隧道充填巖溶管道滑移失穩突水機制

黃震，李仕杰，趙奎，吳銳，鐘文

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隧道充填巖溶管道滑移失穩突水機制

黃震1, 2, 3，李仕杰1，趙奎1，吳銳1，鐘文1

(1. 江西理工大學 資源與環境工程學院，江西 贛州，341000；2. 南京大學 地球科學與工程學院，江蘇 南京，210023；3. 中國礦業大學 深部巖土力學與地下工程國家重點實驗室，江蘇 徐州，221116)

為探究隧道充填巖溶管道滑移失穩突水機制，將巖溶管道視為“塞子”，建立巖溶管道滑移失穩突水的地質模型和力學傳遞模型，推導出充填巖溶管道失穩判據及安全系數計算公式，并通過算例分析巖溶管道傾角和含水體水位對巖溶管道安全性的影響。研究結果表明：弱透水或不透水的充填巖溶管道在突水過程中的作用類似“塞子”，具有較強阻水性能，此時突水模式為巖溶管道的充填物滑移失穩突水；隧道開挖過程中，作用在巖溶管道的下滑力和抗滑力達到臨界條件時，管道發生滑移失穩，最終導致突水的發生；充填巖溶管道的安全系數隨著含水體水位增大而不斷降低，管道傾角對安全系數的影響比水位的影響小；地下水對巖溶管道安全性的影響很大，其中滲透壓力、靜水壓力和揚壓力對管道安全性的影響較大，是觸發管道發生滑移失穩、引發突水的關鍵因素。

隧道工程；突水機制；力學模型；巖溶管道；滑移失穩

為適應我國經濟建設的高速發展、國家安全的需求以及中、西部國土資源開發的需要，我國地下空間開發的規模不斷增大，隧道工程也相應急劇增加，尤其以各類交通(鐵路、公路)、水利水電領域隧道工程建設最為顯著?！?br>