道設(shè)設(shè)計規(guī)規(guī)范》（JTGD79-2004）：淺埋和和深埋埋隧道道的分分界，，按荷荷載等等效高高度值值，并并結(jié)合合地質(zhì)質(zhì)條件件、施施工方方法等等因素素綜合合判定定。深、淺淺埋隧隧道分分界的的深度度：Hp=（2～2.5）hq大斷面面隧道道淺埋埋、超超淺埋埋劃分分：0.6＜H/B≤1.5，為淺淺埋H/B≤0.6時，為為超淺淺埋68福建省省交通通科學(xué)學(xué)技術(shù)術(shù)研究究所6隧道埋埋深影影響分分析及及監(jiān)控控方案案淺埋隧隧道和和深埋埋隧道道的劃劃分對于Ⅴ級圍巖巖中寬寬11.7m的隧道道：：埋深H＜7m：超淺淺埋隧隧道7m＜H＜30m：淺埋埋隧道道H＞30m：深埋埋隧道道69福建省省交通通科學(xué)學(xué)技術(shù)術(shù)研究究所6隧道埋深影影響分析及及監(jiān)控方案案深埋隧道分分析及監(jiān)控控方案埋深對深埋埋隧道圍巖巖應(yīng)力的影影響及監(jiān)控控方案拱頂圍巖應(yīng)應(yīng)力埋深越大，，開挖后應(yīng)應(yīng)力恢復(fù)量量越大，拱拱頂圍巖應(yīng)應(yīng)力趨于穩(wěn)穩(wěn)定的時間間越長。70福建省交通通科學(xué)技術(shù)術(shù)研究所6隧道埋深影影響分析及及監(jiān)控方案案深埋隧道分分析及監(jiān)控控方案埋深對深埋埋隧道圍巖巖應(yīng)力的影影響及監(jiān)控控方案仰拱圍巖應(yīng)應(yīng)力71福建省交通通科學(xué)技術(shù)術(shù)研究所6隧道埋深影影響分析及及監(jiān)控方案案深埋隧道分分析及監(jiān)控控方案埋深對深埋埋隧道圍巖巖應(yīng)力的影影響及監(jiān)控控方案拱腰圍巖應(yīng)應(yīng)力埋深愈大，，開挖引起σzz增量越大72福建省交通通科學(xué)技術(shù)術(shù)研究所6隧道埋深影影響分析及及監(jiān)控方案案深埋隧道分分析及監(jiān)控控方案埋深對深埋埋隧道圍巖巖應(yīng)力的影影響及監(jiān)控控方案隧道圍巖應(yīng)應(yīng)力分布σ3分布云圖σ1分布云圖73福建省交通通科學(xué)技術(shù)術(shù)研究所6隧道埋深影影響分析及及監(jiān)控方案案深埋隧道分分析及監(jiān)控控方案埋深對深埋埋隧道圍巖巖應(yīng)力的影影響及監(jiān)控控方案隧道圍巖應(yīng)應(yīng)力分布σ3分布云圖σ1分布云圖74福建省交通通科學(xué)技術(shù)術(shù)研究所6隧道埋深影影響分析及及監(jiān)控方案案深埋隧道分分析及監(jiān)控控方案埋深對深埋埋隧道圍巖巖應(yīng)力的影影響及監(jiān)控控方案隧道圍巖應(yīng)應(yīng)力分布σ3分布云圖σ1分布云圖75福建省交通通科學(xué)技術(shù)術(shù)研究所6隧道埋深影影響分析及及監(jiān)控方案案深埋隧道分分析及監(jiān)控控方案埋深對深埋埋隧道圍巖巖應(yīng)力的影影響及監(jiān)控控方案隧道圍巖應(yīng)應(yīng)力分布拱頂和仰拱拱中點對應(yīng)應(yīng)的值偏低低，易出現(xiàn)現(xiàn)拉應(yīng)力，，應(yīng)適當(dāng)加加強監(jiān)控量量測，防止止圍巖和支支護(hù)結(jié)構(gòu)的的受拉破壞壞隧道埋深越越淺，可能能出現(xiàn)拉應(yīng)應(yīng)力的范圍圍越大，斷斷面測點數(shù)數(shù)量應(yīng)該相相應(yīng)增加76福建省交通通科學(xué)技術(shù)術(shù)研究所6隧道道埋埋深深影影響響分分析析及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案深埋埋隧隧道道分分析析及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案埋深深對對深深埋埋隧隧道道變變形形的的影影響響及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案拱頂頂豎豎向向位位移移埋深深越越大大：：隧隧道道拱拱頂頂產(chǎn)產(chǎn)生生的的沉沉降降越越大大沉降降達(dá)達(dá)到到穩(wěn)穩(wěn)定定的的時時間間越越長長掌子子面面遠(yuǎn)遠(yuǎn)離離測測點點后后位位移移增增量量仍仍較較大大77福建建省省交交通通科科學(xué)學(xué)技技術(shù)術(shù)研研究究所所6隧道道埋埋深深影影響響分分析析及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案深埋埋隧隧道道分分析析及