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(shè)的不斷發(fā)展，水利水電、公路鐵路工程建設(shè)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(yīng)力分布需要密切關(guān)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(yīng)力分布有何特點，還須做進一步

2、的努力研究。研究結(jié)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(jié)構(gòu)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(diào)查及文獻分析、灰關(guān)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(jié)構(gòu)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(nèi)容及結(jié)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(jié)合現(xiàn)場調(diào)查及文獻綜合分析方法，系統(tǒng)總結(jié)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(nèi)摩擦角ψ和地下水位hw。進而依據(jù)灰色關(guān)聯(lián)分析法，在設(shè)計5因素6水平的基礎(chǔ)上建立了均勻?qū)嶒災Ｐ?，對主控因素影響邊坡穩(wěn)定的敏感性進行了灰關(guān)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(jié)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(yīng)密切關(guān)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(jié)構(gòu)布置對邊坡穩(wěn)定性的影響，得到了在隧道不同空間結(jié)構(gòu)布置情況下開挖完成后邊坡的應(yīng)力、位移特征。研究結(jié)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(cè)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(zhuǎn)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(jié)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?qū)吰路€(wěn)定性的影響進行分析，得到了不同情況下邊坡的應(yīng)力、位移變化規(guī)律。研究結(jié)果表明，

7、左洞先行的臺階法施工，由于隧道開挖過程中應(yīng)力分布釋放，且左洞先行使邊坡應(yīng)力二次分布有更多的調(diào)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(yīng)力的釋放調(diào)整，尤其是右側(cè)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(jié)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