竖向隐伏溶洞作用下地铁隧道施工稳定性研究

在地铁隧道经过溶洞地层时,溶洞会增大施工难度,甚至会影响后期运营安全。文章为探究竖向溶洞对地铁隧道施工的影响,尤其是上、下双溶洞等不常见工况,采用数值模拟的方法展开研究。结果表明:(1)溶洞显著影响施工时的围岩应力分布,竖向应力最大值集中在溶洞或者隧道的两侧位置,而水平应力最大值则集中在其顶部和底部。(2)隧顶溶洞使拱顶处轴力显著增大;隧底溶洞导致仰拱处出现负弯矩,并且侧墙下部弯矩显著增大,在该工况下施工隧道应注意侧墙的受力情况。(3)溶洞上大下小作用下的初支内力最大,因此在遭遇上、下溶洞时可用上大下小的受力模式以作保守设计。(4)相较于无溶洞情况,溶洞会减小隧道初支的变形,且整体数值较小。