劉穩(wěn)，榮傳新，段寅，2，施鑫

(1 安徽理工大學(xué) 土木建筑學(xué)院 安徽 淮南 232001；2 淮南聯(lián)合大學(xué) 建筑與藝術(shù)學(xué)院 安徽 淮南 232038)

0 引言

隨著我國(guó)城市交通建設(shè)的快速發(fā)展，城市隧道建設(shè)工程日益增多，因隧道開(kāi)挖導(dǎo)致的安全事故頻發(fā)，而隧道開(kāi)挖斷面變形作為反映隧道穩(wěn)定性最為直觀的因素，在隧道開(kāi)挖過(guò)程中愈受重視。因此，研究隧道開(kāi)挖斷面變形規(guī)律及其影響因素，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)隧道開(kāi)挖斷面變形，對(duì)預(yù)防隧道施工的安全威脅具有重要的意義。

管幕凍結(jié)法是在復(fù)雜富水地質(zhì)環(huán)境下的一種新的隧道開(kāi)挖施工方法，以管幕為承載結(jié)構(gòu)體，人工凍土帷幕代替頂管間鎖口封水，充分發(fā)揮了管幕法與人工地層凍結(jié)法的各自優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)首次應(yīng)用于港珠澳大橋拱北隧道施工。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外有關(guān)學(xué)者針對(duì)隧道開(kāi)挖斷面變形規(guī)律及其影響因素問(wèn)題開(kāi)展了大量研究，取得了系列研究成果。Kiyoshi[1]等通過(guò)三維活板門(mén)模型試驗(yàn)和數(shù)值分析發(fā)現(xiàn)使用腳部加固側(cè)樁法(FRSP)可以有效地防止隧道的沉降，并且FRSP 的這些效果與從隧道襯砌到滑移線的距離有關(guān)。Huasheng Sun[2]分析了地下室的幾何形狀，隧道與地下室的相對(duì)位置以及土的楊氏模量對(duì)圓形開(kāi)挖引起的隧道變形的影響，得出最大的隧道變形隨著圓形地下室開(kāi)挖的直徑和深度的增加而線性增加的結(jié)論。蔣亮等[3]采用FLAC 3D 模擬某隧道臺(tái)階法施工，分別對(duì)超短臺(tái)階、短臺(tái)階和長(zhǎng)臺(tái)階3 種工況下隧道開(kāi)挖引起的拱頂沉降進(jìn)行了對(duì)比分析。崔光耀等[4]采用FLAC 3D 數(shù)值計(jì)算軟件建立巖溶大斷面鐵路隧道模型，對(duì)于大管棚加小導(dǎo)管注漿綜合超前支護(hù)以及小導(dǎo)管注漿超前支護(hù)加固方案進(jìn)行了優(yōu)選分析。馮冀蒙等[5]以寶蘭客運(yùn)專(zhuān)線安定隧道等6座隧道中的47 個(gè)拱頂沉降實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)作為研究的樣本，得出在一定范圍內(nèi)的含水率對(duì)最終沉降值影響并不明顯，而基底承載力、埋深這2 個(gè)因素和最終沉降量關(guān)系極為密切的結(jié)論。李炎延等[6]基于隧道尺寸和形狀等因素運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)法分析隧道穩(wěn)定性因素，得到了在隧道圍巖穩(wěn)定性分級(jí)時(shí)，除了考慮地質(zhì)因素以外，還應(yīng)對(duì)隧道尺寸，如高跨比與跨度等進(jìn)行考查的結(jié)論。文輝輝等[7]通過(guò)對(duì)珠藏洞隧道在不同圍巖力學(xué)參數(shù)進(jìn)行模擬并建立灰色關(guān)聯(lián)模型，發(fā)現(xiàn)圍巖內(nèi)摩擦角φ 是影響隧道圍巖穩(wěn)定性的主要因素。

綜上可見(jiàn)，由于管幕凍結(jié)法是一種新的工法，關(guān)于其隧道開(kāi)挖變形影響因素研究鮮有報(bào)道。而隧道開(kāi)挖變形能夠直觀地反映隧道的穩(wěn)定性，因此，開(kāi)展管幕凍結(jié)法隧道開(kāi)挖變形影響因素研究，對(duì)指導(dǎo)該工法的科學(xué)設(shè)計(jì)與安全施工，促進(jìn)其應(yīng)用推廣，具有理論和應(yīng)用的意義。

