高寒高海拔地區(qū)長(zhǎng)大隧道溫度場(chǎng)測(cè)試與二襯結(jié)構(gòu)應(yīng)力場(chǎng)耦合分析

陳華鑫， 黃慶慶， 何 銳， 薛 成， 白永厚

(1. 長(zhǎng)安大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院， 陜西 西安 710061;2. 西安市市政設(shè)施管理中心， 陜西 西安 710016;3. 中交第二公路工程局有限公司， 陜西 西安 710065)

隨著我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施快速發(fā)展，其建設(shè)重心正向西部地區(qū)轉(zhuǎn)移，其中高海拔隧道越來(lái)越多，然而復(fù)雜的氣候環(huán)境導(dǎo)致了一系列病害，例如，隧道的凍脹開(kāi)裂、襯砌混凝土剝落、掛冰泛水等.國(guó)內(nèi)外學(xué)者通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)隧道溫度場(chǎng)變化規(guī)律，利用有限元軟件模擬隧道受力及變形，對(duì)寒區(qū)隧道溫度場(chǎng)展開(kāi)了研究.李彬嘉等[1]、C. COMINI等[2]通過(guò)完善相變熱傳導(dǎo)溫度場(chǎng)的數(shù)值求解方法，建立了隧道有限元模型，研究了冰-水相變對(duì)寒區(qū)隧道動(dòng)態(tài)溫度場(chǎng)的影響.JUN K. J.等[3]、ZENG Y. H.等[4]采用變量控制法，通過(guò)控制風(fēng)速、風(fēng)溫、時(shí)間、距離及有無(wú)保溫層，探究了隧道洞內(nèi)及圍巖的溫度變化規(guī)律.南方地區(qū)隧道多富水，溫度場(chǎng)的研究必須考慮滲流場(chǎng)的耦合非線性問(wèn)題，隧道的主要病害集中在滲漏水.北方寒區(qū)隧道凍脹問(wèn)題顯著，很多學(xué)者通過(guò)建立寒區(qū)隧道溫度場(chǎng)計(jì)算模型，對(duì)凍結(jié)的深度和隧道保溫層的厚度進(jìn)行研究.在西部高海拔地區(qū)，由于特殊的地理環(huán)境，導(dǎo)致年溫差和晝夜溫差較大，加之隧道二襯結(jié)構(gòu)屬于超靜定結(jié)構(gòu)，溫差作用使二襯內(nèi)部產(chǎn)生溫度應(yīng)力，尤其造成隧道洞口段二襯結(jié)構(gòu)開(kāi)裂明顯[5-7].現(xiàn)有研究多關(guān)注平原地區(qū)隧道溫度場(chǎng)模型的建立，且所依托的隧道大多數(shù)屬于短小隧道，而對(duì)于高寒高海拔地區(qū)長(zhǎng)大隧道溫度場(chǎng)與二襯結(jié)構(gòu)應(yīng)力場(chǎng)研究相對(duì)較少.

為此，以西藏地區(qū)某長(zhǎng)大隧道為依托，選取典型斷面展開(kāi)溫度場(chǎng)研究，運(yùn)用有限元軟件，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)溫度場(chǎng)數(shù)據(jù)對(duì)隧道二襯結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬，探討大溫差環(huán)境下隧道二襯結(jié)構(gòu)的變形，以及應(yīng)力分布特點(diǎn)，量化二襯結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破壞時(shí)的溫度應(yīng)力占比，以期為高海拔大溫差環(huán)境下隧道建設(shè)提供理論依據(jù)和參考.

1 隧道溫度場(chǎng)測(cè)試內(nèi)容

1.1 工程概況

隧道位于西藏自治區(qū)，隧址區(qū)海拔4 400 m.隧址區(qū)內(nèi)氣候干燥、缺氧、溫差大、日照充足，根據(jù)達(dá)孜氣象站2018年全年觀測(cè)數(shù)據(jù)資料，月極端最高氣溫27 ℃，月極端最低氣溫-15 ℃，全年最大溫差42 ℃.隧道系左右分離式雙洞隧道，兩洞相距20.0～37.0 m，隧道全長(zhǎng)12.8 km，未貫通.進(jìn)口淺埋5.5 m，單洞開(kāi)挖斷面面積81.4 m2.主洞洞身圍巖級(jí)別：III級(jí)占30%，IV級(jí)占60%，V級(jí)占10%.

