公路隧道改路堑对衬砌结构的安全影响分析

摘要

为了研究路堑开挖卸荷对运营隧道衬砌结构的安全影响,以某浅埋小净距隧道拆除改建公路路堑工程为背景,采用Drucker-Prager弹塑性本构模型,基于数值仿真,分析了路堑开挖卸荷下既有运营隧道衬砌结构变形、受力和安全系数的演变规律,提出了路堑开挖施工的安全影响分区。结果表明:受路堑开挖卸荷和围岩弹性抗力作用,隧道整体上浮且两边墙向内挤压,以竖向变形为主,最大位移在拱顶为36.77 mm。衬砌结构受拉区由仰拱向上逐渐扩展到拱顶,埋深20 m时拉应力达3.47 MPa,拱脚易出现应力集中。衬砌结构安全系数波动较大,拱脚位置安全系数最小值为1.91,尤其需加强对两洞拱脚位置的监测。参考规范及衬砌结构各指标计算值,采用计算残留埋深比划分了路堑施工对隧道安全影响的3个分区,并给出各分区施工建议。