衬砌背后富水溶洞对铁路隧道结构影响研究——以渝怀铁路涪秀二线新圆梁山隧道为例

摘要

为研究衬砌背后存在富水溶洞时产生的非均匀荷载对运营期间衬砌结构受力和安全性的影响,以渝怀铁路涪秀二线新圆梁山隧道毛坝向斜高压富水段为例,对衬砌背后存在富水溶洞时衬砌结构内力和安全性进行研究.通过数值模拟,探讨衬砌背后富水溶洞不同位置、不同分布范围及不同水压力下的衬砌内力,并对各种工况下结构安全系数进行分析.研究结果表明:衬砌整体轴力和弯矩与水压力大致呈线性正相关;轴力随空洞范围的增大而增大,但弯矩随着空洞范围的增大,会逐渐增加并最终趋于平稳;富水溶洞附近衬砌安全系数下降幅度最大.分析可知,衬砌结构安全性与结构形式和溶洞位置息息相关,部分衬砌单元破坏,其他单元仍有较大安全储备;衬砌结构设计应与注浆设计相结合,提高衬砌整体安全性.