本文以管幕凍結(jié)法施工港珠澳大橋拱北隧道為例，通過(guò)建立三維數(shù)值分析模型，模擬拱北隧道開(kāi)挖施工各階段變形規(guī)律，分析主要地質(zhì)和工程因素對(duì)維護(hù)凍結(jié)期內(nèi)隧道拱頂沉降和水平凈空收斂的影響；運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)度分析法，對(duì)凍結(jié)壁和臨時(shí)支撐彈性模量、圍巖黏聚力、圍巖內(nèi)摩擦角進(jìn)行敏感性分析，進(jìn)而分析該參數(shù)變化對(duì)隧道開(kāi)挖中拱頂沉降和隧道水平凈空收斂的影響程度。研究成果對(duì)今后類(lèi)似工程設(shè)計(jì)與施工安全影響因素分析提供了一種新方法。

1 灰色關(guān)聯(lián)分析法

灰色關(guān)聯(lián)分析[8]作為灰色系統(tǒng)的一部分，通過(guò)對(duì)所要研究的各種因素進(jìn)行處理分析，找出它們的關(guān)聯(lián)性，找出主要影響因素，特別適合隧道開(kāi)挖拱頂沉降和隧道水平凈空收斂影響因素的分析和評(píng)價(jià)。該方法的具體計(jì)算步驟如下：

(1) 列出比較數(shù)據(jù)矩陣與參考數(shù)據(jù)矩陣

將影響隧道開(kāi)挖斷面變形的因素(凍土彈性模量、臨時(shí)支撐彈性模量、圍巖黏聚力、圍巖內(nèi)摩擦角)作為比較數(shù)列X，X =(X1X2X3X4)T，相應(yīng)的隧道開(kāi)挖拱頂沉降和隧道水平凈空收斂作為參考數(shù)列Y，Y =(Y1Y2Y3Y4)T。其中，列X，Y 的每個(gè)因素都有若干個(gè)取值；

列X，Y 寫(xiě)成矩陣形式：

(2)矩陣的無(wú)量綱化處理

數(shù)據(jù)無(wú)量綱的方法分為：初值化、均值化、區(qū)間相對(duì)值化和歸一化等方法[9]。通過(guò)區(qū)間相對(duì)值化，將X 和Y 進(jìn)行無(wú)量綱化處理。

式中：

同時(shí)，對(duì)參考列Yi進(jìn)行無(wú)量綱處理。

(3)求矩陣的灰關(guān)聯(lián)差異信息

差異矩陣Δ 的求取采用下式：

選取Δ 中最大值與最小值：

(4)求灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣及灰色關(guān)聯(lián)度

關(guān)聯(lián)系數(shù)計(jì)算式為：

其中，ξ 為分辨系數(shù)，ξ ∈[0,1]，一般情況下取ξ = 0.5。

通過(guò)計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)的平均值作為關(guān)聯(lián)度，解決了關(guān)聯(lián)系數(shù)的數(shù)目多且分散的弊端，關(guān)聯(lián)度計(jì)算式為：

關(guān)聯(lián)度取值范圍為［0，1］，關(guān)聯(lián)度值的排序反映影響因素的敏感性。

2 工程概況

2.1 工程與水文地質(zhì)

港珠澳大橋拱北隧道全長(zhǎng)2741 m，本文主要研究位于拱北口岸下方長(zhǎng)度為255 m 的暗挖隧道。該隧道埋深4～5 m，隧道開(kāi)挖面積337 m2。隧道上方周邊建筑密集，地下管線布局復(fù)雜，且隧道平面線形采用曲線方案，外輪廓線與澳門(mén)邊檢大樓相距僅1.46 m，距珠海邊檢大樓僅46 cm。因此該隧道施工難度大，對(duì)施工環(huán)境影響要求極為嚴(yán)格[10]，暗挖段平面布置圖見(jiàn)圖1。

根據(jù)地勘報(bào)告，工程穿越區(qū)域自上至下依次分布有人工填土、中礫砂(含淤泥質(zhì))、淤泥、粉質(zhì)黏土、礫質(zhì)黏土等土層[11]。隧道施工區(qū)內(nèi)地表水主要是海水，地下水主要賦存于淤泥質(zhì)土等土層和基巖裂隙中。因此地下水對(duì)隧道施工有一定的影響。

