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隐伏溶洞对隧道开挖稳定性分析(论文).pdf

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·134 · 隐伏溶洞是隧道开挖过程中未揭露出来的溶洞,分布在 隧道开挖轮廓以外,由于隐伏具有一定的隐蔽性,当隧道开 挖接近隐伏溶洞时,无法了解前方地质情况,会使隧道施工 进入该区段后,仅由于没有及时支护或支护强度不够,造成 隧道突发性的破坏,给工程带来极大的挑战 [1–3] 。 经多位学者的研究,目前来看,学者对溶洞处于不同位 置时隧道开挖稳定性的影响研究较少。本文利用FLAC3D数 值分析软件,分别模拟溶洞位于拱顶、拱肩、边墙、拱脚、 拱底5种不同工况下,隧道开挖过程中衬砌受力与变形、溶洞 变形、塑性区体积,分析不同位置下对隧道开挖稳定性的影响。 研究成果可为类似溶洞隧道的设计与施工提供参考。  ?仁? 1.1 B ?? ? 昆明绕城高速东南段杨林隧道为双线分离式双向六车道 公路隧道,隧道左线全长 9 46 2 m ,右线全长9 41 0 m 。隧道正 洞采用三心圆曲墙式断面,主洞拱部半径 8.6 m 。内轮廓净空 宽度15.26 6 m ,轮廓标准断面净空面积 97.9 2 m 2。 1.2 ]Q) ?? 隧道范围内为为强 –全风化,灰白 –灰黑、褐黑色白云 质泥灰岩、泥岩夹页岩、泥质砂岩等,岩石强度低,易软化, 且分布紊乱,大部分为破裂层状结构,层间有软弱填充层, 局部为碎屑状、土状结构等,局部地下水较丰富,透水性强。 1.3 S??? ? 经现场查勘情况绘制了杨林隧道 K19+903 突水点溶洞空 腔分布规律如下。 (1)溶洞空腔 1:位于线路前进方向右侧 K19+892.5~K19+ 899右边墙脚、拱腰、拱顶外侧 3~ 5 m 处,溶洞空腔宽约3~ 5 m , 高约3~ 8 m ,斜向长度约 2 0 m ,坡度约60%,溶洞内有充填物 和松散的渣体,如图 1(a)所示。 (2)溶洞空腔2:位于线路前进方向右侧 K19+877~K19+ 892.5右边墙拱腰外侧约 5~2 2 m 、拱顶初支以上6~ 9 m 处,溶 洞空腔宽约3 1 m ,高约2 0 m ,长约15. 5 m ,溶洞内有充填物和 松散的渣体。右侧有小股状水,如图 1(b)所示。 (3)溶洞空腔3:位于线路前进方向右侧 K19+862~K19+ 877右边墙拱腰外侧,溶洞空腔宽约 3~ 5 m ,高约 3 m ,长约 15 m ,溶洞内有充填物和松散的渣体,如图 1(c)所示。 (4)溶洞空腔4:位于线路前进方向右侧 K19+922~K19+ 896右边墙拱腰外侧约 8~1 5 m 处,溶洞空腔宽约6~ 8 m ,高约 2~3. 5 m ,长 约2 6 m ,溶洞内有充填物和松散的渣体,如图 1(d) 所示。 (5)溶洞空腔5:位于线路前进方向右侧 K19+922~K19+ 935右边墙拱腰外侧约 8~2 8 m 处,溶洞空腔宽约2~3. 5 m ,高 约2~ 3 m ,长 约 3 1 m ,溶洞内有充填物和松散的渣体,如图 1(e) 所示。 (6)溶洞空腔6:位于线路前进方向右侧 K19+922~K19+ 926右边墙拱腰拱顶处,溶洞空腔宽约 2~ 3 m ,高约2. 8 m ,长 约1 6 m ,溶洞内有充填物和松散的渣体,如图 1(f)所示。 (7)溶洞空腔7:位于线路前进方向右侧 K19+922~K20+ 024右边墙拱腰拱顶处,溶洞空腔宽约 8~1 8 m ,高约5~ 8 m , 斜长约15 0 m ,在突水洞室 K0+035掌子面中间围岩有在大股 壮流水,在突水洞室 K0+035洞室进洞左侧约 6 0 m 处有个小水 塘是出水点。除溶洞下游有充填物和松散的渣体。上游全部 是光滑有溶腔岩体,如图 1(g)所示。  坤? ? 2.1 f?? K 采用有限差分软件 FLAC3D进行分析,考虑施工过程中 [摘 要] FFLAC3D ?? (?, ?堵品n t S基 B仑剧 ? ???? ?基" ?, S世冶0??、 1? ? ?r、 B仑 ????0z Yr ? O ; B仑剧 ??Q?$。??听, S基 B仑? ?, S ;剧 ?凹????其助, S ?乙?7众q _ ;基 B仑? ? ,? ? 1? ? ?r?? , Ss B仑剧 ?7众??
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