小壩田隧道臺階法施工數(shù)值模擬分析.pdf

1、小壩田公路隧道修建于巖溶地質(zhì)當(dāng)中，在施工過程中多次因溶洞引起隧道塌方，對施工造成很大的危害。本文以小壩田隧道K26+691～K26+975段為研究背景，目的在于探討此段隧道頂部隱伏干溶洞對隧道施工的影響，主要所做的研究包括以下內(nèi)容:
　　(1)閱讀國內(nèi)有關(guān)巖溶地質(zhì)災(zāi)害下隧道施工技術(shù)，學(xué)習(xí)并總結(jié)巖溶現(xiàn)象產(chǎn)生的機理、發(fā)育過程、巖溶的分類、巖溶對隧道工程的影響及溶洞的處治技術(shù)。
　　(2)利用ANSYS軟件，建立項部存在溶洞和無溶

2、洞兩組對比模型，對小壩田隧道臺階法施工進行數(shù)值模擬，進而分析溶洞對隧道周邊圍巖、初期支護的應(yīng)力及位移影響。
　　(3)進行多組數(shù)值模擬，探討小壩田隧道該段內(nèi)，溶洞距離隧道頂部不同距離下臺階法施工中，隧道周邊圍巖及初期支護的變形規(guī)律。
　　通過以上研究分析，本文得出的結(jié)論主要有:
　　(1)溶洞段內(nèi)，初期支護拱頂豎向位移較之無溶洞情況減小1.6％左右。
　　(2)溶洞段內(nèi)，初期支護拱頂、拱肩、墻腳處安全系數(shù)降低。其

3、中拱頂處初期支護安全系數(shù)降低了3.4％左右。
　　(3)小壩田隧道頂部存在溶洞段內(nèi)，隧道特征位置拱項、拱肩、拱腳、墻角、仰拱底處的圍巖較之無溶洞的情況，其豎向位移有所減小，水平位移有所增大。其中，隧道拱肩、拱腳處圍巖水平位移較之無溶洞情況分別增大了7.2％和2.9％。
　　(4)溶洞段內(nèi)，隧道拱頂特征位置圍巖的最大壓應(yīng)力有所增大。拱肩、拱腳、墻角、仰拱底圍巖的主應(yīng)力受到溶洞的影響較小。
　　(5)溶洞段內(nèi)，隨著溶洞和隧

4、道頂部之間的距離增加，溶洞對隧道特征位置圍巖位移的影響、初期支護拱頂豎向位移、安全系數(shù)的影響逐漸減弱。
　　論文得出的結(jié)論對小壩田隧道施工具有一定的指導(dǎo)作用。本例中溶洞的存在使得拱腳的水平位移有所增大，因此在臺階法施工中，要特別重視監(jiān)控量測工作，隨時反饋拱腳的水平位移情況，若發(fā)現(xiàn)其變形速率增大時，應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)防護措施，如進行底拱封閉等。溶洞段內(nèi)拱頂圍巖最大主應(yīng)力增大，初期支護安全系數(shù)降低，因而必要時可對初期支護拱頂部位采取適當(dāng)?shù)募?/p>