圖1 暗挖段(含建筑物)周?chē)氨O(jiān)測(cè)斷面平面布置圖

2.2 隧道支護(hù)與施工方法

通過(guò)由36 根Φ1620 mm 鋼管組成管幕，利用凍結(jié)法超前預(yù)支護(hù)及管幕間止水。采用5 臺(tái)階14步開(kāi)挖，襯砌采用三次襯砌進(jìn)行支護(hù)，斷面圖見(jiàn)圖2。

3 隧道開(kāi)挖變形數(shù)值模擬

3.1 計(jì)算模型及基本參數(shù)

采用MIDAS GTS 對(duì)拱北隧道暗挖段開(kāi)挖施工進(jìn)行分析。根據(jù)實(shí)際工程工況建立隧道三維模型。模型X 方向200 m，Y 方向65 m，Z 方向100 m，對(duì)底部進(jìn)行固定約束，前后左右進(jìn)行法向約束；隧道上覆土層模型共有5 個(gè)土層，共計(jì)172 491 單元。

修正摩爾－庫(kù)倫模型是在摩爾－庫(kù)倫模型基礎(chǔ)上改善的模型。修正摩爾—庫(kù)倫模型剪切屈服面與壓縮屈服面是獨(dú)立的，在剪切方向和壓縮方向采用了雙硬化模型(Double Hardening)，其偏平面采用圓角處理使計(jì)算的收斂性更好，對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的隧道開(kāi)挖的模擬，計(jì)算結(jié)果更為合理。因此本文人工填土應(yīng)力應(yīng)變特性服從摩爾－庫(kù)倫準(zhǔn)則，淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、中砂、粉質(zhì)黏土、礫質(zhì)黏土等材料應(yīng)力應(yīng)變特性服從修正－摩爾庫(kù)倫準(zhǔn)則，頂管、凍結(jié)壁、主體結(jié)構(gòu)、管幕內(nèi)混凝土、襯砌結(jié)構(gòu)、臨時(shí)支撐等材料滿足彈性變形特性。各土層及凍結(jié)壁采用實(shí)體單元模擬，臨時(shí)支撐采用梁?jiǎn)卧M(jìn)行模擬，其余材料采用板單元模擬，滿足位移協(xié)調(diào)一致原則，數(shù)值模型見(jiàn)圖3。

圖2 隧道支護(hù)斷面(單位：cm)

圖3 拱北隧道三維模型

拱北隧道的工程地質(zhì)及支護(hù)結(jié)構(gòu)主要力學(xué)參數(shù)[12]見(jiàn)表1、表2。

表1 主要土體材料參數(shù)

表2 支撐結(jié)構(gòu)材料參數(shù)

3.2 工況模擬

拱北隧道暗挖段分5 臺(tái)階14 部[13-19]從東西區(qū)兩端相向開(kāi)挖施工，邊開(kāi)挖邊支護(hù)。為簡(jiǎn)化計(jì)算模型，本文僅對(duì)一個(gè)方向的開(kāi)挖階段進(jìn)行模擬，模擬步驟為：

(1)A 臺(tái)階先開(kāi)挖A1 導(dǎo)坑，后開(kāi)挖A2 導(dǎo)坑，A2 導(dǎo)坑滯后A1 導(dǎo)坑5 m，緊接著進(jìn)行初期支護(hù)，并施做臨時(shí)支撐。待A 臺(tái)階初期支護(hù)進(jìn)行5 m后，及時(shí)支模澆筑二次襯砌混凝土。

(2)B 臺(tái)階與A 臺(tái)階縱向間隔20 m 開(kāi)挖。先開(kāi)挖對(duì)稱左、右兩個(gè)側(cè)導(dǎo)坑B1，然后開(kāi)挖中導(dǎo)坑B2，中導(dǎo)坑B2 與左、右兩側(cè)導(dǎo)坑B1 之間保持5 m步距，錯(cuò)位進(jìn)行開(kāi)挖。

(3)C 臺(tái)階與B 臺(tái)階縱向間隔15 m 開(kāi)挖，其余步驟與B 臺(tái)階相同。

(4)D 臺(tái)階與C 臺(tái)階縱向間隔15 m 開(kāi)挖，其余步驟與B 臺(tái)階相同。

(5)E 臺(tái)階與D 臺(tái)階縱向間隔15 m 開(kāi)挖，其余步驟與B 臺(tái)階相同。

(6)待E 臺(tái)階二次襯砌完成后，開(kāi)始自下而上依次拆除臨時(shí)支撐并施作主體結(jié)構(gòu)( 仰拱、側(cè)墻、中板、拱頂) 。

