中国公路学报

作者：柳献, 孙齐昊, 范森

单位：同济大学　土木工程学院，上海　200092

关键词：隧道工程,结构倒塌,模型试验,冲击作用,土拱效应,渗流侵蚀

<p>国内外盾构隧道建设施工过程中发生过多起由于局部涌水涌砂进而诱发结构倒塌的事故，造成巨大的经济损失。由于隧道倒塌事故具有突发性与隐蔽性的特点，针对盾构隧道结构倒塌的发展过程与力学机理的研究尚处于起步阶段，难以针对性提出有效的防控措施。为了探明盾构隧道联络通道涌水涌砂进而诱发结构倒塌的机理，为后续防控措施提供理论基础，以上海地铁4号线事故案例为研究背景，设计并开展了盾构隧道联络通道涌水涌砂诱发结构倒塌的模型试验，重现了盾构隧道倒塌的发展过程，对倒塌过程中的地层响应与隧道响应进行了讨论，进而提出隧道渗漏诱发结构倒塌的发展过程与原因。结果表明：①隧道渗漏后渗流侵蚀作用在外部地层产生土洞，土洞在形成→失稳→再现的过程中向地表发展；②地层土拱效应造成隧道外荷载重分布，进而引发隧道结构大变形；③土洞达到临界高度时地表土体失稳坠落，冲击荷载造成隧道结构倒塌，试验中最大冲击荷载达到正常水土荷载的13倍；④初步提出用于计算隧道受冲击荷载的理论计算公式。</p>

来源：2024年第9期

《中国公路学报》期刊编辑部

查看中国公路学报杂志2024年第9期