1.2 測(cè)試項(xiàng)目與設(shè)備

測(cè)試儀器包括溫度計(jì)(-50～50 ℃)、YTTYJ20A型振弦式土壓力盒、測(cè)溫探頭、數(shù)顯儀等.YTTYJ20A型振弦式土壓力盒量程為2.00 MPa，靈敏度為0.01 MPa.

1.3 測(cè)試斷面布置

隧道中選取9個(gè)測(cè)試斷面.由于隧道洞口段溫度場(chǎng)的變化較洞內(nèi)更為復(fù)雜，洞內(nèi)縱深溫度場(chǎng)趨于穩(wěn)定，因此洞口段測(cè)點(diǎn)較密集，洞內(nèi)逐漸增大測(cè)試間距，分別在洞外50 m及洞內(nèi)5、20、50、100、300、500、1 000和1 600 m處布設(shè)測(cè)溫計(jì)，編號(hào)依次為①、②、…、⑨.

在②、⑥、⑦和⑧斷面進(jìn)行隧道圍巖溫度的監(jiān)測(cè)，隧道初期支護(hù)完工后，立即打孔埋設(shè).測(cè)溫探頭布置在隧道截面的拱頂、邊墻和拱腰部位，探頭每隔0.6 m設(shè)置一個(gè)，延伸至圍巖深度3.0 m處，每個(gè)斷面設(shè)置25個(gè)測(cè)溫探頭.

在②、⑧斷面對(duì)二襯結(jié)構(gòu)的接觸壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)，每個(gè)斷面布設(shè)5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在二次襯砌澆筑之前，由拱頂開(kāi)始每隔30°布置一個(gè)測(cè)試元件.

壓力盒數(shù)據(jù)通過(guò)頻率讀數(shù)儀進(jìn)行采集并保存，可通過(guò)USB接口導(dǎo)入到電腦中進(jìn)行處理.接觸壓力計(jì)算公式為

F=K(f2-f02)，

(1)

式中：F為接觸壓力，MPa；K為測(cè)試元件標(biāo)定系數(shù)，MPa·Hz-2；f為實(shí)測(cè)頻率，Hz；f0為儀器測(cè)得初始頻率，Hz.

2 隧道溫度場(chǎng)分布規(guī)律

2.1 隧址區(qū)全年空氣溫度變化規(guī)律

圖1、2分別為該隧道所在地2018年全年的日均氣溫與日溫差變化規(guī)律曲線.

圖1 全年日均氣溫變化規(guī)律

由圖1可知：溫度變化趨勢(shì)為正弦曲線，溫度曲線隨著測(cè)試天數(shù)的增加呈先上升后下降的趨勢(shì)；最高日均溫度為6～7月，最低為1～2月.隧址區(qū)全年日均最高氣溫達(dá)到20.0 ℃，最低氣溫為-5.5 ℃，全年最大日均溫差約為25.0 ℃.

由圖2可知：隧址區(qū)最小日溫差4.7 ℃，最大日溫差為25.3 ℃；最大溫差出現(xiàn)在1～2月，最小溫差出現(xiàn)在7～8月.分析認(rèn)為：隧道位于海拔4 400 m處高原地帶，云層稀薄，1～2月溫度下降明顯，白天接受太陽(yáng)照射強(qiáng)度較大，地面升溫較快，因此溫差比較大；在7～8月，整體氣溫較高，夜晚溫度散失較少，因此溫差較小.為了探究大溫差環(huán)境對(duì)于隧道內(nèi)溫度場(chǎng)及二襯結(jié)構(gòu)的影響，結(jié)合該地區(qū)溫差變化規(guī)律，試驗(yàn)選擇在溫差最大的1～2月進(jìn)行.

圖2 全年日溫差變化規(guī)律

2.2 隧道內(nèi)溫度變化規(guī)律

在隧道洞口、⑥、⑦、⑧號(hào)斷面布設(shè)測(cè)溫計(jì)，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)洞內(nèi)各斷面24 h的溫度變化.初測(cè)時(shí)間為凌晨5點(diǎn)，24 h后得到不同斷面溫度變化規(guī)律曲線如圖3所示.

