超浅埋铁路隧道下穿既有水库“明拱暗墙-短台阶法”施工力学研究

摘要

根据国内外铁路隧道穿越既有水库的研究现状发现,目前已建成的工程案例基本为远距离穿越水库或隧道埋深较大,而对超浅埋的情况研究甚少,可供借鉴的经验不多,给隧道的设计和施工带来了极大困扰.基于以上背景,本文以金台铁路牛和岭隧道超近距离下穿既有水库段为依托,提出“明拱暗墙-短台阶法”,采用数值模拟和现场监测相结合的方法,对其施工力学进行了研究,结果表明:护拱对上覆岩土体起到了良好的承载作用,有效减小了地表沉降和围岩变形;上台阶开挖是整个施工的关键,地表沉降、围岩变形和护拱内力急剧增长,下台阶开挖后12～15 d,各量值基本收敛;基于现场实测数据,围岩变形和护拱内力值均在允许范围内,满足安全要求.本文的研究成果已在牛和岭隧道施工中得到了验证,有效保证了施工安全,实现隧道快速通过下穿段,可为今后类似工程提供一定借鉴.