隧道底部溶洞顶板安全厚度研究

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1、第4O卷，第3期公路工程Vo1．40，No．32015年6月HighwayEngineeringJuu．，2015隧道底部溶洞顶板安全厚度研究朱文心。(1．山东交通学院，山东济南250357；2．中国矿业大学，江苏徐州221116)[摘要]隧道底部隐伏型溶洞在隧道运营车辆荷载的作用下会产生变形甚至塌陷，从而给隧道衬砌带来一定的安全隐患，倘若溶洞顶板厚度足够大的话，那么就可以避免上述现象的发生。在V级围岩情况下探讨了溶洞高度对隧道衬砌及溶洞顶板稳定性的影响，同时也研究了在不同溶洞宽度下溶洞顶板的最小安全厚度，对岩溶区隧道施工与设计有一定的借鉴意义。[关键词】隧

2、道底部；溶洞；顶板；衬砌；安全厚度[中围分类号】U456．3[文献标识码】A[文章编号】1674—0610(2015)03-0262-03TheStudyAboutSafetyThicknessofCaveRoofintheBottomoftheTunnelZHUWenxin(1．ShanDongJiaotongUniversity，Jinan，Shandong250375，China；2．ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou，Jiangsu221116，China)[Abstract]Theconceale

3、dcaveinbottomoftunnelwilldeformorevencollapseunderthevehicleloadsinthetunnel，andthebringsomesecurityrisksfortunnellining．ifthecaveroofthicknessislargeenough，thenitcanavoidtheabove—mentionedphenomenon．Inthispaper，itbaseoncaveheighttoex-ploretheimpactofthetunnelliningandcaveroofstabi

4、lityinhesituationVgraderockcaverns，butalsotostudyminimumsafethicknessunderthedifferentcavewidth．Ithavesomereferencesignificancefortunnelconstructionanddesigninkarstarea．[Keywords]tunnelbottom；caves；roof；lining；safethickness溶洞顶板厚度进行研究，以得出溶洞顶板最小安全1概况厚度。在岩溶发育地区施工隧道往往会遇到溶洞，如2溶洞顶板厚度研究果溶

5、洞已经侵入隧道开挖轮廓线之内，那么一般情况下会对溶洞进行处治。不过，有些溶洞在隧道开V级围岩条件下衬砌如图1所示，隧道底部设挖过程中往往发现不了，我们把这些溶洞称为隐伏置了仰拱且初期支护也封闭成环。型溶洞，隐伏型溶洞可能发育在隧道拱部，也有可能本文作如下假定：①溶洞发育在隧道底部正下发育在隧道边墙部位，还有可能发育在隧道底部。方；②溶洞简化为矩形；③顶板厚度为溶腔顶部到隐伏型溶洞给隧道后期运营带来一定的危害，隧道隧道衬砌的距离；④隧道埋深25m。拱部隐伏型溶洞内部在雨季可能积水，积水会逐渐2．1计算说明及材料参数对隧道衬砌进行腐蚀，从而影响隧道衬砌结构的耐经

6、直观认识并有计算表明，溶洞高度对顶板稳久性，另外隧道底部隐伏型溶洞在隧道运营车辆荷定性影响很小，因此在下文的研究中溶洞高度全部载的作用下溶洞顶板容易发生塌陷，导致隧道衬砌按3m考虑，溶洞宽度考虑1、2、3、4、5、6m共6产生较大的位移及应力，从而影响隧道衬砌结构的种情况；溶洞顶板厚度考虑0．5、1、2、3、4m共5稳定性。本文在V级围岩条件下对隧道底部隐伏型种情况。溶洞形状简化成长方形。探讨了在不同宽【收稿日期】2014—06—16[作者简介】朱文心(1971一)，女。山东济南人，讲师，博士研究生，主要从事桥梁麟道工程方面的研究工作。第3期朱文心：隧道底部

7、溶洞顶板安全厚度研究263表1材料参数表Table1Materialparameters面如图3所示。拱顶拱脚图1衬砌Figure1Lining拱底图3特征截面度下，溶洞顶板最小厚度。在探讨溶洞在不同宽度Figure3Featuressectional下顶板最小厚度时，基于2个准则：①衬砌安全系通过数值计算，得出衬砌特征截面的弯矩和数不小于规范值，②溶洞顶板塑性区域不贯通至衬轴力Ⅳ。文献[3]规定，混凝土偏心受压构件按破砌底部，如果刚好能同时满足两个准则，那么此时的损阶段法进行强度验算。具体计算方法为：由材料溶洞顶板厚度即为该宽度下溶洞顶板最小厚度。同的极限

8、强度，计算出偏心受压构件的极限承载力样采用Midas