圖3 各斷面24 h空氣溫度變化規(guī)律

圖3可知：隧道各斷面溫度變化曲線接近正弦函數(shù)，隨著入洞深度的增加，溫度變化幅度逐漸減小，洞口最大溫差為11.0 ℃，⑧號(hào)斷面最大溫差為4.9 ℃.平原地區(qū)溫度峰值出現(xiàn)在下午2點(diǎn)左右，溫度最低值出現(xiàn)在上午7點(diǎn)左右.在高原地區(qū)實(shí)測(cè)一天中溫度峰值出現(xiàn)在上午10點(diǎn)左右，溫度最低值出現(xiàn)在0點(diǎn)左右.因?yàn)楫?dāng)?shù)卦茖酉”。孛鏌崃可⑹л^快，當(dāng)陽(yáng)光直射時(shí)，空氣溫度在短時(shí)間內(nèi)升至最高；當(dāng)沒(méi)有陽(yáng)光照射時(shí)，氣溫急劇下降，表現(xiàn)出相比于平原地區(qū)溫度峰值向后推移的規(guī)律.而隧洞內(nèi)是一個(gè)相對(duì)密閉的環(huán)境，氣溫受到外界環(huán)境的影響較小，溫度變化趨勢(shì)與外界相同，但幅值隨著入洞深度的增加而減小.

在隧道內(nèi)各個(gè)斷面布設(shè)測(cè)溫計(jì)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各時(shí)刻溫度隨隧道深度的變化規(guī)律，現(xiàn)場(chǎng)選取6個(gè)樣本進(jìn)行研究，洞內(nèi)溫度變化規(guī)律如圖4所示.

圖4 洞內(nèi)溫度變化規(guī)律

由圖4可知：隧道溫度在距離洞口為0～100 m時(shí)上升最快，且在100 m處達(dá)到峰值，在100～300 m時(shí)出現(xiàn)下降趨勢(shì)，300～1 600 m時(shí)溫度持續(xù)上升，并趨于穩(wěn)定；整體溫度變化范圍為-10～17 ℃，中部溫度基本穩(wěn)定在10～17 ℃.因?yàn)榄h(huán)境氣溫不斷變化，洞口段產(chǎn)生對(duì)流，所以溫度變化較快；在隧洞200 m處，設(shè)置有橫通道，增加了左右洞空氣的對(duì)流作用，因此在200 m左右溫度出現(xiàn)下降趨勢(shì)；洞深處空氣幾乎不與外界產(chǎn)生對(duì)流和熱交換，受地?zé)嵊绊懀_(dá)到一定的入洞深度后，溫度持續(xù)升高，并趨于穩(wěn)定.

2.3 隧道內(nèi)圍巖溫度變化規(guī)律

選取4個(gè)測(cè)試斷面對(duì)隧道圍巖溫度進(jìn)行研究，圍巖溫度變化規(guī)律如圖5所示.

圖5 圍巖溫度變化規(guī)律

由圖5可知：隨測(cè)試深度的增加，溫度在圍巖內(nèi)呈現(xiàn)非線性上升的趨勢(shì)；隨著入洞深度增加，越靠近洞口的斷面溫度變化越明顯.由于洞口圍巖受環(huán)境影響較大，達(dá)到一定測(cè)試深度后，溫度上升明顯.而隨著洞深的增加，地?zé)釋?duì)圍巖溫度變化的影響越來(lái)越大，在一定測(cè)試深度內(nèi)圍巖溫度緩慢上升，并趨于穩(wěn)定.

2.4 隧道內(nèi)斷面溫度變化規(guī)律

同一隧道截面各部位的溫度也會(huì)有所差異，這種變化會(huì)使二襯結(jié)構(gòu)的內(nèi)力更加復(fù)雜化.選取4個(gè)典型斷面對(duì)二襯結(jié)構(gòu)各部位進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)圖6.

