施工扰动和孔隙水压力对深埋隧洞开挖预留量的影响

摘要：

为了防止隧道开挖后围岩过度变形后发生侵限现象,需要在围岩与支护结构之间预留合理的变形空间,以允许围岩产生适度塑性变形来充分发挥围岩的自承载能力.以陕西安岚线某在建深埋公路左线隧道ZK86+405 断面Ⅲ级围岩作为研究对象,监测了该断面拱顶及各台阶左右侧墙的变形状况.基于现有弹塑性力学理论,建立了地下孔隙水作用下的深埋隧洞围岩弹塑性力学计算分析模型.考虑孔隙水压力与施工扰动对围岩强度及变形的综合影响,推导了施工扰动条件下深埋隧洞开挖后含水围岩应力及位移的解析解.在此基础上,提出了一种含水地层深埋隧洞开挖合理预留量的确定方法.结果表明:施工扰动损伤程度及孔隙水压力大小对隧道围岩径向位移量影响显著,具体表现为围岩径向位移随施工扰动损伤程度及孔隙水压力大小的增加而快速增大;运用上述理论成果确定安岚线某在建深埋公路左线隧道开挖后的合理预留量为 110 mm,现场监测结果表明拱顶下沉总量为 90 mm,上、中、下台阶左右侧墙的水平收敛总量分别为 143,179 mm和 165 mm;隧道围岩变形量未超出开挖预留量设计值,围岩未发生侵限现象,确保了该隧道的安全快速施工,对于隧道快速施工及日后安全运营均具有十分重要的现实意义.

关键词：隧道工程、开挖预留量、变形解析解、施工扰动、孔隙水压力

所属期刊栏目：40

分类号：TU94+1(地下建筑)

在线出版日期：2023-07-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：170-177,192