基于突变理论的隧道洞口塌方分析

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1、第39卷，第6期公‘路工程Vo1．39．No．62014年12月HighwayEngineeringDec．，2014基于突变理论的隧道洞口塌方分析唐小富，傅鹤林。，李凯(1．永龙高速公路建设开发有限公司，湖南永顺416700；2．中南大学，湖南长沙410075)【摘要】塌方预防是隧道施工的一道技术难题。试用突变理论对隧道洞口开挖发生塌方的可能性进行预测。以响米坳隧道为依托，预测结果表明，在围岩为裸岩的情况下，存在塌方的可能。需要采取预支护和临时支护手段，合理安排开挖顺序、控制开挖步距，在二衬紧跟

2、的前提下，加强监控量和信息反馈，才能确保隧道的施工安全。[关键词】突变理论；隧道；开挖；预测；塌方[中图分类号】U456．3[文献标识码】A[文章编号】1674-0610(2014)06—0231-03AnalysisofTunnelPortalLandslideBasedonCatastropheTheoryTANGXiaofu，FUHelin。，LiKai(1．YonglongConstructionDevelopingLTDofExpressHighway，YongshunHunan4167

3、00，China；2．CentralSouthUniversity，ChangshaHunan410075，China)[Abstract]Collapsepreventionistheconstructionofthetunneltechnicaldificultproblem．Inthispaper，thetrialofcatastrophetheorytothepossibilityoftunnelexcavationcollapseprediction．CombinedwiththeXia

4、ngmiaotunnelasanexampleforanalysis，andachievedgoodresults．Thepredictedresultsshowthat，inthecaseofsurroundingrockforthebarerock，therearelandslidesmay．Needtotakepresupportandtemporarysupportmeans，reasonablearrangementofcontrolexcavationstepexcavationse-

5、quence，followedbythetwo，intheliningunderthepremise，strengthenmonitoringandinformationfeed·back，inordertoensurethesafetyoftunnelconstruction．[Keywords]catastrophetheory；tunnel；excavation；predict；collapse1概述机制，为隧道支护提供理论依据。2隧道开挖条件隧道围岩失稳多数情况是稳态的，即缓慢破坏，常被视

6、为连续过程。实际情况，常常突然发生，有时砂子坡隧道位于湖南省龙山县，采用分离式，呈盘虽巨大能量释放。因此，如将这种情况视为连续曲线形展布，隧道轴线总体方向约106。；左线长过程，并用传统连续介质理论去解释就肯定不合理，3450m，隧道最大埋深约531．8m，位于ZK21+200必须寻求其他解决方法。处；右线长3418m，隧道最大埋深约513．6m，位于突变理论，它属于研究不连续现象的一个数学K21+180处。分支，它以拓朴学、奇点理论为主要数学工具，是法2．1工程地质条件评述国数学家R．Thom于

7、1972年创立的。自该理论创①地形、地貌。建以来，对于传统的积分方法是没有办法描述的隧该隧道区属构造剥蚀低中山地貌，地形起伏较道围岩结构失稳、滑坡、崩塌、地震等不连续现象，突大。隧址区仅狭窄山路通过，交通条件较差。变理论发挥了很大作用。它采用适当的数学描述，②地层岩性。研究一个光滑系统中可能出现的突然变化现象。因现将隧址区分布的地层由新至老描述如下：而，运用突变理论，可以分析隧道塌方现象及其发生第四系更新统(QdJ)：[收稿日期】2014—07—31[作者简介】唐小富(1966一)，男，湖南衡阳人

8、，高级工程师，现从事公路工程管理工作。232公路工程39卷A．粉质黏土主要分布隧道永顺端洞口段斜坡由于洞口处于坡积体中，因此，隧道洞口开挖采地段。层厚1．5—2．4m。用双侧壁导坑法(见图1)。为了确保隧道的施工安B．碎石(Q)②主要分布隧道龙山端洞口段及全，本文试用突变理论对隧道开挖发生塌方的可能洞身段斜坡地段，层厚7．5—16．3m。性进行预测，为下一步施工提供依据。寒武系中统茅坪组(e2)：C．白云岩(∈2m)③一1层厚6．9m。D．自云岩(∈2m)③一2层厚3．0—9。41