圖6 隧道斷面溫度變化規(guī)律

由圖6可知：隧道②號(hào)斷面各部位溫度變化由大至小依次為拱頂、路面和邊墻，⑥、⑦和⑧斷面各部位溫度變化由大至小依次為路面、拱頂和邊墻；②號(hào)斷面路面溫度比拱頂?shù)?.9 ℃，⑥、⑦和⑧號(hào)斷面路面溫度高于拱頂0.1～0.3 ℃，對(duì)于所有的截面拱頂溫度均高于兩側(cè)邊墻.究其原因如下：對(duì)于路面溫度，②號(hào)斷面受外界環(huán)境影響較大，氣溫升高時(shí)，路面首先解凍吸熱，從而導(dǎo)致路面溫度較拱頂?shù)?；⑥、⑦和⑧?hào)斷面中，由于水蒸氣凝結(jié)于拱頂，造成拱頂溫度略低于路面；兩側(cè)邊墻的溫度均小于拱頂與路面，這主要是由于隧道中下部空氣流動(dòng)方向與上部相反，在隧道截面中部存在復(fù)雜的對(duì)流作用，加劇了隧道邊墻的熱量散失.

3 隧道溫度場(chǎng)模擬與分析

3.1 本構(gòu)模型及基本假定

Drucker-Prager屈服準(zhǔn)則是對(duì)Mohr-Coulomb準(zhǔn)則的近似，它修正了Von Mises屈服準(zhǔn)則.其屈服面并不隨著材料逐漸屈服而發(fā)生改變，因此沒(méi)有強(qiáng)化準(zhǔn)則，塑性行為被假定為理想彈塑性.假定二襯結(jié)構(gòu)外側(cè)接觸面與初支完全貼合，初支產(chǎn)生的接觸壓力垂直作用于結(jié)構(gòu)表面，二襯混凝土材質(zhì)均勻，各向同性，混凝土為理想材質(zhì).底部設(shè)置仰拱，仰拱在模型中僅起到二襯結(jié)構(gòu)邊界固定的作用，并不在溫度及受力計(jì)算范圍內(nèi)，二襯結(jié)構(gòu)內(nèi)外側(cè)均為自由邊界狀態(tài).考慮其重力效應(yīng)、接觸壓力和溫度效應(yīng)的影響，利用包含內(nèi)變量的屈服準(zhǔn)則描述混凝土材料的硬化和軟化，通過(guò)在硬化參量的表達(dá)式中的溫度變量來(lái)反映溫度的影響[8-9].基于Drucker-Prager強(qiáng)度準(zhǔn)則，構(gòu)造如下的屈服函數(shù)：

(2)

(3)

(4)

式中：a1和a2為溫度軟化因子，表征高溫條件下混凝土材料力學(xué)性質(zhì)的弱化，其表達(dá)式為

(5)

(6)

式中：f′為常溫下混凝土抗壓強(qiáng)度;t0為初始溫度.

3.2 模型構(gòu)建及網(wǎng)格劃分

隧道截面特征較為明顯，構(gòu)建模型時(shí)假定沿縱向?yàn)闊o(wú)限延伸的狀態(tài)，根據(jù)各斷面溫差及各部位接觸壓力的不同，模擬該斷面受力及變形情況.二襯結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建如圖7所示.

圖7 二襯結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建

根據(jù)實(shí)際條件對(duì)模型施加約束均如圖7a所示，二襯結(jié)構(gòu)圍巖側(cè)不同部位施加接觸壓力，結(jié)構(gòu)內(nèi)外側(cè)設(shè)置不同溫度.采用有限元法進(jìn)行荷載應(yīng)力分析時(shí)，模型尺寸越接近工程實(shí)際情況，網(wǎng)格劃分越細(xì)，則計(jì)算結(jié)果與實(shí)際的相關(guān)程度越高[10].本研究中選取的模型尺寸如下：長(zhǎng)度為30 m，凈寬為10 m，凈高為5 m，開(kāi)挖面積為81 m2，二襯厚度為40 cm.模型單元采用C3D10(十結(jié)點(diǎn)二次四面體單元)進(jìn)行網(wǎng)格劃分如圖7b所示.通過(guò)對(duì)不同模型長(zhǎng)度進(jìn)行收斂性分析，驗(yàn)證模型收斂性分析結(jié)果的可靠性，模型長(zhǎng)度為10、30、50、70和100 m的溫度應(yīng)力分別為3.669、3.671、3.679、3.702和3.733 MPa.由此可見(jiàn)，在一定的洞深范圍內(nèi)，溫度應(yīng)力誤差能夠控制在2%以?xún)?nèi)，因此認(rèn)為本模型完全能夠達(dá)到工程應(yīng)用的精度要求.

