供水隧洞在上穿公路隧道開挖作用下的穩定性研究

朱方敏， 蔡路軍， 韓　芳， 吳　亮

(1.廣東省水利電力勘測設計研究院， 廣東 廣州　510635；　2.武漢科技大學 理學院， 湖北 武漢　430065)

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供水隧洞在上穿公路隧道開挖作用下的穩定性研究

朱方敏1， 蔡路軍2， 韓芳2， 吳亮2

(1.廣東省水利電力勘測設計研究院， 廣東 廣州510635；2.武漢科技大學 理學院， 湖北 武漢430065)

[摘要]東深供水沙灣隧洞已安全運行10余年，沙荷西路大望山公路隧道欲從其上方穿過，交叉段最小凈距僅21.5 m，公路隧道開挖可能會對下方供水隧道的穩定性產生一定的影響。在分析供水隧洞初始狀態的基礎上，對上穿隧道開挖對供水隧洞的穩定性進行了數值模擬，得出供水隧洞圍巖拉應力和壓應力小幅增大，而供水隧洞襯砌應力呈現明顯的增大趨勢，最大拉應力由0.26 MPa增大到最大2.50 MPa，最大壓應力由0.59 MPa增大到最大1.74 MPa，表明上穿隧道的開挖對供水隧洞襯砌產生了較大的附加應力，需采用特定的開挖工藝和加固措施，防止上穿隧道開挖引起供水隧洞的破壞。

[關鍵詞]供水隧洞； 上穿隧道； 交叉隧道； 數值模擬； 穩定性

1工程背景

東深供水工程深圳段沙灣隧洞位于深圳水庫北大望山，隧洞設計流量為73.3 m3/s，斷面凈寬6.8 m，凈高7.9 m城門洞型式，洞底坡降比為1/3 500，隧洞長2 082.38 m，已安全運行10余年。深圳市沙荷西路大望山隧道欲在左線里程ZK0+500～ZK0+520、右線里程YK0+480～YK0+500處上方穿越東深供水沙灣隧洞，跨越段大望山公路隧道屬Ⅳ圍巖，不穩定；東深供水沙灣隧洞屬Ⅴ類圍巖，極不穩，巖體破碎或硬土狀；平面上兩者呈55°夾角。公路隧道左線開挖斷面高約10.3 m，寬15.8 m，隧道底與供水隧洞頂部最小距離22.1 m；……