大跨度小凈距隧道開(kāi)挖松動(dòng)區(qū)演變及穩(wěn)定性分析.pdf

1、雙洞八車(chē)道隧道在洞口段一般具有凈距較小，跨度大，工程地質(zhì)條件不良等特點(diǎn)，且該地段一般存在淺埋偏壓條件，圍巖較破碎并受偏壓力，隧道開(kāi)挖引起上部巖土體松動(dòng)并產(chǎn)生滑裂面和較大位移，松動(dòng)區(qū)的范圍將會(huì)影響圍巖穩(wěn)定性。本文依托廣州某大跨度隧道工程實(shí)例，運(yùn)用有限差分法軟件FLAC3D對(duì)該隧道洞口地段按實(shí)際凈距進(jìn)行雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開(kāi)挖，使用改進(jìn)后的切應(yīng)力擾動(dòng)系數(shù)繪制開(kāi)挖過(guò)程中產(chǎn)生的松動(dòng)區(qū)范圍并對(duì)圍巖的應(yīng)力，位移和變形，塑性區(qū)域進(jìn)行分析，然后縮小兩隧道凈距至

2、0.75倍與0.5倍隧道跨度開(kāi)挖，與實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)做對(duì)比。再利用FLAC3D的流固耦合功能，使隧道在有水條件下開(kāi)挖，繪制產(chǎn)生的松動(dòng)區(qū)范圍并將計(jì)算出的位移，應(yīng)力，塑性區(qū)等與無(wú)水條件開(kāi)挖結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。
　　分析表明：采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法分部開(kāi)挖時(shí)松動(dòng)區(qū)產(chǎn)生具有一定的規(guī)律性，即左右導(dǎo)坑開(kāi)挖產(chǎn)生松動(dòng)范圍較大且拱頂上部產(chǎn)生交匯區(qū)域，核心土開(kāi)挖影響較小。單隧道左右兩側(cè)松動(dòng)區(qū)不對(duì)稱(chēng)，深埋一側(cè)松動(dòng)區(qū)范圍較大。兩隧道上部松動(dòng)范圍到達(dá)地表，未形成壓力拱

3、。按實(shí)際方案開(kāi)挖，左右兩隧道松動(dòng)區(qū)未匯合，兩隧道整體呈壓扁變形趨勢(shì)。
　　縮小兩隧道凈距至0.75和0.5倍跨度后，兩隧道松動(dòng)區(qū)發(fā)生臨近和交匯，隧道附近圍巖中壓應(yīng)力下降，拉應(yīng)力增加，左隧道右側(cè)與右隧道左側(cè)部分關(guān)鍵點(diǎn)位移增長(zhǎng)20％~63%，隧道上部地表沉降增長(zhǎng)12%~60%。塑性區(qū)范圍也隨著凈距縮小而發(fā)生臨近和交匯。對(duì)松動(dòng)區(qū)范圍和隧道應(yīng)力與位移綜合考慮，兩隧道凈距不宜小于0.75倍跨度。
　　考慮降水滲流場(chǎng)之后，隧道開(kāi)挖導(dǎo)致滲