3.3 參數(shù)及數(shù)據(jù)分析

C40混凝土本構(gòu)模型參數(shù)如表1所示，表中ρ為密度，E為楊氏模量，ν為泊松比.②和⑧號(hào)斷面二襯結(jié)構(gòu)各部位測(cè)試的溫度如表2所示，表內(nèi)數(shù)據(jù)為一天內(nèi)二襯結(jié)構(gòu)內(nèi)、外側(cè)溫度最大差值，并非同一時(shí)刻的溫差.②和⑧號(hào)斷面二襯結(jié)構(gòu)與初支之間的接觸壓力測(cè)試結(jié)果如表3所示，本研究中主要計(jì)算二襯結(jié)構(gòu)自身的溫度效應(yīng)，二襯結(jié)構(gòu)與初支之間的接觸壓力是圍巖和初支作用于二襯結(jié)構(gòu)的作用力，其溫度效應(yīng)遠(yuǎn)小于二襯結(jié)構(gòu)本身，因此接觸壓力采用定值.

表1 C40混凝土本構(gòu)模型參數(shù)

表2 圍巖側(cè)和洞內(nèi)側(cè)的溫度 ℃

表3 二次襯砌結(jié)構(gòu)接觸壓力 kPa

3.4 模擬結(jié)果與分析

熱傳導(dǎo)計(jì)算原理由Fourier定律給出，即由于溫度梯度引起一個(gè)物體不同部分之間內(nèi)能交換.根據(jù)熱傳導(dǎo)Fourier定律，熱流密度公式為

(7)

式中：q″是熱流密度，W·m-2；k是導(dǎo)熱系數(shù)，W·(m·℃)-1.對(duì)②號(hào)斷面建立溫度分布模型見(jiàn)圖8.

圖8 二襯結(jié)構(gòu)內(nèi)溫度分布云圖

由圖8可知，溫度在二襯結(jié)構(gòu)中呈梯度分布，圍巖側(cè)溫度最高為5 ℃，內(nèi)側(cè)溫度最低為-10 ℃，此時(shí)二襯結(jié)構(gòu)內(nèi)、外側(cè)最大溫差為15 ℃.②和⑧號(hào)二襯結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的溫度應(yīng)力及變形情況分別見(jiàn)圖9、10.

圖9 ②號(hào)二襯結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力云圖

圖10 ⑧號(hào)二襯結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力云圖

由圖9和10可知：當(dāng)二襯結(jié)構(gòu)內(nèi)、外側(cè)產(chǎn)生溫差時(shí)，在結(jié)構(gòu)內(nèi)部會(huì)受到溫度應(yīng)力的影響，使二襯結(jié)構(gòu)內(nèi)、外側(cè)產(chǎn)生變形；②號(hào)斷面受溫差影響最大，最大溫度應(yīng)力σt1=3.67×103kPa，⑧號(hào)斷面最大溫度應(yīng)力σt2=9.79×102kPa，兩斷面在二襯結(jié)構(gòu)外側(cè)均產(chǎn)生膨脹變形，考慮外部約束下及混凝土材料性質(zhì)，結(jié)構(gòu)膨脹變形受到圍巖約束，二襯結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)將出現(xiàn)張拉裂縫.

由于隧道圍巖性質(zhì)及地質(zhì)條件的不同，圍巖壓力并非均勻分布，因而導(dǎo)致作用在二襯結(jié)構(gòu)的接觸壓力產(chǎn)生差異[11]，如表3所示.圖11、12分別是②和⑧號(hào)斷面二襯結(jié)構(gòu)考慮接觸壓力和自重應(yīng)力時(shí)的受力及變形情況.該隧道二襯結(jié)構(gòu)所用C40混凝土的模型參數(shù)以及接觸壓力如表1和3所示，重力加速度g=9.8 m·s-2.

