富水断层带隧道突水突泥的临界判据

发布时间：2021-02-17 06:13

　　以和顺至邢台铁路天河山隧道为背景,采用数值模拟方法,对比分析了隧道掌子面前方有无断层带2种工况下隧道开挖过程中掌子面最大挤出变形、拱顶沉降、最大渗流速度和掌子面前方塑性区分布与发展情况。结果表明:有断层带时掌子面前方塑性区与断层带塑性区临界贯通时机与掌子面最大挤出变形、拱顶沉降速率及最大渗流速度由稳定到快速增大时机一致,皆在掌子面距断层带4 m（约0.5倍隧道洞径）时。工程设计时可通过数值模拟,将掌子面前方塑性区与断层带塑性区临界贯通时机作为隧道突水突泥临界判据。现场施工时可辅以掌子面处拱顶沉降速率,综合判定隧道突水突泥时机。 

【文章来源】：铁道建筑. 2020,60(11)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

数值分析模型

掌子面最大挤出变形与开挖距离的关系曲线见图2。可知：(1)无断层带工况，隧道在砂岩中开挖5～45 m时掌子面最大挤出变形基本稳定在10.3 mm。开挖45～60 m时掌子面最大挤出变形呈减小-增大-减小趋势变化。(2)有断层带工况，开挖0～16 m时掌子面最大挤出变形基本稳定在10 mm，随着开挖的进行，距断层带距离小于4 m时掌子面最大挤出变形快速增大，最大达到600 mm。3.2 掌子面处拱顶沉降

掌子面处拱顶沉降与开挖距离关系曲线见图3。由图3可知：(1)无断层带工况，当隧道开挖0～5 m时掌子面处拱顶沉降速率快速减小；开挖5～55 m时掌子面处拱顶沉降速率稳定；开挖到55～60 m时掌子面处拱顶沉降速率快速增大。(2)有断层带工况，隧道开挖小于16 m时与无断层带工况一样，掌子面处拱顶沉降速率在隧道开挖一定距离后稳定在一定值。当掌子面距断层带小于4 m时，随着开挖的进行掌子面拱顶沉降速率快速增大。

【参考文献】：
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本文编号：3037558