公路隧道下伏采空区施工影响数值模拟分析.pdf

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1、76探矿工程(岩土钻掘工程)2011年第38卷第7期公路隧道下伏采空区施工影响数值模拟分析崔志盛，赵凯，龚建伍(1．山西平阳高速公路建设管理处，山西阳泉045100；2．武汉科技大学，湖北武汉430065)摘要：随着公路隧道的不断兴建，一些J二程不町避免地要穿越采空区，相应地会给隧道的施工带来jxl险与潜在危害。从下伏采空区与隧道的空间相对位置建有限元数值模型，分析不同距离条件下采空区对隧道结构之间的影响。计算结果表明，下伏采空区的存在对公路隧道结构和围岩稳定性的影响足显著的，当采空区与隧道的距离小于10m时

2、，其不利影响非常明显，施丁中必须采取较强的预加固措施；下伏采空区对隧道结构影响的临界距离约为40m，当此距离小于40Hi时，必须考虑采空区对隧道结构和围岩稳定性的不利影响。关键词：公路隧道；下伏采空区；施工影响；距离；数值分析中图分类号：U45文献标识码：A文章编号：1672—7428(2011)07—0076—04NumericalSimulationAnalysisonEfectofUnderlyingGoafinRoadTunnelConstruction／CUlZhi—sheng，ZHAOKai，GO

3、NGJian—Wlt(1．OfficeofPingyangHighwayConstructionandManagement，YangquanShanxi045100，China；2．WuhanUniversityofScienceandTechnology，WuhanHubei430065，China)Abstract：Someroadtunnelconstructionprojectsinevitablypassthroughgoafareawithriskandpotentialdanger．Afinit

4、eelementnumericalmodelwasestablishedtosimulatethesituationbetweentunnelandunderlyinggoafandanalyzetheinflu—enceofunderlyingg0afontunnelingsafetyundertheconditionsofdifferentdistancefromtheunderlyinggoaftothetunne1．Theresultshowsthattheinfluenceofunderlyingg

5、oafonroadtunnelsisobvious，whenthedistancebetweentunnelandgoafislessthan10m，theeffectisdramaticallysignificant，andsomepre—reinforcementmethodsmustbetakenforsafety．Thecriticaldistancethatunderlyinggoafwillaffecttunnelingsafetyisabout40m，andwhenthedistanceisle

6、ssthan40m，theadverseeffectmustbetakenintoconsiderationinthedesignandconstruction．Keywords：roadtunnel；underlyinggoaf；constructioneffect；distance；numericalanalysis0引言庆至合川高速公路的西山坪隧道J，武广铁路客运随着我国西部开发战略的实施和大力推进交通专线新南岭隧道l8等，均为典型的穿越采空区的隧基础设施建设，越来越多的高等级公路穿越崇山峻道工程。岭，

7、相应公路隧道的修建工作日益突出¨』。而在矿由于采空区覆岩的不均匀沉降变形，很容易造产资源开采过程中，应用房柱法、全面法及留矿法等成公路隧道路面错落起伏、衬砌结构变形、开裂等破空场类方法采矿，通常会形成大量地下采空区J。坏现象，对高速公路隧道的正常运营以及破坏后的特别是自20世纪80年代以来，我国矿业开采秩序补救修复，构成了严重的安全隐患和潜在危害。尽较为混乱，非法、无规划的乱采滥挖在一些国有矿山管高速公路建设对采空区的研究已有多年的历史，周边留下了大量空区，如广西大厂矿区、甘肃厂坝铅在采空区的勘察、稳定性评价

8、和治理方面积累了宝锌矿、安徽铜陵狮子山铜矿、河南栾川I钼矿、云南兰贵的经验，但尚未形成成熟的理论及工程设计体系，坪铅锌矿、广东大宝山矿等J。尤其是下伏采空区隧道工程的受力特点，无规范、规由于隧道与采空区的相互影响给采空区隧道建程可循。因此，开展下伏采空区隧道工程力学设带来了特殊的困难，在工程建设中一般应尽量避特征分析，具有重要的理论指导意义和工程实用价开，但矿区采空区星罗棋布，再加之用地等原因，一值