【摘 要】
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随着施工精度要求的增加,隧道建设中的地质环境问题需要更为精准地提前预判与防控。在武汉市两湖隧道的东湖岩溶段中,钻孔遇洞率达到67.29%,水动力条件强,岩溶较为发育,存在产生隧道涌突水问题的风险,因此迫切需要在隧道开挖前进行相应的预判性研究。在研究区现场调查及查阅相关勘察资料基础上,采用层次分析法结合Pearson相关性分析法选取评价因子,对隧道掘进过程中涌突水风险等级进行了分区研究,并基于流固耦
【机 构】
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武汉市政工程设计研究院有限责任公司
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（42172276）；
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随着施工精度要求的增加,隧道建设中的地质环境问题需要更为精准地提前预判与防控。在武汉市两湖隧道的东湖岩溶段中,钻孔遇洞率达到67.29%,水动力条件强,岩溶较为发育,存在产生隧道涌突水问题的风险,因此迫切需要在隧道开挖前进行相应的预判性研究。在研究区现场调查及查阅相关勘察资料基础上,采用层次分析法结合Pearson相关性分析法选取评价因子,对隧道掘进过程中涌突水风险等级进行了分区研究,并基于流固耦合理论,利用FLAC3D完成了不同工况条件下隧道涌突水相对高风险区段的进一步定量化研究。结果表明:在约1 km的隧道岩溶段,涌突水中风险区面积占比为7%、低风险区面积占比为93%、中风险区主要集中于隧道北部二叠系栖霞组、茅口组地层;模拟得到的隧道最大涌水量为329.05 m~3/h,出现于隧道下方穿过泥岩破碎带与灰岩地层相接区段,该区段隧道涌水量对施工的影响较小;而在隧道穿越溶洞及泥岩破碎带工况下,隧道涌水量则出现先逐步减少、而开挖至临近泥岩破碎带附近后逐渐增加的现象。可见,在岩溶区湖底隧道涌突水风险评价研究中,水文地质条件的准确判断是必要前提,在此基础上将半定性半定量的隧道涌突水风险分区评估与针对高风险区段的流固耦合数值模拟相结合,则可以较好地获取隧道涌突水的高风险区段及涌水量参考值,进而为隧道的安全施工与运营提供可靠的科学依据。
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