露天矿边坡开挖对邻近铁路隧道的影响分析

发布时间：2025-04-01 01:03

　　 结合露天煤矿矿区与邻近既有铁路隧道的地质情况,运用FLAC 3D数值模拟方法,建立露天矿开采过程中岩土体开挖和回填对隧道结构影响的三维模型,分析露天矿边坡开挖及回填对隧道结构应力场和应变场的影响规律。分析结果表明:高边坡开挖所引起的隧道总位移最大值为3.61 mm,及时回填至原地貌后总位移下降至2.87 mm,高边坡在开挖后及时回填对既有铁路隧道衬砌结构影响较大,高边坡的地表限采边界线与既有铁路隧道应增加一定的安全距离,开挖后应及时回填;矮边坡开挖所引起的隧道总位移最大值为24.60μm,及时回填至原地貌后总位移下降至4.16μm以内,矮边坡在开挖后及时回填对既有铁路隧道衬砌结构影响较小。因此,露天矿可按现有地表限采边界线进行开采,开采过程中在对应边坡的隧道区段衬砌表面布置应力和应变监测系统,必要时采取限采和衬砌锚固措施。

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【部分图文】：

图1 邻近既有铁路隧道与露天矿边坡的空间位置关系

敖包梁铁路隧道邻近纳源煤矿露天矿区。该煤矿矿区面积29.079km2，开采标高1425～1355m。根据矿体赋存条件及矿山现状，采用露天开采。隧道进口里程为K159+452.534，出口里程为K173+575.534，全长14123m，最大埋深约138.629m。铁....

图2 数值计算模型

矮边坡分阶段开采及回填（工况2）模型尺寸为485m(x轴）×57m(z轴）×50m(y轴），共划分167743个单元，139850个节点。划分网格后的实体模型见图2(b），施工顺序同工况1。2.2模拟结果与分析

图3 土体应力云图（工况1)

工况1露天矿边坡形成后土体应力分布见图3。可知：在距隧道100m范围内，土体平均应力、最大剪应力、最大主应力、最小主应力的等值线分布较均匀，未出现明显变化。由于边坡开挖的卸荷作用，应力还是有所减小。与边坡开挖前相比，隧道衬砌附近土体平均应力、最大剪应力、最大主应力、最小主应力分....

图4 土体应力云图（工况2)

工况2露天矿边坡形成后土体应力分布见图4。可知：距隧道100m以内土体平均应力、最大剪应力、最大主应力、最小主应力的等值线分布较均匀，未出现明显变化。由于边坡开挖的卸荷作用，应力还是有所减小。与边坡开挖前相比，隧道衬砌附近土体平均应力、最大剪应力、最大主应力、最小主应力分别减小....

本文编号：4038700