中交第三公路工程局有限公司第四工程分公司山东省菏泽市274900
摘要：随着我国经济实力的不断提升，对浅埋大断面隧道的施工技术提出了新的要求，这就需要对浅埋大断面隧道的施工技术进行不断的优化和创新，从而能够保证浅埋大断面隧道的施工质量。本文通过对CD法、双侧壁导坑法、CRD法和三台阶法进行选择比较，在对这四种施工进行比较的过程中，对施工方法的围岩应力、支护结构轴力和二衬弯矩进行比较，得到的结论是在浅埋大断面隧道施工过程中运用双侧壁导坑法相比于其他三种方式的效果较高。
关键词：隧道；应力控制；位移控制；数值模拟；分析
1大断面施工方法模拟分析
在选择大断面施工方法的过程中，需要对施工方法进行计算模拟。模拟过程中选取的隧道断面是右洞YK120+260，隧道埋深的深度为25米。在确定计算模型边长和高度的过程中，需要对隧道的最大开挖尺寸进行充分的考虑，是不能低于开挖尺寸的3倍。因此计算模型的边长确定为300米，而模型的高度是100米。在计算模型受到水平向的位移约束的过程中，不仅需要对模型左右边界受到水平向的位移约束进行计算，还需要对模型下部受到竖向的位移约束进行计算。
2模拟方案
2.1双侧壁导坑法施工工序
首先需要对隧道的右导洞和左导洞上台阶进行开挖工作，还需要在施工工程中对右导洞和左导洞上台阶进行初期和临时支护工作；其次对隧道的右导洞和左导洞下台阶进行开挖工作，并且还需要在施工过程中对右导洞和左导洞进行初期和临时支护工作；然后对隧道的中部导坑上台阶进行开挖工作，在施工过程中需要对中部导坑上台阶进行初期和临时支护工作；再对隧道的中部导坑下台阶进行开挖工作，需要在施工过程中对中部导坑下台阶进行初期支护工作；最后在对临时支护进行拆除工作的过程中，需要对隧道的整体进行浇筑，还需要进行二次衬砌[1]。
2.2CRD法施工工序
首先需要对隧道的左导坑和右导坑上台阶进行开挖工作，在施工过程中对左导坑和右导坑上台阶进行初期和临时支护工作；然后在对左导坑和右导坑的下台阶进行开挖工作，需要在施工过程中对左导坑下台阶进行初期和临时支护工作，对右导坑下台阶进行初期支护工作；最后对临时支护进行拆除工作的过程中，需要对隧道的整体进行浇筑和二次衬砌工作[2]。
2.3CD法施工工序
首先需要对左导坑进行开挖工作，在施工过程中需要对左导坑进行初期和临时支护工作；然后对右导坑进行开挖工作，在施工过程中需要对右导坑进行初期支护工作；最后对临时支护进行拆除工作的过程中，需要对隧道的整体进行浇筑和二次衬砌工作[3]。
2.4三台阶法施工工序
首先需要对上部台阶进行开挖工作，在施工过程中需要对上部台阶进行初期和临时支护工作；其次对中间台阶进行开挖工作，在施工过程中需要对中间台阶进行初期和临时支护工作；然后在对下部台阶进行开挖工作，在施工过程中需要对下部台阶进行初期支护；最后对临时支护进行拆除工作的过程中，需要对隧道的整体进行浇筑和二次衬砌工作。
3模拟计算结果分析
3.1围岩应力
在运用这四种施工方法进行模拟的过程中，其隧道周围的围岩应力会出现最大值和最小值，最大值的位置都是在隧道的拱腰部位，而最小值的位置都是在隧道的拱顶部位，施工过程中还出现了一定的拉应力，其出现拉应力的位置是在隧道的仰拱部位[4]。在对这四种施工方法的隧道周边压应力进行比较的过程中，其双侧壁导坑法的围岩应力值是这四种施工方法中最大的，并且双侧壁导坑法在隧道拱顶部位的拉应力已经达到了780kPa，并且是平均三种施工方法的1.5倍；在对这四种施工方法的隧道拱底拉应力进行比较的过程中，其中双侧壁导坑法的拉应力值是这四种施工方法中最小的，拉应力值是10kPa，是三台阶法的1/8，CD法的1/4，CRD法的1/3。由此可知，双侧壁导坑法发挥围岩的承载能力是这四种施工方法中最高的，增加了隧道围岩受力调整的便利性，不仅可以可以防止出现拉应力区域的现象，还能够避免出现减弱拉应力程度的情况，从而在一定程度上提高隧道结构的安全性[5]。