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案埋深深對對深深埋埋隧隧道道變變形形的的影影響響及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案拱頂頂豎豎向向位位移移78福建建省省交交通通科科學(xué)學(xué)技技術(shù)術(shù)研研究究所所6隧道道埋埋深深影影響響分分析析及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案淺埋埋隧隧道道分分析析及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案埋深深對對淺淺埋埋隧隧道道圍圍巖巖應(yīng)應(yīng)力力的的影影響響及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案隧道道不不同同埋埋深深對對應(yīng)應(yīng)σ3分布布云云圖圖（4-1）79福建建省省交交通通科科學(xué)學(xué)技技術(shù)術(shù)研研究究所所6隧道道埋埋深深影影響響分分析析及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案淺埋埋隧隧道道分分析析及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案埋深深對對淺淺埋埋隧隧道道圍圍巖巖應(yīng)應(yīng)力力的的影影響響及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案隧道道不不同同埋埋深深對對應(yīng)應(yīng)σ3分布布云云圖圖（4-2）80福建建省省交交通通科科學(xué)學(xué)技技術(shù)術(shù)研研究究所所6隧道道埋埋深深影影響響分分析析及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案淺埋埋隧隧道道分分析析及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案埋深深對對淺淺埋埋隧隧道道圍圍巖巖應(yīng)應(yīng)力力的的影影響響及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案隧道道不不同同埋埋深深對對應(yīng)應(yīng)σ3分布布云云圖圖（4-3）81福建建省省交交通通科科學(xué)學(xué)技技術(shù)術(shù)研研究究所所6隧道道埋埋深深影影響響分分析析及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案淺埋埋隧隧道道分分析析及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案埋深深對對淺淺埋埋隧隧道道圍圍巖巖應(yīng)應(yīng)力力的的影影響響及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案隧道道不不同同埋埋深深對對應(yīng)應(yīng)σ3分布布云云圖圖（4-4）82福建建省省交交通通科科學(xué)學(xué)技技術(shù)術(shù)研研究究所所6隧道道埋埋深深影影響響分分析析及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案淺埋埋隧隧道道分分析析及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案埋深深對對淺淺埋埋隧隧道道圍圍巖巖應(yīng)應(yīng)力力的的影影響響及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案埋深深越越淺淺，，隧隧道道開開挖挖越越容容易易引引起起圍圍巖巖產(chǎn)產(chǎn)生生拉拉裂裂破破壞壞對于于超超淺淺埋埋隧隧道道，，拉拉應(yīng)應(yīng)力力出出現(xiàn)現(xiàn)范范圍圍可可延延伸伸至至地地表表83福建建省省交交通通科科學(xué)學(xué)技技術(shù)術(shù)研研究究所所6隧道道埋埋深深影影響響分分析析及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案淺埋埋隧隧道道分分析析及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案埋深深對對淺淺埋埋隧隧道道變變形形的的影影響響及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案不同同埋埋深深對對應(yīng)應(