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温倚嘉¹ ,  乔慧婷² ,  张   强³ ,  甘    斌³

( 1 .  深圳供电局有限公司 ，深圳 518000 ;  2.  中国南方电网有限责任公司电力建设定额站 ，广州 510000 ;

3 .  深圳供电规划设计院有限公司 ，深圳 518054)

摘   要： 明挖隧道支护结构选型与参数优化常面临安全 、经济 、技术与环境多目标协同的难题 ，传统决策方法在Ⅳ~ Ⅴ级围岩 、埋深 8 ~ 15 m 的复杂工程条件下适用性不足。为此 ， 以某地下交通联络隧道为背景 ，构建涵盖上述四维目标的多目标决策体系 ，系统对比土钉墙＋ 喷射混凝土 、排桩＋ 内支撑及地下连续墙三类支护方案的应力与变形性能。结果表明： 地下连续墙方案综合性能最优 ，稳定阶段拱顶应力为 6. 2 MPa 、拱腰收敛5. 9 mm 、地表沉降 8. 3 mm ,  较土钉墙方案分别降低 50. 8% 、68. 4% 与 65. 8% ；进一步优化其参数 ，将墙厚增至650 mm 、混凝土强度提高至 C35 后 ，拱顶沉降为 7. 3  mm 、拱腰应力为 6. 6  MPa ,  较优化前分别下降 12. 0% 与

8. 3% 。形成 “选型—监测—优化 ” 闭环技术体系 ，为复杂地质条件下明挖隧道支护结构设计提供可靠依据 ，推动工程建造向精细化与科学化发展。

关键词： 明挖隧道 ；支护结构选型 ；多目标决策 ；参数优化 ；变形控制

中图分类号：TU398           文献标志码：A           文章编号： 1005- 8249   (2026)  02- 0128- 07

DOI:10. 19860/j.cnki.issn1005 - 8249.2026.02.020

 

Research on Selection and Parameter Optimization of Support Structures for Cut and Cover Tunnels

WEN Yijia 1  ,  QIAO Huiting 2 ,  ZHANG Qiang 3  ,  GAN Bin 3

( 1 . Shenzhen Power Supply Bureau Co . ,   Ltd. ,   Shenzhen 518000 ,   China;

2. China Southern Power Grid Co . ,   Ltd. ,   Power Construction Quota Station ,   Guangzhou 510000 ,   China;

3 . Shenzhen Power Supply Planning and Design Institute Co . ,   Ltd. ,   Shenzhen 518054 ,   China)

Abstract :  The selection and parameter optimization of support structures for open cut tunnels often face the challenge of multi - objective coordination between safety ,   economy ,   technology ,   and  environment.    Traditional  decision - making  methods  are  not suitable for complex engineering conditions  with  IV - V  surrounding  rock  and  burial  depths  of 8 -  15  meters .    Therefore ,   this article takes a underground transportation connection tunnel as the background ,   constructs a multi - objective  decision - making system covering the above four - dimensional objectives ,   and  systematically compares the  stress and deformation performance of three types of support schemes :   soil nail wall + shotcrete ,   row  pile + internal  support ,   and  underground  continuous  wall.   The results showed that the underground continuous wall  scheme had the best comprehensive performance ,   with  a  stable  stage  arch crown stress of 6. 2  MPa ,   arch  waist convergence of  5. 9   mm ,   and surface settlement of  8. 3   mm ,   which were reduced by 50. 8% ,  68. 4% ,   and   65. 8%   respectively   compared   to   the   soil   nail   wall   scheme;    Further  optimizing  its   parameters , increasing the wall thickness to 650 mm and the concrete strength to C35 ,   the  arch crown settlement was 7. 3  mm  and  the  archwaist stress  was  6. 6  MPa ,   which decreased by 12. 0%   and  8. 3%   respectively compared to before optimization.    This study forms a closed - loop  technical system of "  selection monitoring optimization " ,   providing reliable  basis for the design of support structures for open cut tunnels under complex geological conditions ,   and  promoting the development of engineering construction towards refinement and scientificity.

Key words :   open  -  cut   tunnel;   support   structure  selection;   multi  -  objective   decision   making;   parameter  optimization; deformation control

作者简介：温倚嘉  (1990—) ,   女 ，硕士 ，工程师 ，研究方向： 电力工程建设管理。通信作者： 张   强  (1983—) ,  男 ，本科 ，高级工程师 ，研究方向： 电力工程设计。

收稿日期：2025 - 1 1 - 27