大直径盾构隧道与下伏溶洞安全距离

刘 扬， 林国庆， 苏秀婷,2*， 陈 健,3， 郑煜茜， 刘 涛,4,5

(1.中国海洋大学环境科学与工程学院， 青岛 266100； 2.上海勘察设计研究院(集团)有限公司， 上海 200335；3.中铁十四局集团有限公司， 济南 250101； 4.山东省海洋环境地质工程重点实验室， 青岛 266100； 5.青岛海洋科学与技术国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室， 青岛 266100)

在盾构隧道施工过程中，溶洞是常见的不良地质因素，常见的有溶洞填充物、周围溶洞突泥突水等现象。在这些类型的地质条件下隧道的施工扰动很容易诱发突水突泥、塌方等严重的地质灾害给隧道施工带来严重危害[1]。正常情况下，盾构施工前根据实际需要留出一定的岩墙厚度，可以有效降低液态填充物压力上升导致的岩体压溃现象，以免造成突发性安全问题。同时，如果岩墙厚度过小，在高压作用下，溶腔与岩墙之间会发生岩体压溃现象，这对保证爆破泄水和注浆加固等阶段的安全施工是非常不利的，必然会增加工程建设的风险和成本[2]。因此，合理地确定岩溶洞穴对隧道的影响以及它们间的安全距离是保证隧道施工安全的关键[3]。

图1 试验断面地质纵断面图Fig.1 Geological profile of test section

目前研究人员对安全距离的研究主要是通过基于传统经验的半定量分析法、数值分析法、以及模型预测等方法进行。

Huang等[4]通过使用任意曲线，构造了由隧道与岩溶洞穴之间的岩体坍塌形成的破坏机制，推导出隧道下岩溶洞穴的岩石坍塌面方程,并根据隧道与洞室距离的变化规律推导了防止矿柱塌陷的最小安全厚度的计算公式。……