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施工技术
CONSTRUCTION TECHNOLOGY
2012年8月上第41卷第370期
顶部溶洞对新修地铁隧道的稳定性分析
及施工处理技术研究
赵宏国
（山西省第五建筑工程公司，山西太原030013）
【摘要】随着城市地铁建设规模不断加大，研究岩溶区溶润对地铁隧道稳定性的影响显得十分重要。采用三维有限差分软件FLAC3D进行流固耦合分析，对在既有地铁隧道的情况下，顶部溶洞大小的变化对新修地铁隧道的影响进行了探讨，得出新修地铁隧道结构呈现不均匀受力，且在一定范围内地表沉降值、其结构的变形及受力、溶润
变形等与落润大小呈弱线性关系等结论并探讨了穿越岩落区的施工处理技术。【关键词】隧道；溶洞；稳定性；流固耦合；施工技术
【中图分类号】TU941
【文献标识码】A
[文章编号］1002-8498(2012)15-0088-04
ResearchontheInfluenceof CavesontheStabilityofNew
SubwayTunnelsandConstructionTechnology
Zhao Hongguo
(Shanxi the Fifth Building Engineering Company,Taiyuan,Shanxi030013,China)
Abstract: With the constantly increasing scale of subway construction, it is exigent to research the influences of caves on the stability of subway tunnel in karst areas. In this paper, with the assumption that the subway tunnels were lately built, the influences of changing cave sizes above the tunnel were studied by three-dimensional coupled fluid-mechanical analysis using finite differential software FLAC3D. The study results show that the newly built subway tunnel is subjected to non-uniformly distributed forces. And the structural deformation, structural loading, surface subsidence-and cave deformation are in weak linear correlation with the cave size in a certain range. Construction technology for subway tunnels passing karst areas is studied as well.
Key words: tunnels; caves; mechanical stability; coupled fluid-mechanical analysis; construction
兴建地铁工程，开发和利用城市地下空间，是
解决当前我国中心城市地面公共交通负荷过重，环境和资源压力过分紧张局面的有效途径。在地铁隧道穿越具有岩溶分布的地下空间时，岩溶区溶洞对地铁隧道稳定性的影响需要引起高度重视。大量通过岩溶区的地铁、公路、铁路等的修建也使得岩溶处理越来越重要。
为此，近年来国内外学者对岩溶的处治开展了
大量的研究，赵明阶等通过模型试验来分析不同尽寸、不同位置的溶洞对山顶隧道国岩稳定性的影响12}；雷金山等以广州地铁桂城一南桂路区间地铁开挖为背景分析了土洞的大小、位置、与隧道间
【收稿日期】2012-04-26
[作者简介】赵宏国，副总经理，高级工程师，E-mail；365078280@qq.com
万方数据
的距离以及土洞的形状等因素对地铁盾构施工过程围岩稳定性以及地表沉降量等的影响[3]；曹武安采用RFPA软件对隧道的稳定性进行了数值分析，得出隧遂道两帮和底溶洞是最容易发生破环的部位4'。但对城市地铁隧道的岩溶研究而言，还没有系统就其在水位线下和既有隧道影响下的新修地铁隧道的流固耦合分析。某市新建轨道交通线穿过石灰岩分布区域，沿线地下水丰富，岩溶洞穴十分发育，其岩溶规模之大在我国城市轨道交通建设史上尚属首次，在国外也极为罕见[5]。
本文针对该工程建设实际，采用流固耦合方法建构数值计算模型，研究了在既有地铁隧道的影响下，在保持净距（新修隧道与溶洞所夹岩层最小厚度)2m不变而溶洞大小变化的4种工况下，顶部溶洞大小变化对新修地铁隧道稳定性的影响；并研究