開(kāi)挖示意圖及測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)圖4。

3.3 實(shí)測(cè)驗(yàn)證

圖4 開(kāi)挖示意圖

因隧道施工工序復(fù)雜，步驟較多，故選取其中一個(gè)監(jiān)測(cè)斷面(K2+410)，在各臺(tái)階二襯施作完成后模擬的拱頂沉降、水平凈空收斂與相應(yīng)實(shí)測(cè)值[20]進(jìn)行對(duì)比。圖5 為K2+410 監(jiān)測(cè)斷面1、2、3 號(hào)拱頂沉降對(duì)比結(jié)果，表3 為該斷面隧道(A-E 測(cè)點(diǎn))水平收斂對(duì)比結(jié)果。

由圖5 可見(jiàn)，1 號(hào)、2 號(hào)、3 號(hào)點(diǎn)的拱頂沉降模擬值和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)變化趨勢(shì)基本一致，1 號(hào)點(diǎn)最大誤差2.06 mm，2 號(hào)點(diǎn)最大誤差2.42 mm，3 號(hào)點(diǎn)最大誤差2.13 mm。表3 表明，模擬值與實(shí)測(cè)值相對(duì)誤差較小，隧道水平收斂隨著臺(tái)階的開(kāi)挖收斂值基本上呈現(xiàn)一個(gè)遞增的趨勢(shì)，最大收斂值出現(xiàn)在第5 臺(tái)階。綜上說(shuō)明，該模型與實(shí)測(cè)結(jié)果相符。

4 拱頂沉降及隧道水平凈空收斂影響因素分析

采用有限元強(qiáng)度折減法進(jìn)行拱頂沉降的敏感性分析，研究?jī)鼋Y(jié)壁土體彈性模量、臨時(shí)支撐彈性模量、黏聚力、內(nèi)摩擦角4 個(gè)因素對(duì)隧道開(kāi)挖時(shí)拱頂沉降的影響。假定各參數(shù)之間相互獨(dú)立，在其他參數(shù)不變的情況下，對(duì)其中1 個(gè)參數(shù)分別折減15%、30%、45%，折減方案為：

(1)凍結(jié)壁土體彈性模量分別折減為127.5 MPa，105 MPa，82.5 MPa；

圖5 拱頂測(cè)點(diǎn)沉降圖

表3 水平收斂實(shí)測(cè)值與模擬值對(duì)比結(jié)果

(2)臨時(shí)支撐彈性模量分別折減為178.5 GPa，147 GPa，115.5 GPa；

(3)黏聚力分別折減為13.6 kPa，11.2 kPa，8.8 kPa；

(4)內(nèi)摩擦角分別折減為8.5 °，7 °，5.5 °。

拱頂沉降和水平收斂能夠直觀地反映出隧道的穩(wěn)定性，且2 號(hào)測(cè)點(diǎn)拱頂沉降和5 臺(tái)階隧道水平收斂最大，故將其值作為評(píng)判隧道穩(wěn)定性的依據(jù)。

4.1 凍結(jié)壁彈性模量

分析圖6 可知，拱頂沉降曲線分為3 個(gè)階段：第1 個(gè)階段為1 臺(tái)階開(kāi)挖階段，該階段圍巖狀態(tài)不穩(wěn)定，拱頂沉降明顯；第2 階段為2-5 臺(tái)階開(kāi)挖階段，該階段施工前1 臺(tái)階的二襯施工完畢，拱頂下沉趨勢(shì)明顯減緩，隨著各臺(tái)階襯砌依次成型，拱頂沉降趨于穩(wěn)定；3 階段為臨時(shí)支撐拆除和主體結(jié)構(gòu)施工階段，因換撐引起的拱頂沉降較大，其后隨著主體結(jié)構(gòu)逐漸合攏，拱頂沉降趨于穩(wěn)定。

