斷層破碎帶地段隧道穩(wěn)定性分析與施工參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、長大隧道穿越斷層破碎帶施工時容易出現(xiàn)變形、坍塌等災(zāi)害問題，嚴(yán)重影響施工安全和進(jìn)度、危害人員的安全。目前，安全快速穿越斷層破碎帶的施工技術(shù)尚不成熟。因此，對隧道穿越斷層破碎帶所面臨的安全快速施工問題展開系統(tǒng)研究具有重要的現(xiàn)實意義。
　　本文以新建某鐵路隧道為工程背景，首先總結(jié)了隧道穿越斷層破碎帶圍巖穩(wěn)定性分析、隧道支護(hù)理論和方法的研究現(xiàn)狀，其次對隧道穿越不同傾角斷層破碎帶的圍巖及支護(hù)結(jié)構(gòu)變形、受力、安全性進(jìn)行了研究，再次對該工程施工

2、參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化分析，最后對隧道穿越斷層破碎帶的現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。本文主要研究內(nèi)容及成果如下:
　　(1)斷層破碎帶傾角對隧道穩(wěn)定性影響研究
　　結(jié)合依托工程的地質(zhì)構(gòu)造，通過三維數(shù)值模擬，首先分析并總結(jié)了隧道穿越不同傾角（如75°、90°、105°）斷層破碎帶時隧道結(jié)構(gòu)變形和受力的變化規(guī)律，然后探討了隧道開挖做與不做初期支護(hù)的可行性，分析并總結(jié)出超前加固的必要性，最后對隧道穿越斷層破碎帶的超前加固作用進(jìn)行了數(shù)值分析，并對

3、隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全性評價，驗證了超前加固的有效性。
　　(2)隧道穿越斷層破碎帶施工參數(shù)優(yōu)化研究
　　結(jié)合新建某鐵路隧道具體的施工方法及支護(hù)設(shè)計，通過三維數(shù)值模擬，對隧道開挖進(jìn)尺和加固區(qū)厚度進(jìn)行優(yōu)化，從隧道結(jié)構(gòu)變形、受力、安全性等方面進(jìn)行了對比分析，總結(jié)了不同施工參數(shù)對隧道的影響規(guī)律，最終確定了合理施工參數(shù)，以保證隧道工程安全快速施工。
　　(3)隧道變形及受力監(jiān)測數(shù)據(jù)分析
　　結(jié)合隧道典型斷面的現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，首先

4、分析了上下臺階開挖支護(hù)對隧道產(chǎn)生變形的貢獻(xiàn)，然后對比分析了初襯和二襯分別對隧道結(jié)構(gòu)變形和受力的作用及它們各自功能和貢獻(xiàn)，初期支護(hù)的荷載分擔(dān)比例為69.3％，二次襯砌的荷載分擔(dān)比例為30.7％，最后將現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)與數(shù)值計算結(jié)果進(jìn)行了對比分析，從而驗證了數(shù)值模擬方法和分析思路的合理性，以便更好地指導(dǎo)類似工程設(shè)計和施工。
　　總之，本文從多方面分析了斷層破碎帶對隧道開挖的影響規(guī)律，驗證了斷層破碎帶地段隧道開挖“管超前、短進(jìn)尺”的合理性，