隧道穿越溶洞群对围岩及支护结构稳定性的影响

摘要

隧道穿越灰岩地质时会遭遇各种溶洞,溶洞的存在会对隧道施工及运营造成不同程度的影响,隧道穿越溶洞群时影响更大.文中以黔张常高铁桑植隧道穿越DK151+651.9—747.9溶洞群为工程背景,介绍溶洞处理方案,并利用有限元软件建立溶洞和隧道施工模型,分析按照处理方案进行施工引起的围岩和支护结构变形及溶腔塑性区的发展情况,验证设计支护方案的支护效果.结果显示,辅洞及主洞开挖引起周边围岩和支护结构的竖向、横向变形规律基本一致,最大值均出现在隧道拱顶处,但在支护注浆后,竖向最大位移出现在主洞拱腰位置,竖向最终位移为16.7 mm,拱底隆起1.7mm,最终最大横向位移为5mm;纵向位移值极小,可忽略不计;辅洞及主洞施工过程中会在溶洞不同区段和区域产生一定面积的塑性区,但总体而言塑性区面积不大.