刘欢，陈发达，王祥，刘凯

（1.贵州正业工程技术投资有限公司，贵阳 550012；2.贵阳市城市轨道交通集团有限公司，贵阳 550081）

1 引言

随着国民经济的发展，城市轨道交通建设日益增加。城市轨道工程投资巨大，且施工过程中风险较高。尤其对于岩溶发育的西南地区，隧道开挖过程中涌水涌泥、岩溶塌陷、地面沉降等风险事故频繁发生，严重危及人们的生命财产安全。

为了最大程度上降低隧道施工过程中岩溶灾害发生频率，需要了解岩溶对隧道稳定性的影响。赵明阶等[1-2]在二维弹塑性分析的基础上，采用ANSYS软件模拟隧道的开挖过程，研究了隧道顶部溶洞在不同大小和距离的情况下对围岩稳定性的影响，得出了不同溶洞大小和距离时隧道各个部位释放位移的变化规律。王廷伯等[3]采用离散元软件PFC 2D模拟了岩溶地区隧道工程施工中，隧道开挖前及隧道开挖后位于隧道周边不同位置处岩溶空洞对隧道稳定性的影响。黄俊峰等[4]采用有限元软件MIDAS/GTS模拟了各种空间位置下的岩溶和隧道，通过对比分析各种情况下隧道衬砌应力、弯矩及锚杆轴力受岩溶空腔的影响大小，为隧道衬砌及锚杆设计提供了一定的参考。本文依托贵阳市轨道交通2号线金岭路站至金朱西路站区间隧道，采用颗粒流分析软件PFC 3D模拟隧道施工过程中岩溶坍塌灾害演变过程，研究溶洞对隧道围岩稳定性的影响。对地铁隧道施工风险管控具有指导意义。

2 颗粒流分析模型

2.1 PFC 3D颗粒流软件

颗粒流离散元法基于牛顿第二定律建立，是一种适于分析非连续体的分析方法。……