隧道穿越段长江大堤渗流稳定性分析

孔庆宇，马希磊，王婷婷

(1.交通部天津水运工程科学研究所，天津 300456；2.海洋石油工程股份有限公司，天津300451)

近年来我国修建的大型过江过河隧道越来越多，采用泥水盾构法在软土地区修筑水底隧道时，不可避免地要穿越堤防。穿越堤防时，由于盾构隧道技术存在盾尾空隙及壁后注浆体具有收缩的特性，会出现不同程度的沉降[1]，严重时会影响大堤稳定性、渗流形态及防洪功能等[2-3]。渗流性态好坏是评价堤防渗流是否稳定的重要特征之一。目前关于堤防渗流性态的研究较多[4-6]，但对于隧道穿越后堤防的渗流性态的研究较少。有限元方法目前在堤防渗流、边坡稳定、基坑支护及隧道开挖等工程领域的数值模拟中应用较为广泛[7-9]，但是在盾构隧道穿越后的大堤的渗流稳定性分析研究较少。本文采用三维饱和-非饱和渗流有限元法对某长江隧道盾构机穿越段大堤加固后的渗流性态进行研究，评价其渗流稳定性。

1 工程概况

长江防洪堤为我国重要防洪工程，堤防工程等级为一等1级，其渗流稳定性对大堤的稳定和防洪的安全性至关重要。某长江隧道在施工过程中，采用两台盾构机穿越长江大堤地基。穿越地层为淤泥质粉质黏土夹粉土，大堤为素填土，大堤覆土厚度为11.5 m(坡脚)～16.21 m(堤顶)之间。右线(R线)隧道、左线(L线)隧道先后掘进至大堤背水面坡脚(即 K3+735处)，通过迎水面坡脚(即 K3+783.001)，在L线穿越期间，观测发现大堤顶部地面出现两道细小裂纹，同时大堤累计沉降最大达141.9 mm。……