第 46卷 第 4期
2014年 8月
西安建筑科技大学学报 (自然科学版)
J．Xi’an Univ．ofArch．&Yech．rNatural Science Edition)
、，01．46NO．4
Aug．2014
溶 洞 对 隧 道 (洞 ) 稳 定 性 影 响 的 数 值 试 验
及 现 场 监 测 分 析
宋 战 平 一 ， 杨 腾 添 ， 张 丹 锋 ， 李 宁 。
(1．西安建筑科技大学土木工程学院，陕西 西安 710055；2．中铁十三局集团有限公司，天津 300300；
3．西安理工大学水电学院，陕西 西安 710048)
摘要：依托武都水库的导流隧洞工程建设，就既有岩溶溶洞对隧道(洞)稳定性的影响进行了跟踪现场施工的动态监测及数值
模拟分析，就不同位置及尺寸的既有溶洞对隧道(洞)围岩受力、变形以及支护结构的受力特性的变化进行了深入研究．既有
溶洞影响的数值模拟和现场监测分析表明：受顶部既有岩溶溶洞的影响，隧道(洞)围岩的变形特性明显不同于无溶洞时的变
形特性，其围岩超前掌子面的先期变形量增加，即围岩位移具有明显的超前释放性．就变形量而言，当既有溶洞的尺寸大于
隧洞最大跨度时，既有顶部溶洞将引起隧道(洞)顶拱沉降位移的减小，而当既有溶洞尺寸大于隧道(洞)的最大尺寸时，隧道(洞)
顶拱位移反而增加．同时，既有顶部溶洞将引起隧道(洞)水平收敛位移的增加，且位移的增加量随着既有溶洞尺寸的增加而
随之增加．隧道(洞)边墙附近的既有侧边溶洞的出现将引起隧道(洞)水平收敛位移的增加，且位移的增加量随着既有溶洞尺
寸的增加而增加．就支护结构受力特性而言，隧道(洞)边墙附近的既有溶洞的存在造成隧道(洞)近溶洞一侧喷层轴力的减小，
而远离溶洞一侧喷层轴力的增加 ．
关键词：隧道工程 ；溶洞；稳定性；现场测试；数值分析
中图分类号：U456 文献标志码 ：A 文章编号：1006—7930(2014)04．0484—08
我 国岩溶 发育 区的工 程建 设量 大面 广 J．在 岩溶 发育 区的 隧道(洞)工程 建设 中 ，岩溶 溶洞 对 工程建 设
的影 响除常 规 的涌水 、突 泥灾 害之外 ，其主 要表 现为 隧道 (洞 )周 边 围岩 的变形 和失 稳 以及 在 隧道(洞)掌子 面
施 工过 程 中的局部 的掉 块、 落石 和坍 塌 等 [5-91． 目前对 既有岩 溶 溶洞 对 隧道和 地 下工程 建设 的影 响更 多地
关注于 施 工 中突泥 、 涌水 的探测 和 防止 ；对 既有岩 溶 溶洞对 隧道(洞)围岩 受力 、 变形 以及 围岩 稳定 性 的影
响 ，特 别是 既有 溶洞 导致 的 隧道 初 始应力 场 发 生变 化而 引起 的支 护结 构受 力性 态 的变 化 的研 究还鲜 见报 道 。。 ． 因此 ，依 托岩 溶 区在建 的隧道 (洞 )工程 的建设 ，对 既有岩 溶溶 洞对 隧道 (洞)变 形、受 力特 性及 隧道 结
构 施工 稳 定性进 行深 入 、系统地 研 究 ，对岩 溶 隧道施 工措施 的可行性 及 有效性 进行 现场 试验 ，探 讨既有 溶
洞 影 响的规 律性 及有 针对 性 的处置措 施 的可行 性和 实施 效果 ，以确保岩 溶 隧道 与地 下工程 施工 的安全性 ，
提 高岩 溶 区隧道 与地 下工 程建 设 的预见性 和效 率 ，减 少溶岩 地质 灾 害 HJ．
武都水 库导 流洞 工程地 处 西南岩 溶 发育 区 ，隧洞 在施 工 中揭示 多处 岩溶 溶洞 ，岩溶 突泥 、突水 灾 害频
发 ．为 确保该 工程 施 工期 的安全 ，评价 既有 溶洞 对隧 洞运 营 的影响 ，跟踪该 隧 洞 的施 工 ，对隧 洞周边 既有
溶 洞对 隧洞 施工 的影 响及 隧洞 支护 结构 的受 力特性 进行 了系 统 的监测 ；以该 工程 为 背景对 既有 溶洞 对 隧洞
稳 定性 的影 响进 行 了系统 的数值 模 拟分析 ．在 此基 础上 就数值 模 拟分析 结果 和现 场监 测 结果进 行 了对 比分
析 ，验证 了数值 模
溶洞对隧道(洞)稳定性影响的数值试验及现场监测分析（论文）.pdf
