穿越高地應力活動斷層小凈距隧道變形特性及控制技術研究.pdf

1、作為分離式隧道的補充型式，小凈距隧道可以有效解決分離式隧道最小凈距要求所帶來的占地面積大、開挖土方多、展線不靈活、高邊坡等問題。在地形限制、地層改變等情況下，雙洞單線分離式隧道變?yōu)閱味措p線大斷面隧道時，過渡段也必然會出現(xiàn)小凈距段落，因此對小凈距隧道的研究工作日益重要。由于小凈距隧道的研究工作尚不全面，尤其是對穿越西南山區(qū)活動斷裂帶的設計理論和應用未達成熟，無法滿足實際工程的需要。本文所依托工程成蘭鐵路柿子園隧道位于龍門山斷裂帶，其小凈距

2、段落穿越兩條斷層活動帶，構造應力顯著，在小凈距隧道施工時易出現(xiàn)圍巖及支護結構的穩(wěn)定性破壞。通過對現(xiàn)場調研、理論分析、室內試驗、地應力測試、數(shù)值模擬、現(xiàn)場監(jiān)測等方法的綜合運用，對穿越斷層破碎帶、局部高地應力突出的小凈距隧道變形特性及應力特性進行研究。
　　(1)通過資料收集分析與現(xiàn)場調研，對柿子園隧道隧址區(qū)的地層巖性、地質構造有一個較為清晰的認識。利用周邊鉆孔分析成果和現(xiàn)場地應力測試結果相互比較驗證，對隧址區(qū)的地應力環(huán)境進行評價，同

3、時分析地應力對圍巖穩(wěn)定性的影響;通過巖樣的室內試驗取得圍巖巖塊的物理力學參數(shù)，運用H-B準則得出較為可靠的隧道圍巖力學參數(shù)。
　　(2)在取得隧道現(xiàn)場圍巖力學參數(shù)及了解地層結構特征的情況下，利用大型有限差分軟件Flac3D對小凈距隧道進行數(shù)值模擬施工，取得其在不同條件下施工時對應的的應力特性、變形特征，分析了圍巖巖性、隧道凈距、水平應力等因素的變化對小凈距隧道施工穩(wěn)定性的影響，之后通過調整設計方案及施工方法進行襯砌結構力學狀態(tài)的優(yōu)

4、化研究，得到高地應力環(huán)境下穿越斷層影響帶的小凈距隧道合理的穩(wěn)定性控制技術。
　　(3)通過對實際工程施工過程中的應力、變形等數(shù)據進行監(jiān)測統(tǒng)計，分析了實際工程中圍巖應力及位移的變化規(guī)律，后行洞施工對鄰近先行洞的影響規(guī)律，為該隧道小凈距段落控制技術研究以及同類型工程提供參考。
　　(4)通過對已有深埋軟巖隧道仰拱開裂的一般原因及處治措施進行總結，分析柿子園隧道仰拱開裂原因及開裂機理，針對性的提出開裂段落的整治措施和后續(xù)段的施工建