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随着公路隧道工程向着更大、更长、更深方向发展,隧道内通风困难的问题日益显现,采用竖井通风是目前隧道工程中常用的通风方式之一,其施工方案受隧址区水文地质条件、竖井直径及开挖深度等诸多因素影响,因此在不同地质与工程条件下,竖井工程所采用的施工方案也不尽相同。本文依托荣乌高速河北段营尔岭隧道排烟竖井工程,采用岩土通用有限元分析软件Midas GTS NX,建立三维竖井模型模拟营尔岭隧道排烟竖井的施工过程,结合现场实际勘察数据,基于模拟结果分析其施工方案的适用性及安全性;并为类似地质与工程条件下的竖井工程提供一定的参考价值。主要研究内容及所得结论如下:(1)对营尔岭隧道排烟竖井的实际施工方案进行数值模拟,并基于模拟结果对施工过程中竖井围岩和初期支护的稳定性进行评价。结果表明:竖井底部与连接横洞交界处围岩应力集中现象明显,易出现塑性区,施工时应适当加强该处支护强度;在竖井的开挖过程中,竖井周边围岩的最大竖向位移及水平位移均在围岩位移常规控制标准范围内;竖井井身段围岩应力与开挖深度呈正相关变化,但其最大应力值低于围岩单轴抗压强度;竖井初期支护在围岩等级变更处会出现明显的应力集中现象,在施工过程中应适当加强该处支护强度。综合以上分析,营尔岭隧道排烟竖井施工方案适用于其地质条件下的竖井施工并具有一定的安全性。(2)以营尔岭隧道排烟竖井的施工方案为基础,应用控制变量法,选取竖井开挖直径和深度两个变量,研究营尔岭隧道排烟竖井施工方案在不同工况下的适用性。当控制变量为竖井直径时,选取了竖井直径分别为5m、7.5m和10m的三种情况,采用对比分析的方法研究了施工过程中竖井围岩和初期支护的稳定性,分析结果表明:营尔岭隧道排烟竖井施工方案在类似地质条件下,当竖井开挖深度小于100m,可以适用于直径7.5m以内的竖井工程;当控制变量为竖井开挖深度时,选取了竖井深度分别为100m、300m和500m的三种情况,采用对比分析的方法研究了施工过程中竖井围岩和初期支护的稳定性,结果表明:营尔岭隧道排烟竖井施工方案在类似地质条件下,当竖井直径小于5m,可以适用于开挖深度300m以内的竖井工程。