[发明专利]一种安全岩柱厚度上下限范围确定方法

说明书

本发明提供了一种安全岩柱厚度上下限范围确定方法，包括：S1，确定安全岩柱厚度上限：隧道开挖过程中，沿掌子面向溶洞推进方向，掌子面围岩塑性区逐渐靠近溶洞周围塑性区，当掌子面围岩塑性区与溶洞周围塑性区贯通时，将此时的安全岩柱厚度确定为上限；S2，确定安全岩柱厚度下限：隧道掌子面距前方溶洞越近，掌子面沿隧道方向位移逐渐增大，当此位移发生较大突变时，将此时掌子面的位置作为最小安全岩柱的临界面，此平面到溶洞的距离即为安全岩柱厚度的下限。本发明提供的安全岩柱厚度上下限范围确定方法可有效确定安全岩柱上下限范围，且理论性强，实用性高，实施方便，可为岩溶隧道施工安全及岩溶治理提供技术支持。

技术领域

本发明涉及隧道灾害预防与治理技术领域，特别是涉及一种安全岩柱厚度上下限范围确定方法。

背景技术

岩溶是隧道工程建设中常见的地质灾害之一。岩溶地区修建的隧道工程与既有溶洞间的安全距离(安全岩柱厚度)直接影响隧道工程的安全性和经济效益，因此，既有溶洞与隧道之间安全距离的确定是岩溶地区隧道设计与施工中亟需解决的问题。然而，目前岩溶地区隧道稳定性的研究尚不完善，所以研究拟修建隧道与既有溶洞间安全距离的方法具有十分重要的现实意义。

安全岩柱厚度过小，涌水涌泥等灾害还未治理就已发生，造成极大设备损失，甚至人员伤亡。安全岩柱厚度过大，将会增加处理溶洞灾害的难度，给灾害治理造成较大困难，严重影响施工进度。合理的的安全岩柱厚度不仅可以防止隧道内发生涌水涌泥灾害的发生，还能降低处理溶洞灾害的难度。

发明内容

本发明的目的是提供一种安全岩柱厚度上下限范围确定方法，可有效确定安全岩柱上下限范围，且理论性强，实用性高，实施方便，可为岩溶隧道施工安全及岩溶治理提供技术支持。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种安全岩柱厚度上下限范围确定方法，应用于隧道开挖掌子面至掌子面前方溶洞之间，包括以下步骤：

S1，确定安全岩柱厚度上限：隧道开挖过程中，沿掌子面向溶洞推进方向，掌子面围岩塑性区逐渐靠近溶洞周围塑性区，当掌子面围岩塑性区与溶洞周围塑性区贯通时，将此时的安全岩柱厚度确定为上限；

S2，确定安全岩柱厚度下限：隧道掌子面距前方溶洞越近，掌子面沿隧道方向位移逐渐增大，当此位移发生较大突变时，将此时掌子面的位置作为最小安全岩柱的临界面，此平面到溶洞的距离即为安全岩柱厚度的下限。

进一步的，所述掌子面围岩塑性区具体为：隧道开挖过程中掌子面围岩受力发生改变，由三向受力状态变为二向受力状态，掌子面围岩在溶洞内水压及周围围岩挤压作用下发生塑性形变，形成掌子面围岩塑性区。

进一步的，所述溶洞周围塑性区具体为：溶洞附近围岩在溶洞内水压及周围围岩组合应力作用下发生塑性变形，形成溶洞周围塑性区。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的安全岩柱厚度上下限范围确定方法，通过确定安全岩柱厚度上下限，明确隧道开挖掌子面至掌子面前方溶洞的安全距离；安全岩柱厚度过小，涌水涌泥等灾害还未治理就已发生，造成极大设备损失甚至人员伤亡；安全岩柱厚度过大，将会增加处理溶洞灾害的难度，给灾害治理造成较大困难，严重影响施工进度；合理的的安全岩柱厚度不仅可以防止隧道内发生涌水涌泥灾害的发生，还能降低处理溶洞灾害的难度，此方法可有效确定安全岩柱上下限范围，且理论性强，实用性高，实施方便，可为岩溶隧道施工安全及岩溶治理提供技术支持。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明安全岩柱厚度上限范围示意图；