yīng)豎豎向向變變形形云云圖圖（（4-1）84福建建省省交交通通科科學(xué)學(xué)技技術(shù)術(shù)研研究究所所6隧道道埋埋深深影影響響分分析析及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案淺埋埋隧隧道道分分析析及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案埋深深對對淺淺埋埋隧隧道道變變形形的的影影響響及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案不同同埋埋深深對對應(yīng)應(yīng)豎豎向向變變形形云云圖圖（（4-2）85福建建省省交交通通科科學(xué)學(xué)技技術(shù)術(shù)研研究究所所6隧道道埋埋深深影影響響分分析析及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案淺埋埋隧隧道道分分析析及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案埋深深對對淺淺埋埋隧隧道道變變形形的的影影響響及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案不同同埋埋深深對對應(yīng)應(yīng)豎豎向向變變形形云云圖圖（（4-3）86福建建省省交交通通科科學(xué)學(xué)技技術(shù)術(shù)研研究究所所6隧道道埋埋深深影影響響分分析析及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案淺埋埋隧隧道道分分析析及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案埋深深對對淺淺埋埋隧隧道道變變形形的的影影響響及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案不同同埋埋深深對對應(yīng)應(yīng)豎豎向向變變形形云云圖圖（（4-4）87福建建省省交交通通科科學(xué)學(xué)技技術(shù)術(shù)研研究究所所6隧道道埋埋深深影影響響分分析析及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案淺埋埋隧隧道道分分析析及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案埋深深對對淺淺埋埋隧隧道道變變形形的的影影響響及及監(jiān)監(jiān)控控方方案案由于于受受埋埋深深、、支支護(hù)護(hù)等等因因素素影影響響，，淺淺埋埋隧隧道道最最大大沉沉降降發(fā)發(fā)生生在在距距離離拱拱頂頂中中央央（（1/4～1/6）B位置在進(jìn)行拱頂變變形監(jiān)控量測測時，有必要要結(jié)合實際工工程特征，在在偏離中軸線線（1/4～1/6）B位置處布置測測線88福建省交通科科學(xué)技術(shù)研究究所6隧道埋深影響響分析及監(jiān)控控方案淺埋隧道分析析及監(jiān)控方案案埋深對淺埋隧隧道變形的影影響及監(jiān)控方方案89福建省交通科科學(xué)技術(shù)研究究所6隧道埋深影響響分析及監(jiān)控控方案淺埋隧道分析析及監(jiān)控方案案埋深對淺埋隧隧道變形的影影響及監(jiān)控方方案淺埋隧道，其其覆蓋層一般般為松散的第第四紀(jì)堆積物物，土體抗拉拉能力極差，，且埋深越淺淺，圍巖的自自穩(wěn)能力越差差，因而開挖挖造成較大的的拱頂變形當(dāng)隧道達(dá)到一一定的埋深時時，隧道變形形主要取決于于上覆土重，，埋深越大，，隧道結(jié)構(gòu)受受荷越大，因因而變形也隨隨之增大90福建省交通科科學(xué)技術(shù)研究究所6隧道埋深影響響分析及監(jiān)控控方案淺埋隧道分析析及監(jiān)控方案案埋深對淺埋隧隧道變形的影影響及監(jiān)控方方案在其它條件相相同的情況下下，存在一個個埋深，在該該埋深下拱頂頂上方地表沉沉降最小對于文中的分分析工況，該該埋深約為2/3Hp91福建省交通科科學(xué)技術(shù)研究究所目錄錄1分析工況及計計算模型確立立2基于三維有限限元分析隧道道施工效應(yīng)3圍巖等級影響響分析及監(jiān)控控方案4開挖方法影響響分析及監(jiān)控控方案5隧道高寬比影影響分析及監(jiān)監(jiān)控方案6隧道埋深影響響分析及監(jiān)控控方案7搖前隧道計算算分析8結(jié)論92福建省交通科科學(xué)技術(shù)研究究所7搖前隧道計算算分析7.1工程概況搖前隧道位于于浦南高速公公路B7合同段采用雙洞單向向行車（上下下行分離），，起訖樁號為為：左