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隧道顶部空腔充水对初期支护结构位移影响分析

2012-08-06殷怀连

铁道勘察 2012年2期

殷怀连

(中铁第四勘察设计院集团有限公司,湖北武汉 430063)

岩溶隧道施工时,不可避免地会遇上不同位置、不同充填程度、不同发育程度的岩溶。根据隧道施工时是否揭露岩溶,可将岩溶分为非隐伏岩溶和隐伏岩溶。对于非隐伏岩溶,由于施工的揭露,可以查明岩溶的规模、充填情况、与地表连通性等,根据已查明的岩溶特征,一般可以采取正确合理的处理措施。而对于隐伏岩溶,一类是修建过程中没有发现此类岩溶的存在;二类是修建过程中发现此类岩溶,但对它的认识不够;若对此两类隐伏岩溶处理不当,可能对隧道安全施工和运营产生巨大影响。如隧道施工时其周围的隐伏岩溶是空溶腔,二次衬砌施工以前,由于地表降雨等影响使隐伏空腔再次充水,如果空腔内水量急剧增加,以致溶腔内水压升高,若初期支护结构强度不足以承担水压荷载,则隐伏空腔内水压有可能将初期支护“压溃”,从而引发突水突泥灾害。如渝怀铁路某隧道隐伏岩溶暗河地段[1],由于地表降雨(2003年6月25日降雨量达189.4 mm),暗河内水压增高,使 DK193+275~DK193+258、DK193+330~DK193+350段边墙初支结构因暗河水压过高而被挤压严重变形毁损。又如宜万铁路某隧道5.16突水突泥[2]:2009年5月15~16日隧区连降大雨,总降雨量达51.7 mm,受降雨影响,Ⅰ线DK133+005~DK193+017段(初支已施做完毕,仰拱及二衬未施做)右侧拱肩部发生突水,并伴有大量泥砂、卵石涌出,瞬时涌水量630 m3/h,突泥量约8 000 m3,导致溃口附近初期支护及横撑被破坏。

目前,国内对岩溶隧道突水机理及处治对策研究较多[3-9],而就隧道周围隐伏空腔再次充水对隧道支护结构位移、内力的影响研究较少。……

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