深圳富水地区限排型城隧道的结构安全性研究-路基工程.PDF

高　翔，等：深圳富水地区限排型城市隧道的结构安全性研究 ·３１· ＤＯＩ：１０．１３３７９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３８８２５．２０１７．０３．０７ 深圳富水地区限排型城市隧道的结构安全性研究 １ ２ ２ ３ ４ 高　翔 ，杨赛舟 ，李　铮 ，王均勇 ，骆耀文 （１．中国铁路设计集团有限公司，天津　３００１４２；２．西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室，成都　６１００３１； ３．中铁第四勘察设计院集团有限公司，武汉　４３００６３；４．中国中铁二院工程集团有限责任公司，成都　６１００３１） 摘　要：依托深圳市东部过境高速公路连接线工程，选取典型深埋与浅埋断面，针对二衬外水 压力荷载减小导致隧道结构局部安全系数出现下降的情况，运用数值模拟进行结构安全性计算分 析。结果表明：对于深埋两车道马蹄形隧道，由于埋深大、水位高，当水位降低引起荷载减小时， 结构安全系数略有升高。对于浅埋隧道，由水压力作用产生的围压能够提高结构的抗弯能力，二衬 外水压力减小使结构的安全系数降低。 关键词：水压力；隧道埋深；数值模拟；结构安全；安全系数 中图分类号：ＴＵ４５２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００３－８８２５（２０１７）０３－００３１－０５ ０　引言 软化，其强度参数降低，也就降低了隧道周边围岩的 国内公路隧道的结构安全性分析，主要研究手段 稳定性。 ［１－２］ ［８］ 有数值模拟、现场试验和室内相似模型试验 。其 潘世强 依托明月山隧道工程，建立明月山隧道 中，数值计算模型主要分为地层 －结构模型和荷 洞身富水段二次衬砌结构数值模型，采用荷载结构法 载－结构模型。荷载－结构模型将结构视为承载主 基本原理详细分析了二次衬砌在围岩压力和外水压力 体，将围岩和其他荷载视作外荷载作用于结构上，使 作用下的内力特性及安全性问题。采用荷载结构模型 ［３－４］ 结构产生内力和变形 。 计算富水地区隧道安全性时，需要考虑结构自重、外 ［５］ 凌昌荣等 采用荷载结构法建立多种荷载结构的 水压力、围岩压力、弹性抗力等荷载。其中，外水压 计算模型，通过分析比较得到关于隧道结构计算模型 力由于受隧道结构防排水型式的影响，在计算时需要 的结论，对偏压隧道的荷载结构计算具有一定的参考 分类讨论。 价值。 目前常用的隧道结构防排水型式，主要分为以下 ［６］ 三类： 魏鹏 认为荷载结构法计算简便，受地层参数浮 全封闭型隧道； 全排型隧道； 限排型隧 ① ② ③ 动变化的影响较小，且该方法计算结果偏大，相对保 道。全排型隧道由于不存在水压力，故不在本文的讨 守而被设计人员广泛采用。由于，荷载－结构模型计 论范围内。全堵型防排水系统由于不排水，并不会造 算时结构受力清晰，更加适用于结构安全性的分析。 成地下水流失，从而作用在隧道上方的地下水位理论 目前，国内一些学者已对富水地区隧道结构安全 上也不会发生改变。但对于限排型隧道，开挖后形成 性研究取得一定的成果。 新的泄水通道，加之运营期间持续排出地下水，地下 ［７］ 王先义等 探讨了富