隧道软弱围岩进洞稳定性分析

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1、公路交通技术2012年8月第4期TechnologyofHighwayandTransportAug．2012No．4隧道软弱围岩进洞稳定性分析叶建虎，陈力华(招商局重庆交通科研设计院有限公司，重庆400067)摘要：隧道进出洞口处是地质灾害多发的地段。以某工程为背景，采用有限元强度折减法，研究隧道开挖过程中安全系数的变化情况，对隧道进洞口浅埋段发生坍塌破坏的规律及机理作深入解释。计算分析表明，因为算例隧道处于坡脚位置，开挖引起边坡失稳是导致软弱固岩隧道进洞灾害多发的根本原因，针对这种地质条件下隧道进洞的安全隐患，对其设计和施工提出一些合理化建议。关键词：隧道；滑坡；稳定性

2、文章编号：1009—6477(2012)04—0100—04中图分类号：U459．2文献标识码：AAnalysisforStabilityofWeakWaIIRockatEntrancesofTunnelsYEJianhu．CHENLihuaAbstract：Entrancesoftunnelsaregeologicaldisasters—pronesections．Withsomeprojectasbackground，thispaperinvestigateschangesofsafetyfactorsduringexcavationoftunnelsbymeansof

3、finiteelementstrengthreductionmethodanddeeplyexplainslawsandmechanismsofdamageofcollapseinshallowburiedsectionsattheentranceoftunnels．Computationandanalysisshowthatlossofslopestabilityduetoexcavationisafundamentalreasonformanydisastersattheentrancesoftunnelswithweakwallrockbecausetheexampl

4、edtunnelislocatedatthepositionofslopetoe．Aimingatpotentialsafetyhazardattheentranceoftunnelsundersuchgeologicalcondition，thepaperputsforwardsomereasonableproposalstbrdesignandconstruction．Keywords：tunnel；landslide；stability隧道进出洞口处是地质灾害多发地段。隧道进隧道洞口浅埋段～旦发生坍塌破坏，治理费用口段往往围岩自身条件较差，且处于浅埋状态，难以相当高，

5、且严重影响工期。因此，非常有必要对软弱自稳。统计表明，软弱围岩隧道事故主要有3类：一围岩进洞稳定性进行分析，以便认识软弱围岩洞口是洞口坍方，占20％；二是掌子面变形坍方，占33％；段发生塌方的原理和一般规律。三是掌子面后方坍方“关门”，占47％。图1为某2座本文以某2车道高速公路隧道作为算例模型，隧道在洞口开挖掘进过程中坡体整体坍塌状况⋯。研究隧道开挖掘进对上部覆盖土层的稳定性影响。(a)案例1(b)案例2图1隧道开挖引起洞口附近坡体坍塌事故现场基金项目：广东省交通运输厅重大工程科技项目(2008—29)收稿日期：2012-01一l9作者简介：叶建虎(1980一)，男，江苏

6、省南通市人，本科，工程师2012年第4期叶建虎，等：隧道软弱围岩进洞稳定性分析101濒临破坏的状态为止，即1工程概况c=号，t=，T。(1)1．1围岩及地质条件某隧道洞口覆盖较厚松散土层，开挖易产生滑式中，c、‘D、T分别为土的粘聚力、摩擦角及抗拉强坡，超浅埋地段主要由坡积亚粘土、全风化灰岩组度；F为折减系数；c、、T分别为折减后土的粘聚成，为红粘土。其覆盖范围为沿隧道轴线方向从隧力、摩擦角及抗拉强度。濒临破坏时的折减系数即道进口处向内约240m，洞口边坡坡角约45。。由于为结构的安全系数。洞口开挖对其上部覆盖土层的扰动影响，易产生滑对于算例隧道模型，可以将隧道和边坡看做一

7、坡。洞口覆盖土层如图2所示。个体系，折减其强度，计算将能得到整个体系的安全1．2设计支护参数系数j。隧道采用锚喷支护形式，组合式锚杆环向间距锚喷衬砌隧道设置的系统锚杆及钢拱架均为钢1．0m，纵向间距0．8m，长3．5m，24cm厚C20喷材，可看作是符合VonMises屈服准则的理想弹塑射混凝土，内设18工字钢，间距0．8m。浅埋段隧性材料。按照“强度折减”思想，为使在强度折减过道设计断面及支护参数如图3所示。程中锚杆及钢拱架发挥的作用也得到同等减小，须1．3设计施工方案满足该隧道断面较小，采用上下台阶法开挖，上台