高川川

（中铁十九局集团第二工程有限公司，辽宁辽阳 111000）

0 引言

在不良地质段开挖隧道具备一定的难度，通常开挖完隧道后容易导致工程事故的发生。特别是地下水位较高的不良地段，因渗流场的作用容易使隧道在开挖时出现受力以及变形的变化。以某不良地段下隧道开挖区施工以及支护情况作为研究背景，以建立有限元的方式对不良地段隧道衬砌结构因渗流场影响所改变的受力及变形情况进行分析。

1 有限元模型

在不良地质段开挖隧道容易因地下水的影响导致工程事故的发生。利用ABAQUS 软件建立渗流作用下隧道的有限元模型，并以该模型对不良地质段开挖隧道时所受渗流作用的过程进行模拟。模型建立时所选取的围岩尺寸为100 m×100 m，以实际隧道的标准设计尺寸进行建模，具体如图1 所示。为使模型与实际更加贴合，以将透水孔设置在拱脚的方式对支护结构的透水性进行模拟，以便于模拟支护后支护结构的排水性。本模型所采取的断面开挖方式为上下台阶法。

2 渗流参数分析结果

分析开挖导致的孔隙水压力及孔隙比变化。将开挖隧道前孔隙水压力为0 的点设置在顶面以下-20 m 处，将孔隙比的初始值设定为0.2，在该状态下，随着深度的不断增加孔隙水压力不断上升。

边界处开挖时，该处的孔隙水压力因渗流作用散失约束而得以释放降低。将不透水层设定为衬砌，并在拱脚处安放透水层，在衬砌完成施工后，因限制……