宋玉婷， 巢万里

(湖南省交通科学研究院， 湖南 长沙　410015)



连拱隧道渗流防护措施的数值模拟研究

宋玉婷， 巢万里

(湖南省交通科学研究院， 湖南 长沙410015)

[摘要]孔隙水渗流作用对隧道围岩稳定性影响显著，尤其当隧址所处围岩孔隙水渗流作用较为强烈时，影响更甚。因此，必要的排水措施如泄水洞的布设就具有十分重要的意义。以某隧道为工程背景，借助有限差分软件FLAC3D对地层由多期洪积扇堆积的某隧道进行初始地应力状态、无泄水洞布设以及泄水洞布设3种工况进行数值模拟研究。通过对围岩渗流状态及泄水洞布设前后的围岩应力及稳定状态的数值模拟结果进行的比较分析，确定泄水洞的功效以验证泄水洞的必要性以及泄水洞位置的合理性。通过对渗流、应力场、位移场及塑性区的对比分析，认为泄水洞的布设能有效降低洞周孔隙水压力、围岩应力和洞周位移变形量，以及泄水洞后岩土体位移、应力及工后沉降，泄水洞的合理布设将显著改善降水效果。

[关键词]连拱隧道； 渗流； 数值模拟； 泄水洞

0引言

孔隙水渗流作用是影响围岩自稳能力和隧道稳定性的重要因素[1-3]。掌子面开挖引起围岩孔隙水渗流的重分布，进而影响围岩应力场分布，而应力场的重分布又将对渗流场的分布造成影响，并最终形成多场的耦合作用，对围岩和隧道支护结构造成不良影响[4，5]。在孔隙水充裕的富水围岩地区，隧道稳定性受其影响更甚，防排水及围岩加固措施的不当与不及时均将将使围岩应力增大，稳定性降低，导致隧道突水、突泥甚至掌子面坍塌的灾害发生[6，7]。……