盾构隧道进出洞施工渗漏诱发结构倒塌试验研究

作     者：柳献 孙齐昊 范森 LIU Xian;SUN Qihao;FAN Sen

作者机构：同济大学土木工程学院上海200092 

出 版 物：《隧道建设（中英文）》 (Tunnel Construction)

年 卷 期：2024年第44卷第6期

页      面：1184-1193页

核心收录：

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52078376) 

主　　题：盾构隧道 进出洞施工 渗漏 结构倒塌 土体侵蚀 

摘      要：为明确隧道进出洞施工时因渗漏而诱发的结构倒塌发展过程,设计并开展缩尺模型试验。根据相似关系设计模型试验,制作模型土体与模型盾构隧道。参考实际进出洞施工渗漏事故案例,触发模型盾构隧道渗漏,在模型箱内重现隧道结构倒塌的全过程,并观测事故发展过程中的地层响应、隧道外部土压力变化、隧道倒塌发展过程。通过分析隧道进出洞施工中不同位置发生渗漏后结构的倒塌响应,对比不同位置渗漏对隧道进出洞施工致灾发展过程的影响。试验研究发现:1)隧道进出洞施工发生渗漏后,外部土体由于渗流侵蚀产生不稳定土洞,土洞经历了形成—失稳—再现的循环过程;2)隧道结构倒塌是由不稳定土洞失稳坠落冲击隧道结构导致的;3)隧道顶部和腰部2种不同位置渗漏后外部土体侵蚀发展的本质相同,但是不同渗漏位置产生的土洞形状有明显差异,导致最终隧道倒塌位置有所差异。