隧道下穿对引水隧洞的振动和开裂影响与控制

摘要

研究目的:西南地区某双线公路隧道下穿水电站既有引水隧洞,施工风险高.本文以此为工程背景,首先对其开展风险分析,并提出可能的应对措施,在此基础上,针对重点风险,采用LS-DYNA研究引水隧洞在不同围岩等级、不同间距下公路隧道爆破施工的振动影响规律,分析不同支护方案下既有引水隧洞的不均匀沉降变形规律,进一步采用扩展有限元揭示引水隧洞的裂缝扩展机制和展布形态.研究结论:(1)围岩级别越高、间距越小,结构振动响应越大;(2)现有间距37 m,公路隧道钻爆施工引起的引水隧洞振动速度峰值不满足规范要求;(3)公路隧道下穿造成引水隧洞产生不均匀沉降,沉降过大时会引起引水隧洞产生环向张开裂缝;(4)双层小导管超前支护和深孔全断面预注浆可以有效控制不均匀沉降,使引水隧洞不会产生裂缝;(5)本研究成果可为隧道下穿引水隧洞的工程设计和实施提供新思路.