建筑施工·第41卷·第12期 2205
富水溶洞对隧道白云岩围岩稳定性的影响
徐世军
中铁十八局集团第二工程有限公司 河北 唐山 064000
摘要： 为研究富水溶洞对隧道白云岩围岩稳定性的影响，以隧道横断面周围富水溶洞为研究对象，以数值模拟为研究
手段，针对不同的溶洞位置、水压力 P和溶洞内壁到隧道内壁距离 T，选取48种工况对围岩稳定性进行分析。研究表
明：溶洞位于隧道上部时，隧道开挖后，由于自然拱效应，围岩位移 S随T的增加而减小；溶洞位于隧道侧部时，隧
道上部围岩产生的应力将会向其两侧传递，最大围岩应力 σmax 随P的增加而减小， S随P的增大而增大，随 T的增加而降
低；溶洞位于隧道下部时，溶洞与隧道间的围岩有自成梁功能， σmax随着 P的增加而减小， S随T的增加而增大。针对不
同P，研究了 T与σmax、S的线性关系，以此判断隧道施工时溶洞的安全壁厚，并给出了合理的施工参数。
关键词： 富水溶洞；隧道工程；白云岩隧道；围岩稳定性
中图分类号： U451 +.2 文献标志码： A 文章编号： 1 004-1 001(2 019)1 2-2 205-0 5 DOI： 1 0.1 4144/j. c nki. jz sg .2 019.1 2.0 34
Influence of Water-rich Cave on Surrounding Rock Stability of Tunnel Dolomite
XU Shijun
China Railway 18th Bureau Group Second Engineering Co., Ltd., Tangshan, Hebei 063000, China
Abstract: To study the influence of water -rich karst cave on the stability of surrounding rock of tunnel dolomite, taking
water -rich karst cave around tunnel cross -section as the research object and numerical simulation as the research
means, 48 kinds of working conditions are selected to qualitatively analyze the stability of surrounding rock for different
karst cave locations, water pressure P and distance T from karst cave inner wall to tunnel inner wall. The research
indicates that, when the karst cave is located in the upper part of the tunnel, the surrounding rock displacement S
decreases with the increase of T due to the natural arch effect after excavation; when the karst cave is located at the
side of the tunnel, the stress generated by the surrounding rock in the upper part of the tunnel will transfer to both sides,
the maximum stress σmax decreases with the increase of P, and S increases with the increase of P and decreases with
the increase of T; when the karst cave is located at the lower part of the tunnel, the surrounding rock between the karst
cave and the tunnel has the function of self -forming beam, σmax decreases with the increase of P and S increases with
the increase of T. According to different P, the linear relationship between T and σmax , S is studied, which is used as a
method to judge the safe wall thickness of karst cave in tunnel construction, and reasonable construction parameters are
given accordingly.
Keywords: w ate r- ric h k a rs t c ave ; tu nnel e ng in eerin g ; d olo m it e tu nnel; s u rro und in g r o ck s ta b ilit y
看 等手段，研究隧道底板下大型富水溶洞的处治技术，这
两类研究仅针对特定的工程有参考作用，推广性比较小。
何 佩军 [5 ]采 用新的施工工法，对溶腔采用释能降压的措
施，减少隧道突水、突泥石的安全风险，具有一定的推广
意义，但是未能对富水溶洞与隧道间的关系开展详细的研
究 。王浩 [6 ]以 隧道前方充水溶洞为研究对象，基于数值模
拟建立最小安全厚度的数学预测模型，这项研究对实际工
程有很大的借鉴意义，但是未能对隧道周边溶洞开展详细
的分析，溶洞处于隧道周围对其围岩的稳定性影响是非常
大的。
因 此，本文基于小湾隧道开展分析，以数值模拟为研
究手段，针对不同的溶洞位置、水压力 P和溶洞内壁到隧道
内 壁距离 T，选取48种 工况对其围岩稳定性开展研究，旨在
寻 找出富水溶洞与隧道围岩间的作用机制，为实际工程的
设计和施工提供借鉴。
随 着我国基础交通不断完善，隧道的修建也呈现出了
多 、大、长、深的发展局面，特殊地质条件的隧道也屡见
不鲜，岩溶地质就是其中的一个典型代表。隧道修建中遇
到岩溶发育地带，若处理不完善，就极易引发突水、突泥
等灾害 [1 -2 ] 。
关 于岩溶隧道，学者们取得了大量的研究成果。李
鸣冲 [3 ]针 对高水压大型富水溶洞的充填物的特点开展了研
究，并采用双
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