雙洞穿越滑坡段高陡邊坡穩(wěn)定性分析.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟建設的不斷發(fā)展，水利水電、公路鐵路工程建設事業(yè)也在突飛猛進，出現(xiàn)了越來越多的高陡邊坡。在邊坡中開挖隧道是公路工程中常常會采用的方式。尤其是在高陡邊坡中開挖雙洞隧道，將對邊坡將造成擾動，開挖后邊坡的穩(wěn)定性問題以及邊坡的位移、應力分布需要密切關注，一旦出現(xiàn)問題將影響邊坡工程的安全。然而，對于雙洞隧道的空間布置發(fā)生改變，或隧道的施工模式及施工順序不同時，邊坡穩(wěn)定性受隧道開挖的影響有何規(guī)律，邊坡的位移、應力分布有何特點，還須做進一步

2、的努力研究。研究結果對于高邊坡條件下隧道施工模式的優(yōu)化以及隧道空間結構的合理布置，具有重要價值。
　　本文以卡楊公路隧道雙洞穿越滑坡泥石流高陡邊坡為背景，綜合運用現(xiàn)場調查及文獻分析、灰關聯(lián)法、理論分析以及數(shù)值模擬方法，對卡楊公路工程高陡邊坡穩(wěn)定因素的敏感性進行了理論研究，并針對開挖前邊坡的自然穩(wěn)定性及雙洞穿越條件下隧道空間結構布置、隧道施工模式對邊坡穩(wěn)定的影響進行了詳細的研究。本文的主要研究內容及結論如下:
　　1、針對雅礱

3、江卡拉、楊房溝水電站交通專用公路工程中的雙洞穿越高陡邊坡的邊坡穩(wěn)定問題，依據(jù)隧道及邊坡工程理論，結合現(xiàn)場調查及文獻綜合分析方法，系統(tǒng)總結出了影響邊坡穩(wěn)定的主控影響因素主要為巖土體重度ρ、邊坡坡度α、粘聚力c、內摩擦角ψ和地下水位hw。進而依據(jù)灰色關聯(lián)分析法，在設計5因素6水平的基礎上建立了均勻實驗模型，對主控因素影響邊坡穩(wěn)定的敏感性進行了灰關聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)摩擦角對邊坡穩(wěn)定的影響最為敏感，其次是重度、粘聚力和邊坡坡度，三者均為非常重要的敏感

4、因素。
　　2、針對卡楊公路工程區(qū)域邊坡條件的復雜性，將邊坡分為洞口段邊坡、深埋段邊坡和滑坡段邊坡，采用數(shù)值模擬的方法對隧道開挖前的自然邊坡穩(wěn)定性進行了分析，結果表明:隧道深埋段開挖后對邊坡擾動小而使邊坡穩(wěn)定性較好;而滑坡段邊坡安全系數(shù)為1.10，已接近極限平衡狀態(tài)，隧道開挖前須特別重視邊坡的支護問題;洞口段邊坡開挖前基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，但由于隧道淺埋，隧道開挖可能會對邊坡的穩(wěn)定造成影響，應密切關注邊坡變形的變化。
　　3、采

5、用數(shù)值模擬的方法，研究了雙洞穿越高陡邊坡時隧道的不同空間結構布置對邊坡穩(wěn)定性的影響，得到了在隧道不同空間結構布置情況下開挖完成后邊坡的應力、位移特征。研究結果表明，邊坡隨隧道水平間距的減小而趨于不穩(wěn)定，當雙洞隧道水平間距不同時，間距越大，隧道的開挖對邊坡的影響越小，當間距過小(如本文中間距15m)時，邊坡將產(chǎn)生極大的變形而滑動破壞，而靠邊坡臨空面一側隧道對邊坡穩(wěn)定起控制性作用，因此隧道離臨空面越遠，對邊坡穩(wěn)定性影響越小;雙洞豎向埋深變化

6、時，隧道深埋要優(yōu)于淺埋和中等埋深，埋深過淺對于邊坡的穩(wěn)定性是最不利的，隨隧道埋深的減小，隧道開挖的影響范圍逐漸由坡腳轉移至坡頂處，埋深過淺易發(fā)生上方巖土體向隧道的坍塌，深埋隧道僅對坡腳有一定影響，且坡腳最終總體與另外兩種情況下的數(shù)值相差不大。以上結論對于隧道空間布置的合理選擇提供了理論依據(jù)。
　　4、對雙洞穿越高陡邊坡時隧道的不同施工模式和施工順序對邊坡穩(wěn)定性的影響進行分析，得到了不同情況下邊坡的應力、位移變化規(guī)律。研究結果表明，

7、左洞先行的臺階法施工，由于隧道開挖過程中應力分布釋放，且左洞先行使邊坡應力二次分布有更多的調整空間，開挖后邊坡整體位移最小，因此對工程安全是最有利的;而右洞先行的全斷面法對工程安全最為不利，原因是全斷面法開挖步的減少和右洞先行的施工模式都不利于應力的釋放調整，尤其是右側隧道開挖后，坡面就產(chǎn)生了較大的位移，致使后續(xù)左洞施工對邊坡位移的影響都變得不可忽略。此結論對于隧道工程中的施工工法的選擇具有一定的參考意義，在與本文圍巖、邊坡條件相似的工