隧道拱部隐伏溶洞下地铁隧道施工地层响应分析

[目的]在城市地铁隧道工程中,常会遇到隧道拱部浅埋隐伏溶洞的情况,因此有必要对隧道拱部隐伏溶洞工况下的地铁隧道施工地层响应进行研究。[方法]采用室内模型试验对隧道开挖过程进行模拟,通过分析监测隧道施工过程中的地层围岩变形、土压力释放、初支拱架内力及地面沉降规律,研究隧道施工对岩溶地层的扰动影响。[结果及结论]Ⅳ级围岩下,当开挖隧道跨度为6.52 m、隧道拱部溶洞直径为4 m、溶洞底与隧道顶部净距为2 m时,隧道机械开挖下,隧道拱部隐伏溶洞围岩能够保持稳定,不会发生围岩失稳破坏。拱顶溶腔工况下,隧道拱顶处的围岩土压力变化量明显小于无溶腔工况下的围岩土压力变化量,其最终量值为无溶腔时的53.8%。拱部隐伏溶腔的存在会增大地面沉降范围,开挖隧道顶部正上方处的地面沉降峰值是无溶腔工况下的1.73倍。隧道拱顶发育溶腔时,拱架拱顶处的轴力值为无溶腔工况下的120.3%,拱顶处弯矩值为无溶腔工况下的53.3%。