圖6 還反映出主體結(jié)構(gòu)施工完成后不同凍結(jié)壁彈性模量對(duì)應(yīng)的拱頂沉降。當(dāng)凍結(jié)壁彈性模量為150、127.5、105、82.5 MPa 時(shí)，拱頂最終拱頂沉降分別為8.42、9.67、11.22、13.20 mm。結(jié)果表明拱頂沉降隨凍結(jié)壁彈性模量的減小而增大，隨凍結(jié)壁彈性模量分別減小15%，30%，45% 相應(yīng)的拱頂沉降分別增大14.86%，33.27%，56.77%，凍結(jié)壁彈性模量對(duì)拱頂沉降影響較為明顯。

圖6 凍結(jié)壁彈性模量與拱頂沉降關(guān)系圖

表4 為凍結(jié)壁彈性模量與隧道水平凈空收斂之間的關(guān)系，由表4 可見(jiàn)，隧道水平凈空收斂隨著凍結(jié)壁彈性模量減小而增大，隨著凍結(jié)壁彈性模量分別減小15%，30%，45% 相應(yīng)的隧道水平凈空收斂分別增大5.1%，11.1%，19.69%，凍結(jié)壁彈性模量對(duì)隧道水平凈空收斂值影響較大。

綜上可見(jiàn)，雖然在設(shè)計(jì)時(shí)只將凍結(jié)壁作為隔水結(jié)構(gòu)，不考慮其承受外荷載，但作為管幕凍結(jié)法隔水結(jié)構(gòu)的凍結(jié)壁與管幕支護(hù)形成了協(xié)同支撐體系，承擔(dān)了部分外荷載。

表4 凍結(jié)壁彈性模量與隧道水平凈空收斂關(guān)系

4.2 臨時(shí)支撐剛度

圖7 反映了臨時(shí)支撐彈性模量與拱頂沉降關(guān)系，其沉降趨勢(shì)與圖6 類(lèi)似。從圖7 可以看出主體結(jié)構(gòu)施工完成后不同臨時(shí)支撐剛度對(duì)應(yīng)的拱頂沉降。當(dāng)臨時(shí)支撐彈性模量為210、178.5、147、115.5 GPa時(shí)，對(duì)應(yīng)的拱頂沉降為8.42、8.48、8.56、8.60 mm。結(jié)果表明拱頂沉降隨著臨時(shí)支撐彈性模量的減小而增大，隨著臨時(shí)支撐彈性模量分別減小15%，30%，45% 相應(yīng)的拱頂沉降分別增大0.75%，1.62%，2.13%，臨時(shí)支撐彈性模量對(duì)拱頂沉降影響較小。

圖7 臨時(shí)支撐彈性模量與拱頂沉降關(guān)系圖

表5 為臨時(shí)支撐彈性模量與隧道水平凈空收斂之間的關(guān)系，由表5 可見(jiàn)，隧道水平凈空收斂隨著臨時(shí)支撐彈性模量減小而增大，隨著臨時(shí)支撐彈性模量分別減小15%，30%，45% 相應(yīng)的隧道水平凈空收斂分別增大1.57%，3.23%，5.20%，臨時(shí)支撐彈性模量對(duì)隧道水平凈空收斂值影響較小。

表5 臨時(shí)支撐彈性模量與隧道水平凈空收斂關(guān)系

4.3 圍巖黏聚力

圖8 反映了圍巖黏聚力與拱頂沉降關(guān)系，其沉降趨勢(shì)與圖6 類(lèi)似，從圖8 可以看出主體結(jié)構(gòu)施工完成后不同圍巖粘聚力對(duì)應(yīng)的拱頂沉降。當(dāng)圍巖黏聚力為16、13.6、11.2、8.8 kPa 時(shí)，對(duì)應(yīng)的最大拱頂沉降為8.42、8.73、9.07、9.38 mm。結(jié)果表明拱頂沉降隨著黏聚力的減小而增大，隨著圍巖黏聚力分別減少15%，30%，45% 相應(yīng)的拱頂沉降分別增大3.72%，7.71%，11.39%，圍巖黏聚力對(duì)拱頂沉降影響較小。

圖8 圍巖黏聚力與拱頂沉降關(guān)系圖

表6 反映了圍巖黏聚力與隧道水平凈空收斂之間的關(guān)系，從表6 可以看出，隧道水平凈空收斂隨著圍巖黏聚力減小而增大，隨著圍巖黏聚力分別減小15%，30%，45% 相應(yīng)的隧道水平凈空收斂分別增大1.42%，2.68%，4.17%，圍巖黏聚力對(duì)隧道水平凈空收斂值影響較小。

