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精品文档-下载后可编辑探究隧道断面的内部挤压实验1边墙稳定性

主应力分析施工结束后，中风化岩、断层洞周围岩有效应力(S1－PW)、最大剪应力分布所示。边墙水平深部围岩有效应力和最大剪应力均出现先增大，后减小，峰值位置基本相同，对应其压力拱位置。中风化岩应力较大，有效应力峰值为21．5MPa，最大剪应力为16．4MPa，位于3．2m深度;断层压力拱位于12．1m围岩深度，有效应力和最大剪应力相对较小，分别为14．6MPa和9．8MPa。施工结束后，不同岩体隧道边墙能量密度分布所示，能量密度先增大、后减小，中风化岩峰值位置为3m;断层能量峰值为11m，对应压力拱相对远离洞周，影响区域(松动荷载)较大，不稳定程度增加。不同围岩隧道边墙能量密度分布高地应力富水区山岭隧道能量密度主要集中在边墙位置，成为失稳潜在部位，因此应进行边墙锚杆支护，从围岩内部进行加固，提高裂隙围岩的抗剪强度，改善围岩的物性指标，将一些不连续的岩块联系在一起，降低边墙能量密度，提高围岩稳定性。

2掌子面核心土体

掌子面前方深部水平岩体挤压变形差异较大，掌子面前方深部围岩沿纵向挤出变形所示。当掌子面到达断层中间时挤出变形为48．0cm，掌子面达到中风化与断层分界面时挤出变形为27．3cm，当掌子面到达断层与中风化分界面时挤出变形仅为7．5cm。从掌子面前方挤出变形来看，掌子面前方有效影响距离为6m。衬砌变形特性隧道穿越不同刚度地层，必然导致支护结构不均匀变形，施工结束后，衬砌拱顶、边墙沿轴线纵向变形曲线所示。衬砌主要表现为断层周围的不均匀变形，并且位移突变影响范围为断层前、后10m左右地层。因此要对分界处的地层进行加固处理，该区域衬砌应要加大配筋，保证结构整体稳定性及后期运营的耐久性。

3结论

断层内拱腰锚杆受力较小，基本上起不到内压效果;边墙锚杆受力较大，峰值68kN，位于边墙深度1．5～3．5m之间。因此建议取消拱部系统锚杆，只打设拱部锁脚锚杆，拱部以下锚杆参数不变，可加速施工进度，及早初期支护封闭成环，提高围岩稳定性。围岩压力以拱部压力为主，由于地质构造不均一性，以及左、右两侧交错落底施工，使得右侧围岩压力稍大于左侧。二次衬砌安全系数均满足设计规范(K＞2．4)的要求，衬砌安全，现场未观测到裂纹现象。掌子面前方围岩出现高水压积聚现象，可采用超前排水释能降压，释放掌子面前方所存储的能量，降低水土压力对隧道的稳定性影响及排水压力差形成的塑性区贯通，规避施工阶段潜在风险。掌子面深部围岩能量先增大后减小，峰值位置为掌子面失稳潜在区域，预加固有效范围为掌子面前方一倍洞径。隧道穿越高地应力富水断层时，掌子面变形明显，基本呈现对称分布规律，前方主要影响挤出变形有效距离为6m。衬砌主要表现为断层周围不均匀变形，并且位移突变影响范围为断层前、后10m左右地层。因此要对地层分界处进行加固处理，并且该区域衬砌加大配筋，保证结构整体稳定性及后期运营的耐久性。隧道DK103+310掌子面水压进行现场实测，最高可达到1．50

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