摘要：针对浅埋暗挖型地铁隧道在上覆流沙层地质条件下开挖面板易发生坍塌破坏的技术难题，结合一般性涌水涌砂事故发生机理，通过建立模型及相关理论公式的分析，研究了涌水涌砂发生判据即颗粒尺寸与流速大小的关系，从微观角度揭示了上覆流沙层涌水涌砂灾害的演化机制。
　　关键词：上覆流沙层；涌水涌砂；微观颗粒
　　近年來，国内外对上覆流沙层特性的研究，主要集中在砂土的局部变形特性及渗流力学特性方面。文章通过理论模型探究涌水涌砂事故发生的一般性机理，研究渗流及小管流作用下涌水涌砂通道的发育变化情况。
　　1通道颗粒起动物理机理及发生模式分析
　　1.1作用在颗粒上的力
　　以涌砂管道中的某一含粘性土砂颗粒受力分析，如图1所示。
　　经过分析计算可知，当颗粒粒径大于该临界粒径时，重力作用占主导作用；当颗粒粒径小于该临界粒径时，粘结力作用占主要地位。
　　2涌水涌砂事故发生模式
　　由以上分析不难得出，对于特定尺寸的颗粒存在一个临界起动流速。当流经该通道各处的水流速小于各颗粒的临界起动流速时，渗流过程较为稳定；反之，出现涌出现象。在恒定水头作用下，粗颗粒能较为良好的起到骨架作用，无法被水流冲刷流失，防止渗流通道逐渐扩大而发育成为涌水涌砂的通道，即使有小股水流汇聚，也不致发展成为大流量突水渍砂通道。
　　另外，大颗粒骨架的存在既能支撑住一定大小的渗流通道，使其孔径不至于过度增大，同时又能起到抵消水冲力的作用。
　　3结论
　　文章通过建立模型及相关理论公式的推导分析，从微观角度揭示了上覆流沙层地质涌水涌砂现象的发生模式，即渗流和小管径流。不同的粒径存在对应的临界起动流速，当水流流速大于某颗粒起动流速时，会将该颗粒携带流出，若砂层内不存在能够不被水流冲走的较大颗粒时，管道周边颗粒会不断被带出，管道也会不断扩大。