张军， 刘洋洋， 李求常

(1.长沙理工大学 土木工程学院， 湖南 长沙 410114；2.长沙南方职业学院， 湖南 长沙 410208)

由于超前地质预报的局限性及对掌子面突泥涌水机理缺乏认知，岩溶隧道施工中频繁发生突泥涌水、塌方等现象，分析隧道开挖过程中不同大小、不同位置溶洞对开挖面应力及位移的影响，进而研究隧道突泥涌水机理很有必要。针对岩溶隧道开挖稳定性，史世雍、李培楠、徐长金等运用有限元软件分析了隧道顶部溶洞分布对围岩稳定性的影响；蒋颖利用有限差分软件分析了不同位置溶洞对隧道围岩稳定性的影响；吴梦军、王高波、郭而东等通过分析溶洞发育程度和位置对围岩施工力学行为的影响，总结了岩溶地区公路隧道围岩位移场、塑性区的分布规律；赵明阶等运用相似模型试验和数值分析成果，分析了岩溶区公路隧道全断面开挖中围岩变形特性，提出了岩溶区域全断面开挖隧道围岩变形时空曲线的一般模式；宋战平等运用原位试验分析了不同位置、不同尺度隐伏溶洞对隧道围岩空间位移变化的影响。前述研究一般以无填充的干溶洞为主，而实际中存在大量有填充物(或水)溶洞，隧道施工过程中溶洞被揭露，填充物(或水)从掌子面涌出形成突泥(或涌水)，对施工安全造成威胁。该文以永吉(永顺—吉首)高速公路务西作隧道为工程背景，通过三维数值分析，研究溶洞位置、大小及间距对隧道开挖稳定性的影响。

1 工程概况

务西作隧道属于中长隧道，处于岩溶较发育区段，地下水主要为岩溶裂隙水，主要发生在灰岩裂缝。……