考虑水力耦合效应的超大直径穿江隧道开挖扰动分析

文章以芜湖超大直径过江隧道穿越长江段为例,采用岩体水力耦合细观力学模型对江底隧道开挖过程进行数值模拟,分析水力耦合效应、岩体内部微裂纹结构特征及支护水压等对开挖响应的影响.结果表明:不考虑水力耦合时,隧道开挖引起的最大水平位移位于隧道两侧,随着与洞周距离的增大而减小,隧道底部隆起值大于顶部沉降值,而考虑水力耦合作用后,隧道两侧边墙与江底地表均产生较大的水平位移,隧道顶部沉降显著增大,底部隆起明显减小,比顶部沉降小1 个数量级;随着江水位增大,江水渗流作用对江底地面沉降变形影响效应更加明显;岩体内部初始微裂纹结构特征对隧道开挖引起的江底变形响应影响较大,优先水平发育时,水压力降低区域明显增大,江底地表竖直沉降范围明显扩大,距离开挖隧道较远区域地表也产生较大沉降变形;适宜的支护水压可对隧道开挖引起的变形扰动进行有效控制.研究成果对深化涉水隧道水力耦合研究具有一定参考意义.