3.2初期支护内力
（１）支护结构轴力
在对这四种施工方法的支护结构轴力进行比较的过程中，其这四种施工方法的衬砌轴力的分布较为均匀，其衬砌轴力最大值的位置是在隧道的上部拱顶和边墙，衬砌轴力的最小值是在隧道的拱底部位。这四种施工方法在初期的时候，衬砌结构轴力分布的最小值大部分是在隧道的拱顶和仰拱部分。在对双侧壁导坑法进行模式施工的过程中，其在隧道拱顶部位的轴力最小值的平均数是在700kN，主要分布在两个临时支护墙体之间。在对CRD法和CD法进行施工的过程中，其中在临时支护的端部会出现一定效应影响，其轴力的最小值主要分布在初衬和临时支护结构之间连接的部分，但是右侧相对应部位的轴力的最小值是比左侧轴力的最小值要高，这是因为施工的程序不同，会对轴力最小值的情况产生一定的影响，在运用双侧壁导坑法进行施工的过程中，是不会出现轴力最小值不一致的情况[7]。
（２）二衬弯矩
在对这四种施工方法的初期支护衬砌结构的二衬弯矩进行比较的过程中，临时支护结构的分布情况会对隧道弯矩分布的状态有着一定的影响，在支护刚度增加的情况下，会形成弯矩突变的现象，尤其是临时支护结构与初衬交接位置是最容易出现弯矩突变的现象，但是在仰拱拱脚的附近部位是没有出现弯矩突变的现象。在对隧道的拱腰部位和拱顶部位的弯矩值进行比较分析的过程中，临时支护刚度对弯矩值没有影响的情况下，那么在隧道的拱顶不稳的弯矩基本上是一样的，并且弯矩值处在较小的状态；但是在隧道拱腰部位的弯矩值是不一样的，其中：双侧壁导坑法在拱腰部位的弯矩值是最小的，是60KN•m；三台阶法在拱腰部位的弯矩值是最大的，是560KN•m；而CD法在拱腰部位的弯矩值是负值。
4结语
随着新时代的带来，在对浅埋大断面隧道进行施工的过程中，对施工技术水平提出了新的要求，这就需要对施工技术进行合理的选择，从而能够提高浅埋大断面隧道施工的质量。本文对双侧壁导坑法、CD法、三台阶法和CRD法进行研究分析，并且对这四种施工方法的围岩应力、支护结构轴力和二衬弯矩进行比较，得到的结论是双侧壁导坑法在浅埋大断面隧道施工的运用效果已经达到了施工的标准要求。
参考文献
[1]刘洋.浅埋大断面隧道施工方法优化分析[J].商品与质量,2016,(48):355.
[2]许崇帮,杨志刚,王皓,等.浅埋大断面隧道施工方法优化分析[J].公路,2016,61(4):261-265.
[3]王东平.软弱围岩浅埋大断面隧道下穿村庄施工控制技术[J].铁道建筑技术,2017,(10):80-83,117.
[4]昝文博,赖金星,邱军领,等.四车道大跨度浅埋黄土隧道开挖方案数值分析[J].解放军理工大学学报（自然科学版）,2017,18(1):36-42.
[5]阮楠,栾龙发,张智宇,等.光面爆破技术在浅埋大断面隧道掘进中的研究与应用[J].甘肃科学学报,2016,28(1):144-148.
[6]王康.超大断面小净距隧道施工围岩空间变形与荷载释放机制及工程应用[D].山东:山东大学,2017.
[7]王童.黄土地区浅埋大跨小净距隧道施工优化及变形控制研究[D].陕西:西安建筑科技大学,2017.