1、工程概況
張石高速公路野狐嶺1#隧道起訖里程為K19+840～K20+400，全長560 m，位于野狐嶺段玄武巖臺地區(qū)，恰處分水嶺（山脊）和埡口重合地段；該隧道埋深位于隧道中部偏后為16.8 m，進(jìn)出口段埋深1～2 m，其余埋深5～8 m，屬于淺埋隧道。隧道圍巖主要為Ⅴ級圍巖，進(jìn)口地段圍巖以強(qiáng)風(fēng)化碎塊狀玄武巖為主，次為亞粘土，地表風(fēng)化強(qiáng)度更強(qiáng)，巖質(zhì)疏松；出口地段主要為弱-強(qiáng)風(fēng)化碎塊狀結(jié)構(gòu)，次為碎石土；中部地段巖石風(fēng)化程度較進(jìn)口段弱，也以強(qiáng)風(fēng)化碎塊狀玄武巖為主。由于巖體風(fēng)化差異，致使疏松巖石與堅(jiān)硬巖塊相間出現(xiàn)，開挖過程很難控制開挖斷面形狀，施工困難。
隧道橫斷面采用雙跨連拱斷面設(shè)計(jì)，凈寬10.25 m，建筑限界高度5.0 m，凈高7.05 m.襯砌斷面采用單心圓方案，半徑為5.43 m，以利于結(jié)構(gòu)受力以及便于施工。隧道平面布置主要服從路線總體走向，采取平曲線，縱坡坡度2.673%
Fig.1 The Cross Section of the Tunnel
施工中遵循“先支護(hù)、后開挖、短進(jìn)尺、弱爆破、快封閉、勤量測”的施工原則進(jìn)行開挖施工。對于隧道洞口采用明挖法施工，隧道洞身段采用三導(dǎo)洞先墻后拱法施工，中導(dǎo)洞先行，左導(dǎo)洞滯后中導(dǎo)洞，右導(dǎo)洞滯后左導(dǎo)洞，導(dǎo)洞均采用正臺階法施工，臺階長度5-7 m，開挖進(jìn)尺按兩榀鋼架間距進(jìn)行。主洞開挖先進(jìn)行左洞，右洞滯后左洞7-10 m.主洞開挖亦采用臺階法，上臺階分部開挖預(yù)留核心土。
2 、有限元計(jì)算與分析
采用ansys軟件進(jìn)行計(jì)算分析，該軟件可以方便地模擬分部施工過程和地應(yīng)力的釋放。
1 計(jì)算模型的確定
（1）模型的建立
計(jì)算假定：①隧道的受力和變形為平面應(yīng)變問題；②由于埋深較淺，僅考慮自重應(yīng)力場。依據(jù)圣維南原理，取洞徑的2~3倍作為計(jì)算區(qū)域，上邊界取至地表面；左、右邊界為水平約束，下邊界為水平和垂直約束。圍巖用二維平面應(yīng)變單元模擬，超前支護(hù)通過在加固范圍內(nèi)設(shè)置重疊單元并提高其地層的物理力學(xué)參數(shù)來實(shí)現(xiàn)，噴射混凝土用二維平面單元進(jìn)行模擬，二次襯砌則采用梁單元模擬[2].網(wǎng)格按靠近開挖處較密、遠(yuǎn)離開挖處較疏的原則劃分，共劃分了1602個單元，1274個節(jié)點(diǎn)。
張石高速公路野狐嶺1#隧道起訖里程為K19+840～K20+400，全長560 m，位于野狐嶺段玄武巖臺地區(qū)，恰處分水嶺（山脊）和埡口重合地段；該隧道埋深位于隧道中部偏后為16.8 m，進(jìn)出口段埋深1～2 m，其余埋深5～8 m，屬于淺埋隧道。隧道圍巖主要為Ⅴ級圍巖，進(jìn)口地段圍巖以強(qiáng)風(fēng)化碎塊狀玄武巖為主，次為亞粘土，地表風(fēng)化強(qiáng)度更強(qiáng)，巖質(zhì)疏松；出口地段主要為弱-強(qiáng)風(fēng)化碎塊狀結(jié)構(gòu)，次為碎石土；中部地段巖石風(fēng)化程度較進(jìn)口段弱，也以強(qiáng)風(fēng)化碎塊狀玄武巖為主。由于巖體風(fēng)化差異，致使疏松巖石與堅(jiān)硬巖塊相間出現(xiàn)，開挖過程很難控制開挖斷面形狀，施工困難。
隧道橫斷面采用雙跨連拱斷面設(shè)計(jì)，凈寬10.25 m，建筑限界高度5.0 m，凈高7.05 m.襯砌斷面采用單心圓方案，半徑為5.43 m，以利于結(jié)構(gòu)受力以及便于施工。隧道平面布置主要服從路線總體走向，采取平曲線，縱坡坡度2.673%
Fig.1 The Cross Section of the Tunnel
施工中遵循“先支護(hù)、后開挖、短進(jìn)尺、弱爆破、快封閉、勤量測”的施工原則進(jìn)行開挖施工。對于隧道洞口采用明挖法施工，隧道洞身段采用三導(dǎo)洞先墻后拱法施工，中導(dǎo)洞先行，左導(dǎo)洞滯后中導(dǎo)洞，右導(dǎo)洞滯后左導(dǎo)洞，導(dǎo)洞均采用正臺階法施工，臺階長度5-7 m，開挖進(jìn)尺按兩榀鋼架間距進(jìn)行。主洞開挖先進(jìn)行左洞，右洞滯后左洞7-10 m.主洞開挖亦采用臺階法，上臺階分部開挖預(yù)留核心土。
2 、有限元計(jì)算與分析
采用ansys軟件進(jìn)行計(jì)算分析，該軟件可以方便地模擬分部施工過程和地應(yīng)力的釋放。
1 計(jì)算模型的確定
（1）模型的建立
計(jì)算假定：①隧道的受力和變形為平面應(yīng)變問題；②由于埋深較淺，僅考慮自重應(yīng)力場。依據(jù)圣維南原理，取洞徑的2~3倍作為計(jì)算區(qū)域，上邊界取至地表面；左、右邊界為水平約束，下邊界為水平和垂直約束。圍巖用二維平面應(yīng)變單元模擬，超前支護(hù)通過在加固范圍內(nèi)設(shè)置重疊單元并提高其地層的物理力學(xué)參數(shù)來實(shí)現(xiàn)，噴射混凝土用二維平面單元進(jìn)行模擬，二次襯砌則采用梁單元模擬[2].網(wǎng)格按靠近開挖處較密、遠(yuǎn)離開挖處較疏的原則劃分，共劃分了1602個單元，1274個節(jié)點(diǎn)。