多洞并行海底隧道最佳覆岩厚度变化规律研究

海底隧道在中国陆运体系中发挥着重要作用,隧道施工建设多采用多洞并行形式,相应的隧道涌水量问题不容忽略,结合涌水量变化来确定最佳覆岩厚度.针对海底隧道多洞并行工况,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,从最小涌水量角度,分析最佳覆盖厚度变化规律.研究结果表明,随着覆岩厚度增大,涌水量呈现“先减小后增加”规律,涌水量最小时即为最佳覆岩厚度;最佳覆岩厚度随海水深度和隧道半径增大而增大;多洞并行隧道之间存在泄压作用是影响最佳覆岩厚度变化的主要因素,双洞隧道中产生的泄压作用随隧道间距增大而减小,最佳覆岩厚度随着泄压作用减小而减小;三洞隧道中服务隧道产生的泄压作用随服务隧道与主隧道半径比增大而增大,最佳覆岩厚度随着泄压作用增大而增大.相关研究可为海底隧道多洞并行下覆岩厚度设计提供参考.

多洞并行隧道围岩稳定性与破坏模式极限分析

受交通廊道的空间限制,隧道工程逐渐出现了多洞并行的布设形式。当相邻隧道净间距较小时,建设期间可能出现相互影响,降低围岩稳定性。将该课题简化为平面应变条件下的多洞并行等间距毛洞隧道围岩稳定性问题,应用刚体平动运动单元上限法开展计算分析,获取失稳临界状态下围岩稳定系数曲线和滑移线网破坏模式的定量数据,揭示围岩稳定性与潜在破坏模式随强度参数、隧道埋深H和多洞净距S等因素间的演化规律。研究结果和已有双洞并行隧道的对比分析表明:净间距S大于转换间距Str后,二者均表现为单洞独自破坏形式,且稳定系数Ncr数值吻合较好;而净距S较小时,多洞并行隧道围岩表现为上方整体下沉条件下的中夹岩破坏,较之双洞并行情况围岩稳定性大大降低。研究结果可为多洞并行隧道围岩稳定性评价及加固方案制定等工作提供数据支撑。