圖11 ②號(hào)二襯結(jié)構(gòu)應(yīng)力云圖

圖12 ⑧號(hào)二襯結(jié)構(gòu)應(yīng)力云圖

由圖11和12可知：②和⑧號(hào)斷面均受到偏壓荷載的影響，②號(hào)最大應(yīng)力σF1=2.93×104kPa，⑧號(hào)最大應(yīng)力為σF2=1.57×104kPa；斷面的襯砌結(jié)構(gòu)受到偏壓荷載的作用向右偏移，最大應(yīng)力均出現(xiàn)在右側(cè)拱腳位置，左側(cè)拱腰均向內(nèi)變形.接觸壓力在洞周不同部位相差較大，總體上應(yīng)力由大至小依次為拱腰、拱頂和邊墻，并表現(xiàn)出向內(nèi)擠壓的特征，受水平構(gòu)造力影響較大.②和⑧號(hào)斷面在溫度應(yīng)力、接觸壓力及自身重力耦合作用下結(jié)構(gòu)的受力以及變形情況如圖13和14所示.

由圖13和14可知：在熱力耦合作用下，二襯結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力均不同程度增大，②號(hào)斷面最大應(yīng)力σ耦1=3.05×104kPa，⑧號(hào)最大應(yīng)力σ耦2=1.57×104kPa；熱力耦合作用下，溫度應(yīng)力對(duì)于隧道變形有一定的緩解作用，但結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力均增大，并且溫差變化越大，結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力變化越大，②號(hào)實(shí)際最大溫度應(yīng)力增大值Δσt1=1.22×103kPa，占總應(yīng)力的4.00%，實(shí)際溫度應(yīng)力占比=(σ耦-σF)/σ耦×100%，⑧號(hào)實(shí)際最大溫度應(yīng)力增大值Δσt2=20 kPa，占總應(yīng)力的0.13%，平均溫差每增大1 ℃，溫度應(yīng)力增大至原來(lái)的2.71倍.GB 50010—2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定C40混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ft=1.71 MPa，而由溫差引起的反復(fù)作用力，占到規(guī)范設(shè)計(jì)值的71.3%，這對(duì)于二襯結(jié)構(gòu)是極為不利的.對(duì)于⑧號(hào)斷面，溫度應(yīng)力占到規(guī)范設(shè)計(jì)值的1.2%，溫差對(duì)于結(jié)構(gòu)變形影響極小.考慮到二襯結(jié)構(gòu)的疲勞破壞，因此當(dāng)溫差≥15 ℃時(shí)，必須對(duì)隧道結(jié)構(gòu)采取防凍保溫措施，結(jié)合高海拔地區(qū)溫差曲線圖(見(jiàn)圖2)，可知3～10月溫差一般小于15 ℃，可正常施工，其余月份溫差多數(shù)超過(guò)該值，應(yīng)當(dāng)及時(shí)采取防凍保溫措施.

圖13 ②號(hào)耦合作用下二襯結(jié)構(gòu)應(yīng)力云圖

圖14 ⑧號(hào)耦合作用下二襯結(jié)構(gòu)應(yīng)力云圖

4 結(jié) 論

1) 隧道的年均氣溫及日均氣溫具有周期性，隨時(shí)間呈正弦曲線變化，全年最大溫差在1～2月，最小溫差在7～8月，沿隧道縱深空氣溫度呈“快速增長(zhǎng)—緩慢增長(zhǎng)—趨于穩(wěn)定”的變化規(guī)律，隧道洞內(nèi)深度超過(guò)1 km以后，其溫度基本保持恒定.

2) 越靠近隧道洞口的斷面溫度變化越明顯，隨著圍巖深度的增加，溫度趨于穩(wěn)定，洞口斷面各部位溫度變化由大至小依次為拱頂、路面和邊墻，而在超過(guò)某一深度后，各部位溫度變化由大至小依次為路面、拱頂和邊墻.

3) 隧道洞口段二襯結(jié)構(gòu)受溫差影響最大，溫差越大，對(duì)隧道二襯結(jié)構(gòu)的破壞越大，當(dāng)日溫差>15 ℃時(shí)，實(shí)際溫度應(yīng)力占二襯結(jié)構(gòu)所受總應(yīng)力的4.00%，由溫差引起的反復(fù)作用力，占到規(guī)范設(shè)計(jì)值的71.3%，這對(duì)于二襯結(jié)構(gòu)是極為不利的.分析認(rèn)為在該地區(qū)3～10月可正常施工，其余月份日溫差較大，最大日溫差達(dá)到25.3 ℃，應(yīng)提前對(duì)二襯結(jié)構(gòu)采取防凍保溫措施.