表6 圍巖黏聚力與隧道水平凈空收斂關(guān)系

4.4 圍巖內(nèi)摩擦角

圖9 反映了圍巖內(nèi)摩擦角與拱頂沉降關(guān)系，其沉降趨勢(shì)與圖6 類(lèi)似，從圖9 可以看出主體結(jié)構(gòu)施工完成后不同圍巖內(nèi)摩擦角對(duì)應(yīng)的拱頂沉降。當(dāng)圍巖內(nèi)摩擦角為10、8.5、7、5.5 °時(shí)，對(duì)應(yīng)的最大拱頂沉降為8.42、8.7、8.97、9.20 mm，結(jié)果表明拱頂沉降隨著圍巖內(nèi)摩擦角的減小而增大，隨著圍巖內(nèi)摩擦角分別減少15%，30%，45% 相應(yīng)的拱頂沉降分別增大3.26%，6.52%，9.25%，圍巖內(nèi)摩擦角對(duì)拱頂沉降影響較小。

圖9 圍巖內(nèi)摩擦角與拱頂沉降關(guān)系圖

表7 反映了圍巖內(nèi)摩擦角與隧道水平凈空收斂之間的關(guān)系，從表7 可以看出，隧道水平凈空收斂隨著圍巖內(nèi)摩擦角減小而增大，隨著圍巖內(nèi)摩擦角分別減小15%，30%，45% 相應(yīng)的隧道水平凈空收斂分別增大9.84%，19.45%，37.32%，圍巖內(nèi)摩擦角對(duì)隧道水平凈空收斂值影響較大。

表7 圍巖內(nèi)摩擦角與隧道水平凈空收斂關(guān)系

4.5 四種因素的敏感性分析

根據(jù)上述模擬結(jié)果，選取各影響參數(shù)的變化值作為比較矩陣X，相應(yīng)條件下的拱頂沉降Ya和隧道水平凈空收斂Yb作為參考矩陣，分別建立比較矩陣和參考矩陣，計(jì)算拱頂沉降和隧道水平凈空收斂影響因素的灰色關(guān)聯(lián)度。

式中：Δmax= max(Δij)；Δmin = min(Δij)。一般取分辨系數(shù)ξ = 0.5，由式(9)得到灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣：

則由式(10)可得關(guān)聯(lián)度序列為：

Aa=( 0.7090,0.6856,0.6982,0.6971)T，

Ab=( 0.6542,0.6466,0.6499,0.6697)T。

最后得到的拱頂沉降影響因素灰色關(guān)聯(lián)度排序?yàn)椋簝鼋Y(jié)壁彈性模量＞圍巖黏聚力＞圍巖內(nèi)摩擦角＞臨時(shí)支撐彈性模量；隧道水平凈空收斂影響因素的敏感性灰色關(guān)聯(lián)度排序?yàn)椋簢鷰r內(nèi)摩擦角＞凍結(jié)壁彈性模量＞圍巖黏聚力＞臨時(shí)支撐彈性模量。

5 結(jié)論

數(shù)值模擬拱北隧道開(kāi)挖施工各階段變形規(guī)律，運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)度分析法，分析主要地質(zhì)和工程因素對(duì)維護(hù)凍結(jié)期內(nèi)隧道拱頂沉降和水平凈空收斂的影響，得到以下主要結(jié)論。

(1)以管幕凍結(jié)法大斷面淺埋暗挖的拱北隧道為背景，通過(guò)MIDAS GTS 有限元軟件建立三維模型計(jì)算的拱頂沉降和隧道水平凈空收斂值與實(shí)測(cè)值基本吻合，從而驗(yàn)證了數(shù)值模擬結(jié)果。

(2)采用灰色關(guān)聯(lián)度法分析表明，拱頂沉降影響因素排序如下：凍結(jié)壁彈性模量＞圍巖黏聚力＞圍巖內(nèi)摩擦角＞臨時(shí)支撐彈性模量。

(3)隧道水平凈空收斂影響因素排序?yàn)椋簢鷰r內(nèi)摩擦角＞凍結(jié)壁彈性模量＞圍巖黏聚力＞臨時(shí)支撐彈性模量。

(4)凍結(jié)壁彈性模量對(duì)隧道變形有較大影響，表明作為管幕凍結(jié)法隔水結(jié)構(gòu)的凍結(jié)壁與管幕支護(hù)形成了協(xié)同支撐體系，承擔(dān)了部分外荷載。