既有溶洞對鐵路單線隧道施工穩(wěn)定性的影響研究.pdf

1、既有巖溶是山區(qū)隧道建設(shè)中常見的地質(zhì)災(zāi)害，這種不良地質(zhì)現(xiàn)象的存在給隧道的施工和運(yùn)營造成了嚴(yán)重威脅。本文以新建宜(昌)萬(州)鐵路金子山隧道為依托工程，在總結(jié)國內(nèi)外已有研究成果基礎(chǔ)上，通過現(xiàn)場實(shí)測和數(shù)值試驗(yàn)等方法較全面的研究了單線鐵路隧道施工中不同空間位置和尺度的既有溶洞對隧道施工的影響，提出了穿越既有溶洞區(qū)鐵路隧道設(shè)計、施工和支護(hù)的設(shè)計原則和巖溶區(qū)隧道建設(shè)應(yīng)遵循的技術(shù)思路和方法體系。研究主要內(nèi)容及結(jié)論包括： (1)在現(xiàn)場調(diào)查基礎(chǔ)上

2、，對巖溶區(qū)隧道施工中遇到的既有溶洞對隧道的影響進(jìn)行分析、總結(jié)，將既有溶洞對隧道的影響區(qū)分為大跨度既有溶洞引起的隧道頂、底板的跨塌和小尺度溶洞引起的隧道圍巖-支護(hù)結(jié)構(gòu)位移和應(yīng)力特征的變化，對大尺度既有溶洞引起的隧道項(xiàng)、底板的失穩(wěn)，在分析失穩(wěn)機(jī)理的基礎(chǔ)上提出了隧道頂、底板安全厚度的經(jīng)驗(yàn)計算公式。 (2)根據(jù)既有隧道塌方事故分析，提出隧道巖體失穩(wěn)的兩種形式。 (3)針對當(dāng)前提倡的基于現(xiàn)場實(shí)測位移反分析進(jìn)行的支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的

3、問題進(jìn)行分析，闡明了位移反分析的力學(xué)基礎(chǔ)，提出了“位移等效連續(xù)彈塑性介質(zhì)巖體”的概念。 (4)對小尺度溶洞引起的隧道穩(wěn)定問題，以鐵路單線隧道為例，較系統(tǒng)地分析了既有溶洞的空間形態(tài)對隧道穩(wěn)定性的影響。 (5)跟蹤巖溶區(qū)隧道施工進(jìn)行現(xiàn)場原位試驗(yàn)，研究不同空間展布和不同尺度溶洞對隧道圍巖應(yīng)力、位移和支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響，驗(yàn)證模型分析結(jié)論的合理性。 (6)在數(shù)值分析和現(xiàn)場試驗(yàn)基礎(chǔ)上，結(jié)合宜萬線巖溶隧道施工，提出了巖溶區(qū)鐵路