连载丨单侧临时支护对连拱隧道中隔墙施工影响研究（2）

2 中隔墙

2.2 中隔墙监测点位移分析

在建模时，规定了向上是y轴的正方向，本文中y轴位移负值代表位移向下发展、沉降。

从整体施工过程中来看，中隔墙顶部竖向位移呈现增大的趋势，在不同时间段y方向位移增加幅度有所差异，并且在中后期竖向位移增大明显。

对于中隔墙1号监测点而言，从开挖到右洞上台阶开挖至监测面（大约为施工过程的第45阶段），y轴位移的增幅并不大，从45~90阶段由于围岩应力重新分部，y轴位移增幅较明显。对于中隔墙2号监测点而言，从开挖直至完成，y轴位移增幅整体不大，表现不太明显，整体增幅远小于1号监测点，在阶段45增幅稍微增大，阶段90之后y轴位移不明显，围岩趋于稳定状态；对于中隔墙3号监测点，前期增加较小后期增幅较大；从开挖开始至阶段77为界，由于右侧主洞支护，中隔墙3号y方向位移呈小幅度变化，但整体变化不大，阶段77之后，由于左洞初期支护支撑在中隔墙上，中隔墙变化较大。

此外，中隔墙竖向位移较水平位移数值上要大很多，随着隧道正洞开挖，初期支护作用在中隔墙上，中隔墙的整体沉降影响比较明显。另外，对于中隔墙的侧向临时支撑而言，前期支护越强沉降越大，在后左洞上台阶开挖至监测面（80阶段），中隔墙整体沉降越小。中隔墙1号y向监测点位移如图3~图5所示。

图3 监测点1的位移图

图4 监测点2的位移图

图5 监测点3的位移图

2.3 中隔墙监测点应力分析

隧道开挖对围岩产生卸荷作用，隧道围岩应力

重新分布后对中隔墙顶部竖向应力影响较明显，在阶段45~60中隔墙竖向应力明显增大，且在阶段45~50增幅最明显，由于围岩的自稳能力，在阶段60~70变化趋于稳定。以阶段77为界，中隔墙2号、3号监测点应力增大较慢，但是后期则较快，2号监测点最大应力为–2.9 MPa，3号监测点最大应力为–4.8 MPa，而左洞相反，前期要快些，后期相对慢，最终达到最大应力–5.7 MPa。

从中隔墙侧向临时支撑来看，各监测点应力非常接近，从总体来看，阶段77之后，临时侧向钢支撑支护越强应力越小，前期相反。中隔墙监测点应力分析如图6~图8所示。

图6 监测点1的应力图

图7 监测点2的应力图

图8 监测点3的应力图

3 讨论分析

（1）贯穿整个开挖支护过程来看，分析中隔墙竖向位移分析可知，中隔墙顶部的各个监测点趋势基本相同，前期中隔墙的竖向位移先上升，继而由于围岩自稳性能y方向位移趋于稳定，然后随着左洞开挖支护，中隔墙竖向位移增加，增加幅度明显大于右洞，最后在阶段90左右达到稳定,总体上中隔墙竖向位移呈Z形。

（2）中隔墙各个应力监测点变化趋势基本相同，大致呈Z形；中隔墙1号、3号监测点变化整体大于2号监测点。由于右洞开挖，中隔墙应力在阶段45前后应力第一次增大，后又因围岩自稳性质围岩应力趋于稳定，中期随着左洞的开挖支护，在阶段75~90应力再次明显增加，中隔墙应力增加明显大于右洞开挖支护的应力，最后稳定在某个数值。

（3）中隔墙侧向砧木支撑能够很好地抵消施工过程中的部分非对称应力，行间距为75 cm×80 cm时技术经济效果最佳，左右监测点的位移应力变化最均衡，同时，砧木可周转使用，施工方便等诸多优势，故可作为临时支撑的推荐方案。砧木支撑如图9所示。

图9 中隔墙侧向支撑示意

（4）侧向砧木支撑能够抵消部分非对称力，左右监测点的位移应力变化最均衡，故可作为临时支撑的推荐方案。

4 结论

结合以上对中隔墙应力、应变分析，以南上庄隧道双连拱隧道施工为例，施工过程中采取措施来增加双连拱隧道中隔墙结构在非对称荷载下的稳定性，具体如下。

（1）在施工过程中，中隔墙顶部及底部都会产生不同程度的拉应力，在中隔墙设置一系列的钢筋，以增加中隔墙整体的整体刚度和稳定性，避免出现中隔墙裂缝等质量隐患。

（2）在中隔墙施工过程中，先行洞和后行洞在开挖支护上存在错距，在此趋于内中隔墙会受到先行洞的偏压荷载，在此荷载作用下中隔墙具有扭转失稳的风险，因此在先先行洞对侧设置横向支撑，削弱和抵消部分偏压荷载，中隔墙侧向力通过砧木传递至基岩，保持中隔墙相对稳定的状态，本工程采用砧木作为横向支撑，在现场实践过程中，通过监测中隔墙的应力应变等力学参数，中隔墙处于稳定受控状态。

（3）在隧道开挖支护过程中，周围围岩荷载通过初期支护部分转移至中隔墙上，在荷载作用下中隔墙处于整体下沉，可通过提高中隔墙地基承载力、施工前清除岩面杂物等措施，阻止中隔墙下沉。

（4）双连拱隧道采用三导洞法施工时，中隔墙的受力和位移均出现了“对称—不对称—对称”的变化过程，中隔墙应力转换较为复杂，在应力转换时要加强中隔墙的应力应变位移等全方位监测。

（5）中隔墙承受左右洞的荷载，不仅关系到自身的稳定性，还会影响主洞二次衬砌的工程质量，应严格控制中隔墙的施工质量。

（本文已完结。）