盾构隧道结构坍塌机制分析及预防措施

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作   者：

农兴中;  王剑宏;  杨华;  钟小春;  何敬源; 

作者机构：

河海大学土木与交通学院;  广州地铁设计研究院股份有限公司;  山东大学齐鲁交通学院; 

关键词：

地层掏空;  结构破坏;  盾构隧道;  数值模拟;  坍塌事故; 

期刊名称：

地下空间与工程学报

i s s n：

1673-0836

年卷期：

2023 年 0S1 期

页   码：

486-493

摘   要：

为有效探明盾构隧道坍塌机制，防止重大事故发生，提出了隧道结构坍塌破坏的定量分析方法。针对佛山2018年2月7日盾构工程施工坍塌事故，利用该方法确定了隧道结构坍塌范围，利用数值模拟手段揭示了地层掏空及隧道坍塌形成机制，通过与现场情况对比，验证了分析方法的有效性。结果表明：在高压富水地层，盾尾透水会掏空或松动隧道围岩，降低衬砌结构稳定性；隧道在结构破坏前先发生材料的局部破坏，最终当隧道两侧失去地层约束，承受上部全覆土压力时，发生变形、开裂、刚度降低，最终导致隧道结构坍塌。最后，针对富水地层等不良地质条件区域，从勘察设计、结构设计、施工技术、防堵水技术、避难逃生等方面提出了措施建议，为盾构隧道安全施工提供参考。