大跨度变截面隧道施工工法数值模拟分析

针对后岭下隧道内引出联络线段设计跨度大、变截面横向扩挖尺寸长、安全风险高等特点,对三台阶临时仰拱法上台阶采用支立门架法和类正洞台阶法横向过渡扩挖的2种方案进行了数值模拟,即在10 m过渡段内上台阶分部开挖：纵向先、后行导坑开挖并架设竖向支撑,支点上部纵向加设连接梁或用槽钢将环向拱架纵连。然后拆除扩挖侧中间竖撑,形成横向扩挖门洞,扩挖施工中采取支立门架法防护或类正洞台阶法扩挖,并最终扩挖至拱脚,最后接长正洞环向拱架,完成过渡段上台阶施工。数值模拟分析结果表明,2种方法均安全可行,结合现场围岩实际情况,本工程采取了支立门架方案成功完成了扩挖,洞周土体变形的监测值和模拟值变化规律基本一致,土体位移与应力变化均小于模拟值,且在允许范围内。本案的成功实施为类似大跨度变截面隧道横向扩挖施工提供重要的参考和借鉴,具有重要的实用意义。